JPH10286960A - インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法Info
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- JPH10286960A JPH10286960A JP9291285A JP29128597A JPH10286960A JP H10286960 A JPH10286960 A JP H10286960A JP 9291285 A JP9291285 A JP 9291285A JP 29128597 A JP29128597 A JP 29128597A JP H10286960 A JPH10286960 A JP H10286960A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信頼性が高い圧電体素子を備え、インクを高
速で大量に吐出するインクヘッド式記録ヘッド及びその
製造方法を提供する。また、信頼性が高い圧電体素子を
備え、微少量のインクを高速に吐出するインクジェット
式記録ヘッド及びその製造方法を提供する。また、ノズ
ル板の形成を容易に行え、大量生産が可能なインクヘッ
ド式記録ヘッドの製造方法を提供する。 【解決手段】 単結晶シリコン基板１上に形成されたＰ
ＺＴ膜４と、単結晶シリコン基板１のＰＺＴ膜４に対応
する位置に形成したインクキャビティ２０と、単結晶シ
リコン基板１のＰＺＴ膜４の反対側の面に設けたノズル
板１０とを備え、インクキャビティ２０のＰＺＴ膜４に
近い部分を異方性ドライエッチングにより形成した。
速で大量に吐出するインクヘッド式記録ヘッド及びその
製造方法を提供する。また、信頼性が高い圧電体素子を
備え、微少量のインクを高速に吐出するインクジェット
式記録ヘッド及びその製造方法を提供する。また、ノズ
ル板の形成を容易に行え、大量生産が可能なインクヘッ
ド式記録ヘッドの製造方法を提供する。 【解決手段】 単結晶シリコン基板１上に形成されたＰ
ＺＴ膜４と、単結晶シリコン基板１のＰＺＴ膜４に対応
する位置に形成したインクキャビティ２０と、単結晶シ
リコン基板１のＰＺＴ膜４の反対側の面に設けたノズル
板１０とを備え、インクキャビティ２０のＰＺＴ膜４に
近い部分を異方性ドライエッチングにより形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録ヘッド及びその製造方法に係り、特にインク吐出の
駆動源として圧電体素子を使用するインクジェット式記
録ヘッド及びその製造方法に関する。
記録ヘッド及びその製造方法に係り、特にインク吐出の
駆動源として圧電体素子を使用するインクジェット式記
録ヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、インク吐出用の駆動源、すな
わち、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する
素子として、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」
と記す）からなる素子を使用したインクジェット式記録
ヘッドがある。このインクジェット式記録ヘッドは、一
般には、多数の個別インク通路（インクキャビティやイ
ンク溜り等）を形成したヘッド基台と、全ての個別イン
ク通路を覆うように前記ヘッド基台に取り付けた振動板
と、この振動板の前記個別インク通路上に対応する各部
分に被着形成したＰＺＴ素子と、を備えて構成されてい
る。この構成のインクジェット式記録ヘッドは、前記Ｐ
ＺＴ素子に電界を加えてＰＺＴ素子を変位させることに
より、個別インク通路内に収容されているインクを、個
別インク通路に設けられたノズル板に形成されているイ
ンク吐出口から押出すように設計されている。
わち、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する
素子として、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」
と記す）からなる素子を使用したインクジェット式記録
ヘッドがある。このインクジェット式記録ヘッドは、一
般には、多数の個別インク通路（インクキャビティやイ
ンク溜り等）を形成したヘッド基台と、全ての個別イン
ク通路を覆うように前記ヘッド基台に取り付けた振動板
と、この振動板の前記個別インク通路上に対応する各部
分に被着形成したＰＺＴ素子と、を備えて構成されてい
る。この構成のインクジェット式記録ヘッドは、前記Ｐ
ＺＴ素子に電界を加えてＰＺＴ素子を変位させることに
より、個別インク通路内に収容されているインクを、個
別インク通路に設けられたノズル板に形成されているイ
ンク吐出口から押出すように設計されている。
【０００３】前記ヘッド基台を単結晶シリコン基板から
構成する場合、当該単結晶シリコン基板にウエットエッ
チングを選択的に行うことにより、個別のインク通路を
形成している。このウエットエッチングは、一般的に、
５重量％〜４０重量％の水酸化カリウム水溶液等の高濃
度のアルカリ溶液を使用して行われる。
構成する場合、当該単結晶シリコン基板にウエットエッ
チングを選択的に行うことにより、個別のインク通路を
形成している。このウエットエッチングは、一般的に、
５重量％〜４０重量％の水酸化カリウム水溶液等の高濃
度のアルカリ溶液を使用して行われる。
【０００４】また、前記ノズル板の設置は、通常、所定
位置に予めインク吐出口が形成された薄板（例えば、ス
テンレス板）を、前記ヘッド基台に張り付けることによ
り行っている。
位置に予めインク吐出口が形成された薄板（例えば、ス
テンレス板）を、前記ヘッド基台に張り付けることによ
り行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ウ
エットエッチングによりヘッド基台を形成する際に、前
記ＰＺＴ素子にエッチング溶液が接触すると、当該ＰＺ
Ｔ素子が剥離したり、損傷が生じたりするという問題が
ある。具体的には、例えば、エッチング液としてアルカ
リ水溶液を用い、振動板まで到達するように単結晶シリ
コン基板をエッチングすると、エッチングの終点で、こ
のアルカリ水溶液あるいはエッチング反応生成物が振動
板を透過して、ＰＺＴ素子にダメージを与えるという問
題がある。
エットエッチングによりヘッド基台を形成する際に、前
記ＰＺＴ素子にエッチング溶液が接触すると、当該ＰＺ
Ｔ素子が剥離したり、損傷が生じたりするという問題が
ある。具体的には、例えば、エッチング液としてアルカ
リ水溶液を用い、振動板まで到達するように単結晶シリ
コン基板をエッチングすると、エッチングの終点で、こ
のアルカリ水溶液あるいはエッチング反応生成物が振動
板を透過して、ＰＺＴ素子にダメージを与えるという問
題がある。
【０００６】また、所定位置に予めインク吐出口が形成
された薄板を、前記ヘッド基台に張り付けることで、ノ
ズル板を設ける方法は、組み立てが複雑であり、大量生
産を行うことが困難であるという問題がある。
された薄板を、前記ヘッド基台に張り付けることで、ノ
ズル板を設ける方法は、組み立てが複雑であり、大量生
産を行うことが困難であるという問題がある。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題とするものであり、信頼性が高い圧電体
素子を備えるとともに、インクを高速で大量に吐出でき
るインクジェット式記録ヘッドを提供することを目的と
するものである。また、信頼性が高い圧電体素子を備
え、微少量のインクを高速に吐出するインクジェット式
記録ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とす
るものである。また、圧電体素子に悪影響を及ぼすこと
なく、インクを高速で大量に吐出できるインクヘッド式
記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とするもの
である。さらに、ノズル板の形成を容易に行え、大量生
産が可能なインクヘッド式記録ヘッドの製造方法を提供
することを目的とするものである。
することを課題とするものであり、信頼性が高い圧電体
素子を備えるとともに、インクを高速で大量に吐出でき
るインクジェット式記録ヘッドを提供することを目的と
するものである。また、信頼性が高い圧電体素子を備
え、微少量のインクを高速に吐出するインクジェット式
記録ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とす
るものである。また、圧電体素子に悪影響を及ぼすこと
なく、インクを高速で大量に吐出できるインクヘッド式
記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とするもの
である。さらに、ノズル板の形成を容易に行え、大量生
産が可能なインクヘッド式記録ヘッドの製造方法を提供
することを目的とするものである。
【０００８】さらにまた、本発明は、素子に影響を与え
るウエットエッチングを、インクジェット式記録ヘッド
製造上最適なタイミングで行うようにして、信頼性が高
い圧電素子を備えるインクジェット式記録ヘッドを製造
可能な方法を提供することを目的とするものである。
るウエットエッチングを、インクジェット式記録ヘッド
製造上最適なタイミングで行うようにして、信頼性が高
い圧電素子を備えるインクジェット式記録ヘッドを製造
可能な方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、単結晶シリコン基板の第１の面に形成され
た圧電体素子と、前記単結晶シリコン基板の前記圧電体
素子と対応する位置に形成されたインクキャビティと、
前記単結晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置する
第２の面に設けられ、かつ前記インクキャビティ内に収
容されたインクを吐出するノズル開口が形成されたノズ
ル板と、を備えたインクジェット式記録ヘッドであっ
て、前記インクキャビティは、前記第２の面から第１の
面の近傍までが異方性ウエットエッチングにより形成さ
れ、前記第１の面の近傍から第１の面までが異方性ドラ
イエッチングにより形成されてなるインクジェット式記
録ヘッドを提供するものである。インクジェット式記録
ヘッドをこのような構成にすることで、圧電体素子の信
頼性を向上することができる。
に本発明は、単結晶シリコン基板の第１の面に形成され
た圧電体素子と、前記単結晶シリコン基板の前記圧電体
素子と対応する位置に形成されたインクキャビティと、
前記単結晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置する
第２の面に設けられ、かつ前記インクキャビティ内に収
容されたインクを吐出するノズル開口が形成されたノズ
ル板と、を備えたインクジェット式記録ヘッドであっ
て、前記インクキャビティは、前記第２の面から第１の
面の近傍までが異方性ウエットエッチングにより形成さ
れ、前記第１の面の近傍から第１の面までが異方性ドラ
イエッチングにより形成されてなるインクジェット式記
録ヘッドを提供するものである。インクジェット式記録
ヘッドをこのような構成にすることで、圧電体素子の信
頼性を向上することができる。
【００１０】また、前記インクキャビティの、前記第１
の面の近傍から第１の面までの領域に形成されている側
壁を、当該インクキャビティの外側に向けて傾くテーパ
ーから構成することで、前記利点に加え、インクキャビ
ティの壁のコンプライアンスは従来と殆ど変わらないの
にもかかわらず、振動板を兼ねている圧電体素子のコン
プライアンスを大きくすることができる。したがって、
圧電体素子の変位量を大きくとることができ、インクを
高速で大量に吐出することができる。
の面の近傍から第１の面までの領域に形成されている側
壁を、当該インクキャビティの外側に向けて傾くテーパ
ーから構成することで、前記利点に加え、インクキャビ
ティの壁のコンプライアンスは従来と殆ど変わらないの
にもかかわらず、振動板を兼ねている圧電体素子のコン
プライアンスを大きくすることができる。したがって、
圧電体素子の変位量を大きくとることができ、インクを
高速で大量に吐出することができる。
【００１１】一方、前記インクキャビティの、前記第１
の面の近傍から第１の面までの領域に形成されている側
壁を、当該インクキャビティの内側に向けて傾くテーパ
ーから構成すれば、前記利点に加え、インクキャビティ
内に収容されたインクのイナータンスを大きく、さら
に、圧電体素子のコンプライアンスを小さくできる。し
たがって、圧電体素子の変位量が小さくても微少のイン
クを非常に高速に吐出することができる。このため、従
来より高密度高精細な印画を実現できる。
の面の近傍から第１の面までの領域に形成されている側
壁を、当該インクキャビティの内側に向けて傾くテーパ
ーから構成すれば、前記利点に加え、インクキャビティ
内に収容されたインクのイナータンスを大きく、さら
に、圧電体素子のコンプライアンスを小さくできる。し
たがって、圧電体素子の変位量が小さくても微少のイン
クを非常に高速に吐出することができる。このため、従
来より高密度高精細な印画を実現できる。
【００１２】また、前記第２の面は、結晶方位（１１
０）であり、前記異方性ウエットエッチングのエッチン
グ液として、アルカリ水溶液を用いることができる。
０）であり、前記異方性ウエットエッチングのエッチン
グ液として、アルカリ水溶液を用いることができる。
【００１３】あるいはまた、前記第２の面は、結晶方位
（１００）であり、前記異方性ウエットエッチングのエ
ッチング液として、アルカリ水溶液を用いることができ
る。なお、本明細書において、「テーパー」とは、傾斜
面が曲面を有するものも包含するものとする。
（１００）であり、前記異方性ウエットエッチングのエ
ッチング液として、アルカリ水溶液を用いることができ
る。なお、本明細書において、「テーパー」とは、傾斜
面が曲面を有するものも包含するものとする。
【００１４】また、本発明は、単結晶シリコン基板の第
１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シリコン
基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成されたイン
クキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１の面の
反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記インク
キャビティ内に収容されたインクを吐出するノズル開口
が形成されたノズル板と、を備えたインクジェット式記
録ヘッドであって、前記インクキャビティは、前記第１
の面の近傍から第１の面までの領域に形成されている側
壁が、当該インクキャビティの外側に向けて傾くテーパ
ーからなるインクジェット式記録ヘッドを提供するもの
である。
１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シリコン
基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成されたイン
クキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１の面の
反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記インク
キャビティ内に収容されたインクを吐出するノズル開口
が形成されたノズル板と、を備えたインクジェット式記
録ヘッドであって、前記インクキャビティは、前記第１
の面の近傍から第１の面までの領域に形成されている側
壁が、当該インクキャビティの外側に向けて傾くテーパ
ーからなるインクジェット式記録ヘッドを提供するもの
である。
【００１５】そしてまた、本発明は、単結晶シリコン基
板の第１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シ
リコン基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成され
たインクキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１
の面の反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記
インクキャビティ内に収容されたインクを吐出するノズ
ル開口が形成されたノズル板と、を備えたインクジェッ
ト式記録ヘッドであって、前記インクキャビティは、前
記第１の面の近傍から第１の面までの領域に形成されて
いる側壁が、当該インクキャビティの内側に向けて傾く
テーパーからなるインクジェット式記録ヘッドを提供す
るものである。
板の第１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シ
リコン基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成され
たインクキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１
の面の反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記
インクキャビティ内に収容されたインクを吐出するノズ
ル開口が形成されたノズル板と、を備えたインクジェッ
ト式記録ヘッドであって、前記インクキャビティは、前
記第１の面の近傍から第１の面までの領域に形成されて
いる側壁が、当該インクキャビティの内側に向けて傾く
テーパーからなるインクジェット式記録ヘッドを提供す
るものである。
【００１６】また、本発明は、単結晶シリコン基板の第
１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シリコン
基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成されたイン
クキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１の面の
反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記インク
キャビティ内に収容されたインクを吐出するノズル開口
が形成されたノズル板と、を備えたインクジェット式記
録ヘッドの製造方法であって、単結晶シリコン基板上に
圧電体素子を形成する工程と、前記単結晶シリコン基板
の前記圧電体素子と対応する位置に異方性ウエットエッ
チングを選択的に行なった後、連続して異方性ドライエ
ッチングを選択的に行い、インクキャビティを形成する
工程と、を備えてなるインクジェット式記録ヘッドの製
造方法を提供するものである。この製造方法により、圧
電体素子に支障を来すことなく、インクを高速で吐出で
きるインクジェット式記録ヘッドを得ることができる。
１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シリコン
基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成されたイン
クキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１の面の
反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記インク
キャビティ内に収容されたインクを吐出するノズル開口
が形成されたノズル板と、を備えたインクジェット式記
録ヘッドの製造方法であって、単結晶シリコン基板上に
圧電体素子を形成する工程と、前記単結晶シリコン基板
の前記圧電体素子と対応する位置に異方性ウエットエッ
チングを選択的に行なった後、連続して異方性ドライエ
ッチングを選択的に行い、インクキャビティを形成する
工程と、を備えてなるインクジェット式記録ヘッドの製
造方法を提供するものである。この製造方法により、圧
電体素子に支障を来すことなく、インクを高速で吐出で
きるインクジェット式記録ヘッドを得ることができる。
【００１７】また、本発明は、前記単結晶シリコン基板
のインクキャビティ形成領域に異方性ウエットエッチン
グを所定の深さまで選択的に行なう工程と、前記異方性
ウエットエッチング後、前記単結晶シリコン基板上の前
記インクキャビティと対応する位置に圧電体素子を形成
する工程と、前記圧電体素子形成後、前記単結晶シリコ
ン基板のインクキャビティ形成領域に異方性ドライエッ
チングを選択的に行い、インクキャビティを形成する工
程と、を備えてなるインクジェット式記録ヘッドの製造
方法を提供するものである。この製造方法では、圧電体
素子が形成される前の単結晶シリコン基板に異方性ウエ
ットエッチングを行うことができる。したがって、この
異方性ウエットエッチング中に圧電体素子が損傷を受け
ることが全くない。また、圧電体素子に異方性ウエット
エッチングに対する保護膜を形成する必要もない。この
ため、圧電体素子の信頼性が向上するとともに、製造工
程を簡略化することができる。
のインクキャビティ形成領域に異方性ウエットエッチン
グを所定の深さまで選択的に行なう工程と、前記異方性
ウエットエッチング後、前記単結晶シリコン基板上の前
記インクキャビティと対応する位置に圧電体素子を形成
する工程と、前記圧電体素子形成後、前記単結晶シリコ
ン基板のインクキャビティ形成領域に異方性ドライエッ
チングを選択的に行い、インクキャビティを形成する工
程と、を備えてなるインクジェット式記録ヘッドの製造
方法を提供するものである。この製造方法では、圧電体
素子が形成される前の単結晶シリコン基板に異方性ウエ
ットエッチングを行うことができる。したがって、この
異方性ウエットエッチング中に圧電体素子が損傷を受け
ることが全くない。また、圧電体素子に異方性ウエット
エッチングに対する保護膜を形成する必要もない。この
ため、圧電体素子の信頼性が向上するとともに、製造工
程を簡略化することができる。
【００１８】前記異方性ウエットエッチングは、前記第
２の面から第１の面の近傍までの領域で行い、前記異方
性ドライエッチングは、前記第１の面の近傍から第１の
面までの領域で行うことが好適である。
２の面から第１の面の近傍までの領域で行い、前記異方
性ドライエッチングは、前記第１の面の近傍から第１の
面までの領域で行うことが好適である。
【００１９】そしてまた、前記異方性ウエットエッチン
グは、前記単結晶シリコン基板の結晶方位（１１０）面
から行うとともに、エッチング液としてアルカリ水溶液
を用いて行うことができる。
グは、前記単結晶シリコン基板の結晶方位（１１０）面
から行うとともに、エッチング液としてアルカリ水溶液
を用いて行うことができる。
【００２０】あるいはまた、前記異方性ウエットエッチ
ングは、前記単結晶シリコン基板の結晶方位（１００）
面から行うとともに、エッチング液としてアルカリ水溶
液を用いて行うことができる。
ングは、前記単結晶シリコン基板の結晶方位（１００）
面から行うとともに、エッチング液としてアルカリ水溶
液を用いて行うことができる。
【００２１】また、前記製造方法は、インクキャビティ
内に非晶質シリコンを充填する工程と、当該充填された
非晶質シリコンの前記第２の面側の面を平坦化する工程
と、当該平坦化された面上に、ノズル板形成用の膜を形
成する工程と、前記非晶質シリコン上に形成されたノズ
ル板形成用の膜に複数の孔を貫通形成する工程と、前記
孔を介して前記非晶質シリコンを除去する工程と、当該
非晶質シリコンを除去した後、前記ノズル開口となる孔
以外の孔を封止する工程と、をさらに備えることができ
る。これによって、前記利点に加え、ノズル板の形成を
簡単に行える。
内に非晶質シリコンを充填する工程と、当該充填された
非晶質シリコンの前記第２の面側の面を平坦化する工程
と、当該平坦化された面上に、ノズル板形成用の膜を形
成する工程と、前記非晶質シリコン上に形成されたノズ
ル板形成用の膜に複数の孔を貫通形成する工程と、前記
孔を介して前記非晶質シリコンを除去する工程と、当該
非晶質シリコンを除去した後、前記ノズル開口となる孔
以外の孔を封止する工程と、をさらに備えることができ
る。これによって、前記利点に加え、ノズル板の形成を
簡単に行える。
【００２２】さらにまた、本発明は、単結晶シリコン基
板の第１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シ
リコン基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成され
たインクキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１
の面の反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記
インクキャビティ内に収容されたインクを吐出するノズ
ル開口が形成されたノズル板と、を備えたインクジェッ
ト式記録ヘッドの製造方法であって、単結晶シリコン基
板上に圧電体素子を形成する工程と、前記単結晶シリコ
ン基板の前記圧電体素子と対応する位置にインクキャビ
ティを形成する工程と、前記インクキャビティ内に非晶
質シリコンを充填する工程と、当該充填された非晶質シ
リコンの前記第２の面側の面を平坦化する工程と、当該
平坦化された面上に、ノズル板形成用の膜を形成する工
程と、前記ノズル板形成用の膜の非晶質シリコン上に形
成された部分に複数の孔を貫通形成する工程と、前記孔
を介して前記非晶質シリコンを除去する工程と、当該非
晶質シリコンを除去した後、前記ノズル開口となる孔以
外の孔を封止する工程と、を備えたインクジェット式記
録ヘッドの製造方法を提供するものである。これによっ
て、ノズル板の形成が簡単に行える。
板の第１の面に形成された圧電体素子と、前記単結晶シ
リコン基板の前記圧電体素子と対応する位置に形成され
たインクキャビティと、前記単結晶シリコン基板の第１
の面の反対側に位置する第２の面に設けられ、かつ前記
インクキャビティ内に収容されたインクを吐出するノズ
ル開口が形成されたノズル板と、を備えたインクジェッ
ト式記録ヘッドの製造方法であって、単結晶シリコン基
板上に圧電体素子を形成する工程と、前記単結晶シリコ
ン基板の前記圧電体素子と対応する位置にインクキャビ
ティを形成する工程と、前記インクキャビティ内に非晶
質シリコンを充填する工程と、当該充填された非晶質シ
リコンの前記第２の面側の面を平坦化する工程と、当該
平坦化された面上に、ノズル板形成用の膜を形成する工
程と、前記ノズル板形成用の膜の非晶質シリコン上に形
成された部分に複数の孔を貫通形成する工程と、前記孔
を介して前記非晶質シリコンを除去する工程と、当該非
晶質シリコンを除去した後、前記ノズル開口となる孔以
外の孔を封止する工程と、を備えたインクジェット式記
録ヘッドの製造方法を提供するものである。これによっ
て、ノズル板の形成が簡単に行える。
【００２３】さらに、本発明は、前記ウエットエッチン
グを導入するタイミングを、圧電体薄膜素子の製造工程
上最適なものに調整した、インクジェット記録ヘッドの
製造方法を提供するものである。
グを導入するタイミングを、圧電体薄膜素子の製造工程
上最適なものに調整した、インクジェット記録ヘッドの
製造方法を提供するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態に係る
インクジェット式記録ヘッドについて図面を参照して説
明する。
インクジェット式記録ヘッドについて図面を参照して説
明する。
【００２５】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態に係るインクジェット式記録ヘッドの一部を示す断
面図、図２は、図１に示すインクジェット式記録ヘッド
の製造工程を示す工程断面図である。
形態に係るインクジェット式記録ヘッドの一部を示す断
面図、図２は、図１に示すインクジェット式記録ヘッド
の製造工程を示す工程断面図である。
【００２６】実施の形態１に係るインクジェット式記録
ヘッドは、図１に示すように、単結晶シリコン基板１の
第１の面に、振動板であるシリコン酸化膜２と、振動板
を兼ねている下電極であるプラチナ膜３が形成され、こ
のプラチナ膜３上の所定領域（圧電体素子形成領域）
に、ＰＺＴ膜４及び上電極であるプラチナ膜５画形成さ
れている。さらに、単結晶シリコン膜１のＰＺＴ膜４が
形成されている領域に対応する部分には、インクキャビ
ティ２０が形成されている。一方、単結晶シリコン基板
１の第１の面と反対側の第２の面には、インクキャビテ
ィ２０内に収容されたインクを吐出するノズル開口１１
ｂが形成されたノズル板１０が設けられている。
ヘッドは、図１に示すように、単結晶シリコン基板１の
第１の面に、振動板であるシリコン酸化膜２と、振動板
を兼ねている下電極であるプラチナ膜３が形成され、こ
のプラチナ膜３上の所定領域（圧電体素子形成領域）
に、ＰＺＴ膜４及び上電極であるプラチナ膜５画形成さ
れている。さらに、単結晶シリコン膜１のＰＺＴ膜４が
形成されている領域に対応する部分には、インクキャビ
ティ２０が形成されている。一方、単結晶シリコン基板
１の第１の面と反対側の第２の面には、インクキャビテ
ィ２０内に収容されたインクを吐出するノズル開口１１
ｂが形成されたノズル板１０が設けられている。
【００２７】インクキャビティの壁がシリコン基板の主
面に対して概ね垂直に、アルカリ水溶液を用いたウエッ
トエッチングによって、形成され易いように、前記単結
晶シリコン基板の面方位は、（１１０）あるいは（１０
０）である。いずれの面方位においても本発明は利用で
きる。
面に対して概ね垂直に、アルカリ水溶液を用いたウエッ
トエッチングによって、形成され易いように、前記単結
晶シリコン基板の面方位は、（１１０）あるいは（１０
０）である。いずれの面方位においても本発明は利用で
きる。
【００２８】インクキャビティ２０は、単結晶シリコン
基板１の第２の面から第１の面の近傍までが異方性ウエ
ットエッチングにより形成されており、この部分は、単
結晶シリコン基板１の第１の面に対して略垂直な側壁７
から構成されている。また、単結晶シリコン基板１の第
１の面の近傍から第１の面までが、異方性ドライエッチ
ングにより形成されており、この部分は、インクキャビ
ティ２０の外側に向けて傾くテーパー状の側壁８から構
成されている。
基板１の第２の面から第１の面の近傍までが異方性ウエ
ットエッチングにより形成されており、この部分は、単
結晶シリコン基板１の第１の面に対して略垂直な側壁７
から構成されている。また、単結晶シリコン基板１の第
１の面の近傍から第１の面までが、異方性ドライエッチ
ングにより形成されており、この部分は、インクキャビ
ティ２０の外側に向けて傾くテーパー状の側壁８から構
成されている。
【００２９】この構成を備えたインクジェット式記録ヘ
ッドは、インクキャビティ２０の側壁７及び８のコンプ
ライアンスは、従来のインクジェット式記録ヘッドのそ
れと殆ど変わらないのにもかかわらず、シリコン酸化膜
２及びプラチナ膜３のコンプライアンスを大きくするこ
とができるため、振動板の変位量を大きくとることがで
きる。したがって、インクキャビティ２０内に収容され
たインクを高速でかつ大量に吐出することができる。ま
た、側壁８は、テーパー構造を有しているため、単結晶
シリコン基板１に歪みが生じることを防止することもで
きる。また、インクキャビティ２０の前記第１の面の近
傍から第１の面までが、異方性ドライエッチングにより
形成されているため、インクキャビティ２０をエッチン
グ形成する際に、ＰＺＴ膜４及びプラチナ膜３がエッチ
ング終点前後で、エッチング液及びエッチング反応生成
物によって侵されることを防止できる。したがって、信
頼性を向上することもできる。
ッドは、インクキャビティ２０の側壁７及び８のコンプ
ライアンスは、従来のインクジェット式記録ヘッドのそ
れと殆ど変わらないのにもかかわらず、シリコン酸化膜
２及びプラチナ膜３のコンプライアンスを大きくするこ
とができるため、振動板の変位量を大きくとることがで
きる。したがって、インクキャビティ２０内に収容され
たインクを高速でかつ大量に吐出することができる。ま
た、側壁８は、テーパー構造を有しているため、単結晶
シリコン基板１に歪みが生じることを防止することもで
きる。また、インクキャビティ２０の前記第１の面の近
傍から第１の面までが、異方性ドライエッチングにより
形成されているため、インクキャビティ２０をエッチン
グ形成する際に、ＰＺＴ膜４及びプラチナ膜３がエッチ
ング終点前後で、エッチング液及びエッチング反応生成
物によって侵されることを防止できる。したがって、信
頼性を向上することもできる。
【００３０】次に、図１に示すインクジェット式記録ヘ
ッドの製造方法について、図２を参照して説明する。
ッドの製造方法について、図２を参照して説明する。
【００３１】図２(1)に示す工程では、例えば、厚さ２
００μｍの単結晶シリコン基板１の全面に、膜厚が１．
０〜２．０μｍ程度のシリコン酸化膜２を熱酸化法によ
り形成する。次に、シリコン酸化膜２が形成された単結
晶シリコン基板１の第１の面に、膜厚が０．２〜１．０
μｍ程度のプラチナ膜３をスパッタ法により形成する。
次いで、このプラチナ膜３上に、膜厚が０．５〜５．０
μｍ程度のＰＺＴ膜４をゾル・ゲル法あるいはスパッタ
法により形成する。次に、このＰＺＴ膜４上に、膜厚が
０．０５〜０．２μｍ程度のプラチナ膜５をスパッタ法
により形成する。その後、プラチナ膜５上の圧電体素子
形成領域に、図示しないレジスト膜を形成し、このレジ
スト膜をマスクとしてエッチングを行う。
００μｍの単結晶シリコン基板１の全面に、膜厚が１．
０〜２．０μｍ程度のシリコン酸化膜２を熱酸化法によ
り形成する。次に、シリコン酸化膜２が形成された単結
晶シリコン基板１の第１の面に、膜厚が０．２〜１．０
μｍ程度のプラチナ膜３をスパッタ法により形成する。
次いで、このプラチナ膜３上に、膜厚が０．５〜５．０
μｍ程度のＰＺＴ膜４をゾル・ゲル法あるいはスパッタ
法により形成する。次に、このＰＺＴ膜４上に、膜厚が
０．０５〜０．２μｍ程度のプラチナ膜５をスパッタ法
により形成する。その後、プラチナ膜５上の圧電体素子
形成領域に、図示しないレジスト膜を形成し、このレジ
スト膜をマスクとしてエッチングを行う。
【００３２】次に、図２(2)に示す工程では、図２(1)に
示す工程で得られた単結晶シリコン基板１の第１の面と
反対側に位置する第２の面に形成されたシリコン酸化膜
２上であって、ＰＺＴ膜４が形成された領域以外の部分
にレジスト膜６を形成する。次いで、このレジスト膜６
をマスクとして、シリコン酸化膜２をウエットエッチン
グする。
示す工程で得られた単結晶シリコン基板１の第１の面と
反対側に位置する第２の面に形成されたシリコン酸化膜
２上であって、ＰＺＴ膜４が形成された領域以外の部分
にレジスト膜６を形成する。次いで、このレジスト膜６
をマスクとして、シリコン酸化膜２をウエットエッチン
グする。
【００３３】次に、図２(3)に示す工程では、図２(2)に
示す工程で形成したレジスト膜６を剥離除去し、次いで
前記でパターニングされたシリコン酸化膜２をマスクと
して単結晶シリコン基板１を異方性エッチングする。こ
の異方性ウエットエッチングは、先ず、エッチング液と
してフッ酸系溶液を使用してシリコン酸化膜２をエッチ
ング除去した後、エッチング液の溶質として水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）を用い、単結晶シリコン基板１をエッチ
ング除去する。なお、本実施の形態では、この単結晶シ
リコン膜１のエッチングは、１８０〜１９０μｍ程度の
深さまで行った。この工程により、単結晶シリコン基板
１のインクキャビティ２０となる領域に、前記第１の面
に対して略垂直な側壁７を形成した。
示す工程で形成したレジスト膜６を剥離除去し、次いで
前記でパターニングされたシリコン酸化膜２をマスクと
して単結晶シリコン基板１を異方性エッチングする。こ
の異方性ウエットエッチングは、先ず、エッチング液と
してフッ酸系溶液を使用してシリコン酸化膜２をエッチ
ング除去した後、エッチング液の溶質として水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）を用い、単結晶シリコン基板１をエッチ
ング除去する。なお、本実施の形態では、この単結晶シ
リコン膜１のエッチングは、１８０〜１９０μｍ程度の
深さまで行った。この工程により、単結晶シリコン基板
１のインクキャビティ２０となる領域に、前記第１の面
に対して略垂直な側壁７を形成した。
【００３４】次いで、図２(4)に示す工程では、図２(3)
に示す工程で行った異方性ウエットエッチングを異方性
ドライエッチングに切り替えて、さらに単結晶シリコン
基板１をエッチングする。この異方性ドライエッチング
は、エッチングガスとして、六フッ化硫黄ガス、あるい
はフッ素元素を含む有機ガス、あるいは六フッ化硫黄と
フッ素元素を含む有機物の混合ガスを使用し、エッチン
グ後のインクキャビティ２０の側壁が目的の形状になる
よう反応圧力や前記混合ガスの混合割合を適宜調整し、
基板温度が室温で高周波出力１００Ｗ〜２０００Ｗのエ
ネルギーで５〜３０分の条件で、シリコン酸化膜２が露
出するまで行った。この異方性ドライエッチングによ
り、側壁７とシリコン酸化膜２との間に、インクキャビ
ティ２０の外側に向けて傾くテーパー状の側壁８を形成
した。
に示す工程で行った異方性ウエットエッチングを異方性
ドライエッチングに切り替えて、さらに単結晶シリコン
基板１をエッチングする。この異方性ドライエッチング
は、エッチングガスとして、六フッ化硫黄ガス、あるい
はフッ素元素を含む有機ガス、あるいは六フッ化硫黄と
フッ素元素を含む有機物の混合ガスを使用し、エッチン
グ後のインクキャビティ２０の側壁が目的の形状になる
よう反応圧力や前記混合ガスの混合割合を適宜調整し、
基板温度が室温で高周波出力１００Ｗ〜２０００Ｗのエ
ネルギーで５〜３０分の条件で、シリコン酸化膜２が露
出するまで行った。この異方性ドライエッチングによ
り、側壁７とシリコン酸化膜２との間に、インクキャビ
ティ２０の外側に向けて傾くテーパー状の側壁８を形成
した。
【００３５】このように、図２(3)及び(4)に示す工程に
より、前述した構成のインクキャビティ２０を形成し
た。本実施の形態では、異方性ウエットエッチングと異
方性ドライエッチングとの組み合わせによってインクキ
ャビティ２０を形成するため、この工程の際に、プラチ
ナ膜３及びＰＺＴ膜４が、エッチング液及びエッチング
反応生成物によって侵されることを防止することができ
る。
より、前述した構成のインクキャビティ２０を形成し
た。本実施の形態では、異方性ウエットエッチングと異
方性ドライエッチングとの組み合わせによってインクキ
ャビティ２０を形成するため、この工程の際に、プラチ
ナ膜３及びＰＺＴ膜４が、エッチング液及びエッチング
反応生成物によって侵されることを防止することができ
る。
【００３６】次に、図２(5)に示す工程では、インクキ
ャビティ２０内に、非晶質（アモルファス）シリコン９
をプラズマＣＶＤ法により充填する。次いで、単結晶シ
リコン基板１の第２の面に形成されているシリコン酸化
膜２と、非晶質シリコン９とを平坦化する。次に、平坦
化されたシリコン酸化膜２及び非晶質シリコン９上に、
ノズル板形成用の膜として、膜厚が１．０〜５．０μｍ
程度の金属膜１０をスパッタ法によって形成する。な
お、本実施の形態では、ニッケルからなる金属膜１０を
形成した。次いで、金属膜１０の非晶質シリコン９上に
形成されている部分を、選択的にエッチングし、複数の
孔１１ａ〜１１ｃを開口する。なお、この孔１１ａ〜１
１ｃは、これらの中にノズル開口となる孔が含まれるよ
うに形成した。
ャビティ２０内に、非晶質（アモルファス）シリコン９
をプラズマＣＶＤ法により充填する。次いで、単結晶シ
リコン基板１の第２の面に形成されているシリコン酸化
膜２と、非晶質シリコン９とを平坦化する。次に、平坦
化されたシリコン酸化膜２及び非晶質シリコン９上に、
ノズル板形成用の膜として、膜厚が１．０〜５．０μｍ
程度の金属膜１０をスパッタ法によって形成する。な
お、本実施の形態では、ニッケルからなる金属膜１０を
形成した。次いで、金属膜１０の非晶質シリコン９上に
形成されている部分を、選択的にエッチングし、複数の
孔１１ａ〜１１ｃを開口する。なお、この孔１１ａ〜１
１ｃは、これらの中にノズル開口となる孔が含まれるよ
うに形成した。
【００３７】次に、図２(6)に示す工程では、図２(5)に
示す工程で形成した孔１１ａ〜１１ｃを介して非晶質シ
リコン９をエッチング除去する。このエッチングは、フ
ッ素を含むガスを使用して行った。次いで、このエッチ
ングが終了した後、孔１１ａ〜１１ｃのうち、ノズル開
口となる孔１１ｂ以外を閉鎖する。その後、所望の工程
を行い、図１に示す構造のインクジェット式記録ヘッド
を製造した。
示す工程で形成した孔１１ａ〜１１ｃを介して非晶質シ
リコン９をエッチング除去する。このエッチングは、フ
ッ素を含むガスを使用して行った。次いで、このエッチ
ングが終了した後、孔１１ａ〜１１ｃのうち、ノズル開
口となる孔１１ｂ以外を閉鎖する。その後、所望の工程
を行い、図１に示す構造のインクジェット式記録ヘッド
を製造した。
【００３８】なお、本実施の形態では、単結晶シリコン
基板１の膜厚を２００μｍ程度としたが、これに限ら
ず、単結晶シリコン基板１の膜厚は、製造したいインク
ジェット式記録ヘッドのサイズなどにより任意に決定し
てよい。また、シリコン酸化膜２やプラチナ膜３及び
５、ＰＺＴ膜４、金属膜１０の膜厚も同様に、任意に決
定してよい。
基板１の膜厚を２００μｍ程度としたが、これに限ら
ず、単結晶シリコン基板１の膜厚は、製造したいインク
ジェット式記録ヘッドのサイズなどにより任意に決定し
てよい。また、シリコン酸化膜２やプラチナ膜３及び
５、ＰＺＴ膜４、金属膜１０の膜厚も同様に、任意に決
定してよい。
【００３９】また、本実施の形態では、単結晶シリコン
基板１に、１８０〜１９０μｍ程度の深さまで異方性ウ
エットエッチングを行った場合について説明したが、こ
れに限らず、異方性ウエットエッチングは、完成したイ
ンクジェット式記録ヘッドにおいて、インクキャビティ
２０に収容されたインク中で発生した気泡がスムースに
排出できる深さとなるまで行えばよい。
基板１に、１８０〜１９０μｍ程度の深さまで異方性ウ
エットエッチングを行った場合について説明したが、こ
れに限らず、異方性ウエットエッチングは、完成したイ
ンクジェット式記録ヘッドにおいて、インクキャビティ
２０に収容されたインク中で発生した気泡がスムースに
排出できる深さとなるまで行えばよい。
【００４０】また、本実施の形態では、下電極としてプ
ラチナからなる膜を使用した場合について説明したが、
これに限らず、例えば、イリジウム、パラジウム、ある
いはイリジウムとプラチナとの合金、イリジウムとパラ
ジウムの積層膜等の導電性膜を使用することができる。
さらに、本実施の形態では、上電極としてプラチナから
なる膜を使用した場合について説明したがこれに限ら
ず、例えば、アルミニウム、シリコンと銅とアルミ二ウ
ムとの合金、クロム、タングステン、インジウム−スズ
酸化膜等の導電性膜を使用することができる。
ラチナからなる膜を使用した場合について説明したが、
これに限らず、例えば、イリジウム、パラジウム、ある
いはイリジウムとプラチナとの合金、イリジウムとパラ
ジウムの積層膜等の導電性膜を使用することができる。
さらに、本実施の形態では、上電極としてプラチナから
なる膜を使用した場合について説明したがこれに限ら
ず、例えば、アルミニウム、シリコンと銅とアルミ二ウ
ムとの合金、クロム、タングステン、インジウム−スズ
酸化膜等の導電性膜を使用することができる。
【００４１】そしてまた、本実施の形態では、ノズル板
を構成する金属膜１０として、ニッケルを使用した場合
について説明したが、これに限らず、例えば、ジュラル
ミン、ステンレス等を使用してもよく、また、金属板に
代えてジルコニア等のセラミック、あるいは熱酸化膜付
きのシリコンウエハを使用してもよい。
を構成する金属膜１０として、ニッケルを使用した場合
について説明したが、これに限らず、例えば、ジュラル
ミン、ステンレス等を使用してもよく、また、金属板に
代えてジルコニア等のセラミック、あるいは熱酸化膜付
きのシリコンウエハを使用してもよい。
【００４２】さらにまた、本実施の形態では、インクキ
ャビティ２０内に非晶質シリコン９を充填した場合につ
いて説明したが、これに限らず、インクキャビティ２０
内には、単結晶シリコン、不純物を含まない熱酸化によ
るシリコン酸化膜、ノズル板及びデバイス保護膜等に対
して、所定のエッチング液においてエッチングレートが
速い物質を充填することができる。具体的には、例え
ば、エッチング液がフッ酸の場合には、ＰＳＧ（りんを
含んだシリコン酸化膜）やプラズマＣＶＤ法によるシリ
コン酸化膜等を充填することができる。また、エッチン
グ液がキシレンの場合には、ネガレジストを充填するこ
とができ、エッチング液がアセトンの場合には、ポジレ
ジストを充填することができる。
ャビティ２０内に非晶質シリコン９を充填した場合につ
いて説明したが、これに限らず、インクキャビティ２０
内には、単結晶シリコン、不純物を含まない熱酸化によ
るシリコン酸化膜、ノズル板及びデバイス保護膜等に対
して、所定のエッチング液においてエッチングレートが
速い物質を充填することができる。具体的には、例え
ば、エッチング液がフッ酸の場合には、ＰＳＧ（りんを
含んだシリコン酸化膜）やプラズマＣＶＤ法によるシリ
コン酸化膜等を充填することができる。また、エッチン
グ液がキシレンの場合には、ネガレジストを充填するこ
とができ、エッチング液がアセトンの場合には、ポジレ
ジストを充填することができる。
【００４３】また、本実施の形態で行った図２(5)及び
図２(6)に示す工程、すなわちノズル板の製造工程は、
他の構造や、従来の構造のインクキャビティを備えたヘ
ッド基台にも応用可能であることは勿論である。
図２(6)に示す工程、すなわちノズル板の製造工程は、
他の構造や、従来の構造のインクキャビティを備えたヘ
ッド基台にも応用可能であることは勿論である。
【００４４】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２に係るインクジェット式記録ヘッドについて、図３
及び図４を参照して説明する。なお、本実施の形態で
は、実施の形態１で説明したインクジェット式記録ヘッ
ドと同様の構造については、同一の符合を付し、その詳
細な説明は省略する。
態２に係るインクジェット式記録ヘッドについて、図３
及び図４を参照して説明する。なお、本実施の形態で
は、実施の形態１で説明したインクジェット式記録ヘッ
ドと同様の構造については、同一の符合を付し、その詳
細な説明は省略する。
【００４５】図３は、本発明の実施の形態２に係るイン
クジェット式記録ヘッドの一部を示す断面図、図４は、
図３に示すインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示
す工程断面図である。
クジェット式記録ヘッドの一部を示す断面図、図４は、
図３に示すインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示
す工程断面図である。
【００４６】図３に示すインクジェット式記録ヘッド
と、実施の形態１に係るインクジェット式記録ヘッド
（図１参照）との構造上の違いは、インクキャビティの
側壁構造である。実施の形態２に係るインクジェット式
記録ヘッドのキャビティ３０は、単結晶シリコン基板１
の第２の面から第１の面の近傍までが異方性ウエットエ
ッチングにより形成されており、この部分は、単結晶シ
リコン基板１の第１の面に対して略垂直な側壁７から構
成されている。また、単結晶シリコン基板１の第１の面
の近傍から第１の面までが、異方性ドライエッチングに
より形成されており、この部分は、インクキャビティ３
０の内側に向けて傾くテーパー状の側壁１８から構成さ
れている。
と、実施の形態１に係るインクジェット式記録ヘッド
（図１参照）との構造上の違いは、インクキャビティの
側壁構造である。実施の形態２に係るインクジェット式
記録ヘッドのキャビティ３０は、単結晶シリコン基板１
の第２の面から第１の面の近傍までが異方性ウエットエ
ッチングにより形成されており、この部分は、単結晶シ
リコン基板１の第１の面に対して略垂直な側壁７から構
成されている。また、単結晶シリコン基板１の第１の面
の近傍から第１の面までが、異方性ドライエッチングに
より形成されており、この部分は、インクキャビティ３
０の内側に向けて傾くテーパー状の側壁１８から構成さ
れている。
【００４７】この構成を備えたインクジェット式記録ヘ
ッドは、インクキャビティ３０内に収容されたインクの
イナータンスを大きく、さらにシリコン酸化膜２とプラ
チナ膜３のコンプライアンスを小さくできる。したがっ
て、微少のインクを高速に吐出することができる。この
結果、従来のインクジェット式記録ヘッドより高密度高
精細な印画を実現できる。したがって、ＰＺＴ膜４の変
位量が小さくてもインクを十分に吐出することができ
る。また、インクキャビティ３０の前記第１の面の近傍
から第１の面までが、異方性ドライエッチングにより形
成されているため、インクキャビティ３０をエッチング
形成する際に、プラチナ膜３及びＰＺＴ膜４がエッチン
グ液及びエッチング反応生成物によって侵されることを
防止できる。したがって、信頼性を向上することもでき
る。
ッドは、インクキャビティ３０内に収容されたインクの
イナータンスを大きく、さらにシリコン酸化膜２とプラ
チナ膜３のコンプライアンスを小さくできる。したがっ
て、微少のインクを高速に吐出することができる。この
結果、従来のインクジェット式記録ヘッドより高密度高
精細な印画を実現できる。したがって、ＰＺＴ膜４の変
位量が小さくてもインクを十分に吐出することができ
る。また、インクキャビティ３０の前記第１の面の近傍
から第１の面までが、異方性ドライエッチングにより形
成されているため、インクキャビティ３０をエッチング
形成する際に、プラチナ膜３及びＰＺＴ膜４がエッチン
グ液及びエッチング反応生成物によって侵されることを
防止できる。したがって、信頼性を向上することもでき
る。
【００４８】次に、図３に示すインクジェット式記録ヘ
ッドの製造方法について、図４を参照して説明する。な
お、この実施の形態では、実施の形態１で説明した製造
方法と同一の工程については、図２を参照し、その詳細
な説明は省略する。
ッドの製造方法について、図４を参照して説明する。な
お、この実施の形態では、実施の形態１で説明した製造
方法と同一の工程については、図２を参照し、その詳細
な説明は省略する。
【００４９】先ず、図２(1)〜図２(3)に示す工程と同様
の工程を行った後、図４に示す工程を行う。
の工程を行った後、図４に示す工程を行う。
【００５０】図４に示す工程では、図２(3)に示す工程
で行った異方性ウエットエッチングを異方性ドライエッ
チングに切り替えて、さらに単結晶シリコン基板１をエ
ッチングする。この異方性ドライエッチングは、エッチ
ングガスとして、六フッ化硫黄ガス、あるいはフッ素元
素を含む有機ガス、あるいは六フッ化硫黄とフッ素元素
を含む有機物の混合ガスを使用し、エッチング後のイン
クキャビティ２０の側壁が目的の形状になるよう反応圧
力と前記ガスの混合割合を適宜調整し、基板温度が室温
で高周波出力１００Ｗ〜２０００Ｗのエネルギーで５〜
３０分の条件で、シリコン酸化膜２が露出するまで行っ
た。この異方性ドライエッチングにより、側壁７とシリ
コン酸化膜２との間に、インクキャビティ３０の内側に
向けて傾くテーパー状の側壁１８を形成した。
で行った異方性ウエットエッチングを異方性ドライエッ
チングに切り替えて、さらに単結晶シリコン基板１をエ
ッチングする。この異方性ドライエッチングは、エッチ
ングガスとして、六フッ化硫黄ガス、あるいはフッ素元
素を含む有機ガス、あるいは六フッ化硫黄とフッ素元素
を含む有機物の混合ガスを使用し、エッチング後のイン
クキャビティ２０の側壁が目的の形状になるよう反応圧
力と前記ガスの混合割合を適宜調整し、基板温度が室温
で高周波出力１００Ｗ〜２０００Ｗのエネルギーで５〜
３０分の条件で、シリコン酸化膜２が露出するまで行っ
た。この異方性ドライエッチングにより、側壁７とシリ
コン酸化膜２との間に、インクキャビティ３０の内側に
向けて傾くテーパー状の側壁１８を形成した。
【００５１】このように、図２(1)〜図２(3)及び図４に
示す工程により、前述した構成のインクキャビティ３０
を形成した。本実施の形態では、異方性ウエットエッチ
ングと異方性ドライエッチングとの組み合わせによって
インクキャビティ３０を形成するため、この工程の際
に、プラチナ膜３及びＰＺＴ膜４がエッチング液及びエ
ッチング反応生成物によって侵されることを防止するこ
とができる。
示す工程により、前述した構成のインクキャビティ３０
を形成した。本実施の形態では、異方性ウエットエッチ
ングと異方性ドライエッチングとの組み合わせによって
インクキャビティ３０を形成するため、この工程の際
に、プラチナ膜３及びＰＺＴ膜４がエッチング液及びエ
ッチング反応生成物によって侵されることを防止するこ
とができる。
【００５２】次に、図２(5)及び図２(6)に示す工程と同
様の工程を順次行い、図３に示す構造のインクジェット
式記録ヘッドを製造した。
様の工程を順次行い、図３に示す構造のインクジェット
式記録ヘッドを製造した。
【００５３】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３に係るインクジェット式記録ヘッドについて、図５
及び図６を参照して説明する。なお、本実施の形態で
は、実施の形態１で説明したインクジェット式記録ヘッ
ドと同様の構造については、同一の符合を付し、その詳
細な説明は省略する。
態３に係るインクジェット式記録ヘッドについて、図５
及び図６を参照して説明する。なお、本実施の形態で
は、実施の形態１で説明したインクジェット式記録ヘッ
ドと同様の構造については、同一の符合を付し、その詳
細な説明は省略する。
【００５４】図５は、本発明の実施の形態３に係るイン
クジェット式記録ヘッドの一部を示す断面図、図６は、
図５に示すインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示
す工程断面図である。
クジェット式記録ヘッドの一部を示す断面図、図６は、
図５に示すインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示
す工程断面図である。
【００５５】図５に示すインクジェット式記録ヘッド
と、実施の形態１に係るインクジェット式記録ヘッド
（図１参照）との構造上の違いは、インクキャビティの
側壁構造である。実施の形態３に係るインクジェット式
記録ヘッドのキャビティ４０は、単結晶シリコン基板１
の第２の面から第１の面の近傍までが異方性ウエットエ
ッチングにより形成されており、この部分は、単結晶シ
リコン基板１の第１の面に対して略垂直な側壁７から構
成されている。また、単結晶シリコン基板１の第１の面
の近傍から第１の面までが、異方性ドライエッチングに
より形成されており、この部分も単結晶シリコン基板１
の第１の面に対して略垂直な側壁１７から構成されてい
る。
と、実施の形態１に係るインクジェット式記録ヘッド
（図１参照）との構造上の違いは、インクキャビティの
側壁構造である。実施の形態３に係るインクジェット式
記録ヘッドのキャビティ４０は、単結晶シリコン基板１
の第２の面から第１の面の近傍までが異方性ウエットエ
ッチングにより形成されており、この部分は、単結晶シ
リコン基板１の第１の面に対して略垂直な側壁７から構
成されている。また、単結晶シリコン基板１の第１の面
の近傍から第１の面までが、異方性ドライエッチングに
より形成されており、この部分も単結晶シリコン基板１
の第１の面に対して略垂直な側壁１７から構成されてい
る。
【００５６】この構造を備えたインクジェット式記録ヘ
ッドは、インクキャビティ４０の前記第１の面の近傍か
ら第１の面までが、異方性ドライエッチングにより形成
されているため、インクキャビティ４０をエッチング形
成する際に、ＰＺＴ膜４がエッチング液によって侵され
ることを防止できる。したがって、信頼性を向上するこ
とができる。
ッドは、インクキャビティ４０の前記第１の面の近傍か
ら第１の面までが、異方性ドライエッチングにより形成
されているため、インクキャビティ４０をエッチング形
成する際に、ＰＺＴ膜４がエッチング液によって侵され
ることを防止できる。したがって、信頼性を向上するこ
とができる。
【００５７】次に、図５に示すインクジェット式記録ヘ
ッドの製造方法について、図６を参照して説明する。な
お、この実施の形態では、実施の形態１で説明した製造
方法と同一の工程については、図２を参照し、その詳細
な説明は省略する。
ッドの製造方法について、図６を参照して説明する。な
お、この実施の形態では、実施の形態１で説明した製造
方法と同一の工程については、図２を参照し、その詳細
な説明は省略する。
【００５８】先ず、図２(1)〜図２(3)に示す工程と同様
の工程を行った後、図６に示す工程を行う。
の工程を行った後、図６に示す工程を行う。
【００５９】図６に示す工程では、図２(3)に示す工程
で行った異方性ウエットエッチングを異方性ドライエッ
チングに切り替えて、さらに単結晶シリコン基板１をエ
ッチングする。この異方性ドライエッチングは、エッチ
ングガスとして、六フッ化硫黄ガス、あるいはフッ素元
素を含む有機ガス、あるいは六フッ化硫黄とフッ素元素
を含む有機物の混合ガスを使用し、エッチング後のイン
クキャビティ２０の側壁が目的の形状になるよう反応圧
力と前記混合ガスの混合割合を適宜調整し、基板温度が
室温で高周波出力１００Ｗ〜２０００Ｗのエネルギーで
５〜３０分の条件で、シリコン酸化膜２が露出するまで
行った。この異方性ドライエッチングにより、側壁７と
シリコン酸化膜２との間に、側壁７と同様の垂直な側壁
１７を形成した。
で行った異方性ウエットエッチングを異方性ドライエッ
チングに切り替えて、さらに単結晶シリコン基板１をエ
ッチングする。この異方性ドライエッチングは、エッチ
ングガスとして、六フッ化硫黄ガス、あるいはフッ素元
素を含む有機ガス、あるいは六フッ化硫黄とフッ素元素
を含む有機物の混合ガスを使用し、エッチング後のイン
クキャビティ２０の側壁が目的の形状になるよう反応圧
力と前記混合ガスの混合割合を適宜調整し、基板温度が
室温で高周波出力１００Ｗ〜２０００Ｗのエネルギーで
５〜３０分の条件で、シリコン酸化膜２が露出するまで
行った。この異方性ドライエッチングにより、側壁７と
シリコン酸化膜２との間に、側壁７と同様の垂直な側壁
１７を形成した。
【００６０】このように、図２(1)〜図２(3)及び図４に
示す工程により、前述した構成のインクキャビティ４０
を形成した。本実施の形態では、異方性ウエットエッチ
ングと異方性ドライエッチングとの組み合わせによって
インクキャビティ４０を形成するため、この工程の際
に、プラチナ膜３及びＰＺＴ膜４がエッチング液及びエ
ッチング反応生成物によって侵されることを防止するこ
とができる。
示す工程により、前述した構成のインクキャビティ４０
を形成した。本実施の形態では、異方性ウエットエッチ
ングと異方性ドライエッチングとの組み合わせによって
インクキャビティ４０を形成するため、この工程の際
に、プラチナ膜３及びＰＺＴ膜４がエッチング液及びエ
ッチング反応生成物によって侵されることを防止するこ
とができる。
【００６１】次に、図２(5)及び図２(6)に示す工程と同
様の工程を順次行い、図５に示す構造のインクジェット
式記録ヘッドを製造した。
様の工程を順次行い、図５に示す構造のインクジェット
式記録ヘッドを製造した。
【００６２】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４に係るインクジェット式記録ヘッドについて、図７
を参照して説明する。
態４に係るインクジェット式記録ヘッドについて、図７
を参照して説明する。
【００６３】本実施の形態では、実施の形態１で説明し
た構造のインクジェット式記録ヘッドを、他の方法で製
造する方法について説明する。なお、実施の形態１と同
様の工程については、その詳細な説明は省略する。
た構造のインクジェット式記録ヘッドを、他の方法で製
造する方法について説明する。なお、実施の形態１と同
様の工程については、その詳細な説明は省略する。
【００６４】図７は、実施の形態４に係るインクジェッ
ト式記録ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
ト式記録ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【００６５】先ず、図７(1)に示す工程では、実施の形
態１と同様の方法で、単結晶シリコン基板１の全面にシ
リコン酸化膜２を形成する。次に、単結晶シリコン基板
１の第２の面に形成されたシリコン酸化膜２上のインク
キャビティ２０となる領域以外にレジスト膜６を形成す
る。次いで、このレジスト膜６をマスクとして、シリコ
ン酸化膜２をウエットエッチングする。
態１と同様の方法で、単結晶シリコン基板１の全面にシ
リコン酸化膜２を形成する。次に、単結晶シリコン基板
１の第２の面に形成されたシリコン酸化膜２上のインク
キャビティ２０となる領域以外にレジスト膜６を形成す
る。次いで、このレジスト膜６をマスクとして、シリコ
ン酸化膜２をウエットエッチングする。
【００６６】次に、図７(2)に示す工程では、レジスト
膜６を剥離除去した後、前記ウエットエッチングにより
パターニングされたシリコン酸化膜２をマスクとして、
実施の形態１と同様の条件で、単結晶シリコン基板１を
異方性エッチングする。このようにして、単結晶シリコ
ン基板１のインクキャビティ２０となる領域に、前記第
１の面に対して略垂直な側壁７を形成する。
膜６を剥離除去した後、前記ウエットエッチングにより
パターニングされたシリコン酸化膜２をマスクとして、
実施の形態１と同様の条件で、単結晶シリコン基板１を
異方性エッチングする。このようにして、単結晶シリコ
ン基板１のインクキャビティ２０となる領域に、前記第
１の面に対して略垂直な側壁７を形成する。
【００６７】ここで、前記単結晶シリコン基板１に対す
る異方性エッチングは、圧電体素子が形成されていない
状態で行われる。したがって、この異方性ウエットエッ
チング中に圧電体素子が損傷を受けることが全くない。
また、圧電体素子に異方性ウエットエッチングに対する
保護膜を形成する必要もない。このため、圧電体素子の
信頼性が向上するとともに、製造工程を簡略化すること
ができる。
る異方性エッチングは、圧電体素子が形成されていない
状態で行われる。したがって、この異方性ウエットエッ
チング中に圧電体素子が損傷を受けることが全くない。
また、圧電体素子に異方性ウエットエッチングに対する
保護膜を形成する必要もない。このため、圧電体素子の
信頼性が向上するとともに、製造工程を簡略化すること
ができる。
【００６８】次に、シリコン酸化膜２が形成された単結
晶シリコン基板１の第１の面に、実施の形態１と同様の
条件で、プラチナ膜３、ＰＺＴ膜４及びプラチナ膜５か
らなる圧電体素子を形成する。
晶シリコン基板１の第１の面に、実施の形態１と同様の
条件で、プラチナ膜３、ＰＺＴ膜４及びプラチナ膜５か
らなる圧電体素子を形成する。
【００６９】次いで、図７(3)に示す工程では、図７(1)
に示す工程でパターニングしたシリコン酸化膜２をマス
クとして、単結晶シリコン基板１に、実施例１と同様の
条件で異方性ドライエッチングを行う。このようにし
て、図７(2)に示す工程で行った異方性ウエットエッチ
ングの停止位置から単結晶シリコン基板１をさらに深く
エッチングし、側壁７とシリコン酸化膜２との間に、イ
ンクキャビティ２０の外側に向けて傾くテーパー状の側
壁８を形成した。
に示す工程でパターニングしたシリコン酸化膜２をマス
クとして、単結晶シリコン基板１に、実施例１と同様の
条件で異方性ドライエッチングを行う。このようにし
て、図７(2)に示す工程で行った異方性ウエットエッチ
ングの停止位置から単結晶シリコン基板１をさらに深く
エッチングし、側壁７とシリコン酸化膜２との間に、イ
ンクキャビティ２０の外側に向けて傾くテーパー状の側
壁８を形成した。
【００７０】その後、実施の形態１で説明した図２(5)
及び図２(6)に示す工程を行い、図１に示す構造のイン
クジェット式記録ヘッドを製造した。
及び図２(6)に示す工程を行い、図１に示す構造のイン
クジェット式記録ヘッドを製造した。
【００７１】（実施の形態５）次に第５の実施形態を図
８に基づいて説明する。なお、これ以降に説明される実
施形態において、インクジェット式記録ヘッドは、図１
の記録ヘッドを紙面に向かって垂直な切断面によって切
断した断面図として図示されている。
８に基づいて説明する。なお、これ以降に説明される実
施形態において、インクジェット式記録ヘッドは、図１
の記録ヘッドを紙面に向かって垂直な切断面によって切
断した断面図として図示されている。
【００７２】図８に示されるものは、図７の工程の変形
例である。（１）の工程において、シリコン基板１の上
にシリコン酸化膜２を形成する。（２）の工程におい
て、シリコンウエハの第２の面のシリコン酸化膜をパタ
ーニングする。（３）の工程では、シリコンウエハ１の
第２の面における二酸化シリコンの開口部２１から、シ
リコンを異方性ウエットエッチング法によりエッチング
して、単結晶シリコン基板１に、インクキャビティ２０
を形成するためのハーフエッチングを行う。
例である。（１）の工程において、シリコン基板１の上
にシリコン酸化膜２を形成する。（２）の工程におい
て、シリコンウエハの第２の面のシリコン酸化膜をパタ
ーニングする。（３）の工程では、シリコンウエハ１の
第２の面における二酸化シリコンの開口部２１から、シ
リコンを異方性ウエットエッチング法によりエッチング
して、単結晶シリコン基板１に、インクキャビティ２０
を形成するためのハーフエッチングを行う。
【００７３】（４）の工程では、シリコン基板１の第１
の面に下部電極膜３、ＰＺＴ膜４、そして、上部電極膜
５を順次積層する。さらに、（５）の工程において、シ
リコン基板の第１の面にレジスト８０を形成し、（６）
の工程において、上部電極膜５とＰＺＴ膜４とをエッチ
ングする。
の面に下部電極膜３、ＰＺＴ膜４、そして、上部電極膜
５を順次積層する。さらに、（５）の工程において、シ
リコン基板の第１の面にレジスト８０を形成し、（６）
の工程において、上部電極膜５とＰＺＴ膜４とをエッチ
ングする。
【００７４】（７）の工程では、このレジスト８０を剥
離して、（８）の工程において、下部電極エッチング用
のレジストマスク８２を形成する。次いで、（９）の工
程において、下部電極をエッチングしてパターニングす
る。
離して、（８）の工程において、下部電極エッチング用
のレジストマスク８２を形成する。次いで、（９）の工
程において、下部電極をエッチングしてパターニングす
る。
【００７５】さらに、（１０）の工程において、レジス
ト８２を剥離させて（１１）の工程では、層間絶縁膜８
４を形成し、かつ、上部電極に対する配線８６を形成す
る。次いで、（１２）の工程において、異方性ドライエ
ッチングによって、インクキャビティ２０内に残ってい
る単結晶シリコンを素子側のシリコン酸化膜２までエッ
チングする。以上により、図７の変形例としてのインク
ジェット記録式ヘッドが完成される。
ト８２を剥離させて（１１）の工程では、層間絶縁膜８
４を形成し、かつ、上部電極に対する配線８６を形成す
る。次いで、（１２）の工程において、異方性ドライエ
ッチングによって、インクキャビティ２０内に残ってい
る単結晶シリコンを素子側のシリコン酸化膜２までエッ
チングする。以上により、図７の変形例としてのインク
ジェット記録式ヘッドが完成される。
【００７６】この一連の工程において、シリコン酸化膜
を形成した後にウエットエッチングを実施し、工程の最
後にドライエッチングを行っている。異方性ウエットエ
ッチングは、ＫＯＨなどの強アルカリ性水溶液であるた
め、エッチング時に素子面に耐アルカリ性保護膜を形成
する必要があるが、ここでの工程では、ＰＺＴなどが形
成されていない状態でウエットエッチングが行われてい
るために、保護膜を必要とすることなく、信頼性の高い
アクチュエータ、インクジェットプリンタヘッドを簡単
に形成できる。
を形成した後にウエットエッチングを実施し、工程の最
後にドライエッチングを行っている。異方性ウエットエ
ッチングは、ＫＯＨなどの強アルカリ性水溶液であるた
め、エッチング時に素子面に耐アルカリ性保護膜を形成
する必要があるが、ここでの工程では、ＰＺＴなどが形
成されていない状態でウエットエッチングが行われてい
るために、保護膜を必要とすることなく、信頼性の高い
アクチュエータ、インクジェットプリンタヘッドを簡単
に形成できる。
【００７７】（第６の実施形態）この実施形態に係わる
工程を図９に基づいて説明する。（１）の工程におい
て、単結晶シリコン基板１上にシリコン酸化膜２を形成
する。（２）の工程において、シリコン基板１の第１の
面に下部電極膜３を形成する。さらに、シリコン基板１
の第２の面のシリコン酸化膜２に開口を形成する。
工程を図９に基づいて説明する。（１）の工程におい
て、単結晶シリコン基板１上にシリコン酸化膜２を形成
する。（２）の工程において、シリコン基板１の第１の
面に下部電極膜３を形成する。さらに、シリコン基板１
の第２の面のシリコン酸化膜２に開口を形成する。
【００７８】次いで、（３）の工程において、下部電極
３上に保護膜９０を形成する。（４）の工程において、
シリコン基板の第２面から異方性ウエットエッチング法
によりシリコンをハーフエッチングする。次いで、
（５）の工程において、前記保護膜９０を除去する。次
いで、工程（６）において、ＰＺＴ膜４及び上部電極膜
５を形成する。以後の工程は、図７の（５）に続く。
３上に保護膜９０を形成する。（４）の工程において、
シリコン基板の第２面から異方性ウエットエッチング法
によりシリコンをハーフエッチングする。次いで、
（５）の工程において、前記保護膜９０を除去する。次
いで、工程（６）において、ＰＺＴ膜４及び上部電極膜
５を形成する。以後の工程は、図７の（５）に続く。
【００７９】この実施形態では、下部電極膜３が形成さ
れた後に異方性ウエットエッチング法でシリコン酸化膜
をハーフエッチングしてウエハ工程の最後にドライエッ
チングを施している。この工程によれば、圧電体薄膜が
形成されていない段階でウエットエッチングを行うの
で、たとえ、エッチング保護膜９０の耐エッチング性が
完璧でなく、ピンホールがあったとしても、下部電極３
がＰｔやＩｒから形成されているために、下部電極に損
傷が発生しない。ましてや、保護膜９０そのものを省略
することも可能である。したがって、信頼性が高いアク
チュエータ、インクジェットプリンタヘッドを簡単に形
成することができる。
れた後に異方性ウエットエッチング法でシリコン酸化膜
をハーフエッチングしてウエハ工程の最後にドライエッ
チングを施している。この工程によれば、圧電体薄膜が
形成されていない段階でウエットエッチングを行うの
で、たとえ、エッチング保護膜９０の耐エッチング性が
完璧でなく、ピンホールがあったとしても、下部電極３
がＰｔやＩｒから形成されているために、下部電極に損
傷が発生しない。ましてや、保護膜９０そのものを省略
することも可能である。したがって、信頼性が高いアク
チュエータ、インクジェットプリンタヘッドを簡単に形
成することができる。
【００８０】また、ここでの工程において、（２）の工
程におけるシリコン基板１の第２の面におけるシリコン
酸化膜のエッチングの際、シリコン基板の第１の面にお
けるシリコン酸化膜が下部電極３によって保護されてい
る。したがって、シリコン酸化膜の膜厚が損なわれるこ
とが極力防止され、振動板としてのシリコン酸化膜の振
動特性が変動するのを防止することが可能となる。
程におけるシリコン基板１の第２の面におけるシリコン
酸化膜のエッチングの際、シリコン基板の第１の面にお
けるシリコン酸化膜が下部電極３によって保護されてい
る。したがって、シリコン酸化膜の膜厚が損なわれるこ
とが極力防止され、振動板としてのシリコン酸化膜の振
動特性が変動するのを防止することが可能となる。
【００８１】（第７の実施形態）この実施形態を図１０
に基づいて説明する。この実施形態では、（１）の工程
において、シリコン基板１上にシリコン酸化膜２が形成
される。（２）の工程では、シリコン酸化膜２の上に下
部電極膜３とＰＺＴ膜４を形成する。（３）の工程にお
いて、シリコン基板の第２の面側のシリコン酸化膜２に
開口部２１を形成する。
に基づいて説明する。この実施形態では、（１）の工程
において、シリコン基板１上にシリコン酸化膜２が形成
される。（２）の工程では、シリコン酸化膜２の上に下
部電極膜３とＰＺＴ膜４を形成する。（３）の工程にお
いて、シリコン基板の第２の面側のシリコン酸化膜２に
開口部２１を形成する。
【００８２】（４）の工程において、ＰＺＴ膜４の上に
保護膜９０を形成する。（５）の工程では、シリコン基
板１の第２の面側に異方性ウエットエッチングによりハ
ーフエッチングを施す。次いで、（６）の工程におい
て、前記保護膜９０を剥離する。以後の工程は、上部電
極膜５を形成した後、図８の（５）以降と同じ工程を辿
る。
保護膜９０を形成する。（５）の工程では、シリコン基
板１の第２の面側に異方性ウエットエッチングによりハ
ーフエッチングを施す。次いで、（６）の工程におい
て、前記保護膜９０を剥離する。以後の工程は、上部電
極膜５を形成した後、図８の（５）以降と同じ工程を辿
る。
【００８３】ここでの工程において、圧電体薄膜４を形
成した後にウエットエッチング法でシリコンをハーフエ
ッチング（被エッチング層の途中までエッチングするこ
と。）して、工程の最後にドライエッチングを施してい
るが、素子側にまだフォトリソグラフィー工程が行われ
ていない段階でのウエットエッチングであるので、ウエ
ハ上に異物などの汚染がなく、エッチング保護膜９０に
ピンホールなどの欠陥がない。したがって、圧電体薄膜
にダメージがなくインク室キャビティを形成することが
可能となる。
成した後にウエットエッチング法でシリコンをハーフエ
ッチング（被エッチング層の途中までエッチングするこ
と。）して、工程の最後にドライエッチングを施してい
るが、素子側にまだフォトリソグラフィー工程が行われ
ていない段階でのウエットエッチングであるので、ウエ
ハ上に異物などの汚染がなく、エッチング保護膜９０に
ピンホールなどの欠陥がない。したがって、圧電体薄膜
にダメージがなくインク室キャビティを形成することが
可能となる。
【００８４】（第８の実施形態）この実施形態では、図
１１の（１）の工程にあるように、シリコンウエハ１に
シリコン酸化膜２、下部電極膜３、ＰＺＴ薄膜４、上部
電極膜５を順次形成する。次いで（２）の工程におい
て、シリコンウエハの第２の面のシリコン酸化膜２に開
口部２１を形成する。（３）の工程では、シリコン酸化
膜の開口２１からシリコンをハーフエッチングする。以
後は、図８の（５）以降の工程に続く。
１１の（１）の工程にあるように、シリコンウエハ１に
シリコン酸化膜２、下部電極膜３、ＰＺＴ薄膜４、上部
電極膜５を順次形成する。次いで（２）の工程におい
て、シリコンウエハの第２の面のシリコン酸化膜２に開
口部２１を形成する。（３）の工程では、シリコン酸化
膜の開口２１からシリコンをハーフエッチングする。以
後は、図８の（５）以降の工程に続く。
【００８５】ここでの一連の工程では、上部電極膜５を
形成した後にウエットエッチング法でシリコンをハーフ
エッチングしてウエハ工程の最後にドライエッチングを
施している。この工程によると、上部電極膜の材質がＰ
ｔ、Ｉｒなどの貴金属であるために、上部電極が保護膜
となって、ＰＺＴ膜に損傷が発生するのを防止する。
形成した後にウエットエッチング法でシリコンをハーフ
エッチングしてウエハ工程の最後にドライエッチングを
施している。この工程によると、上部電極膜の材質がＰ
ｔ、Ｉｒなどの貴金属であるために、上部電極が保護膜
となって、ＰＺＴ膜に損傷が発生するのを防止する。
【００８６】（第９の実施形態）この実施形態を図１２
に基づいて説明する。（１）の工程において、シリコン
ウエハ１の上にシリコン酸化膜２、下部電極膜３、圧電
体薄膜４、そして、上部電極膜５を順次形成する。
（２）の工程では、シリコンウエハの第１の面及び第２
の面に、レジスト８０をそれぞれ形成する。
に基づいて説明する。（１）の工程において、シリコン
ウエハ１の上にシリコン酸化膜２、下部電極膜３、圧電
体薄膜４、そして、上部電極膜５を順次形成する。
（２）の工程では、シリコンウエハの第１の面及び第２
の面に、レジスト８０をそれぞれ形成する。
【００８７】次いで、（３）の工程では、シリコン基板
１の第２の面のシリコン酸化膜２に開口部２１を形成す
る。次いで、（４）の工程において、上部電極膜５とＰ
ＺＴ薄膜４とをエッチングする。（５）の工程では、シ
リコン基板の両面のレジストを剥離除去する。（６）の
工程は、シリコン基板の第１の面に保護膜９０を形成す
る。
１の第２の面のシリコン酸化膜２に開口部２１を形成す
る。次いで、（４）の工程において、上部電極膜５とＰ
ＺＴ薄膜４とをエッチングする。（５）の工程では、シ
リコン基板の両面のレジストを剥離除去する。（６）の
工程は、シリコン基板の第１の面に保護膜９０を形成す
る。
【００８８】（７）の工程では、シリコン基板の第２の
面に於けるシリコン酸化膜２に開口部を形成し、次い
で、異方性ウエットエッチング法によってシリコンをハ
ーフエッチングする。次いで（８）の工程で、保護膜９
０を除去する。以後は、図８の（８）の工程に続く。
面に於けるシリコン酸化膜２に開口部を形成し、次い
で、異方性ウエットエッチング法によってシリコンをハ
ーフエッチングする。次いで（８）の工程で、保護膜９
０を除去する。以後は、図８の（８）の工程に続く。
【００８９】これらの工程では、圧電体素子の主要な部
分が形成されてから、ウエットエッチング法でシリコン
をエッチングし、最後にドライエッチングを施してい
る。この実施形態では、有機薄膜による層間絶縁膜を形
成する前にウエットエッチングを施すので、保護膜９０
として有機膜を選定することができる。有機膜は、スピ
ンコーティングなどの簡単な方法で形成できるので、工
程の簡素化につながる。工程が簡素化できるために、歩
留まりを向上しながら、信頼性の高い圧電体素子を形成
することが可能となる。
分が形成されてから、ウエットエッチング法でシリコン
をエッチングし、最後にドライエッチングを施してい
る。この実施形態では、有機薄膜による層間絶縁膜を形
成する前にウエットエッチングを施すので、保護膜９０
として有機膜を選定することができる。有機膜は、スピ
ンコーティングなどの簡単な方法で形成できるので、工
程の簡素化につながる。工程が簡素化できるために、歩
留まりを向上しながら、信頼性の高い圧電体素子を形成
することが可能となる。
【００９０】（第１０の実施形態）次に、第１０の実施
形態を、図１３を用いて説明する。この実施形態の
（１）〜（５）の工程は、図１２のそれと同じである。
（６）の工程では、下部電極膜３上にこの電極のパター
ンに合わせてレジスト８０形成する。（７）の工程で
は、レジスト８１をマスクにして下部電極膜３をパター
ニングする。（８）の工程では、レジストを剥離する。
（９）の工程では、シリコン基板の電極側に保護膜９０
を形成し、シリコン基板の第２の面側にあるシリコン酸
化膜の開口２１からシリコンを異方性ウエットエッチン
グ法によってエッチングする。（１０）の工程では、保
護膜９０を除去する。
形態を、図１３を用いて説明する。この実施形態の
（１）〜（５）の工程は、図１２のそれと同じである。
（６）の工程では、下部電極膜３上にこの電極のパター
ンに合わせてレジスト８０形成する。（７）の工程で
は、レジスト８１をマスクにして下部電極膜３をパター
ニングする。（８）の工程では、レジストを剥離する。
（９）の工程では、シリコン基板の電極側に保護膜９０
を形成し、シリコン基板の第２の面側にあるシリコン酸
化膜の開口２１からシリコンを異方性ウエットエッチン
グ法によってエッチングする。（１０）の工程では、保
護膜９０を除去する。
【００９１】これらの工程では、下部電極膜３をエッチ
ングしてからウエットエッチング法でシリコンをハーフ
エッチングする。このようにすると次のような効果が得
られる。
ングしてからウエットエッチング法でシリコンをハーフ
エッチングする。このようにすると次のような効果が得
られる。
【００９２】下部電極の材料には、ＰｔやＩｒ等の貴金
属が使用されている。エッチング保護膜には、フッ素樹
脂の有機高分子膜が利用されるが、このフッ素系有機高
分子膜は、ＰｔやＩｒとの密着性が低く、ウエットエッ
チング時にエッチング保護膜が剥離する問題がある。し
かしながら、下部電極をエッチングした後は、酸化シリ
コン膜２が露出するので、酸化シリコン膜とエッチング
保護膜がより密着してウエットエッチング工程で保護膜
が剥離することがない。したがって、高い歩留まりで信
頼性が高い圧電体薄膜素子を得ることが可能となる。
属が使用されている。エッチング保護膜には、フッ素樹
脂の有機高分子膜が利用されるが、このフッ素系有機高
分子膜は、ＰｔやＩｒとの密着性が低く、ウエットエッ
チング時にエッチング保護膜が剥離する問題がある。し
かしながら、下部電極をエッチングした後は、酸化シリ
コン膜２が露出するので、酸化シリコン膜とエッチング
保護膜がより密着してウエットエッチング工程で保護膜
が剥離することがない。したがって、高い歩留まりで信
頼性が高い圧電体薄膜素子を得ることが可能となる。
【００９３】（第１１の実施形態）次に、第１１の実施
形態を図１４を用いて説明する。図１４の（１）〜
（７）の工程は、図１３の（１）〜（８）の工程と同じ
である。図１４の（８）の工程では、シリコン基板の圧
電体素子側の層間絶縁膜８４を形成する。（９）の工程
では、さらに、保護膜を積層する。（１０）は異方性ウ
エットエッチング法により、シリコン酸化膜の開口部２
１から、シリコンをハーフエッチングする。
形態を図１４を用いて説明する。図１４の（１）〜
（７）の工程は、図１３の（１）〜（８）の工程と同じ
である。図１４の（８）の工程では、シリコン基板の圧
電体素子側の層間絶縁膜８４を形成する。（９）の工程
では、さらに、保護膜を積層する。（１０）は異方性ウ
エットエッチング法により、シリコン酸化膜の開口部２
１から、シリコンをハーフエッチングする。
【００９４】（１１）の工程では保護膜を除去し、上部
電極５に通ずる配線を形成する。（１２）の工程では、
異方性ドライエッチングによってシリコンを第１の面に
あるシリコン酸化膜２が露出するまでエッチングする。
電極５に通ずる配線を形成する。（１２）の工程では、
異方性ドライエッチングによってシリコンを第１の面に
あるシリコン酸化膜２が露出するまでエッチングする。
【００９５】これらの工程によれば、層間絶縁膜を形成
した後に、ウエットエッチング工程を実施し、工程の最
後にドライエッチング工程を施こすことにより、次のよ
うな利点を達成することができる。
した後に、ウエットエッチング工程を実施し、工程の最
後にドライエッチング工程を施こすことにより、次のよ
うな利点を達成することができる。
【００９６】フッ素系高分子膜であるエッチング保護膜
と密着性が低い貴金属材料からなる下部電極が、層間絶
縁膜で完全に被覆されているので結果的にエッチング保
護膜は下部電極と接触することなく、密着性が高い層間
絶縁膜に積層している。したがって、ウエットエッチン
グ時にエッチングであるＫＯＨ水溶液によるダメージが
圧電体素子に発生することはない。
と密着性が低い貴金属材料からなる下部電極が、層間絶
縁膜で完全に被覆されているので結果的にエッチング保
護膜は下部電極と接触することなく、密着性が高い層間
絶縁膜に積層している。したがって、ウエットエッチン
グ時にエッチングであるＫＯＨ水溶液によるダメージが
圧電体素子に発生することはない。
【００９７】（第１２の実施形態）さらに次の実施形態
を、図１５を利用して説明する。図１５の（１）より前
の工程は、図１４の（１）〜（８）の工程と同じである
ので省略する。（１）の工程では、層間絶縁膜８４上に
上部電極５に導通する配線８６を形成する。（２）の工
程では、さらに保護膜９０を形成する。（３）の工程で
は、異方性ウエットエッチングによりシリコン酸化膜２
の開口からシリコンをハーフエッチングする。
を、図１５を利用して説明する。図１５の（１）より前
の工程は、図１４の（１）〜（８）の工程と同じである
ので省略する。（１）の工程では、層間絶縁膜８４上に
上部電極５に導通する配線８６を形成する。（２）の工
程では、さらに保護膜９０を形成する。（３）の工程で
は、異方性ウエットエッチングによりシリコン酸化膜２
の開口からシリコンをハーフエッチングする。
【００９８】（４）の工程では、保護膜９０を剥離除去
する。（５）の工程では、異方性ドライエッチングによ
りシリコン酸化膜の開口部残りのシリコンをエッチング
する。なお、（４）と（５）との工程を入れ替えても良
い。
する。（５）の工程では、異方性ドライエッチングによ
りシリコン酸化膜の開口部残りのシリコンをエッチング
する。なお、（４）と（５）との工程を入れ替えても良
い。
【００９９】さらに、最終工程として、耐環境保護膜１
５０を工程（６）にて形成し、最後にノズルプレート１
６０をインクキャビティ２０の側に貼り付ける等してイ
ンクジェット式プリンタヘッドを完成させる。
５０を工程（６）にて形成し、最後にノズルプレート１
６０をインクキャビティ２０の側に貼り付ける等してイ
ンクジェット式プリンタヘッドを完成させる。
【０１００】この実施形態においては、配綜工程の後に
ウエットエッチング工程を実施し、ウェハプロセスの最
後にドライエッチング工程を施している。保護膜を工程
（５）の後に剥離すれば、ウエットエッチングとドライ
エッチングを連続して実施することになる。したがっ
て、シリコンウェハの厚みは２００μｍ程度であれば、
ウエットエッチングによるキヤビティー（あるいはグイ
アフラム）のハーフエッチングの深さは、１８０μｍ程
度である。ハーフエッチング状態のウェハを、各種成
膜、フォトリソグラフィーの工程を通すと、様々な汚染
に曝される。ハーフエッチング状態のキャビティー（あ
るいはダイアフラム）に、微粒子などの異物が溜まりや
すく洗浄除去しにくい。
ウエットエッチング工程を実施し、ウェハプロセスの最
後にドライエッチング工程を施している。保護膜を工程
（５）の後に剥離すれば、ウエットエッチングとドライ
エッチングを連続して実施することになる。したがっ
て、シリコンウェハの厚みは２００μｍ程度であれば、
ウエットエッチングによるキヤビティー（あるいはグイ
アフラム）のハーフエッチングの深さは、１８０μｍ程
度である。ハーフエッチング状態のウェハを、各種成
膜、フォトリソグラフィーの工程を通すと、様々な汚染
に曝される。ハーフエッチング状態のキャビティー（あ
るいはダイアフラム）に、微粒子などの異物が溜まりや
すく洗浄除去しにくい。
【０１０１】そこで、この実施形態のようにウェットエ
ッチングどドライエッチングを連続して実施すれば、微
粒子などの汚染がキヤビティ（あるいはダイアフラム）
に入ることがないので、大変信頼性が高く、歩留まりの
高いアクチュエータ、インクジェットプリンタヘッドを
製造することが出来る。
ッチングどドライエッチングを連続して実施すれば、微
粒子などの汚染がキヤビティ（あるいはダイアフラム）
に入ることがないので、大変信頼性が高く、歩留まりの
高いアクチュエータ、インクジェットプリンタヘッドを
製造することが出来る。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
インクジェット式記録ヘッドは、インクキャビティの圧
電体素子に近い部分を異方性ドライエッチングにより形
成した構造を有している。したがって、インクキャビテ
ィを形成する際に、圧電体素子に悪影響を及ぼすことを
防止できる。この結果、信頼性の高い圧電体素子を備え
たインクジェット式記録ヘッドを提供することができ
る。
インクジェット式記録ヘッドは、インクキャビティの圧
電体素子に近い部分を異方性ドライエッチングにより形
成した構造を有している。したがって、インクキャビテ
ィを形成する際に、圧電体素子に悪影響を及ぼすことを
防止できる。この結果、信頼性の高い圧電体素子を備え
たインクジェット式記録ヘッドを提供することができ
る。
【０１０３】また、前記インクキャビティの圧電体素子
に近い部分を、当該インクキャビティの外側に向けて傾
くテーパーから構成することで、前記効果に加え、イン
クキャビティの壁のコンプライアンスは、従来のインク
ジェット式記録ヘッドのそれと殆ど変わらないにもかか
らわず、シリコン酸化膜及び下電極のコンプライアンス
を大きくとることができる結果、圧電体素子の変位量を
大きくとることができるため、インクを高速で大量に吐
出することができる。
に近い部分を、当該インクキャビティの外側に向けて傾
くテーパーから構成することで、前記効果に加え、イン
クキャビティの壁のコンプライアンスは、従来のインク
ジェット式記録ヘッドのそれと殆ど変わらないにもかか
らわず、シリコン酸化膜及び下電極のコンプライアンス
を大きくとることができる結果、圧電体素子の変位量を
大きくとることができるため、インクを高速で大量に吐
出することができる。
【０１０４】一方、前記インクキャビティの圧電体素子
に近い部分を、当該インクキャビティの内側に向けて傾
くテーパーから構成すれば、前記効果に加え、インクキ
ャビティ内に収容されたインクのイナータンスを大き
く、さらに振動板及び下電極のコンプライアンスを小さ
くすることができる。したがって、振動板の変位量が小
さくても従来より微少のインクを高速に吐出することが
できる。この結果、従来より高密度、高精細な印画を実
現することができる。
に近い部分を、当該インクキャビティの内側に向けて傾
くテーパーから構成すれば、前記効果に加え、インクキ
ャビティ内に収容されたインクのイナータンスを大き
く、さらに振動板及び下電極のコンプライアンスを小さ
くすることができる。したがって、振動板の変位量が小
さくても従来より微少のインクを高速に吐出することが
できる。この結果、従来より高密度、高精細な印画を実
現することができる。
【０１０５】そしてまた、単結晶シリコン基板に異方性
ウエットエッチングを行った後、圧電体素子を形成し、
その後、異方性ドライエッチングを行うことによりイン
クキャビティを形成することで、圧電体素子が前記異方
性ウエットエッチングにより損傷を受けることが全くな
い結果、圧電体素子の信頼性をより向上することができ
る。また、圧電体素子に異方性ウエットエッチングに対
する保護膜を形成する必要もなく、製造工程を簡略化す
ることができる。
ウエットエッチングを行った後、圧電体素子を形成し、
その後、異方性ドライエッチングを行うことによりイン
クキャビティを形成することで、圧電体素子が前記異方
性ウエットエッチングにより損傷を受けることが全くな
い結果、圧電体素子の信頼性をより向上することができ
る。また、圧電体素子に異方性ウエットエッチングに対
する保護膜を形成する必要もなく、製造工程を簡略化す
ることができる。
【０１０６】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドは、ノズル板形成用の膜を成膜し、これにノズル
開口を形成するため、ノズル板の形成を簡単に行うこと
ができる。この結果、大量生産を容易に行え、コストダ
ウンを図ることができる。
ヘッドは、ノズル板形成用の膜を成膜し、これにノズル
開口を形成するため、ノズル板の形成を簡単に行うこと
ができる。この結果、大量生産を容易に行え、コストダ
ウンを図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェット式
記録ヘッドの一部を示す断面図である。
記録ヘッドの一部を示す断面図である。
【図２】図１に示すインクジェット式記録ヘッドの製造
工程を示す工程断面図である。
工程を示す工程断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るインクジェット式
記録ヘッドの一部を示す断面図である。
記録ヘッドの一部を示す断面図である。
【図４】図３に示すインクジェット式記録ヘッドの製造
工程を示す工程断面図である。
工程を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るインクジェット式
記録ヘッドの一部を示す断面図である。
記録ヘッドの一部を示す断面図である。
【図６】図５に示すインクジェット式記録ヘッドの製造
工程を示す工程断面図である。
工程を示す工程断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係るインクジェット式
記録ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
記録ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程断
面図である。
面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程断
面図である。
面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程
断面図である。
断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程
断面図である。
断面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程
断面図である。
断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程
断面図である。
断面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程
断面図である。
断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態に係わる同工程
断面図である。
断面図である。
１ 単結晶シリコン基板 ２ シリコン酸化膜 ３ プラチナ膜 ４ ＰＺＴ膜 ５ プラチナ膜 ６ レジスト膜 ７ 側壁 ８ 側壁 ９ 非晶質シリコン １０ ノズル板 １１ｂ ノズル開口 ２０ インクキャビティ ２１ シリコン酸化膜に形成されたウエットエッチン
グ用開口部 ３０ インクキャビティ ４０ インクキャビティ ８０ レジスト ８４ 層間絶縁膜 ８６ 配線 ９０ ウエットエッチング用保護膜
グ用開口部 ３０ インクキャビティ ４０ インクキャビティ ８０ レジスト ８４ 層間絶縁膜 ８６ 配線 ９０ ウエットエッチング用保護膜
Claims (24)
- 【請求項１】 単結晶シリコン基板の第１の面に形成さ
れた圧電体素子と、前記単結晶シリコン基板の前記圧電
体素子と対応する位置に形成されたインクキャビティ
と、前記単結晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置
する第２の面に設けられ、かつ前記インクキャビティ内
に収容されたインクを吐出するノズル開口が形成された
ノズル板と、を備えたインクジェット式記録ヘッドであ
って、 前記インクキャビティは、前記第２の面から第１の面の
近傍までが異方性ウエットエッチングにより形成され、
前記第１の面の近傍から第１の面までが異方性ドライエ
ッチングにより形成されてなるインクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項２】 前記インクキャビティは、前記第１の面
の近傍から第１の面までの領域に形成されている側壁
が、当該インクキャビティの外側に向けて傾くテーパー
からなる請求項１記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記インクキャビティは、前記第１の面
の近傍から第１の面までの領域に形成されている側壁
が、当該インクキャビティの内側に向けて傾くテーパー
からなる請求項１記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記第２の面は、結晶方位（１１０）で
あり、前記異方性ウエットエッチングは、アルカリ水溶
液をエッチング液として用いる請求項１または請求項２
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記第２の面は、結晶方位（１００）で
あり、前記異方性ウエットエッチングは、アルカリ水溶
液をエッチング液として用いる請求項１または請求項２
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 単結晶シリコン基板の第１の面に形成さ
れた圧電体素子と、前記単結晶シリコン基板の前記圧電
体素子と対応する位置に形成されたインクキャビティ
と、前記単結晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置
する第２の面に設けられ、かつ前記インクキャビティ内
に収容されたインクを吐出するノズル開口が形成された
ノズル板と、を備えたインクジェット式記録ヘッドであ
って、前記インクキャビティは、前記第１の面の近傍か
ら第１の面までの領域に形成されている側壁が、当該イ
ンクキャビティの外側に向けて傾くテーパーからなるイ
ンクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項７】 単結晶シリコン基板の第１の面に形成さ
れた圧電体素子と、前記単結晶シリコン基板の前記圧電
体素子と対応する位置に形成されたインクキャビティ
と、前記単結晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置
する第２の面に設けられ、かつ前記インクキャビティ内
に収容されたインクを吐出するノズル開口が形成された
ノズル板と、を備えたインクジェット式記録ヘッドであ
って、前記インクキャビティは、前記第１の面の近傍か
ら第１の面までの領域に形成されている側壁が、当該イ
ンクキャビティの内側に向けて傾くテーパーからなるイ
ンクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項８】 単結晶シリコン基板の前記圧電体素子と
対応する位置に形成されたインクキャビティと、単結晶
シリコン基板の第１の面の反対側に位置する第２の面に
設けられ、かつ前記インクキャビティ内に収容されたイ
ンクを吐出するノズル開口が形成されたノズル板と、を
備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法であっ
て、前記単結晶シリコン基板上に圧電体素子を形成する
工程と、前記単結晶シリコン基板の前記圧電体素子と対
応する位置に異方性ウエットエッチングを選択的に行な
った後、連続して異方性ドライエッチングを選択的に行
い、前記インクキャビティを形成する工程と、を備えて
なるインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 単結晶シリコン基板の前記圧電体素子と
対応する位置に形成されたインクキャビティと、単結晶
シリコン基板の第１の面の反対側に位置する第２の面に
設けられ、かつ前記インクキャビティ内に収容されたイ
ンクを吐出するノズル開口が形成されたノズル板と、を
備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法であっ
て、前記単結晶シリコン基板のインクキャビティ形成領
域に異方性ウエットエッチングを所定の深さまで選択的
に行なう工程と、前記異方性ウエットエッチング後、前
記単結晶シリコン基板上の前記インクキャビティと対応
する位置に圧電体素子を形成する工程と、前記圧電体素
子形成後、前記単結晶シリコン基板のインクキャビティ
形成領域に異方性ドライエッチングを選択的に行い、前
記インクキャビティを形成する工程と、を備えてなるイ
ンクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１０】 前記異方性ウエットエッチングは、前
記第２の面から第１の面の近傍までの領域で行い、前記
異方性ドライエッチングは、前記第１の面の近傍から第
１の面までの領域で行う請求項８または請求項９記載の
インクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１１】 前記異方性ウエットエッチングは、前
記単結晶シリコン基板の結晶方位（１１０）面から行う
とともに、エッチング液としてアルカリ水溶液を用いて
行う請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の
インクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１２】 前記異方性ウエットエッチングは、前
記単結晶シリコン基板の結晶方位（１００）面から行う
とともに、エッチング液としてアルカリ水溶液を用いて
行う請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の
インクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１３】 前記インクキャビティ内に、所定のエ
ッチング液に対してエッチングレートが速い物質を充填
する工程と、当該充填された物質の前記第２の面側の面
を平坦化する工程と、当該平坦化された面上に、ノズル
板形成用の膜を形成する工程と、前記物質上に形成され
たノズル板形成用の膜に複数の孔を貫通形成する工程
と、前記孔を介して前記物質を除去する工程と、当該物
質を除去した後、前記ノズル開口となる孔以外の孔を封
止する工程と、をさらに備えた請求項８ないし請求項１
１のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド
の製造方法。 - 【請求項１４】 単結晶シリコン基板の第１の面に形成
された圧電体素子と、前記単結晶シリコン基板の前記圧
電体素子と対応する位置に形成されたインクキャビティ
と、前記単結晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置
する第２の面に設けられ、かつ前記インクキャビティ内
に収容されたインクを吐出するノズル開口が形成された
ノズル板と、を備えたインクジェット式記録ヘッドの製
造方法であって、単結晶シリコン基板上に圧電体素子を
形成する工程と、前記単結晶シリコン基板の前記圧電体
素子と対応する位置にインクキャビティを形成する工程
と、前記インクキャビティ内に所定のエッチング液に対
してエッチングレートが速い物質を充填する工程と、当
該充填された物質の前記第２の面側の面を平坦化する工
程と、当該平坦化された面上にノズル板形成用の膜を形
成する工程と、前記ノズル板形成用の膜の前記物質上に
形成された部分に複数の孔を貫通形成する工程と、前記
孔を介して前記物質を除去する工程と、当該物質を除去
した後、前記ノズル開口となる孔以外の孔を封止する
と、を備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１５】 単結晶シリコン基板の第１の面に、圧
電体素子を形成するとともに、この圧電体素子と対応す
る位置にインクキャビティを形成し、さらに、前記単結
晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置する第２の面
に、前記インクキャビティ内に収容されたインクを吐出
するノズル開口を有するノズル板を形成するインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法であって、前記単結晶シリ
コン基板上に圧電体素子を形成するための下部電極を形
成し、かつ、この圧電体素子を形成するための圧電体薄
膜を形成する以前に、前記単結晶シリコン基板の前記圧
電体素子と対応する位置に異方性ウエットエッチングを
選択的に行なった後、異方性ドライエッチングを選択的
に行って前記インクキャビティを形成する工程と、を備
えてなるインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１６】 前記下部電極に保護膜を積層した後前
記ウエットエッチングを行うようにした請求項１５記載
のインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１７】 単結晶シリコン基板の第１の面に、圧
電体素子を形成するとともに、この圧電体素子と対応す
る位置にインクキャビティを形成し、さらに、前記単結
晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置する第２の面
に、前記インクキャビティ内に収容されたインクを吐出
するノズル開口を有するノズル板を形成するインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法であって、前記単結晶シリ
コン基板上に圧電体素子のパターンを形成するためのフ
ォトリソグラフィーが実行される以前に、前記ウエット
エッチングに対する保護膜を前記シリコン基板の第１面
側に形成し、次いで、このシリコン基板の前記圧電体素
子に対応する位置に異方性ウエットエッチングを選択的
に行なった後、異方性ドライエッチングを選択的に行
い、前記インクキャビティを形成する工程と、を備えて
なるインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項１８】 前記保護膜は、前記シリコン基板上に
形成された下部電極と圧電体とを形成後にこれに積層さ
れてなる請求項１７記載のインクジェット式記録ヘッド
の製造方法。 - 【請求項１９】 単結晶シリコン基板の第１の面に、圧
電体素子を形成するとともに、この圧電体素子と対応す
る位置にインクキャビティを形成し、さらに、前記単結
晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置する第２の面
に、前記インクキャビティ内に収容されたインクを吐出
するノズル開口を有するノズル板を形成するインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法であって、前記圧電体素子
を形成するための最外面となる上部電極膜を形成後に、
前記シリコン基板の前記圧電体素子に対応する位置に異
方性ウエットエッチングを選択的に行ない、次いで、異
方性ドライエッチングを選択的に行い、前記インクキャ
ビティを形成するインクジェット式記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項２０】 単結晶シリコン基板の第１の面に、圧
電体素子を形成するとともに、この圧電体素子と対応す
る位置にインクキャビティを形成し、さらに、前記単結
晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置する第２の面
に、前記インクキャビティ内に収容されたインクを吐出
するノズル開口を有するノズル板を形成するインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法であって、前記圧電体素子
のパターン上に層間絶縁膜と配線を形成する工程を備え
るとともに、この層間絶縁膜を形成する以前に、前記シ
リコン基板の前記圧電体素子に対応する位置に異方性ウ
エットエッチングを選択的に行ない、次いで、異方性ド
ライエッチングを選択的に行ってインクキャビティを形
成するインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項２１】 前記圧電体素子に対応するパターンを
形成後、保護膜を積層し、次いで、前記異方性ウエット
エッチングを行うとともに、その後、前記層間絶縁膜と
配線とを形成し、さらに、前記異方性ドライエッチング
を行うインクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項２２】 単結晶シリコン基板の第１の面に、圧
電体素子を形成するとともに、このシリコン基板の前記
圧電体素子に対応する位置に異方性ウエットエッチング
を選択的に行い、次いで異方性ドライエッチングを選択
的に行ってインクキャビティを形成し、さらに、前記単
結晶シリコン基板の第１の面の反対側に位置する第２の
面に、前記インクキャビティ内に収容されたインクを吐
出するノズル開口を有するノズル板を形成する方法であ
って、前記圧電体素子を形成するための下部電極をエッ
チングした後に、前記ウエットエッチングに対する保護
膜を前記シリコン基板上の酸化膜上に積層し、次いで、
このウエットエッチングを施してなるインクジェット式
記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項２３】 単結晶シリコン基板の第１の面に、圧
電体素子を形成するとともに、この圧電体素子と対応す
る位置に異方性ウエットエッチングを選択的に行い、次
いで異方性ドライエッチングを選択的に行ってインクキ
ャビティを形成し、さらに、前記単結晶シリコン基板の
第１の面の反対側に位置する第２の面に、前記インクキ
ャビティ内に収容されたインクを吐出するノズル開口を
有するノズル板を形成する方法であって、前記圧電体素
子を形成するための下部電極を層間絶縁膜で被覆した後
に、さらに前記ウエットエッチングに対する保護膜を積
層し、次いで、このウエットエッチングを施してなるイ
ンクジェット式記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項２４】 単結晶シリコン基板の第１の面に、圧
電体素子を形成するとともに、この圧電体素子と対応す
る位置に異方性ウエットエッチングを選択的に行い、次
いで異方性ドライエッチングを選択的に行ってインクキ
ャビティを形成し、さらに、前記単結晶シリコン基板の
第１の面の反対側に位置する第２の面に、前記インクキ
ャビティ内に収容されたインクを吐出するノズル開口を
有するノズル板を形成する方法であって、前記圧電体素
子のパターンと、層間絶縁膜と、配線を形成後、前記ウ
エットエッチング用の保護膜を積層し、次いで、前記ウ
エットエッチングとドライエッチングとを連続して行う
ようにしたインクジェット式記録ヘッドの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29128597A JP3713921B2 (ja) | 1996-10-24 | 1997-10-23 | インクジェット式記録ヘッドの製造方法 |
| DE69718410T DE69718410T2 (de) | 1996-10-24 | 1997-10-24 | Tintenstrahlkopf und Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP97118552A EP0838336B1 (en) | 1996-10-24 | 1997-10-24 | Ink jet head and a method of manufacturing the same |
| US08/957,380 US6260960B1 (en) | 1996-10-24 | 1997-10-24 | Ink jet print head formed through anisotropic wet and dry etching |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28272496 | 1996-10-24 | ||
| JP3248197 | 1997-02-17 | ||
| JP8-282724 | 1997-02-17 | ||
| JP9-32481 | 1997-02-17 | ||
| JP29128597A JP3713921B2 (ja) | 1996-10-24 | 1997-10-23 | インクジェット式記録ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH10286960A true JPH10286960A (ja) | 1998-10-27 |
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Family
ID=27287722
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|---|---|---|---|
| JP29128597A Expired - Fee Related JP3713921B2 (ja) | 1996-10-24 | 1997-10-23 | インクジェット式記録ヘッドの製造方法 |
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|---|---|
| US (1) | US6260960B1 (ja) |
| EP (1) | EP0838336B1 (ja) |
| JP (1) | JP3713921B2 (ja) |
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