專利名稱：結(jié)構(gòu)體的制造方法和液體排出頭用基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)體的制造方法和液體排出頭用基板的制造方法，所述液體排出頭用基板用于為排出液體而配置的液體排出頭。
背景技術(shù)：
通過(guò)加工硅而生產(chǎn)的微細(xì)結(jié)構(gòu)體已經(jīng)被廣泛地用于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域和電機(jī)的功能元件中。更具體地，例如，將微細(xì)結(jié)構(gòu)體用于為排出液體而配置的液體排出頭。將排出液體的液體排出頭用于在記錄介質(zhì)上排出墨以記錄圖像的噴墨記錄方法中使用的嗔墨記錄頭。噴墨記錄頭包括在其上設(shè)置為產(chǎn)生用于排出液體的能量而配置的能量產(chǎn)生元件 的基板和設(shè)置在所述基板上的為排出從液體供給口供給的墨而配置的排出口。美國(guó)專利6，679，587討論了制造此類噴墨記錄頭的以下方法。在該常規(guī)方法中，首先，將具有多個(gè)開口的掩模(mask)層壓在第一硅基板和第二硅基板之間。接著，將第一硅基板蝕刻至第二硅基板，和形成貫通第一硅基板的第一貫通口。由此，露出掩模的多個(gè)開□。此外，持續(xù)蝕刻以通過(guò)利用露出的掩模在第二硅基板上進(jìn)行蝕刻。接著形成對(duì)應(yīng)于多個(gè)開口的第二貫通口。以上述方式，形成貫通第一和第二硅基板的供給口。然而,在蝕刻第一娃基板時(shí)，沿基板厚度方向的蝕刻速度在娃基板表面的不同區(qū)域中傾向于不同。因此，與其它第二貫通口的形狀相比，在已經(jīng)以高速進(jìn)行蝕刻的區(qū)域上形成的第二貫通口可以朝向硅基板表面以比預(yù)定形狀更寬的形狀形成。結(jié)果，由于第二貫通口尺寸的不均勻可能不會(huì)實(shí)現(xiàn)期望的液體供給特性。[引用列表][專利文獻(xiàn)][PTL I]美國(guó)專利 6，679，58
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)體的制造方法，特別涉及能夠制造以高形狀精度和高產(chǎn)率在其上形成與第一貫通口連通的第二貫通口的結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)體制造方法。此外，本發(fā)明涉及能夠制造具有以高形狀精度和高產(chǎn)率形成的與第一貫通口連通的第二貫通口并且具有高度穩(wěn)定的液體供給特性的液體排出頭的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,用于在娃基板上形成具有臺(tái)階部分(step portion)的開口的娃基板的加工方法包括經(jīng)由具有第一圖案形狀(pattern form)的中間層將第一娃基板和第二硅基板接合在一起；通過(guò)使用具有第二圖案形狀的掩模，在第二硅基板的與第二硅基板和中間層的接合面相對(duì)的表面上通過(guò)進(jìn)行第一干法蝕刻直至露出中間層的深度而形成第一開口 ；通過(guò)使用中間層作為掩模進(jìn)行第二干法蝕刻而形成第二開口。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第一蝕刻因中間層而停止。因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于形成第二貫通口的加工精度難以受到第一蝕刻中不均勻的影響。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面能夠完成在其上以高形狀精度和高產(chǎn)率形成第二貫通口的結(jié)構(gòu)體的制造。參考附圖，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和方面將從以下示例性實(shí)施方案的詳細(xì)描述變得明顯。


引入并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的

本發(fā)明的示例性實(shí)施方案、特征和方面，與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖IA是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖IB是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖IC是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖ID是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖IE是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖IF是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖IG是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖IH是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的截面。圖2A是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖2B是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖3A是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖3B是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖3C是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖4A是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖4B是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。
圖4C是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖5A是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖5B是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖5C是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。 圖是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖5E是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖5F是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖5G是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖6A是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖6B是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖6C是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖6D是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖6E是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖6F是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖6G是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7A是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7B是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7C是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7D是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7E是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7F是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7G是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖7H是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的實(shí)例的截面。圖8A是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的圖。
圖SB是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的圖。圖SC是示意性說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的液體排出頭的制造方法的圖。
具體實(shí)施例方式引入并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的

本發(fā)明的示例性實(shí)施方案、特征和方面，與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。根據(jù)本發(fā)明各示例性實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)體制造方法可以應(yīng)用于制造微電機(jī)如加速度傳感器的方法以及液體排出頭用基板的制造方法?，F(xiàn)將本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方案描述如下。圖IA至IH示出根據(jù)本示例性實(shí)施方案的液體排出頭用基板的制造方法。參考圖1A，在示例性實(shí)施方案中，設(shè)置第二硅基板101和第一硅基板102。所述第二硅基板101包括能量產(chǎn)生元件104，所述能量產(chǎn)生元件104包括用于產(chǎn)生要用于排出液體的能量的能量產(chǎn)生兀件。在第一娃基板102和第二娃基板101的至少之一上形成中間層103。所述中間層103包括當(dāng)形成供給口時(shí)用作掩模的多個(gè)凹部109。更具體地，在第一硅基板102上形成中間層103并且形成用于在中間層103上形成供給口的第一圖案形狀。在形成中間層103時(shí)，中間層103設(shè)置有對(duì)于露出第一硅基板102而言不夠深的開口，并且以任意厚度部分地未被蝕刻。中間層103起到在隨后的第一干法蝕刻期間使用的止動(dòng)件(stopper)的作用和起到在隨后的第二干法蝕刻期間使用的第一掩模的作用。換言之，在本示例性實(shí)施方案中，在通過(guò)第一干法蝕刻形成共用液室時(shí)，中間層103起到止動(dòng)件的作用。另一方面，在通過(guò)第二干法蝕刻形成供給口時(shí)，中間層103起到掩模的作用。在本不例性實(shí)施方案中，在第一娃基板102和第二娃基板101之間設(shè)置具有第一圖案形狀的中間層103。因此，本示例性實(shí)施方案能夠形成具有高精度臺(tái)階的開口。此外，具有上述構(gòu)造的本示例性實(shí)施方案能夠防止在博世工藝(Bosch process)期間會(huì)發(fā)生的冠狀殘洛或彎曲開口(bent opening)的發(fā)生。關(guān)于中間層103的材料，可以使用樹脂材料、氧化硅、氮化硅、碳化硅、除了由硅制成的以外的金屬材料、或其金屬氧化物或氮化物。換句話說(shuō)，中間層103可以包括樹脂層、氧化硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜、金屬膜、或其金屬氧化物膜或氮化物膜。
如果將樹脂層用作中間層103,可以使用光敏感性(light sensitive)樹脂層。在各種光敏感性樹脂層中，感光性(photosensitive)樹脂層或氧化硅膜是特別有用的，這是因?yàn)槿绻褂盟鼈兊脑?，能夠容易形成中間層103。例如，第二硅基板101的厚度為50至800微米。從供給口( S卩，第二貫通口 )的形狀的觀點(diǎn)，第二硅基板101的厚度可為100至200微米。例如，第一硅基板102的厚度為100至800微米。從共用液室(S卩，第一貫通口)的形狀的觀點(diǎn)，期望第一硅基板102的厚度為300至600微米。接著，如在圖IB中所示，第一硅基板102和第二硅基板101經(jīng)由中間層103彼此接合。關(guān)于基板的接合方法，可以使用通過(guò)使用樹脂材料接合基板的方法。此外，可以使 用其中使得活化的基板表面彼此相接觸從而自發(fā)地接合在一起的各種其它方法如熔融接合、共晶接合或擴(kuò)散接合。此外，如在圖IC中所示，在第二硅基板101的表面上形成流路形成層105。更具體地，流路形成層105在液體排出口和液體流路之間構(gòu)成液體流路。然后，如在圖ID中所示，在第一硅基板102的表面上形成第二掩模106。第二掩模106包括在形成共用液室時(shí)用作掩模的第二圖案的形狀。第二掩模106的材料不限于特定的材料。換言之，可以使用通常用作掩模的材料。更具體地，可以使用有機(jī)材料、硅化合物或金屬膜。例如，如果使用有機(jī)材料，可以使用光致抗蝕劑。如果使用硅化合物，可以使用氧化硅膜。另外，如果使用金屬膜，可以使用鉻膜或鋁膜。可選地，可以使用包括多層上述材料的材料。此外，如在圖IE中所示，通過(guò)使用第二掩模106進(jìn)行第一干法蝕刻處理至露出中間層103的深度。由此，形成共用液室(第一開口)107。在本示例性實(shí)施方案中，中間層103由蝕刻速度比硅的蝕刻速度低但是不與中間層103作為掩模的功能將不會(huì)失去的蝕刻速度一樣低的材料構(gòu)成。因此，除了具有第一圖案形狀的開口以外，共用液室107中的蝕刻被中間層103停止。換言之，中間層103起到停止第一干法蝕刻的作用。此時(shí)，因?yàn)樵谥虚g層103上沒有形成貫通圖案，所以當(dāng)從共用液室107側(cè)觀察時(shí)第二硅基板101根本沒有露出。因此，不會(huì)由于第一干法蝕刻而不利地進(jìn)行在第二硅基板101上的蝕刻。接著，如在圖IF中所示，通過(guò)去除形成中間層103的凹部的底部的部分而形成開n 109。此外，如在圖IG中所示，通過(guò)借助使用中間層103作為第一掩模的第二干法蝕刻而形成供給口 108。供給口 108能夠與共用液室107連通。關(guān)于第二干法蝕刻，可以使用與第一干法蝕刻相同的方法。為了進(jìn)行干法蝕刻，可以改變蝕刻條件。更具體地，可以在對(duì)于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)寬比有用的預(yù)定條件下進(jìn)行第二干法蝕刻。此外，如上所述，在硅上干法蝕刻期間，中間層103的蝕刻速度低到足以起到作為用于形成供給口 108的掩模的作用。
此外，如在圖IH中所示，去除第二掩模106。以上述方式，能夠生產(chǎn)包括設(shè)置在液體排出頭用基板上的流路形成層105的液體排出頭。通過(guò)進(jìn)行上述方法，本示例性實(shí)施方案能夠加工液體排出頭用硅基板。根據(jù)本發(fā)明，足以在基板的一面上一次進(jìn)行干法蝕刻。因此，具有上述構(gòu)造的本示例性實(shí)施方案能夠在已經(jīng)形成流路形成層105的狀態(tài)下形成共用液室107和供給口 108。此外，用于形成共用液室的干法蝕刻和用于形成供給口的干法蝕刻能夠彼此獨(dú)立的完成。因此，可以實(shí)施在整個(gè)表面上的極高精確的形狀控制。本發(fā)明的各示例性實(shí)施方案能夠用作液體排出頭的制造方法。以下將詳細(xì)描述用于將基板和中間層103接合在一起的示例性方法。如果中間層103由樹脂材料制成，硅基板可以通過(guò)以下方法接合在一起。首先，將樹脂施涂至硅基板上。接著，通過(guò)圖案化而形成中間層。隨后，將硅基板與在其中間夾置的中間層堆疊在一起。此夕卜，在與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一樣高或更高的溫度下對(duì)堆疊的硅基板施加壓力。以上述方式，可將堆疊的硅基板接合在一起。 關(guān)于上述樹脂材料，可以使用幾乎所有通常的樹脂材料。更具體地，關(guān)于樹脂材料，可以使用各種樹脂如丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂、氟樹脂、環(huán)氧樹脂或聚醚酰胺樹脂。如果使用丙烯酸類樹脂，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂是有用的。此外，關(guān)于硅樹脂，可以使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)樹脂。如果使用環(huán)氧樹脂，可以使用Kayaku-MicroChem Co.，Ltd.的SU-8 (產(chǎn)品名)。此外，作為聚醚酰胺樹脂，可以使用Hitachi Chemical Co. , Ltd.的HIMAL(產(chǎn)品名)、苯并環(huán)丁烯(BCB)或氫基娃氧燒(hydrogens slises-quioxane)(HSQ)。上述材料可以在約300攝氏度的溫度下接合。因此，液體排出頭的能量產(chǎn)生元件的晶體管或布線在由上述材料制成的基板的接合期間不會(huì)損壞。關(guān)于用于形成第一圖案形狀的方法，如果使用感光性樹脂材料，其可以通過(guò)使用光刻法形成。另一方面，如果使用非感光性樹脂材料，第一圖案形狀可以通過(guò)蝕刻而形成。如果使用不包括硅的樹脂層，第一圖案形狀可以借助使用氣體如O2、02/CF4、O2ZkT、N2、H2、N2/H2或NH3的等離子體蝕刻而形成。如果使用包括硅的樹脂層，蝕刻可以通過(guò)使用包括上述氣體和氟碳?xì)怏w如CF4或CHF3的混合氣體進(jìn)行?？蛇x地，可以使用其它的接合方法，即，〃熔融接合"。在熔融接合時(shí)，將要接合在一起的基板表面進(jìn)行等離子體處理。接著將基板通過(guò)使用在其上形成的懸鍵而接合在一起。熔融接合大體上包括兩種方法。在用于熔融接合的第一方法中，將中間層的表面進(jìn)行等離子體活化。接著，將中間層的等離子體活化表面暴露于大氣以形成羥基。接著，將中間層的表面與基板表面通過(guò)氫鍵接合。羥基通過(guò)存在于大氣中的水分反應(yīng)而形成。可選地，代替僅利用在大氣中存在的水分，可以有意增加濕度。關(guān)于所述方法可以應(yīng)用的中間層的材料，可以使用氧化硅膜、氮化硅膜或碳化硅。此外，可以使用在其表面上能夠容易產(chǎn)生氧化物膜的金屬材料、金屬氧化物、特定的樹脂材料。在室溫下臨時(shí)接合之后，在約200至300攝氏度的溫度下進(jìn)行退火處理。通過(guò)進(jìn)行上述處理，H2O通過(guò)羥基之間的脫水反應(yīng)而解吸。結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)由氧原子的非常強(qiáng)固的接合。在此情況下，有必要設(shè)定要接合的表面盡量彼此接近以致分子間力可以起作用。因此，有用的是設(shè)定表面粗糙度低至I納米以下。在用于熔融接合的第二方法中，在真空中懸鍵直接結(jié)合在一起，而不利用氫鍵。在該方法中，也有必要將表面粗糙度設(shè)定為低至I納米以下。然而，理論上，如果通過(guò)研磨可以實(shí)現(xiàn)如此低的表面粗糙度，可以接合任何材料。關(guān)于硅材料，已經(jīng)觀察到至少氧化硅膜之間、氮化硅膜之間，或者氧化硅膜或氮化硅膜和硅之間的接合?？梢酝ㄟ^(guò)使用 氟碳?xì)怏w如CF4、CHF3、C2F6、C3F8、C4F8、C5F8或C4F6的等離子體蝕刻而在氧化硅膜和氮化硅膜上實(shí)施圖案化?？梢酝ㄟ^(guò)使用氟化的酸作為其基礎(chǔ)的濕法蝕刻而在氧化硅膜上實(shí)施圖案化。此夕卜，可以通過(guò)使用熱磷酸的濕法蝕刻而在氮化硅膜上實(shí)施圖案化。此外，如果中間層由金屬材料或金屬氧化物組成，如果在接合之前實(shí)施圖案化，則中間層能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。此外，作為其它接合方法，可以使用共晶接合和擴(kuò)散接合。關(guān)于共晶接合，通常已經(jīng)觀察到金材料之間的接合以及金材料與硅材料、錫材料和鍺材料的接合。此外，關(guān)于共晶接合，通常已經(jīng)觀察到銅材料和錫材料之間的接合以及鈀材料和銦材料之間的接合。關(guān)于擴(kuò)散接合，通常已經(jīng)觀察到金材料之間、銅材料之間和鋁材料之間的接合?，F(xiàn)在，以下將詳細(xì)描述中間層、硅基板和干法蝕刻之間的關(guān)系。更具體地，作為用于在硅上干法蝕刻的代表性深反應(yīng)離子蝕刻(RIE)方法，可以使用博世工藝。更具體地，在博世加工中，重復(fù)進(jìn)行通過(guò)使用富C的氟碳?xì)怏w如C4F8的等離子體來(lái)形成沉積膜的加工、使用SF6等離子體的離子組分去除在除了側(cè)面以外的表面上的沉積膜和通過(guò)利用自由基在硅上蝕刻。通過(guò)進(jìn)行博世工藝，可以容易地實(shí)現(xiàn)高達(dá)50以上的硅與通常的抗蝕劑掩模的蝕刻速度比。如果中間層由樹脂材料形成，對(duì)于幾乎所有類型的樹脂材料可以獲得類似的結(jié)果，這是因?yàn)椴牧系慕M成與抗蝕劑掩模的材料組成非常接近。要涂布的并由作為中間層的材料的樹脂材料形成的膜的厚度，例如為約數(shù)百納米至數(shù)十微米。上述膜厚度對(duì)于用于在硅上蝕刻50至800微米深度的掩模或止動(dòng)件的厚度是足夠的。如果使用氧化硅膜，可以獲得最低高達(dá)100的硅與氧化硅的蝕刻速度比。此外，公知的是如果通過(guò)使用熱氧化法產(chǎn)生氧化硅膜，可以獲得厚度為25微米以上的氧化硅膜。然而，為了改進(jìn)所得的膜的品質(zhì)或者通過(guò)盡可能容易的方法進(jìn)行加工，如果氧化硅膜的厚度為2微米以下則是有用的。此外，如果將等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(等離子體CVD)法用于形成氧化硅膜，可以形成厚度為50微米以上的氧化硅膜。然而，為了改進(jìn)所得的膜的品質(zhì)或者通過(guò)盡可能容易的方法來(lái)進(jìn)行加工，如果氧化硅膜的厚度為10微米以下是有用的。上述膜厚度對(duì)于用于在硅上蝕刻50至800微米深度的掩模厚度是足夠小的。如果使用除硅以外的金屬材料或金屬氧化物，可以獲得比上述比例更高的對(duì)硅的蝕刻選擇性。更具體地，具有對(duì)F自由基的反應(yīng)指數(shù)低的材料是特別有用的。如果使用鉻材料或鋁材料，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1，000的蝕刻選擇性。通過(guò)使用金屬材料或金屬氧化物而形成的膜的厚度通常為約數(shù)微米。為了完成蝕刻期望的深度，有用的是基于材料對(duì)硅的蝕刻比適當(dāng)選擇要涂布的膜的厚度。在本示例性實(shí)施方案中，認(rèn)為對(duì)于在硅上的干法蝕刻進(jìn)行博世工藝。然而，本發(fā)明不限于此。更具體地，其它不同的蝕刻工藝可以通過(guò)適當(dāng)選擇和使用中間層的材料和厚度來(lái)實(shí)施本工藝。本示例性實(shí)施方案具有以理想的高精度使共用液室底部平坦化和在面內(nèi)以均一的深度進(jìn)行蝕刻的特性效果。換言之，因?yàn)楣灿靡菏业撞康男螤钣芍虚g層(其起到止動(dòng)件的作用)規(guī)定，不論裝置的面內(nèi)分布或經(jīng)時(shí)變化如何，本示例性實(shí)施方案都能夠以均一的深度加工基板。此外，本示例性實(shí)施方案能夠通過(guò)有效地防止冠狀殘余物或彎曲開口而實(shí)現(xiàn)供給口的高度精確的垂直形狀。如果通過(guò)使用常規(guī)的雙掩模法進(jìn)行蝕刻，在形成供給口時(shí)使用具有之前蝕刻的硅的特有形狀(very shape)的蝕刻掩模。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的方法使用起到掩模作用的中間層。因此，本示例性實(shí)施方案能夠容易地抑制侵蝕開口(erodedopening)的現(xiàn)象,如彎曲開口。此外，在本示例性實(shí)施方案中通過(guò)使用博世工藝，可以容易地檢測(cè)蝕刻的終點(diǎn)(endpoint)。通常地，在硅上蝕刻時(shí)，監(jiān)控作為反應(yīng)產(chǎn)物的SiF的發(fā)光強(qiáng)度(440納米)的降低。因此，如果蝕刻結(jié)束的話，可以檢測(cè)蝕刻的結(jié)束。然而，在常規(guī)制造方法中，由于以下原因會(huì)難以檢測(cè)供給口的蝕刻的結(jié)束。S卩，如果使用常規(guī)制造方法，當(dāng)供給口的蝕刻結(jié)束時(shí)，此時(shí)繼續(xù)在面積大于供給口面積的共用液室的底面的硅的蝕刻。因此，背景信號(hào)太強(qiáng)而不能容易地檢測(cè)供給口的蝕刻的結(jié)束。另一方面，在本示例性實(shí)施方案中，在開始供給口的蝕刻之前共用液室的蝕刻結(jié)束。因此，可以容易地檢測(cè)蝕刻的終點(diǎn)。因此，可以增加工藝的再現(xiàn)性。此外，根據(jù)本示例性實(shí)施方案，可以改變共用液室和供給口的蝕刻條件。更具體地，因?yàn)楣灿靡菏业目讖奖群烷L(zhǎng)寬比與供給口的那些不同，共用液室的蝕刻和供給口的蝕刻之間的最適條件會(huì)不同。在常規(guī)雙掩模法中，共用液室的蝕刻和供給口的蝕刻彼此平行地進(jìn)行。因此，兩種蝕刻工藝不能彼此分離。另一方面，在本示例性實(shí)施方案中，共用液室的硅蝕刻通過(guò)使用中間層的第一干法蝕刻完成。因?yàn)楣灿靡菏业目讖奖雀哂诠┙o口的孔徑比，所以本示例性實(shí)施方案可以容易地檢測(cè)共用液室的蝕刻的完成。在本示例性實(shí)施方案中，在將第一硅基板102和第二硅基板101接合在一起后形成流路形成層105是有用的。將有機(jī)樹脂材料用作流路形成層的材料。此外，有機(jī)樹脂材料的樹脂材料的耐熱性通常低。如上所述，硅基板可以通過(guò)向其施加熱(例如，200-300攝氏度)而接合在一起。如果將熱施加至硅基板，有機(jī)樹脂材料不能保持其形狀和組成。因此，本示例性實(shí)施方案在將第一硅基板102和第二硅基板101接合在一起后形成流路形成層105。因此，本示例性實(shí)施方案可以有效地防止有機(jī)樹脂材料的上述低耐熱性的問題。此外，以下構(gòu)造對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果也是有用的。即，首先形成具有面向第二硅基板101的凹處的凹部(圖2A)。接著，除去凹部的底部以形成示于圖2B的形狀。現(xiàn)將本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方案詳細(xì)描述如下。在本示例性實(shí)施方案中，通過(guò)通常的半導(dǎo)體生產(chǎn)線在具有排出能量產(chǎn)生元件的第一硅基板上形成晶體管(transistor)和布線。此外，通過(guò)通常的半導(dǎo)體生產(chǎn)線輸送的硅基板具有數(shù)百微米的厚度。更具體地，6英寸基板為約625微米厚而8英寸基板具有725微米的厚度。如果6英寸和8英寸基板單純地接合在一起，總基板厚度會(huì)超過(guò)I毫米。將常規(guī)、的液體排出頭生產(chǎn)線設(shè)計(jì)為假定通過(guò)其來(lái)輸送具有通常厚度的硅晶片。因此，如果比I毫米厚的基板通過(guò)液體排出頭生產(chǎn)線輸送，則不能正常地輸送硅晶片。在此情況下，需要重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)線。關(guān)于共用液室和供給口的深度，不必要使用足以完全貫通正常尺寸的硅晶片的深度。如果共用液室和供給口具有足以貫通正常尺寸硅晶片的深度，則長(zhǎng)寬比會(huì)不利地變高。在此情況下，加工的難度會(huì)增加。如上所述，有用的是限制各硅基板的厚度至具有必要強(qiáng)度的最小可能的厚度和限制總基板厚度至與正常硅晶片的厚度相同?，F(xiàn)將參考圖3A至3C以下詳細(xì)記載借助本發(fā)明的上述效果和借助防止上述問題的液體排出頭的示例性制造方法。參考圖3A，設(shè)置在其上已經(jīng)形成能量產(chǎn)生元件104和用于形成第二硅基板的基板101a。接著，如圖3B所示將基板IOla薄板化從而形成第二硅基板。
可以通過(guò)機(jī)械研磨如背面研磨，化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)，濕法蝕刻或干法蝕刻，或者任何上述方法的組合而將基板IOla薄板化為第二硅基板?；錓Ola的表面可以通過(guò)微細(xì)機(jī)械研磨、化學(xué)研磨或者當(dāng)必要時(shí)的其組合而鏡面精加工。第二硅基板101的厚度期望地為100-200微米。此外，如圖3C所示在第一硅基板102上形成中間層103。此外，在中間層103上形成凹部，其為用于形成供給口的第一圖案形狀。關(guān)于第一硅基板102，可以使用厚度為約300-600微米的薄基板。第一硅基板102也可以通過(guò)上述方法而薄板化。接著，第二硅基板101和第一硅基板102經(jīng)由中間層103接合在一起。隨后，硅基板可以通過(guò)與上述第一示例性實(shí)施方案中相同的方法加工。通過(guò)進(jìn)行根據(jù)本示例性實(shí)施方案的方法，接合的硅基板的總厚度可以適當(dāng)?shù)乜刂茷榕c通常硅晶片的厚度一樣薄的厚度。通過(guò)將如上所述的硅基板薄板化，本示例性實(shí)施方案可以有效地限制長(zhǎng)寬比為最低可能的比例。在本示例性實(shí)施方案中，由于以下原因在接合之后形成構(gòu)成液體排出噴嘴的流路形成層是有用的。從機(jī)械強(qiáng)度和制造裝置的適應(yīng)性的觀點(diǎn)，難以在僅薄板化的硅基板上形成流路形成層和通過(guò)生產(chǎn)線輸送薄基板。關(guān)于流路形成層的材料，使用厚的膜如有機(jī)膜。因此，通過(guò)流路形成層產(chǎn)生應(yīng)力。因此，如果使用薄晶片，該晶片不能承受應(yīng)力并可能最終翹曲。在下文中，將本發(fā)明的工作例詳細(xì)描述如下?，F(xiàn)在將本發(fā)明的工作例I描述如下。如在圖3A中所示，首先，產(chǎn)生用于形成第二硅基板101的基板101a，所述基板IOla具有在其一面上形成的能量產(chǎn)生元件104。接著，如在圖3B中所示通過(guò)在另一面上背面研磨而將所述基板IOla薄板化至200微米。隨后，將基板表面通過(guò)CMP研磨從而獲得其表面粗糙度低至I納米以下的鏡面精加工表面。此外，制備第一硅基板102，其厚度為400微米，并且在其表面上通過(guò)熱氧化形成厚度為2.0微米的氧化硅膜。接著，將感光性正型抗蝕劑(Tokyo Ohka Kogyo Co. , Ltd.的0FPR-PR8-PM(產(chǎn)品名))施涂至第一硅基板102的接合面。此外，第一硅基板102通過(guò)使用Ushio，Inc.的De印-UV曝光設(shè)備UX-4023 (產(chǎn)品名)而曝光并且接著顯影。由此，將施涂的正型抗蝕劑加工成凹陷的第一圖案形狀。此外，通過(guò)使用包括CHF3XF4和Ar的混合氣體進(jìn)行深度達(dá)I. 5微米的氧化硅膜的蝕刻，留下0. 5微米厚度未蝕刻。此外，在第一硅基板102上形成包括具有第一圖案形狀的氧化硅膜的中間層103。除去殘余的正型抗蝕劑。具有第一圖案形狀的中間層103起到用于形成供給口的第一掩模的作用。此外，第二硅基板101的接合面和在第一硅基板102上形成的中間層103的接合面通過(guò)N2等離子體而活化。接著,通過(guò)使用由EV Group制造的對(duì)準(zhǔn)器(aligner)而將基板對(duì)準(zhǔn)。此外，如在圖IB中所示，第一硅基板102和第二硅基板101經(jīng)由中間層103借助使用EV Group的接合設(shè)備(產(chǎn)品名EVG 520IS)通過(guò)熔融接合而接合在一起，所述中間層103包括氧化硅膜并且具有第一圖案形狀。接著，如在圖IC中所示，構(gòu)成液體排出頭的流路形成層105形成于與第二硅基板101的接合面相對(duì)的表面上。此外，將感光性正型抗蝕劑(Clariant Japan K. K.的AZP4620 (產(chǎn)品名))施涂至 與第一硅基板102的接合面相對(duì)的表面。此外，施涂的正型抗蝕劑通過(guò)使用Deep-UV曝光設(shè)備(Ushio，Inc.的UX-4023 (產(chǎn)品名))而曝光并且接著顯影。此外，如在圖ID中所示形成具有用于形成共用液室的第二圖案形狀的第二掩模。接著，如在圖ID中所示借助使用第二掩模通過(guò)交替使用SF6和C4F8的博世工藝進(jìn)行第一干法蝕刻從而在第一娃基板102上形成共用液室。然后，如在圖IE中所示，除去中間層103的一部分以形成對(duì)應(yīng)于凹部的開口。此夕卜，如在圖IG中所示，借助使用中間層103作為掩模使用與上述相同的蝕刻方法的博世工藝的第二干法蝕刻以在第二硅基板101上形成供給口。通過(guò)進(jìn)行上述工藝，本發(fā)明人能夠制造應(yīng)用本工作例的液體排出頭。中間層103也可以通過(guò)以下方法形成。更具體地，如在圖4A中所示，中間層503b形成于第一硅基板502上和中間層503a形成于第二娃基板501上,其均由相同的材料制成。在任一基板上(不于圖4A的實(shí)例中的中間層503b)形成凹陷狀作為第一圖案形狀?？蛇x地，如在圖4B中所示，由不同材料制成的兩個(gè)中間層503a和503b形成于第一娃基板502和第二娃基板501任一上。第一圖案形狀形成于最外面的中間層503b上。進(jìn)一步可選地，如在圖4C中所示，由不同材料制成的中間層形成于第一硅基板502和第二娃基板501每一個(gè)上,和第一圖案形狀形成于第一娃基板502和第二娃基板501任一上。中間層的材料可以選自上述材料?，F(xiàn)在，將應(yīng)用于本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的工作例2詳細(xì)描述如下。如在圖4B中所不,具有厚度為I. 5微米的熱氧化膜形成于第一娃基板502上,和具有厚度為0. 5微米的通過(guò)等離子體CVD法而形成的氧化硅膜形成于第一硅基板501上。換言之，根據(jù)工作例2，中間層是一對(duì)形成于各基板上的接合的氧化硅膜。在完成進(jìn)行共用液室的蝕刻之后，露出的熱氧化膜和露出的通過(guò)等離子體CVD法而形成的氧化硅膜借助使用包括C4F8和O2的混合氣體而蝕刻至相當(dāng)于0. 5微米的深度從而形成第一圖案形狀。隨后，在第一硅基板502上進(jìn)行第二干法蝕刻從而形成供給口。工藝的其它部分與在工作例I中所述的相同。以下將詳細(xì)描述工作例3。如在圖4B中所示，在其上已經(jīng)形成0. 7微米厚的熱氧化膜的第一硅基板502上形成具有厚度為2. 0微米的聚醚酰胺樹脂(Hitachi ChemicalCo.，Ltd.的HIMAL(產(chǎn)品名))。換言之，根據(jù)工作例3，中間層包括包含熱氧化膜和聚醚酰胺樹脂層的兩層。此外，通過(guò)使用包括O2和CF4的混合氣體蝕刻聚醚酰胺樹脂從而形成第一圖案形狀。接合借助使用EVG 520IS在280攝氏度的溫度下通過(guò)熱壓接合而進(jìn)行。共用液室的蝕刻僅進(jìn)行到達(dá)至中間層(熱氧化膜)。隨后，中間層(熱氧化膜)通過(guò)包括C4F8和O2的混合氣體而蝕刻。此外，露出中間層(聚醚酰胺樹脂)，和供給口通過(guò)干法蝕刻而形成。工藝的其它部分與工作例I中所述的相同?，F(xiàn)在，將工作例4詳細(xì)描述如下。如在圖5A中所示，在第一硅基板1102上形成具有厚度為0. 7微米并且由熱氧化的硅組成的中間層1103。此外，向其施涂感光性正型抗蝕劑(Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.的0FPR_PR8_PM(產(chǎn)品名))。此外，將感光性正型抗蝕劑曝光和顯影以將第一圖案形狀形成于用于形成供給口的中間層1103。感光性正型抗蝕劑通過(guò)使用Ushio, Inc.的接近式掩模對(duì)準(zhǔn)器(proximity mask aligner)UX-3000SC而曝光。 接下來(lái)，將中間層1103通過(guò)使用以上述方式形成的圖案而干法蝕刻從而獲得期望的圖案。所述中間層1103沒有設(shè)置有足以露出第一硅基板1102的開口深度并且部分地留下任意厚度未蝕刻。更具體地，部分中間層1103被部分地留下未蝕刻至約300納米的厚度。此外，如在圖5B中所示，第二硅基板1101的接合面和在第一硅基板1102上形成的中間層的接合面通過(guò)N2等離子體活化。接著，基板通過(guò)使用由EV Group制造的對(duì)準(zhǔn)器而對(duì)準(zhǔn)。此外，第一硅基板1102和第二硅基板1101借助使用EVGroup的接合設(shè)備(產(chǎn)品名EVG 520IS)通過(guò)熔融接合經(jīng)由包括氧化硅膜和具有第一圖案形狀的中間層1103接合在一起。更具體地，第一硅基板1102和第二硅基板1101經(jīng)由中間層1103直接接合在一起。此外，如在圖5C中所示，在第二硅基板1101的與其接合面相對(duì)的表面上形成液體排出頭噴嘴1105。此外，如在圖中所示，在第一硅基板1102的與其接合面相對(duì)的表面上形成聚醚酰胺樹脂(Hitachi Chemical Co. , Ltd.的HIMAL(產(chǎn)品名))。此外，將感光性正型抗蝕劑(Tokyo OhkaKogyo Co.，Ltd.的0FPR_PR8_PM(產(chǎn)品名))(未示出)施涂至聚醚酰胺樹脂上。接著，將感光性正型抗蝕劑通過(guò)使用Ushio，Inc.的接近式曝光設(shè)備UX-3000(產(chǎn)品名)而曝光并且接著顯影。通過(guò)使用由感光性正型抗蝕劑以上述方式形成的掩模圖案，將預(yù)先形成的聚醚酰胺樹脂通過(guò)使用氧等離子體的干法蝕刻而蝕刻。以此方式，獲得第二掩模1106。因?yàn)榫勖氧０窐渲哂懈叩哪蛪A性，可以使用聚醚酰胺樹脂作為在各向異性硅蝕刻中使用的掩模材料。此外，如在圖5E中所示，借助使用第二掩模1106作為掩模通過(guò)各向異性蝕刻而蝕刻第二硅基板。作為蝕刻液，使用具有濃度為20%的四甲基氫氧化銨水溶液。在80攝氏度的溫度下蝕刻第一硅基板12小時(shí)。對(duì)于在晶片表面上的所有圖案將第一硅基板蝕刻至中間層1103。此外，通過(guò)干法蝕刻將中間層1103蝕刻至使第一圖案形狀完全開口的深度。此外，如在圖5F和5G中所不，借助使用中間層1103作為掩模通過(guò)與在第一不例性實(shí)施方案中所述的相同的博世工藝通過(guò)第二干法蝕刻來(lái)蝕刻第二硅基板1101從而在其上形成供給口 1108。通過(guò)進(jìn)行上述工藝，本發(fā)明人能夠制造應(yīng)用本工作例的液體排出頭。現(xiàn)在，將工作例5詳細(xì)描述如下。如在圖6A中所示，在第一硅基板1202上形成具有厚度為0. 7微米并且由熱氧化的硅組成的中間層1203。此外，向其施涂感光性正型抗蝕劑(Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.的0FPR_PR8_PM(產(chǎn)品名))。此外，將感光性正型抗蝕劑曝光和顯影以將第一圖案形狀形成到用于形成供給口的中間層。感光敏性正型抗蝕劑通過(guò)使用Ushio, Inc.的接近式掩模對(duì)準(zhǔn)器UX-3000SC而曝光。接下來(lái)，中間層1203通過(guò)使用以上述方式形成的圖案而干法蝕刻從而獲得期望的圖案。所述中間層1203設(shè)置有深度不足以露出第一硅基板1202的開口并且部分地留下任意厚度未蝕刻。更具體地，部分中間層1203部分地留下未蝕刻至約300納米的厚度。此外，如在圖6B中所示，第一硅基板1202的接合面和在第二硅基板1201上形成 的中間層的接合面通過(guò)N2等離子體活化。接著，基板通過(guò)使用由EV Group制造的對(duì)準(zhǔn)器而對(duì)準(zhǔn)。此外，第一硅基板1202和第二硅基板1201借助使用EVGroup的接合設(shè)備(產(chǎn)品名EVG 520IS)通過(guò)熔融接合經(jīng)由包括氧化硅膜和具有第一圖案形狀的中間層1203接合在一起。更具體地，第一硅基板1202和第二硅基板1201經(jīng)由中間層1203直接接合在一起。此外，如在圖6C中所示，在第二硅基板1202的與其接合面相對(duì)的表面上形成液體 排出頭噴嘴1205。此外，如在圖6D中所示，在第一硅基板1202的與其接合面相對(duì)的表面上形成聚醚酰胺樹脂(Hitachi Chemical Co. , Ltd.的HIMAL(產(chǎn)品名))。此外，將感光性正型抗蝕劑(Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.的0FPR_PR8_PM(產(chǎn)品名))(未示出)施涂至聚醚酰胺樹脂上。接著，將感光性正型抗蝕劑通過(guò)使用Ushio，Inc.的接近式曝光設(shè)備UX-3000(產(chǎn)品名)而曝光并且接著顯影。通過(guò)使用以上述方式形成的圖案作為掩模，將預(yù)先形成的聚醚酰胺樹脂通過(guò)使用氧等離子體的化學(xué)干法蝕刻而蝕刻。以此方式，獲得第二掩模1206。因?yàn)榫勖氧０窐渲哂懈叩哪蛪A性，可以使用聚醚酰胺樹脂作為在各向異性硅蝕刻中使用的掩模材料。此外，如在圖6D中所示，通過(guò)使用釔鋁-石榴石(YAG)激光器，在第二圖案內(nèi)進(jìn)行引導(dǎo)口加工。更具體地，通過(guò)使用YAG激光器的三倍波(即，第三次諧波產(chǎn)生(THG)激光器(355納米))，適當(dāng)設(shè)定激光器的功率和頻率。由此，形成具有直徑為約40微米的引導(dǎo)口。此外，如在圖6E中所示，硅晶體各向異性蝕刻借助使用第二掩模1206進(jìn)行至足以完全露出中間層1203的深度。由此，形成其截面具有通過(guò)尖括號(hào)形成的空間形狀的共用液室(第一開口)1207。更具體地，因?yàn)橹虚g層1203既沒有完全蝕刻貫通也沒有在其上形成任何圖案，因此當(dāng)從共用液室1207側(cè)觀察時(shí)，第二硅基板1201根本沒有露出。因此，將不會(huì)由于晶體各向異性蝕刻而導(dǎo)致不利地進(jìn)行第二硅基板1201的蝕刻。此外，如在圖6F中所示，通過(guò)干法蝕刻將中間層1203蝕刻至使第一圖案形狀完全開口的深度。此外，如在圖6G中所示，通過(guò)干法蝕刻將中間層1203蝕刻至足以露出第二硅基板1201至第一圖案形狀的開口的深度。
通過(guò)進(jìn)行上述工藝，本發(fā)明人能夠制造應(yīng)用本工作例的液體排出頭。以下將詳細(xì)描述工作例6。圖7A至7H是通過(guò)根據(jù)本示例性實(shí)施方案的液體排出頭制造方法制造的液體排出頭的截面。參考圖7A，在第二硅基板1011的(100)面上形成液體排出能量產(chǎn)生元件1010和驅(qū)動(dòng)元件1010的半導(dǎo)體回路。由于有必要在第二硅基板1011上形成高質(zhì)量金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管，所以將在其表面上具有(100)面的硅基板用作第二硅基板1011。如在圖7B中所示，將第二硅基板1011在其背面研削和研磨以適當(dāng)薄板化。此外，制備第一娃基板1013。對(duì)于第一娃基板1013,使用在其表面上具有(110)面的娃基板。這是由于以下原因。即，如果具有(110)面的基板借助強(qiáng)堿通過(guò)硅各向異性濕法蝕刻而蝕刻，可以限制沿基板表面方向的蝕刻，這是因?yàn)榫哂械臀g刻速度的(111)面垂直于基板表面。此外，結(jié)果，可以進(jìn)行用于蝕刻基本上垂直的共用液室的側(cè)壁的各向異性蝕刻。

具有第一圖案的中間層1012形成于第一娃基板1013的表面上。第一圖案具有開口，但是開口對(duì)于完全貫通中間層1012不夠深。中間層1012可以通過(guò)對(duì)熱氧化膜進(jìn)行光刻和蝕刻而形成。在此情況下，在氧化膜中間停止蝕刻。如在圖7C中所示，第二硅基板1011和第一硅基板1013在適當(dāng)?shù)奈恢脤?duì)準(zhǔn)。此外，如在圖7D中所示，第二硅基板1011和第一硅基板1013接合在一起。接合之后，如在圖7E中所示，具有第二圖案的第二掩模層1014形成于第一硅基板1013的背面。對(duì)于硅基板的各向異性濕法蝕刻和干法蝕刻具有充分高的蝕刻耐性的材料可以用作各中間層1012和第二掩模層1014的材料。更具體地，可以使用氧化硅膜，氮化硅膜，樹脂如丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂、氟樹脂、環(huán)氧樹脂或聚醚酰胺樹脂。如在圖7F中所示，流路成型材料1015和流路形成層1016形成于第二硅基板1011的表面上。流路形成層1016覆蓋流路成型材料1015并且在其表面上具有排出口。流路成型材料1015因?yàn)槠錇闋奚鼘铀栽谏院蟮墓に囯A段被除去。此外，為了防止由于干法蝕刻或各向異性濕法蝕刻而可能發(fā)生的在流路形成層1016上的損壞，流路形成層1016用保護(hù)膜1017覆蓋。如果保護(hù)膜1017覆蓋基板的側(cè)邊以及其表面則它也是有用的。在形成保護(hù)膜1017之后，第一硅基板1013經(jīng)由在基板背側(cè)的第二掩模層1014通過(guò)各向異性濕法蝕刻加工。關(guān)于蝕刻液，可以使用堿性溶液如KOH或四甲基氫氧化銨(TMAH)。如在圖7G中所示，在第一硅基板1013上，各向異性蝕刻沿著與基板表面垂直的方向進(jìn)行并且接著露出中間層1012。如該圖中所示，各向異性濕法蝕刻在中間層1012上停止。因此，使得能夠在基板內(nèi)以均勻的深度進(jìn)行共用液室1019的蝕刻。此外，蝕刻的深度可以有效地控制。接著，借助干法蝕刻將中間層1012蝕刻至使第一圖案形狀完全開口的深度。中間層1012可以通過(guò)濕法蝕刻或干法蝕刻來(lái)蝕刻。然而，干法蝕刻可能是更有用的，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)干法蝕刻可以容易地進(jìn)行沿深度方向的各向異性蝕刻。如果露出中間層1012的開口，供給口 1020經(jīng)由開口通過(guò)干法蝕刻而加工。接著，除去流路成型材料1015和保護(hù)膜1017。以上述方式，如在圖7H中所示，完全形成貫通基板的墨供給流路。根據(jù)具有上述構(gòu)造的該工作例，共用液室可以借助各向異性濕法蝕刻沿基板的垂直方向加工。因此，本示例性實(shí)施方案可以增加工藝的再現(xiàn)性。此外，在本示例性實(shí)施方案中使用的濕法蝕刻裝置通常不貴。此外，因?yàn)?111)面通過(guò)借助各向異性濕法蝕刻的加工在共用液室的側(cè)壁上露出，所以變得容易防止否則由于堿性溶液如墨引起的共用液室側(cè)壁的可能的腐蝕。現(xiàn)在，將工作例7詳細(xì)描述如下。圖8A至SC是從基板背面?zhèn)扔^察的基板的平面圖。首先，通過(guò)進(jìn)行與工作例6類似的工藝，將第一硅基板和第二硅基板接合在一起。隨后，如在圖8A中所示， 第二掩模層1021形成于第二硅基板的背面?zhèn)?。第二掩模?021包括平行四邊形形狀的開口 1022。此外，第一硅基板的(111)面對(duì)應(yīng)于平行四邊形形狀的開口 1022的長(zhǎng)邊方向。如在圖8B中所示，在通過(guò)各向異性濕法蝕刻在第一硅基板的背面上加工第一硅基板之前，在其四角處蝕刻開口 1022。在本示例性實(shí)施方案中，通過(guò)激光加工進(jìn)行蝕刻。關(guān)于在圖SB中示出的用于形成激光加工孔1023的加工的深度，有用的是形成直至與第一硅基板的厚度相當(dāng)?shù)纳疃鹊目?。如圖SC中所示，通過(guò)進(jìn)行各向異性濕法蝕刻，從激光加工孔1023進(jìn)行各向異性濕法蝕刻。因此，由于蝕刻在共用液室底部可能不會(huì)出現(xiàn)歪斜的(111)面。因此，可以完全露出存在于共用液室底部的整個(gè)中間層1024。隨后，通過(guò)進(jìn)行與工作例6中類似的工藝，經(jīng)由中間層1024的開口通過(guò)干法蝕刻來(lái)蝕刻供給口。以上述方式，可以完全形成墨供給流路。通過(guò)在各向異性濕法蝕刻之前進(jìn)行的蝕刻的加工不限于激光加工。可選地，第三蝕刻掩模層可以形成于第二掩模層1021上并且通過(guò)干法蝕刻如博世工藝加工。進(jìn)一步可選的，可以使用噴砂法代替。關(guān)于在各向異性濕法蝕刻之前進(jìn)行的蝕刻，不必要實(shí)現(xiàn)極高的形狀產(chǎn)生加工精度。因此，可以使用通過(guò)其可以提高加工速度的蝕刻方法和蝕刻條件。盡管已經(jīng)參考示例性實(shí)施方案描述本發(fā)明，然而要理解的是本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施方案。以下權(quán)利要求的范圍要符合最寬的解釋以覆蓋所有改造、等同的結(jié)構(gòu)和功能。本申請(qǐng)要求2010年I月14日提交的日本專利申請(qǐng)2010-005824和2011年I月7日提交的日本專利申請(qǐng)2011-002039的權(quán)益，在此整體引入以作參考。
權(quán)利要求
1.一種娃基板的加工方法，其包括 設(shè)置第一硅基板、第二硅基板和包括多個(gè)凹部的中間層的組合，所述中間層設(shè)置在所述第一娃基板和所述第二娃基板之間； 在所述第一硅基板的與所述中間層的接合面相對(duì)的表面上，通過(guò)使用第一掩模，進(jìn)行所述第一硅基板的蝕刻而形成貫通所述第一硅基板的第一貫通口，并露出對(duì)應(yīng)于所述中間層的多個(gè)凹部的中間層部分； 通過(guò)去除構(gòu)成多個(gè)凹部的底部的部分而在所述中間層上形成多個(gè)開口 ；和 通過(guò)使用在其上形成多個(gè)開口的中間層作為掩模進(jìn)行所述第二硅基板的第二蝕刻而形成貫通所述第二硅基板的第二貫通口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在所述設(shè)置中，所述第一硅基板和所述第二硅基板經(jīng)由所述中間層接合在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述中間層是樹脂層、氧化硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜、不同于硅的金屬膜或其氧化物膜或氮化物膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一蝕刻是干法蝕刻。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一蝕刻是晶體各向異性蝕刻。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第二蝕刻是干法蝕刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一硅基板的面方向是[110]和所述第二硅基板的面方向是[100]。
全文摘要
一種硅基板的加工方法，其包括設(shè)置第一硅基板、第二硅基板和包括多個(gè)凹部的中間層的組合，所述中間層設(shè)置在第一硅基板和第二硅基板之間；在第一硅基板的與中間層的接合面相對(duì)的表面上，通過(guò)使用第一掩模，進(jìn)行第一硅基板的蝕刻而形成貫通第一硅基板的第一貫通口，并露出對(duì)應(yīng)于中間層的多個(gè)凹部的中間層部分；通過(guò)去除構(gòu)成多個(gè)凹部的底部的部分而在中間層上形成多個(gè)開口；和借助使用在其上形成多個(gè)開口的中間層作為掩模，通過(guò)進(jìn)行第二硅基板的第二蝕刻而形成貫通第二硅基板的第二貫通口。
文檔編號(hào)B81C1/00GK102741155SQ20118000584
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者久保田雅彥, 寺崎敦則, 柬理亮二, 福本能之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社