JP2015036202A - Method of manufacturing ink jet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体吐出用のノズルを有するインクジェットヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an inkjet head having a nozzle for discharging liquid.
インクジェット記録装置のインクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルが複数形成されているノズルプレートを有している。このノズルプレートは、SOI(silicon on insulator)基板を用いて形成される(特許文献1参照)。SOI基板は、外表面に熱酸化膜が形成された両面研磨のシリコン基板であるハンドル層基板と、シリコン基板であるデバイス層基板と、を接合した接合基板である。 An ink jet head of an ink jet recording apparatus has a nozzle plate on which a plurality of nozzles for discharging ink are formed. The nozzle plate is formed using an SOI (silicon on insulator) substrate (see Patent Document 1). The SOI substrate is a bonded substrate obtained by bonding a handle layer substrate, which is a double-side polished silicon substrate having a thermal oxide film formed on the outer surface, and a device layer substrate, which is a silicon substrate.
ノズルプレート(インクジェットヘッド)の製造工程では、SOI基板のデバイス層基板を、ハンドル層基板と接合する接合面とは反対側の面からエッチングしてデバイス層基板にノズルを形成する。この際に、SOI基板の熱酸化膜(BOX層ともいう)はエッチングストッパとして機能する。次いで、デバイス層基板上に流路基板及び振動板を順次接合した後、この振動板上に圧電素子を形成する。そして、デバイス層基板からハンドル層基板及び熱酸化膜をドライエッチング処理により除去することで、デバイス層基板がノズルプレートとして機能する。また、デバイス層基板(ノズルプレート)の接合面は、ノズルの開口が形成されたノズル面となる。 In the manufacturing process of the nozzle plate (inkjet head), the device layer substrate of the SOI substrate is etched from the surface opposite to the bonding surface to be bonded to the handle layer substrate to form nozzles on the device layer substrate. At this time, the thermal oxide film (also referred to as a BOX layer) of the SOI substrate functions as an etching stopper. Next, after the flow path substrate and the vibration plate are sequentially joined on the device layer substrate, a piezoelectric element is formed on the vibration plate. The device layer substrate functions as a nozzle plate by removing the handle layer substrate and the thermal oxide film from the device layer substrate by dry etching. Further, the bonding surface of the device layer substrate (nozzle plate) is a nozzle surface on which nozzle openings are formed.
しかしながら、SOI基板の形成時に、デバイス層基板のノズル面(接合面)にハンドル層基板を接合することで、ノズル面は、接合時のパーティクル等の付着、接合時の加圧加熱による応力や歪みなどに起因するダメージを受けてしまう。その結果、ドライエッチング処理によりデバイス層基板からハンドル層基板及び熱酸化膜を除去した際に、ノズル面に残渣が発生してしまう。この残渣はドライエッチング処理では除去不能であるので、最終的にノズル面に残渣が残るという問題がある。なお、この残渣はウェットエッチング処理により除去可能であるが、この場合にはエッチング液がノズル内に入り込むことで、後の工程でのパーティクルの問題や他の層へのダメージが発生するという問題が生じる。 However, when forming the SOI substrate, the handle layer substrate is bonded to the nozzle surface (bonding surface) of the device layer substrate, so that the nozzle surface adheres to particles and the like during bonding, and stress and distortion due to pressure heating during bonding. It will be damaged due to such. As a result, when the handle layer substrate and the thermal oxide film are removed from the device layer substrate by dry etching, a residue is generated on the nozzle surface. Since this residue cannot be removed by the dry etching process, there is a problem that the residue finally remains on the nozzle surface. This residue can be removed by wet etching, but in this case, the etching solution enters the nozzle, which may cause problems with particles in the subsequent process and damage to other layers. Arise.
本発明の目的は、ノズル面の残渣の発生を防止可能なインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the inkjet head which can prevent generation | occurrence | production of the residue of a nozzle surface.
本発明の目的を達成するためのインクジェットヘッドの製造方法は、液体を吐出するノズルを形成する前の第1シリコン基板に第1熱酸化膜を形成する第1熱酸化膜形成工程と、第1シリコン基板の第1熱酸化膜が形成されている面に、第2シリコン基板を接合する第1接合工程と、第1シリコン基板のノズルの形成位置を、第2シリコン基板と接合する接合面とは反対の反対面側から第1熱酸化膜までエッチングして、ノズルを形成するノズル形成工程と、ノズルと連通する圧力室を含むインクの流路を有する流路基板を、第1シリコン基板の反対面側に接合する第2接合工程と、第1シリコン基板から第2シリコン基板を除去する基板除去工程と、第1シリコン基板から第1熱酸化膜を除去する熱酸化膜除去工程と、を有する。 An inkjet head manufacturing method for achieving an object of the present invention includes: a first thermal oxide film forming step of forming a first thermal oxide film on a first silicon substrate before forming a nozzle for discharging a liquid; A first bonding step of bonding the second silicon substrate to the surface of the silicon substrate on which the first thermal oxide film is formed, and a bonding surface for bonding the nozzle of the first silicon substrate to the second silicon substrate; Are etched from the opposite opposite surface side to the first thermal oxide film, and a flow path substrate having a flow path for ink including a nozzle forming step for forming a nozzle and a pressure chamber communicating with the nozzle is formed on the first silicon substrate. A second bonding step for bonding to the opposite surface side, a substrate removing step for removing the second silicon substrate from the first silicon substrate, and a thermal oxide film removing step for removing the first thermal oxide film from the first silicon substrate. Have.
本発明によれば、第1シリコン基板と第2シリコン基板とを接合する際に、第1シリコン基板の接合面が、接合時のパーティクル等の付着や加圧加熱による応力や歪みなどに起因するダメージを受けることが防止される。 According to the present invention, when the first silicon substrate and the second silicon substrate are bonded, the bonding surface of the first silicon substrate is caused by adhesion of particles or the like at the time of bonding or stress or distortion due to pressure heating. Damage is prevented.
第1接合工程よりも前に、第2シリコン基板の外表面に第2熱酸化膜を形成する第2熱酸化膜形成工程を有し、第1接合工程は、第1熱酸化膜が形成されている第1シリコン基板の接合面と、第2シリコン基板の第2熱酸化膜が形成されている面とを接合することが好ましい。これにより、第1シリコン基板と第2シリコン基板とを接合してなる接合基板の反りの発生が防止される。 Prior to the first bonding step, there is a second thermal oxide film forming step for forming a second thermal oxide film on the outer surface of the second silicon substrate. In the first bonding step, the first thermal oxide film is formed. Preferably, the bonding surface of the first silicon substrate and the surface of the second silicon substrate on which the second thermal oxide film is formed are bonded. As a result, warpage of the bonded substrate formed by bonding the first silicon substrate and the second silicon substrate is prevented.
熱酸化膜除去工程は、ドライエッチング処理により第1熱酸化膜を除去することが好ましい。ウェットエッチング処理を行った場合のように、エッチング液がノズルから流路内に入ることで流路内がエッチングされたり、第1シリコン基板等がダメージを受けたり、流路内に入ったエッチング液が後工程で出てくることにより接合面にパーティクルや残渣が発生したりすることが防止される。 In the thermal oxide film removal step, it is preferable to remove the first thermal oxide film by dry etching. As in the case where the wet etching process is performed, the etching liquid enters the flow path from the nozzle, the flow path is etched, the first silicon substrate or the like is damaged, or the etching liquid enters the flow path. As a result, the generation of particles and residues on the joint surface is prevented.
熱酸化膜除去工程は、水素を含むガスを用いてドライエッチング処理を行うことが好ましい。水素を含むガスをドライエッチングに用いることで、エッチング残渣防止効果が向上する。また、水素を含むガスは、下地の第1シリコン基板との選択比が高いので、ノズル径の精度が向上する。 In the thermal oxide film removing step, dry etching treatment is preferably performed using a gas containing hydrogen. By using a gas containing hydrogen for dry etching, the etching residue prevention effect is improved. Moreover, since the gas containing hydrogen has a high selection ratio with the underlying first silicon substrate, the accuracy of the nozzle diameter is improved.
熱酸化膜除去工程の後に、第1シリコン基板の接合面をクリーニング処理するクリーニング処理工程を有することが好ましい。これにより、後工程での撥水膜の密着性が向上し、接合面の耐久性が向上する。 After the thermal oxide film removing process, it is preferable to have a cleaning process for cleaning the bonding surface of the first silicon substrate. Thereby, the adhesiveness of the water-repellent film in the subsequent process is improved, and the durability of the joint surface is improved.
クリーニング処理工程は、ドライエッチング処理により接合面をクリーニング処理することが好ましい。ウェットエッチング処理の場合には、エッチング液による流路内や圧電素子へのダメージがあるが、ドライエッチングの場合には、このようなダメージはなく、さらに流路内に入ったエッチング液が後工程で出てくることによるパーティクル等の問題もない。また、熱酸化膜除去工程後にすぐにクリーニング処理を行うことで、歩留まりが向上して低コスト化が図れる。 In the cleaning process, it is preferable to clean the bonding surface by dry etching. In the case of wet etching, there is damage to the flow path and the piezoelectric element due to the etching solution, but in the case of dry etching, there is no such damage, and the etching solution that has entered the flow path is a post process. There is no problem of particles and the like due to coming out. Further, by performing the cleaning process immediately after the thermal oxide film removing step, the yield can be improved and the cost can be reduced.
基板除去工程は、ドライエッチング処理により第2シリコン基板を除去することが好ましい。これにより、第1熱酸化膜でのエッチングストップを高精度に行うことができるので、歩留まりが向上しかつノズル径の精度が向上する。 In the substrate removal step, it is preferable to remove the second silicon substrate by dry etching. Thereby, since the etching stop at the first thermal oxide film can be performed with high accuracy, the yield is improved and the accuracy of the nozzle diameter is improved.
第1熱酸化膜形成工程は、第1シリコン基板の外表面に第1熱酸化膜を形成する。 In the first thermal oxide film forming step, a first thermal oxide film is formed on the outer surface of the first silicon substrate.
第1接合工程とノズル形成工程との間に、第1シリコン基板の厚みを、ノズルの長さに対応する厚みに調整する厚み調整工程を有する。これにより、ノズルの長さを調整することができる。 Between the first joining step and the nozzle forming step, there is a thickness adjusting step for adjusting the thickness of the first silicon substrate to a thickness corresponding to the length of the nozzle. Thereby, the length of the nozzle can be adjusted.
第1シリコン基板は、面方位が(100)のシリコン基板であり、ノズル形成工程は、形成位置を反対面側から第1熱酸化膜まで結晶異方性エッチングして、第1熱酸化膜に向かって次第に先細りとなるテーパ面を有するノズルを形成する。これにより、テーパ面を有するノズルを形成することができる。 The first silicon substrate is a silicon substrate having a plane orientation of (100), and the nozzle forming step performs crystal anisotropic etching from the opposite surface side to the first thermal oxide film to form the first thermal oxide film. A nozzle having a taper surface that gradually tapers is formed. Thereby, the nozzle which has a taper surface can be formed.
また、本発明の目的を達成するためのインクジェットヘッドの製造方法は、液体を吐出するノズルを形成する前の第1シリコン基板と、第2シリコン基板とを接合してなる接合基板であってかつ第1シリコン基板の第2シリコン基板と接合する接合面に第1熱酸化膜が予め形成されている接合基板における、第1シリコン基板のノズルの形成位置を接合面とは反対の反対面側から第1熱酸化膜までエッチングして、ノズルを形成するノズル形成工程と、ノズルと連通する圧力室を含むインクの流路を有する流路基板を、第1シリコン基板の反対面側に接合する第2接合工程と、第1シリコン基板から第2シリコン基板を除去する基板除去工程と、第1シリコン基板から第1熱酸化膜を除去する熱酸化膜除去工程と、を有する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an inkjet head, comprising: a bonded substrate formed by bonding a first silicon substrate and a second silicon substrate before forming a nozzle for discharging a liquid; In the bonding substrate in which the first thermal oxide film is previously formed on the bonding surface of the first silicon substrate bonded to the second silicon substrate, the nozzle formation position of the first silicon substrate is determined from the opposite surface side opposite to the bonding surface. The first thermal oxide film is etched to form a nozzle, and a flow path substrate having an ink flow path including a pressure chamber communicating with the nozzle is bonded to the opposite side of the first silicon substrate. A two-bonding step, a substrate removing step of removing the second silicon substrate from the first silicon substrate, and a thermal oxide film removing step of removing the first thermal oxide film from the first silicon substrate.
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、ノズル面の残渣の発生を防止することができる。 The ink jet head manufacturing method of the present invention can prevent the generation of a residue on the nozzle surface.
[インクジェットヘッドの全体構成]
図1に示すようにインクジェットヘッド10は、ノズルプレート13と、圧力室15を含むインクの流路16を有する流路基板17と、振動板18と、熱酸化膜19と、圧電素子20と、を含んで構成されている。
[Overall configuration of inkjet head]
As shown in FIG. 1, the
ノズルプレート13は、複数のノズル22が形成されているシリコン基板である。ノズル22は、ノズル開口22aに向かって次第に先細りとなるテーパ面22bにより構成される。各ノズル22はノズルプレート13を貫通するように形成されているので、ノズルプレート13の厚みがノズル22の長さとなる。ノズル開口22aは、ノズルプレート13のノズル面(接合面)13a側に開口している。また、ノズル面13aには、インク(液体)の吐出方向の安定化や吐出性能の向上のために撥水処理が施されている。
The
流路基板17は、ノズルプレート13のノズル面13aとは反対側の面上に設けられたシリコン基板である。この流路基板17は圧力室15の側壁部を構成している。また、流路基板17には、インクタンク(図示せず)から供給されるインクを圧力室15に導く流路16が形成されている。なお、説明の便宜上、図中では流路基板17を簡略的に図示しているが、流路基板17は複数の基板を積層した構造であってもよい。
The
振動板18は、圧力室15の天面(図1中の上面)を構成している。振動板18上には圧電素子20が形成されている。圧電素子20は、下部電極26と圧電膜27と上部電極28とを含んで構成されており、駆動電圧の印加により変形する。この圧電素子20の変形に伴い振動板18が変形して圧力室15の容積が減少することで、圧力室15内のインクに圧力が加わる。これにより、ノズル22からインクが吐出される。
The
[第1実施形態のインクジェットヘッドの製造工程]
次に、図2の工程フローと図3から図13の説明図とを用いて、上記構成のインクジェットヘッド10の製造工程(以下、単にヘッド製造工程と略す)30について説明を行う。なお、図面の煩雑化を防止するために、インクジェットヘッド10の記録素子の単位となる1チャンネル分のインク噴射素子のみの製造過程を図示している。
[Manufacturing Process of Inkjet Head of First Embodiment]
Next, a manufacturing process (hereinafter simply referred to as a head manufacturing process) 30 of the above-described
ヘッド製造工程30は、大別して、ノズル基板準備工程32と、ノズル形成工程33と、流路基板形成工程34と、第2接合工程35と、圧電素子形成工程36と、ハンドル層除去工程(基板除去工程)37と、BOX層除去工程(熱酸化膜除去工程)38と、クリーニング処理工程39と、撥水処理工程40と、を有している。
The
ノズル基板準備工程32は、ノズル基板55(図8参照)の元となるSOI基板49(接合基板、図4参照)を形成する。なお、ノズル基板55は、SOI基板49にノズル22を形成したものであり、ノズルプレート13を含んでいる。ノズル基板準備工程32は、第1熱酸化膜形成工程32Aと、第1接合工程32Bと、研削・研磨工程(厚み調整工程)32Cと、SOI基板熱酸化膜形成工程32Dと、を有している。
In the nozzle
図3に示すように、第1熱酸化膜形成工程32Aは、面方位(100)のベアシリコン基板であるデバイス層基板(第1シリコン基板)45の外表面に熱酸化膜(第1熱酸化膜)46を形成する。熱酸化膜46は、例えば、デバイス層基板45をウェット酸化処理やドライ酸化処理することで形成される。この熱酸化膜46はノズル形成工程33にてエッチングストッパ層として用いられるものであるので、デバイス層基板45の材料となるシリコンの選択比に応じて熱酸化膜46の膜厚を決定すればよい。
As shown in FIG. 3, in the first thermal oxide
デバイス層基板45は、例えば、ボロンドープP型シリコンで形成されたものであって、抵抗値が1〜100Ωcm(好ましくは5〜10Ωcm)、さらに基板サイズが6インチであれば厚みが625μmのものを使用する。また、デバイス層基板45は、後述のハンドル層基板47と接合する接合面が研磨面に形成されている。このデバイス層基板45は、最終的にノズルプレート13となる。
The
第1接合工程32Bは、デバイス層基板45と、ハンドル層基板(第2シリコン基板)47とを接合する。ここでハンドル層基板47は、両面研磨のベアシリコン基板である。第1接合工程32Bでは、最初に、デバイス層基板45及びハンドル層基板47を洗浄する。ここでは、例えばウェット洗浄として周知のRCA洗浄[RCA−1洗浄(SC−1洗浄)、RCA−2洗浄(SC−2洗浄)]を行う。そして、最後に自然熱酸化膜を除去し、両基板45,47の表面を水素終端化する。
In the
また、デバイス層基板45及びハンドル層基板47を、プラズマ洗浄してもよい。プラズマ洗浄を行った場合は、両基板45,47の表面にOH基が高密度で生成され、その水素結合によって両基板45,47が接合する。この場合には、OH基から発生するH2O分子により接合界面でバブルが発生するが、SiO2(熱酸化膜46)があるのでH2O分子がSiO2に吸収されて、接合界面でのボイドを防ぐことができる。
Further, the
図4に示すように、第1接合工程32Bの接合方法には、直接接合やプラズマ支援直接接合などがある。例えば直接接合を行う場合には、初めに大気中でデバイス層基板45の熱酸化膜46が形成されている研磨面と、ハンドル層基板47の研磨面とを重ね合わせる仮接合を行う。洗浄後の両基板45,47の表面にはOH基が生成されており、これらOH基同士が水素結合することで両基板45,47が仮接合する。その後、両基板45,47を数百℃に加熱するとOH基からH2O分子が取れて両基板45,47が酸素で結合し、さらに1000℃以上では酸素がシリコン基板(両基板45,47)中に拡散してシリコン原子間で結合が生じる。両基板45,47を1000度以上に加熱することで十分な接合強度を得ることができる。これにより、SOI基板49が形成される。
As shown in FIG. 4, the bonding method in the
また、デバイス層基板45のハンドル層基板47と接合する接合面(以下、単に接合面という)上に形成された熱酸化膜46は、BOX(Buried Oxide:埋め込み絶縁膜)層46aとなる。BOX層46aは、本発明の第1熱酸化膜に相当するものである。なお、デバイス層基板45の接合面は、最終的にノズル面13aとなる。
Further, a
図5に示すように、研削・研磨工程32Cでは、デバイス層基板45を、その接合面とは反対側の反対面(図中の上面であり、以下、単に反対面という)から研削・研磨して、ノズル22の長さに対応するデバイス層基板45の厚みを調整する。具体的には、デバイス層基板45を、目標の厚みに達する前の残り100μm程度まで粗い目(例えば♯200)のグラインダーで研削し、その後、細かい目(例えば♯5000)の研磨部材で仕上げ加工を行う。そして、最後にデバイス層基板45に対して、CMP(Chemical Mechanical Polishing)処理を行う。デバイス層基板45の厚み(すなわち、ノズル22の長さ)は、例えば10〜1000μm程度に調整され、本実施形態では50μmに調整する。
As shown in FIG. 5, in the grinding / polishing
SOI基板熱酸化膜形成工程32Dでは、研削・研磨処理後のSOI基板49に対してウェット酸化処理やドライ酸化処理を施して、このSOI基板49の全面に熱酸化膜51を形成する。以上でノズル基板準備工程32の全工程が完了する。
In the SOI substrate thermal oxide
図7(A)に示すように、ノズル形成工程33では、最初にパターニング等により、デバイス層基板45の反対面側の熱酸化膜51上にレジストマスク53を形成するレジストマスク形成処理を行う。このレジストマスク53には、デバイス層基板45におけるノズル22の形成位置(以下、単にノズル形成位置と略す)に対応する位置に、レジスト開口53aが形成されている。なお、レジストマスク53の形成方法は周知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。
As shown in FIG. 7A, in the
図7(B)に示すように、レジストマスク形成処理後にノズル形成工程33では、レジストマスク53をマスクとして、デバイス層基板45上の熱酸化膜51をエッチング処理する。このエッチング処理は、例えば、フッ酸等を用いたウェットエッチング処理である。これにより、レジスト開口53aの形状が熱酸化膜51に転写されて、熱酸化膜51のノズル形成位置に対応する位置に熱酸化膜開口51aが形成される。なお、レジストマスク53は、エッチング処理後に熱酸化膜51上から除去される。
As shown in FIG. 7B, in the
図7(C)に示すように、エッチング処理後にノズル形成工程33では、熱酸化膜51をマスクとして、デバイス層基板45のノズル形成位置を、その反対面側からBOX層46aに向かって結晶異方性エッチングする結晶異方性エッチング処理を行う。
As shown in FIG. 7C, in the
結晶異方性エッチング処理は、KOH等をエッチング液として用いるウェットエッチング装置により実行される。前述の通り、デバイス層基板45の面方位は(100)であるので、デバイス層基板45は反対面に対して約56.7°の角度を有する111面を有している。ここで、単結晶シリコンは面方位(結晶方位)によりエッチングレートが大きく異なっており、100面に対して111面のエッチングはほとんど進行しない。また、BOX層46aは、結晶異方性エッチングをストップするエッチングストッパとして機能する。
The crystal anisotropic etching process is performed by a wet etching apparatus using KOH or the like as an etching solution. As described above, since the plane orientation of the
デバイス層基板45のノズル形成位置を、その反対面側からBOX層46aまで結晶異方性エッチングすることにより、ノズル形成位置にBOX層46aに向かって次第に先細りとなる略四角錐状のテーパ面22bが形成される。本実施形態では、約56.7°のテーパ形状を有するテーパ面22bが得られる。これにより、デバイス層基板45のノズル形成位置にノズル22が形成される。
By subjecting the nozzle formation position of the
なお、前述の通り、本実施形態ではデバイス層基板45として抵抗値が1〜100Ωcmの基板を使用しているが、一般に抵抗値はエッチングレートに影響する。ノンドープの高抵抗品(1000〜20000Ωcm)はエッチングレートが高く、ハイドープの低抵抗品(0.0001〜0.1Ωcm)はエッチングレートが低い。「1〜100Ωcm」品は、市場での流通量多く、安価に入手できる。また、「1〜100Ωcm」品は、エッチングレートが安定しているので、アンダーカット量が低減し、かつノズル径(ノズル開口22aの径)の高精度化が図れる。
As described above, in the present embodiment, a substrate having a resistance value of 1 to 100 Ωcm is used as the
図8に示すように、結晶異方性エッチング処理後にノズル形成工程33では、例えば、ウェットエッチング処理によりSOI基板49の外表面にある熱酸化膜46,51を除去する熱酸化膜除去処理を行う。
As shown in FIG. 8, in the
以上でノズル形成工程33が完了し、SOI基板49にノズル22が形成されることにより、ノズル基板55が生成される。
Thus, the
図9に示すように、流路基板形成工程34では、シリコン基板をエッチング処理して、あるいは複数のシリコン基板をエッチング処理した後に積層して、流路基板17を形成する。
As shown in FIG. 9, in the flow path
図10(A),(B)に示すように、第2接合工程35では、デバイス層基板45の反対面側に、流路基板17を接合するとともに、流路基板17のデバイス層基板45に対向する面とは反対側の面にSOI基板58を接合する。この第2接合工程35の接合方法は、特に限定されず、直接接合やプラズマ支援直接接合などの各種接合方法を用いてよい。
As shown in FIGS. 10A and 10B, in the
SOI基板58は、デバイス層基板59と、BOX層である前述の熱酸化膜19と、ハンドル層基板61とを有している。このSOI基板58は、デバイス層基板59を流路基板17に重ね合わせるように流路基板17に接合される。デバイス層基板59は、最終的に前述の振動板18となる。このデバイス層基板59は、前述の研削・研磨工程32Cと同様の手法により振動板18の厚みに応じた厚みに形成されている。
The
図11に示すように、圧電素子形成工程36では、最初に、研削・研磨処理やドライエッチング処理等の各種の方法を用いてSOI基板58からハンドル層基板61を除去する。これにより、デバイス層基板59が振動板18として機能する。次いで、圧電素子形成工程36では、熱酸化膜19の振動板18と対向する面とは反対側の面(図中の上面)上に、下部電極26と圧電膜27と上部電極28とを順次に形成する。これにより、振動板18の上に圧電素子20が形成される。なお、圧電素子20の形成方法は公知であるので、ここでは具体的な説明は省略する。また、図示は省略するが、圧電素子20側の基板表面には、レジストなどの保護膜が形成される。
As shown in FIG. 11, in the piezoelectric
図12に示すように、ハンドル層除去工程37では、ノズル基板55のハンドル層基板47を、研削・研磨処理及びドライエッチング処理により除去する。ここで、ノズル基板55のBOX層46aは1μm程度と薄く、さらに、BOX層46aと接するデバイス層基板45の接合面にはノズル開口22aが形成されている。このため、研磨での仕上げ加工時は、BOX層46aで研磨をストップする必要がある。この際に、圧電素子20側の基板表面には、圧電素子20が形成されていること、またその保護のためにレジストなどの保護膜をコートしているため、凹凸や反りが発生している。その結果、研磨加工時にBOX層46aでの研磨ストップが困難となる。
As shown in FIG. 12, in the handle
そこで、ノズル基板55からハンドル層基板47を除去する際には、ハンドル層基板47のシリコンを約50〜100μm程度残すように研削・研磨する。その後、残ったシリコンをドライエッチング処理により除去することが望ましい。このドライエッチング処理では、フッ素系ガスを用いてプラズマを生成してBiasを印加することなく、シリコンをエッチング加工する。フッ素系ガスの中でもSF6はシリコンのエッチングレートが高いので有効である。具体的に、エッチングレートは10〜100μm/minとなり、高速エッチングが可能なため、低コスト化が図れる。また、Biasを印加しないので、下地であるBOX層46a(シリコン酸化膜)との選択比を高くすることが可能となり、ノズルプレート13の高精度化が可能となる。さらに、BOX層46aでのエッチングストップを高精度に行うことができるので、歩留まりが向上しかつノズル径の精度が向上する。
Therefore, when the
図13に示すように、BOX層除去工程38では、ドライエッチング処理によりノズル基板55からBOX層46aを除去する。ここで、BOX層46aは、フッ酸等を用いたウェットエッチング処理により除去することも可能であるが、ウェットエッチング処理を行うとノズル22の内部にエッチング液が侵入してしまう。このため、エッチング液により流路16の内部がエッチングされたり、あるいは流路16内に入ったエッチング液が後工程で出てくることにより流路16の内部からパーティクル等が引き出されたりするおそれがある。その結果、ノズルプレート13のノズル面13aがパーティクルや残渣により汚れたり、圧電素子20にダメージが与えられたりしてしまう。そのため、ドライエッチングによる加工が有効となる。
As shown in FIG. 13, in the BOX
ここで、ドライエッチングを行う際に、下地のシリコン(デバイス層基板45)が削れてしまうとノズルプレート13の厚みが変わってしまい、さらに、ノズル22の開口部分におけるデバイス層基板45の厚みが変わるとノズル径が変わってしまう。ノズル径が異なる各ノズル22は、インクの吐出量が異なってしまうため、画質へも影響が出てしまう。そこで、ドライエッチングにはエッチングガスとして、下地のシリコン(デバイス層基板45)との選択比を高くするため、CF系ガスを用いると良い。例えば、CとFを含むガスでCF4、CHF3、C3F8、C3F6、C4F6、C4F8などを用いる。
Here, when dry etching is performed, if the underlying silicon (device layer substrate 45) is scraped, the thickness of the
さらに、Ar、Heなどの不活性ガスや酸素、水素などのガスを混合して使用することが有効である。混合ガスの例は、Ar/C4F8、CF4/H2、Ar/C4F8/H2が良い。特に水素を含むガスをドライエッチングに用いることで、エッチング残渣防止効果が向上する。また、水素を含むガスは、下地のシリコン(デバイス層基板45)との選択比が高いので、ノズル径の精度が向上する。 Furthermore, it is effective to use a mixture of an inert gas such as Ar or He or a gas such as oxygen or hydrogen. Examples of the mixed gas are Ar / C 4 F 8 , CF 4 / H 2 , and Ar / C 4 F 8 / H 2 . In particular, the use of a gas containing hydrogen for dry etching improves the etching residue prevention effect. Moreover, since the gas containing hydrogen has a high selection ratio with the underlying silicon (device layer substrate 45), the accuracy of the nozzle diameter is improved.
ドライエッチング処理によりノズル基板55からBOX層46aが除去されると、デバイス層基板45が前述のノズルプレート13として機能する。また、ノズルプレート13のノズル面13aには、ノズル22のノズル開口22aが開口する。
When the
本実施形態では、デバイス層基板45とハンドル層基板47とを接合する前に、デバイス層基板45に熱酸化膜46(BOX層46a)を形成しているので、きれいな状態のノズル面13a(デバイス層基板45の接合面)を熱酸化膜46で保護している。このため、ノズル面13aが、両基板45,47の接合時のパーティクル等の付着や加圧加熱による応力や歪みなどに起因するダメージを受けることが防止される。その結果、図14に示すように、BOX層除去工程38にてデバイス層基板45からBOX層46aを除去すると、元のきれいなノズル面13aが現れる。これにより、ノズル面13aに残渣が発生することが防止される。
In the present embodiment, since the thermal oxide film 46 (
クリーニング処理工程39では、ノズル面13aに対してドライエッチング処理を施すことにより、ノズル面13aをクリーニング処理する。このドライエッチング処理には、エッチングガスとしてArが用いられる。これにより、BOX層除去工程38のドライエッチング処理によりノズル面13aに付着した反応性生物であるCFポリマーを除去することができる。その結果、後の工程でノズル面13aへの撥水膜の密着性が向上するため、ノズル面13aの耐久性が向上する。また、ドライエッチング処理の代わりにウェットエッチング処理を行う場合には圧電素子20や流路16内へのダメージがあるが、ドライエッチング処理の場合には、このようなダメージはない。さらに、流路16の内部からパーティクル等が引き出されたりするなどの問題もない。BOX層46aの除去後にすぐにクリーニング処理を行うことで、歩留まりが向上するため低コスト化を図ることが可能となる。
In the
撥水処理工程40では、ノズル面13aに対して撥水処理を行う。この撥水処理は、例えばスパッタ、蒸着、CVD、ウェット処理により、ノズル面13aに撥水膜を形成、あるいはノズル面13aを撥水構造にすることにより行う。
In the water
以上でヘッド製造工程30の全工程が終了し、インクジェットヘッド10が完成する。
Thus, the entire
[第1実施形態のインクジェットヘッドの製造工程の効果]
図15から図17に示す比較例では、図15に示すように熱酸化膜63をハンドル層基板47に形成する熱酸化膜形成工程と、図16に示すようにデバイス層基板45と熱酸化膜63の形成後のハンドル層基板47とを接合する接合工程と、図17に示すようにデバイス層基板45の厚みを調整する研削・研磨工程と、を経てSOI基板64を生成する。
[Effects of Manufacturing Process of Inkjet Head of First Embodiment]
In the comparative example shown in FIGS. 15 to 17, a thermal oxide film forming step for forming a
このような比較例では、デバイス層基板45の接合面(ノズル面13a)にハンドル層基板47が直接接合されるため、デバイス層基板45の接合面が接合時のパーティクル等の付着や加圧加熱による応力や歪みなどに起因するダメージを受けてしまう。このため、SOI基板64を用いてインクジェットヘッド10の製造を行うと、図18に示すように、BOX層除去工程38にてデバイス層基板45からBOX層(熱酸化膜63)を除去した際に、ノズル面13aに前述のダメージに起因する残渣(図中にドットで表示)が発生する。
In such a comparative example, since the
このような比較例に対して、本発明では、デバイス層基板45に熱酸化膜46を形成した後でハンドル層基板47との接合を行うため、ノズル面13aとなるデバイス層基板45の接合面がダメージを受けることが防止できる。その結果、ドライエッチング処理によりデバイス層基板45からBOX層46aを除去した際に、ノズル面13aにダメージに起因する残渣が発生することが防止される。
In contrast to such a comparative example, in the present invention, since the
[第2実施形態のインクジェットヘッドの製造工程]
次に、図19の工程フローと、図20から図22の説明図とを用いて、第2実施形態のヘッド製造工程について説明を行う。上記第1実施形態のヘッド製造工程30ではデバイス層基板45に熱酸化膜46を形成するが、第2実施形態のヘッド製造工程ではデバイス層基板45とハンドル層基板47との両方にそれぞれ熱酸化膜を形成する。
[Manufacturing Process of Inkjet Head of Second Embodiment]
Next, the head manufacturing process of the second embodiment will be described using the process flow of FIG. 19 and the explanatory diagrams of FIGS. 20 to 22. In the
なお、第2実施形態のヘッド製造工程は、第1実施形態と一部異なるノズル基板準備工程70を有する点を除けば、第1実施形態のヘッド製造工程30と基本的に同じである。このため、上記第1実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
The head manufacturing process of the second embodiment is basically the same as the
ノズル基板準備工程70は、第1熱酸化膜形成工程32Aと第1接合工程32Bとの間に、第2熱酸化膜形成工程32A−1を実行する点を除けば、第1実施形態のノズル基板準備工程32と同じである。なお、第2熱酸化膜形成工程32A−1は、第1熱酸化膜形成工程32Aと同時あるいは第1熱酸化膜形成工程32Aよりも前に実行してもよい。
The nozzle
図20に示すように、第2熱酸化膜形成工程32A−1では、第1熱酸化膜形成工程32Aと同様の方法でハンドル層基板47の外表面に熱酸化膜(第2熱酸化膜)63を形成する。
As shown in FIG. 20, in the second thermal oxide
次いで、図21に示すように前述の第1接合工程32Bにて、熱酸化膜46が形成されたデバイス層基板45と、熱酸化膜63が形成されたハンドル層基板47とを接合して、SOI基板49−1を形成する。このSOI基板49−1は、ハンドル層基板47に熱酸化膜63が形成されている点を除けば、第1実施形態のSOI基板49と基本的に同じ構成である。
Next, as shown in FIG. 21, in the
図22に示すように、研削・研磨工程32Cでは、第1実施形態と同様に、デバイス層基板45を研削・研磨して、ノズル22の長さに対応するデバイス層基板45の厚みを調整する。
As shown in FIG. 22, in the grinding / polishing
SOI基板熱酸化膜形成工程32Dでは、図示は省略するが、SOI基板49−1の全面に熱酸化膜51(図6参照)を形成する。以上でノズル基板準備工程70の全工程が完了する。ノズル基板準備工程70以降の工程は、前述のBOX層除去工程38にて熱酸化膜63の除去を行う点を除けば、第1実施形態のヘッド製造工程30と基本的に同じであるので、具体的な説明は省略する。
In the SOI substrate thermal oxide
[第2実施形態のインクジェットヘッドの製造工程の効果]
このように第2実施形態では、デバイス層基板45とハンドル層基板47の両方に熱酸化膜46,63を形成するので、SOI基板49−1の反りを防止することができる。その理由は、接合後の基板は、デバイス層基板45の外側とBOX層46a、ハンドル層基板47の外側に熱酸化膜があるので熱酸化膜の反りのバランスを調整することで反りが解消される。更には、デバイス層基板45とハンドル層基板47の熱酸化膜では、デバイス層基板45の熱酸化膜を薄く、ハンドル層基板47の熱酸化膜を厚くすることで反り低減の効果が高くなる(例えばデバイス層基板45を0.1μm、ハンドル層基板47を0.9μm)。このようにすることで研磨後、デバイス層基板45の熱酸化膜が除去され、BOX層46aとハンドル層基板47の熱酸化膜の厚みが近いので熱酸化膜の両面でのバランスが緩和され反りを低減することが出来る。特に研削・研磨工程32Cにてデバイス層基板45を研削・研磨した際に、ハンドル層基板47の両面に熱酸化膜46,63が形成されていることで、第1実施形態のようにハンドル層基板47の片面側に熱酸化膜46を形成している場合よりも、SOI基板49−1の反りを確実に防止することができる。これにより、インクジェットヘッド10の歩留まりを向上させることができる。また、ノズル径の精度を向上させることができる。
[Effects of Manufacturing Process of Inkjet Head of Second Embodiment]
As described above, in the second embodiment, since the
また、第2実施形態のヘッド製造工程においても、デバイス層基板45に熱酸化膜46を形成した後でハンドル層基板47との接合を行うので、第1実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
Also in the head manufacturing process of the second embodiment, since the
[インクジェット記録装置への適用例]
次に、上記ヘッド製造工程30(第2実施形態のヘッド製造工程でも可、以下同じ)で製造されたインクジェットヘッドのインクジェット記録装置への適用例について説明を行う。
[Application example to inkjet recording apparatus]
Next, an application example of the ink jet head manufactured in the head manufacturing process 30 (or the head manufacturing process of the second embodiment is applicable, the same applies hereinafter) to an ink jet recording apparatus will be described.
<全体構成>
図22は、インクジェット記録装置100の全体構成図である。同図に示すインクジェット記録装置100は、記録媒体102を保持して搬送する記録媒体搬送部104と、記録媒体搬送部104に保持された記録媒体102に対して、K(黒)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)に対応するカラーインクを吐出させるインクジェットヘッド106K,106C,106M,106Y(インクジェットヘッド10に相当)を含む印字部107と、を含んで構成されている。
<Overall configuration>
FIG. 22 is an overall configuration diagram of the
記録媒体搬送部104は、記録媒体102が保持される記録媒体保持領域に多数の吸着穴(不図示)が設けられた無端状の搬送ベルト108と、搬送ベルト108が巻き掛けられる搬送ローラ(駆動ローラ、従動ローラ)110,112と、記録媒体保持領域の搬送ベルト108の裏側(記録媒体102が保持される記録媒体保持面と反対側の面)に設けられ、記録媒体保持領域に設けられた不図示の吸着穴に負圧を発生させるチャンバー114と、チャンバー114に負圧を発生させる真空ポンプ116と、を含んでいる。
The recording
記録媒体102が搬入される搬入部118には、記録媒体102の浮きを防止するための押圧ローラ120が設けられる。また、記録媒体102が排出される排出部122にも押圧ローラ124が設けられている。
The carry-in
搬入部118から搬入された記録媒体102は、記録媒体保持領域に設けられた吸着穴から負圧が付与され、搬送ベルト108の記録媒体保持領域に保持される。
The
記録媒体102の搬送路上には、印字部107の前段側(記録媒体搬送方向上流側)に、記録媒体102の表面温度を所定範囲に調整するための温度調節部126が設けられている。また、印字部107の後段側(記録媒体搬送方向下流側)に、記録媒体102上に記録された画像を読み取る読取装置(読取センサ)128が設けられている。
On the conveyance path of the
搬入部118から搬入された記録媒体102は、搬送ベルト108の記録媒体保持領域に吸着保持され、温度調節部126による温度調節処理が施された後に、印字部107において画像記録が行われる。
The
画像記録がされた記録媒体102は、読取装置128によって記録画像(テストパターン)が読み取られた後に、排出部122から排出される。
The
<印字部の構成>
図24に示すように、印字部107に具備されるインクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yは、記録媒体102の全幅を超える長さにわたって複数のノズルが配置されたフルライン型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yは、前述のヘッド製造工程30で製造されたものである。
<Configuration of the printing unit>
As shown in FIG. 24, the inkjet heads 106K, 106C, 106M, and 106Y provided in the
インクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yは、複数のヘッドモジュール140を長手方向D1につなぎ合わせた構造を有している。各ヘッドモジュール140は、前述のノズル面13aに相当するノズル面144を有している。このノズル面144には、複数個のノズル146(前述のノズル22に相当)を長手方向D1に対して一定の角度を有する斜め方向に沿って配列してなるノズル列146aが形成され、さらに、このノズル列146aが長手方向D1に複数配列されている。
The inkjet heads 106K, 106C, 106M, and 106Y have a structure in which a plurality of
インクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yは、記録媒体搬送方向の上流側からこの順番で配置されている。フルライン型のインクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yと記録媒体102とを相対的に一回だけ移動させるシングルパス方式により、記録媒体102全域にわたって記録画像を記録することができる。
The inkjet heads 106K, 106C, 106M, and 106Y are arranged in this order from the upstream side in the recording medium conveyance direction. A recorded image can be recorded over the entire area of the
なお、印字部107は上述した形態に限定されない。例えば、LC(ライトシアン)やLM(ライトマゼンタ)に対応するインクジェットヘッドを具備してもよい。また、インクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yの配置順も適宜変更可能である。
The
また、インクジェット記録装置100は、不図示のインク供給部を具備している。インク供給部は、インクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yに供給されるインクを貯蔵するインクタンクを色ごと(ヘッドごと)に備えている。色ごとのインクタンクのそれぞれとインクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yとは、不図示のインク供給路により連通されている。
In addition, the ink
<制御系の構成>
図25は、インクジェット記録装置100の制御系の概略構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置100は、通信インターフェース170、システム制御部172、搬送制御部174、画像処理部176、ヘッド駆動部178を備えるとともに、画像メモリ180、ROM182を備えている。
<Control system configuration>
FIG. 25 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system of the
通信インターフェース170は、ホストコンピュータ184から送られてくるラスター画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース170は、USB(Universal Serial Bus)などのシリアルインターフェースを適用してもよいし、セントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用してもよい。
The
システム制御部172は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置100の全体を制御する制御装置として機能する。また、システム制御部172は、各種演算を行う演算装置として機能し、さらに、画像メモリ180及びROM182のメモリコントローラとして機能する。
The
すなわち、システム制御部172は、通信インターフェース170、搬送制御部174等の各部を制御し、ホストコンピュータ184との間の通信制御、画像メモリ180及びROM182の読み書き制御等を行うとともに、上記の各部を制御する制御信号を生成する。
That is, the
ホストコンピュータ184から送出された画像データは通信インターフェース170を介してインクジェット記録装置100に取り込まれ、画像処理部176によって所定の画像処理が施される。
Image data sent from the
画像処理部176は、画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号(画像)処理機能を有し、生成した印字データ(ドットデータ)をヘッド駆動部178に供給する制御部である。
The
画像処理部176において所要の信号処理が施されると、該印字データ(ハーフトーン画像データ)に基づいて、ヘッド駆動部178を介してインクジェットヘッド106K,106C,106M,106Yの吐出液滴量(打滴量)や吐出タイミングの制御が行われる。なお、ヘッド駆動部178は、ヘッドモジュール140ごとに複数のブロックから構成されていてもよい。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
When required signal processing is performed in the
搬送制御部174は、画像処理部176により生成された印字データに基づいて記録媒体102の搬送タイミング及び搬送速度を制御する。搬送駆動部186は、記録媒体102を搬送する記録媒体搬送部104の駆動ローラを駆動するモータが含まれており、搬送制御部174は該モータのドライバとして機能する。
The
画像メモリ180は、通信インターフェース170を介して入力された画像データを一旦格納する一時記憶手段としての機能や、ROM182に記憶されている各種プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域(例えば、画像処理部176の作業領域)としての機能を有している。画像メモリ180には、逐次読み書きが可能な揮発性メモリ(RAM)が用いられる。
The
ROM182は、システム制御部172のCPUが実行するプログラムや、装置各部の制御に必要な各種データ、制御パラメータなどが格納されており、システム制御部172を通じてデータの読み書きが行われる。ROM182は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。また、外部インターフェースを備え、着脱可能な記憶媒体を用いてもよい。
The
パラメータ記憶部190は、インクジェット記録装置100の動作に必要な各種制御パラメータが記憶されている。システム制御部172は、制御に必要なパラメータを適宜読み出すとともに、必要に応じて各種パラメータの更新(書換)を実行する。
The
プログラム格納部192は、インクジェット記録装置100を動作させるための制御プログラムが格納されている記憶手段である。システム制御部172(又は装置各部)は、装置各部の制御を実行する際にプログラム格納部192から必要な制御プログラムが読み出され、該制御プログラムは適宜実行される。
The
なお、上記ヘッド製造工程30で製造されたインクジェットヘッドは、図23に示したインクジェット記録装置100以外の各種のインクジェット記録装置、例えば、記録媒体を圧胴の外周面に保持して搬送する圧胴搬送方式のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドにも適用することができる。
The ink jet head manufactured in the
[その他]
上記第1実施形態のヘッド製造工程30では、デバイス層基板45の外表面(全面)に熱酸化膜46を形成しているが、例えば、接合面(ノズル面13a)のみに熱酸化膜46を形成してもよい。
[Others]
In the
上記各実施形態では、ノズル基板準備工程32,70にてSOI基板49,49−1の製造を行っているが、SOI基板49,49−1は他者から購入してノズル形成工程33以降の各工程を適宜実施することによりインクジェットヘッド10を製造する場合にも本発明を適用することができる。なお、第1接合工程32B後、または研削・研磨工程32C後のSOI基板49,49−1を他者から購入してインクジェットヘッド10を製造する場合にも本発明を適用することができる。
In each of the above embodiments, the
上記の各実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドの製造方法について説明したが、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画する各種インクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドの製造方法に本発明を適用することができる。 In each of the above embodiments, a method for manufacturing an inkjet head used in an inkjet recording apparatus for graphic printing has been described. However, a wiring drawing apparatus for drawing a wiring pattern of an electronic circuit, a manufacturing apparatus for various devices, and a discharge functionality Various shapes and patterns using liquid functional materials such as resist printing equipment using resin liquid as liquid, color filter manufacturing equipment, and fine structure forming equipment that forms fine structures using materials for material deposition The present invention can be applied to a method of manufacturing an inkjet head used in various inkjet recording apparatuses for drawing.
さらに、本発明は上述した実施形態(例えば各基板・各層の材料、形成/除去方法、エッチング方法など)に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments (for example, materials for each substrate and each layer, formation / removal method, etching method, etc.), and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.
10…インクジェットヘッド,13…ノズルプレート,17…流路基板,18…振動板,20…圧電素子,22…ノズル,30,70…インクジェットヘッド製造工程,32A…第1熱酸化膜形成工程,32A−1…第2熱酸化膜形成工程,32B…第1接合工程,33…ノズル形成工程,35…第2接合工程,36…圧電素子形成工程,37…ハンドル層除去工程,38…BOX層除去工程,39…クリーニング処理工程
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1シリコン基板の前記第1熱酸化膜が形成されている面に、第2シリコン基板を接合する第1接合工程と、
前記第1シリコン基板の前記ノズルの形成位置を、前記第2シリコン基板と接合する接合面とは反対の反対面側から前記第1熱酸化膜までエッチングして、前記ノズルを形成するノズル形成工程と、
前記ノズルと連通する圧力室を含むインクの流路を有する流路基板を、前記第1シリコン基板の前記反対面側に接合する第2接合工程と、
前記第1シリコン基板から前記第2シリコン基板を除去する基板除去工程と、
前記第1シリコン基板から前記第1熱酸化膜を除去する熱酸化膜除去工程と、
を有するインクジェットヘッドの製造方法。 A first thermal oxide film forming step of forming a first thermal oxide film on the first silicon substrate before forming the nozzle for discharging the liquid;
A first bonding step of bonding a second silicon substrate to a surface of the first silicon substrate on which the first thermal oxide film is formed;
A nozzle forming step of forming the nozzle by etching the nozzle formation position of the first silicon substrate from the opposite surface side opposite to the bonding surface to be bonded to the second silicon substrate to the first thermal oxide film. When,
A second bonding step of bonding a flow path substrate having an ink flow path including a pressure chamber communicating with the nozzle to the opposite surface side of the first silicon substrate;
A substrate removal step of removing the second silicon substrate from the first silicon substrate;
A thermal oxide film removing step of removing the first thermal oxide film from the first silicon substrate;
A method for manufacturing an ink-jet head comprising:
前記第1接合工程は、前記第1熱酸化膜が形成されている前記第1シリコン基板の前記接合面と、前記第2シリコン基板の前記第2熱酸化膜が形成されている面とを接合する請求項1記載のインクジェットヘッドの製造方法。 Before the first bonding step, a second thermal oxide film forming step of forming a second thermal oxide film on the outer surface of the second silicon substrate,
In the first bonding step, the bonding surface of the first silicon substrate on which the first thermal oxide film is formed is bonded to the surface of the second silicon substrate on which the second thermal oxide film is formed. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1.
前記ノズル形成工程は、前記形成位置を前記反対面側から前記第1熱酸化膜まで結晶異方性エッチングして、前記第1熱酸化膜に向かって次第に先細りとなるテーパ面を有する前記ノズルを形成する請求項1から9のいずれか1項記載のインクジェットヘッドの製造方法。 The first silicon substrate is a silicon substrate having a plane orientation of (100),
In the nozzle forming step, the nozzle having a tapered surface that gradually tapers toward the first thermal oxide film by performing crystal anisotropic etching on the formation position from the opposite surface side to the first thermal oxide film. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head is formed.
前記ノズルと連通する圧力室を含むインクの流路を有する流路基板を、前記第1シリコン基板の前記反対面側に接合する第2接合工程と、
前記第1シリコン基板から前記第2シリコン基板を除去する基板除去工程と、
前記第1シリコン基板から前記第1熱酸化膜を除去する熱酸化膜除去工程と、
を有するインクジェットヘッドの製造方法。 A bonding substrate formed by bonding the first silicon substrate and the second silicon substrate before forming the nozzle for discharging the liquid, and on the bonding surface of the first silicon substrate bonded to the second silicon substrate. Etching the nozzle formation position of the first silicon substrate from the opposite surface opposite to the bonding surface to the first thermal oxide film in the bonding substrate on which one thermal oxide film is formed in advance; Forming a nozzle,
A second bonding step of bonding a flow path substrate having an ink flow path including a pressure chamber communicating with the nozzle to the opposite surface side of the first silicon substrate;
A substrate removal step of removing the second silicon substrate from the first silicon substrate;
A thermal oxide film removing step of removing the first thermal oxide film from the first silicon substrate;
A method for manufacturing an ink-jet head comprising:
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