(57)【要約】【課題】異物の発生を確実に防止して信頼性を向上することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び結晶基板のエッチング方法を提供する。【解決手段】流路形成基板の表面に、開口部２０１を有し、且つ第１の流路１２、１５の第２の流路１４側の端部を覆う被覆部２０３を有するマスク２００を形成すると共に、被覆部２０３と隔壁上のマスク２００との間に隔壁の側面に相対向する領域にスリット部２１０を形成する工程と、流路形成基板を異方性エッチングする第１エッチング工程と、流路形成基板を洗浄液で洗浄することで、被覆部２０３をスリット部２１０に沿って切断する工程と、流路形成基板を異方性エッチングする第２エッチング工程と、マスク２００を除去する工程とを具備する。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する液体流路が隔壁により区画されてその幅方向に複数並設されていると共に、表面の結晶面方位が（１１０）面からなる流路形成基板を具備し、前記液体流路が第１の流路と、該第１の流路に連通して当該第１の流路よりも幅狭の第２の流路とを有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記流路形成基板の表面に、開口部を有し、且つ前記第１の流路の前記第２の流路側の端部を覆う被覆部を有するマスクを形成すると共に、前記被覆部と前記隔壁上の当該マスクとの間に前記隔壁の側面に相対向する領域にスリット部を形成する工程と、
前記流路形成基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記被覆部の下に前記第１の流路の端部が形成された前記液体流路の一部を形成する第１エッチング工程と、
前記第１エッチング工程が終了した流路形成基板を洗浄液で洗浄することで、前記被覆部を前記スリット部に沿って切断する工程と、
前記流路形成基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記液体流路を形成する第２エッチング工程と、
前記マスクを除去する工程と、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】
前記マスクを形成する工程では、前記スリット部を前記隔壁の側面に沿って所定間隔で複数個設けることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記マスクを形成する工程では、前記開口部の前記液体流路の幅方向両側の側面に対応する開口縁部を前記流路形成基板の結晶面方位の（１１１）面に沿って形成することを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第２エッチング工程を行った後、前記流路形成基板を洗浄液で洗浄する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
表面の結晶面方位が（１１０）面からなる結晶基板に第１の溝部と、該第１の溝部に連通して、当該第１の溝部よりも幅狭の第２の溝部とからなる溝部を隔壁により区画して幅方向に複数並設する結晶基板のエッチング方法であって、
前記結晶基板の表面に、開口部を有すると共に、前記第１の溝部の前記第２の溝部側の端部を覆う被覆部を有するマスクを形成すると共に、前記被覆部と前記隔壁上の当該マスクとの間に前記隔壁の側面に相対向する領域にスリット部を形成する工程と、
前記結晶基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記被覆部の下に前記第１の溝部の端部の一部が形成された前記溝部を形成する第１エッチング工程と、
前記第１エッチング工程が終了した結晶基板を洗浄液で洗浄することで、前記被覆部を前記スリット部に沿って切断する工程と、
前記結晶基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記溝部を形成する第２エッチング工程と、
前記マスクを除去する工程と、を具備することを特徴とする結晶基板のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法及び結晶基板のエッチング方法に関し、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及び結晶基板のエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドなどのマイクロデバイス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とこの圧力発生室に連通する連通部が形成されると共に、その一方面側に圧電素子が設けられた流路形成基板と、流路形成基板の連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部が形成された封止基板とを具備するものがある。そして、流路形成基板及び封止基板としては、例えば、結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板が用いられ、これらの基板は、平行四辺形に開口する開口部を有するマスクを介して異方性エッチング（ウェットエッチング）することによって形成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００４／００７２０６号公報（第１２図、第２４〜２５頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、流路形成基板のような結晶基板を異方性エッチングして液体流路を形成した際に、液体流路の形状によっては、マスクを庇状に残すことがあり、残った庇状のマスクが屈曲したり破損することにより、異物としてエッチング面に付着し、異物によりノズル詰まりや、他部材の接合不良、液体流路を保護する保護膜のカバレッジ不良等が発生するという問題がある。
【０００５】
これは、異方性エッチングを行った流路形成基板を洗浄液によって洗浄後、乾燥させた際に、洗浄液の蒸発により庇状に残留したマスクが内壁側に折り曲がり、乾燥が終了した段階で庇状のマスクが元に戻ることにより、庇状に残留したマスクの一部が異物となることがあるからである。
【０００６】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに限定されず、他のデバイスに用いられる結晶基板のエッチング方法においても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、異物の発生を確実に防止して信頼性を向上することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び結晶基板のエッチング方法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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する液体流路が隔壁により区画されてその幅方向に複数並設されていると共に、表面の結晶面方位が（１１０）面からなる流路形成基板を具備し、前記液体流路が第１の流路と、該第１の流路に連通して当該第１の流路よりも幅狭の第２の流路とを有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記流路形成基板の表面に、開口部を有し、且つ前記第１の流路の前記第２の流路側の端部を覆う被覆部を有するマスクを形成すると共に、前記被覆部と前記隔壁上の当該マスクとの間に前記隔壁の側面に相対向する領域にスリット部を形成する工程と、前記流路形成基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記被覆部の下に前記第１の流路の端部が形成された前記液体流路の一部を形成する第１エッチング工程と、前記第１エッチング工程が終了した流路形成基板を洗浄液で洗浄することで、前記被覆部を前記スリット部に沿って切断する工程と、前記流路形成基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記液体流路を形成する第２エッチング工程と、前記マスクを除去する工程と、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。
かかる態様では、第１エッチング工程で流路形成基板を異方性エッチングして被覆部の下に第１の流路の端部を形成することで、被覆部を庇状に残留させても、液体洗浄することにより被覆部をスリット部により切断することができる。これにより、第２エッチング工程で切断された被覆部を確実に除去することができる。したがって、異物によるノズル詰まりや、他部材との接着不良、液体流路を保護する体液耐性を有する保護膜のカバレッジ不良による流路形成基板の液体による浸食などを防止して、信頼性を向上することができる。
【０００９】
ここで、前記マスクを形成する工程では、前記スリット部を前記隔壁の側面に沿って所定間隔で複数個設けることが好ましい。これによれば、複数のスリット部によって洗浄時に被覆部を確実に切断することができる。
【００１０】
また、前記マスクを形成する工程では、前記開口部の前記液体流路の幅方向両側の側面に対応する開口縁部を前記流路形成基板の結晶面方位の（１１１）面に沿って形成することが好ましい。これによれば、液体流路を高精度に且つ高密度に形成することができる。
【００１１】
また、前記第２エッチング工程を行った後、当該流路形成基板を洗浄液で洗浄する工程をさらに具備することが好ましい。これによれば、第２エッチング工程で形成された庇状の被覆部は、その長さが短いため、洗浄液の蒸発途中に庇状に残留した被覆部に応力が印加されても、被覆部が屈曲して液体流路内に付着したり、破損により異物が発生するのを防止することができる。
【００１２】
さらに、本発明の他の態様は、表面の結晶面方位が（１１０）面からなる結晶基板に第１の溝部と、該第１の溝部に連通して、当該第１の溝部よりも幅狭の第２の溝部とからなる溝部を隔壁により区画して幅方向に複数並設する結晶基板のエッチング方法であって、前記結晶基板の表面に、開口部を有すると共に、前記第１の溝部の前記第２の溝部側の端部を覆う被覆部を有するマスクを形成すると共に、前記被覆部と前記隔壁上の当該マスクとの間に前記隔壁の側面に相対向する領域にスリット部を形成する工程と、前記結晶基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記被覆部の下に前記第１の溝部の端部の一部が形成された前記溝部を形成する第１エッチング工程と、前記第１エッチング工程が終了した結晶基板を洗浄液で洗浄することで、前記被覆部を前記スリット部に沿って切断する工程と、前記結晶基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることで、前記溝部を形成する第２エッチング工程と、前記マスクを除去する工程と、を具備することを特徴とする結晶基板のエッチング方法にある。
かかる態様では、第１エッチング工程で結晶基板を異方性エッチングして被覆部の下に第１の溝部の端部を形成することで、被覆部を庇状に残留させても、液体洗浄することにより被覆部をスリット部により切断することができる。これにより、第２エッチング工程で切断された被覆部を確実に除去することができる。したがって、異物の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であ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の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。図示するように、本実施形態の結晶基板である流路形成基板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弾性膜５０が形成されている。
【００１４】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、各列の圧力発生室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、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５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３１と連通して圧力発生室１２の列毎に共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。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。本実施形態では、インク供給路１４は、圧力発生室１２及び連通路１５の一方の幅を狭めることで形成されているが、特にこれに限定されず、例えば圧力発生室１２及び連通路１５の両側の幅を狭めることでインク供給路１４を形成するようにしてもよい。
【００１５】
すなわち、流路形成基板１０には、第１の流路として圧力発生室１２及び連通路１５が設けられ、第２の流路として第１の流路（圧力発生室１２及び連通路１５）よりも並設方向（短手方向）の幅が幅狭の液体供給路であるインク供給路１４が設けられている。そして、本実施形態では、これら圧力発生室１２、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が、隔壁１１により区画されてその幅方向（短手方向）に複数並設されている。
【００１６】
このような圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５は、弾性膜５０とは反対側の面から流路形成基板１０を異方性エッチングすることによって形成されている。異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。本実施形態では、流路形成基板１０が面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなるため、シリコン単結晶基板の（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。すなわち、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と７０．５３度の角度をなし且つ上記（１１０）面に垂直な第２の（１１１）面とが出現する。かかる異方性エッチングにより、二つの平行する面である第１の（１１１）面と二つの平行する面である第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状を基本として精密加工を行うことができ、液体流路を高密度に配列することができる。すなわち、本実施形態の流路を画成する隔壁１１は、その短手方向の表面が第１の（１１１）面となるように形成されている。
【００１７】
また、第１の流路である流路形成基板１０の圧力発生室１２及び連通路１５の第２の流路であるインク供給路１４側の端面は、詳しくは後述するが、流路形成基板１０の結晶面方位の（１１１）面とは交差する方向に沿って形成されている。この圧力発生室１２及び連通路１５のインク供給路１４側の端面の位置は、エッチング時間により調整されており、本実施形態では、特に２回目のエッチング工程でその位置が高精度に調整されている。
【００１８】
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、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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
【００１９】
一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５が形成されている。勿論、絶縁体膜５５は、酸化ジルコニウムに限定されず、例えば、窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭化珪素、炭化チタン、炭化タングステン、炭化タンタルの少なくとも１種を主成分とする材料から形成してもよい。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と圧電体層７０と上電極膜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を各圧力発生室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３２０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、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部３２０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アクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０及び絶縁体膜５５、またはこれらに下電極膜６０を加えて振動板として作用させるが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用させるようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００２０】
また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側の端部近傍まで延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。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。
【００２１】
さらに、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３１が設けられた保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３１は、上述したように、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の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００２２】
また、保護基板３０には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。なお、圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。すなわち、流路形成基板１０に圧力発生室１２とインク供給路１４のみを形成してもよい。
【００２３】
また、保護基板３０上には、圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が実装されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とはボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。
【００２４】
保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料の面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２５】
また、保護基板３０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。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する有機絶縁材料からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１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。
【００２６】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１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、駆動回路１２０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、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０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からインク滴が吐出する。
【００２７】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッド１の製造方法について、図３〜図１０を参照して説明する。なお、図３〜図６、図９及び図１０は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図であり、図７は、マスクを示す流路形成基板用ウェハの平面図及びその拡大図であり、図８は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す概略斜視図である。
【００２８】
まず、図３（ａ）に示すように、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなるシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０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。
【００２９】
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。
【００３０】
次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）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４（ａ）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の全面に形成した後、図４（ｂ）に示すように、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。
【００３１】
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。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、金属有機物を溶媒に溶解・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。勿論、圧電体層７０の形成方法は、ゾル−ゲル法に限定されるものではなく、例えば、ＭＯＤ法やスパッタリング法等を用いてもよい。
【００３２】
次に、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って金（Ａｕ）からなるリード電極９０を形成後、各圧電素子３００毎にパターニングする。
【００３３】
次に、図５（ａ）に示すように、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、この保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３１及び圧電素子保持部３２が予め形成されている。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって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。
【００３４】
次いで、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みに薄くする。
【００３５】
次に、図５（ｃ）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）からなるマスク２００を新たに形成し、所定形状にパターニングして開口部２０１を形成する。そして、このマスク２００を介して流路形成基板用ウェハ１１０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（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の開口部２０１に対応する領域に圧力発生室１２、インク供給路１４、連通路１５及び連通部１３を形成する。
【００３６】
ここで、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングする製造工程について図６〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００３７】
まず、図７に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００とは反対側の全面に亘ってマスク２００を形成し、マスク２００を例えば、レジストを介してパターニングすることで開口部２０１を形成する。
【００３８】
開口部２０１は、流路形成基板用ウェハ１１０の圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が形成されるように形成する。本実施形態では、開口部２０１として、圧力発生室１２、インク供給路１４及び連通路１５の両側の隔壁１１の並設方向の側面が、流路形成基板用ウェハ１１０の結晶面方位の（１１１）面となるように、開口部２０１の隔壁１１の側面に対応する開口縁部２０２を流路形成基板用ウェハ１１０の結晶面方位の（１１１）面に沿った方向となるように形成した。
【００３９】
また、マスク２００には、第１の流路である圧力発生室１２及び連通路１５の第２の流路であるインク供給路１４側の端部を覆う被覆部２０３が設けられている。そして、この被覆部２０３の液体流路の並設方向とは交差する方向の開口縁部２０４、すなわち、開口部２０１の圧力発生室１２及び連通路１５のインク供給路１４側の端部を形成する開口縁部２０４は、結晶面方位の（１１１）面方向とは交差する方向に設けられている。これは、詳しくは後述するが、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングした際に、異方性エッチングはマスク２００の被覆部２０３の開口縁部２０４で止まることなく、被覆部２０３の下が徐々にエッチングされて、圧力発生室１２及び連通路１５のインク供給路１４側の端面を形成するからである。すなわち、マスク２００は、被覆部２０３によってエッチング時間に応じて圧力発生室１２及び連通路１５の長さが徐々に長くなると共に、インク供給路１４の長さが短くなるように形成されている。そして、被覆部２０３は、流路形成基板用ウェハ１１０が異方性エッチングされた際に、図９に示すように庇状に残留する。
【００４０】
さらに、マスク２００の被覆部２０３には、この被覆部２０３と隔壁１１となる領域上に設けられたマスク２００との間に、隔壁１１の側面となる領域に相対向する領域にスリット部２１０を設ける。
【００４１】
スリット部２１０は、隔壁１１の側面に沿って所定の間隔で複数個設けるようにしてもよく、また、隔壁１１の側面に沿って一つの長いスリット部２１０を設けるようにしてもよい。本実施形態では、スリット部２１０を所定間隔で３つ設けるようにした。
【００４２】
また、スリット部２１０は、第１の流路である圧力発生室１２及び連通路１５側の端部が開口するようにしてもよく、また、開口しないようにしてもよい。
【００４３】
さらに、スリット部２１０の開口形状は、特に限定されず、例えば、流路形成基板用ウェハ１１０の（１１１）面方向に沿っていても、また、（１１１）面方向とは交差する方向に沿っていてもよい。
【００４４】
このようなスリット部２１０は、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングした後、流路形成基板用ウェハ１１０の洗浄液を利用した洗浄を行った際に、被覆部２０３を洗浄時の屈曲によって隔壁１１の側面に沿って切断するためのものである。したがって、スリット部２１０は、その開口面積や数をマスク２００の厚さや被覆部２０３の長さ等に応じて、被覆部２０３が切断できる程度に適宜決定すればよい。本実施形態では、スリット部２１０を一辺の長さが５μｍの矩形状となる開口で、５μｍのピッチで３つ設けるようにした。
【００４５】
このようなマスク２００を用いて流路形成基板用ウェハ１１０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）を行う。本実施形態では、まず、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、流路の一部を形成する（第１エッチング工程）。次に、図１０及び図１１に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の洗浄液による液体洗浄を行う。その後、図７（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより圧力発生室１２等の流路を形成する（第２エッチング工程）。
【００４６】
具体的には、まず、第１エッチング工程によって流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図８（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５の一部を形成する。このとき、上述のように、圧力発生室１２及び連通路１５のインク供給路１４側の端部は、マスク２００の下に形成され、被覆部２０３が庇状に残留する。
【００４７】
次に、流路形成基板用ウェハ１１０を洗浄液を用いて液体洗浄する。詳細には、図９（ａ）に示すように、圧力発生室１２等の液体流路が設けられた流路形成基板用ウェハ１１０（保護基板用ウェハ１３０が接合された状態）を水等の洗浄液４０１が充填された洗浄槽４００に浸漬する。このとき、洗浄液４０１は、液体流路内に充填されるため、被覆部２０３に応力が印加されることなく、折れ曲がりや異物が発生することはない。
【００４８】
次に、流路形成基板用ウェハ１１０を洗浄槽４００から取り出し乾燥させる。
【００４９】
乾燥の初期段階では、図９（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の液体流路はアスペクト比が高いため、液体流路内に洗浄液４０１が残る。この状態では、マスク２００の被覆部２０３に応力が印加されることなく、折れ曲がることはない。
【００５０】
そして、乾燥が進むと、図１０（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の液体流路内の洗浄液４０１は、隔壁１１に沿って残り、洗浄液４０１の表面張力によって被覆部２０３が隔壁１１側に引き寄せられ、被覆部２０３は隔壁１１側に屈曲された状態となる。
【００５１】
その後、図１０（ｂ）に示すように、液体流路内の洗浄液４０１が完全に蒸発すると、被覆部２０３に印加されていた応力が開放され、被覆部２０３が元に戻ることにより、被覆部２０３がスリット部２１０に沿って切断される。実際には、図１０（ａ）に示すように、被覆部２０３が屈曲された段階で、被覆部２０３はスリット部２１０に沿って切断されるものもあり、屈曲及び元に戻ることにより全ての被覆部２０３が切断される。
【００５２】
そして、このように液体洗浄により切断された被覆部２０３や、切断時に飛散した破片等の異物は、流路形成基板用ウェハ１１０の圧力発生室１２等の液体流路内に付着する場合がある。このため、本実施形態では、第２エッチング工程を行うことで、液体流路内に付着した切断された被覆部２０３を除去している。
【００５３】
すなわち、第２エッチング工程によって流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５を形成する。このとき、液体洗浄によって、流路形成基板用ウェハ１１０の液体流路の内面に付着した切断された被覆部２０３からなる異物は、その下の流路形成基板用ウェハ１１０がエッチングされることで除去される。ちなみに、第２エッチング工程を行わない場合には、切断された被覆部２０３が液体流路の内面に付着して異物となり、この異物によって液体流路を保護するための保護膜等を形成した際のカバレッジ不良により流路形成基板１０がインクによって浸食されたり、異物によるノズル詰まりや、ノズルプレート２０等の他部材の接合不良が発生する。
【００５４】
また、第２エッチング工程では、圧力発生室１２及び連通路１５のインク供給路１４側の端部は、マスク２００の下に形成され、被覆部２０３が庇状に残留するが、図８（ｂ）に示すように、液体洗浄によって被覆部２０３のほとんどの部分は除去されているため、庇状に残留する被覆部２０３は短い。したがって、この状態で、流路形成基板用ウェハ１１０を洗浄液を用いた液体洗浄を行っても、庇状に残留した被覆部２０３が剥離することがない。
【００５５】
なお、この第２エッチング工程では、流路形成基板用ウェハ１１０の液体流路内に付着した異物を除去することができると共に、第１の流路である圧力発生室１２及び連通路１５のインク供給路１４側の端部の位置を高精度に位置合わせすることができる。また、エッチングを２回行うことにより、例えば、第２エッチング工程でマスク２００の形状を変更すれば、深さの異なる凹部など、様々な形状をエッチングにより形成することもできる。
【００５６】
その後は、マスク２００を除去する。マスク２００の除去は、ウェットエッチング又はドライエッチングなどで行うことができる。
【００５７】
このように、本発明の製造方法では、第１エッチング工程でマスク２００の庇状に残留した被覆部２０３を、液体洗浄によってスリット部２１０を介して切断し、第２エッチング工程で切断した異物を除去するようにしたため、流路形成基板用ウェハ１１０の液体流路に異物が発生するのを確実に防止して、保護膜のカバレッジ不良やノズル開口２１の目詰まりを防止することができる。
【００５８】
ちなみに、スリット部２１０を設けていないマスクの場合、マスクの膜厚を厚くすることで、マスク（被覆部２０３）の折れや破損などの異物の発生を低減することができるものの、マスクを厚く形成するにはコストが高くなってしまう。また、マスクを厚くすると、マスクを除去するためのエッチング時間が長く必要となり、長時間のエッチングにより振動板を構成する他の膜などに影響を及ぼしてしまうため好ましくない。また、マスクを熱燐酸等のウェットエッチングにより除去することで、液体流路内に破断したマスクが付着した異物を同時に除去することも考えられるが、ウェットエッチングでは、接着剤等の有機物が破壊されてしまうため好ましくない。本実施形態では、上述のように、マスク２００の膜厚を変更することなく、マスク２００にスリット部２１０を設けるだけで、洗浄時に庇状に残留したマスク２００（被覆部２０３）を確実に除去することができるため、隔壁１１上等の残ったマスク２００を接着剤等の有機物を破壊しないドライエッチングで、エッチング時間を長くすることなく除去することができる。
【００５９】
その後は、特に図示しないが、流路形成基板用ウェハ１１０の圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等の流路の内面に耐インク性（耐液体性）を有する保護膜を形成する。そして、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毎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１が製造される。
【００６０】
なお、本実施形態では、隔壁１１となる領域の上に設けられたマスク２００の先端、すなわち、連通部１３となる領域側の先端は、結晶面方位の（１１１）面とは交差する方向に設けられており、流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングすると、隔壁１１の先端は、マスク２００の下に入り込むように徐々にエッチングされる。したがって、隔壁１１の先端側に相対向するマスク２００にも、スリット部２１０と同様に、切断用のスリット部を設けるようにしてもよい。このような例を図１１に示す。
【００６１】
図１１に示すように、マスク２００の隔壁１１の先端側に相対向する領域には、所定間隔で複数のスリット部２１１が設けられている。スリット部２１１は、本実施形態では、エッチングにより出現する隔壁１１の端面の移動方向に所定間隔で複数設けられている。これにより、第１エッチング工程で、隔壁１１の先端面の位置が特定されない場合であっても、何れかのスリット部２１１によって、洗浄時に庇状の残留したマスク２００を切断することができる。なお、スリット部２１１は、特にこれに限定されず、例えば、スリット部２１１をエッチングにより出現する隔壁１１の端面の移動方向に亘って一つのスリット部２１１を設けるようにしてもよく、また、第１エッチング工程により出現する隔壁１１の端面の位置を予測して、隔壁１１の端面に沿って複数のスリット部２１１または１つのスリット部２１１を設けるようにしてもよい。
【００６２】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明は、もちろん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１では、第２の流路であるインク供給路１４を、第１の流路である圧力発生室１２及び連通路１５の一方の幅を狭めることで形成したが、特にこれに限定されず、例えば、インク供給路１４を圧力発生室１２及び連通路１５の両側の幅を狭めることで形成するようにしてもよい。この場合、マスク２００の一つの開口部２０１には、流路形成基板１０の面内で相対向する位置に２つの被覆部２０３が形成されるが、各被覆部２０３にスリット部２１０を設ければよい。
【００６３】
また、上述した実施形態１では、流路形成基板用ウェハ１１０を厚さ方向に貫通する圧力発生室１２等を形成する際のマスク２００を例示したが、結晶基板に厚さ方向に貫通しない溝部を形成する際にスリット部２１０が設けられたマスク２００を用いるようにしてもよい。すなわち、本発明は、結晶基板に厚さ方向に貫通しない幅広の第１の溝部と、第１の溝部よりも幅狭の第２の溝部からなる溝部を形成する際に利用できる。
【００６４】
さらに、上述した実施形態１では、マスク２００として、窒化シリコンを用いるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板用ウェハ１１０（結晶基板）を熱酸化したり、ＣＶＤ法やスパッタリング法等で形成した二酸化シリコン（ＳｉＯ2）やその他の材料などをマスク２００として使用してもよい。
【００６５】
また、上述した実施形態１では、ノズル開口２１からインク滴を吐出する圧力発生手段として薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエータ装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子を有するアクチュエータ装置や、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するアクチュエータ装置や、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータ装置などを使用することができる。
【００６６】
さらに、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの製造方法の一例としてインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドの製造方法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（電界放出ディスプレー）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。
【００６７】
また、本発明は液体噴射ヘッドの製造方法に限定されず、結晶面方位が（１１０）面の結晶基板を異方性エッチングすることにより微細加工を行う結晶基板のエッチング方法に広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】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７】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す平面図及び拡大図である。
【図８】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す概略斜視図である。
【図９】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１０】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１１】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １０  流路形成基板（結晶基板）、  １２  圧力発生室（第１の流路、第１の溝部）、  １３  連通部（第１の流路、第１の溝部）、  １４  インク供給路（第２の流路、第２の溝部）、  １５  連通路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  リザーバ部、  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、  １００  リザーバ、  １１０  流路形成基板用ウェハ、  １２０  駆動回路、  １２１  接続配線、  １３０  保護基板用ウェハ、  ２００  マスク、  ２０１  開口部、  ２０３  被覆部、  ２１０、２１１  スリット部、  ３００  圧電素子、  ４００  洗浄槽、  ４０１  洗浄液
【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】
2009154492.tif 000010
【図９】
2009154492.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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