基板加工方法和制造液體排出頭用基板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]這里公開了用于在硅基板中形成通孔的基板加工方法。特別地，本公開涉及制造液體排出頭用基板的方法，該方法包括在硅基板中形成液體供給口，該硅基板將用作排出液體的液體排出頭的基板
【背景技術(shù)】
[0002]使用作為一種類型的干蝕刻的反應(yīng)離子蝕刻(以下稱作RIE)的方法是用于在硅基板中形成通孔的基板加工方法的已知示例。與濕蝕刻不同，RIE使用蝕刻氣體，因而，RIE適于形成與硅基板的表面垂直的通孔。因此，在作為噴墨頭的代表性示例的液體排出頭的基板中形成作為液體供給口的與基板的表面垂直的通孔的情況下，可以使用RIE。美國專利N0.7，837，887中公開的方法(參見圖6至圖7)是通過使用RIE在噴墨頭用基板中形成液體供給口的方法的示例。
[0003]根據(jù)美國專利N0.7，837，887，通過以下步驟I至8在噴墨頭用基板中形成液體供給口。首先，制備具有兩個(gè)相反表面(第一表面和第二表面)的硅基板(步驟I)。接下來，通過執(zhí)行蝕刻操作在硅基板的第一表面形成多個(gè)第一孔(步驟2)。用光致抗蝕劑充填第一孔(步驟3)。然后，在第一表面形成包括液體排出口和液體流路的流路結(jié)構(gòu)部(步驟4)。接著，以使第二孔到達(dá)第一孔中的光致抗蝕劑的方式通過執(zhí)行蝕刻操作在硅基板的第二表面形成第二孔(步驟5)。此外，以經(jīng)由第二孔去除第一孔中的光致抗蝕劑的一部分的方式在第二表面執(zhí)行氧等離子體蝕刻，使得第一孔的側(cè)壁的與第二孔連續(xù)的端部暴露出來(步驟6)。接下來，修正第一孔的側(cè)壁的暴露出來的端部的形狀(步驟7)。最后，去除充填第一孔的光致抗蝕劑(步驟8)，從而完成液體供給口。
[0004]在上述步驟2和步驟5中，通過執(zhí)行被稱為RIE的干蝕刻來在基板中形成孔。在干蝕刻中，向加工室引入反應(yīng)氣體并且將其轉(zhuǎn)變成等離子體，通過使用已經(jīng)轉(zhuǎn)變成等離子體的反應(yīng)氣體對基板的待處理的一個(gè)表面進(jìn)行蝕刻，使得在待處理的表面形成具有預(yù)定形狀的孔。更具體地，將經(jīng)由高頻電源而彼此連接的上電極和下電極布置成在處理室內(nèi)彼此面對，并且在通過例如靜電卡盤將基板固定至下電極的狀態(tài)下，從形成于上電極的微孔向下電極和上電極之間的空間供給反應(yīng)氣體。該反應(yīng)氣體在上電極和下電極之間轉(zhuǎn)變成等離子體，并且已經(jīng)轉(zhuǎn)變成等離子體的該反應(yīng)氣體對基板進(jìn)行蝕刻。
[0005]美國專利N0.7，837，887公開了一種用于形成液體供給口的如下方法:在基板的第一表面形成均具有未貫通基板的深度的第一孔，然后，以與第一孔連通的方式在基板的位于第一表面所在側(cè)的相反側(cè)的第二表面形成第二孔。此外，關(guān)于第二孔的形成，美國專利N0.7，837，887公開了:在以第二孔內(nèi)部存在有第一孔的整體或部分開口端的方式形成第二孔的情況下，在第一孔的與第二孔連續(xù)的開口邊緣部形成有未被蝕刻的部分，這會(huì)導(dǎo)致所謂冠(crown)的毛刺的形成。
[0006]現(xiàn)在將參照圖6A至圖6F來說明冠的產(chǎn)生機(jī)理。
[0007]圖6A是不出基板11的第一表面Ila的一部分的平面圖，并且不出了第一孔16相對于第二孔17位置不同的兩種情況[i]和[ii]。在情況[i]中，液體供給口具有如下形狀:在該形狀中，第一孔16的開口端的整體存在于第二孔17內(nèi)。在情況[ii]中，液體供給口具有如下形狀:在該形狀中，第一孔16的開口端的一部分存在于第二孔17內(nèi)。通過使用沿著圖6A的線C-C’截取的截面圖和沿著圖6A的線D-D’截取的截面圖以時(shí)間順序?yàn)榛A(chǔ)在圖6B至圖6F中示出在各情況[i]和[ii]下制造液體供給口的過程。特別地，圖6B示出了使第一孔16剛好與第二孔17彼此連通之前的狀態(tài)，圖6C至圖6E是圖6B中的部分VICTO VIE(點(diǎn)劃線線框的內(nèi)部)的放大圖。
[0008]在形成圖6A示出的各情況[i]和[ii]的液體供給口的情況下，如圖6B和圖6C所示，存在如下情況:首先在基板11的第一表面I Ia形成第一孔16，然后，以形成第二孔17并且使第二孔17與第一孔16連通的方式沿箭頭20的方向(以下有時(shí)稱作蝕刻方向20)在基板11的第二表面Ilb上執(zhí)行干蝕刻。在這種情況下，為了與基板11的第二表面Ilb垂直地形成第二孔17，使用所謂的博世工藝的蝕刻方法，在該蝕刻方法中，重復(fù)如下步驟:對基板進(jìn)行蝕刻的步驟和保護(hù)通過該蝕刻所形成的孔的側(cè)面的步驟。換言之，執(zhí)行多次蝕刻，并且在每次蝕刻之前，執(zhí)行通過使用涂布?xì)怏w在孔16的內(nèi)側(cè)面和17的內(nèi)側(cè)面形成保護(hù)膜的過程。已知的是，在執(zhí)行博世工藝的情況下，如圖6C至圖6E所示，孔16的側(cè)壁16a的表面和孔17的側(cè)壁17a的表面均被形成為具有凸起和凹陷的被稱為圓齒形狀的形狀。注意，圖6C至圖6E中的粗線表示保護(hù)膜。
[0009]當(dāng)如上所述通過使用博世工藝進(jìn)行蝕刻來形成第二孔17時(shí)，對第二孔17的存在于蝕刻方向20上的底部17b的保護(hù)膜進(jìn)行蝕刻，接著對底部17b進(jìn)行蝕刻。在這種情況下，第二孔17的側(cè)壁17a為在與蝕刻方向20垂直的方向上取向的表面并且被保護(hù)膜覆蓋，使得側(cè)壁17a將不大可能被蝕刻。結(jié)果，在保持第二孔17的開口尺寸的同時(shí)形成第二孔17。在第二孔17已經(jīng)到達(dá)第一孔16之后，如圖6D和圖6E所示，為了確?？?6和17確實(shí)地彼此連通，執(zhí)行一段時(shí)間的用于形成第二孔17的蝕刻操作。由于在執(zhí)行蝕刻操作之前向第二孔17引入了涂布?xì)怏w，所以保護(hù)膜不僅形成于第二孔17的側(cè)壁17a，而且還形成于與第二孔17連通的第一孔16的側(cè)壁16a。在這種情況下，當(dāng)沿箭頭20的方向執(zhí)行蝕刻操作時(shí)，會(huì)對第二孔17的存在于蝕刻方向20上的底部17b上的保護(hù)膜進(jìn)行蝕刻，接著，再對底部17b進(jìn)行蝕刻。然而，僅對第一孔16的存在于與蝕刻方向20垂直的方向上的側(cè)壁16a進(jìn)行小程度的蝕刻。結(jié)果，會(huì)在第一孔16的側(cè)壁16a的與第二孔17連續(xù)的邊緣部形成未被蝕刻的部分，并且將會(huì)形成諸如圖6E中示出的被稱作冠21的毛刺。
[0010]注意，盡管在如上所述執(zhí)行蝕刻操作之前對蝕刻孔的側(cè)壁進(jìn)行保護(hù)的博世工藝中會(huì)顯著地形成該冠，但是該冠的形成不限于博世工藝。換言之，即使在執(zhí)行蝕刻操作以便形成孔期間產(chǎn)生的副產(chǎn)物以用作保護(hù)膜的方式附著于孔的側(cè)壁的情況下，也具有如上所述的在孔的側(cè)壁被保護(hù)的情況下將會(huì)形成冠的可能性。
[0011]如上所述在液體供給口內(nèi)形成所謂冠的毛刺的情況下，毛刺會(huì)導(dǎo)致如美國專利N0.7，837，887所述的以下問題。也就是說，毛刺變成液體供給口內(nèi)的液體流動(dòng)的障礙物并且影響排出性能的可能性會(huì)增加。此外，如果毛刺脫落并且作為異物混入液體，則難以有效地保持由噴墨頭打印的圖像品質(zhì)。
[0012]為了解決這些問題，在美國專利N0.7，837，887中，已經(jīng)提議執(zhí)行上述步驟6和步驟7、即對液體供給口內(nèi)形成的毛刺進(jìn)行加工。
[0013]然而，在該提議中，當(dāng)執(zhí)行步驟6和步驟7時(shí)，需要用抗蝕劑等保護(hù)液體供給口的除了毛刺之外的內(nèi)部，從而使整個(gè)過程變得復(fù)雜，這進(jìn)而還會(huì)致使噴墨頭的制造成本的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，本公開提供一種基板加工方法，該基板加工方法能夠在抑制毛刺的形成的同時(shí)形成液體供給口，并且能夠通過較簡單的過程形成液體供給口。
[0015]本文公開的一個(gè)方面涉及基板加工方法。根據(jù)該方面的基板加工方法包括:準(zhǔn)備具有第一表面和位于第一表面所在側(cè)的相反側(cè)的第二表面的硅基板，以使第一孔具有未貫通硅基板的深度的方式在第一表面形成第一孔，并且以與第一孔連通的方式在第二表面形成第二孔，從而在硅基板中形成由第一孔和第二孔形成的通孔。該基板加工方法涉及形成具有如下形狀的通孔的方法:當(dāng)在平面中觀察第二表面時(shí)，第一孔的開口端的至少一部分存在于第二孔內(nèi)。
[0016]在上述方面中，形成第二孔的過程包括通過執(zhí)行干蝕刻在使所述第二孔與所述第一孔連通之后在所述第一孔和所述第二孔之間形成連通部，所述連通部比所述第一孔的開口寬。
[0017]根據(jù)該方法，通過執(zhí)行干蝕刻在使所述第二孔與所述第一孔連通之后在所述第一孔和所述第二孔之間形成比所述第一孔的開口寬的連通部，削去第一孔的側(cè)壁的與第二孔連續(xù)的邊緣部，將不會(huì)形成所謂冠的毛刺。因而，將不會(huì)阻礙液體的流動(dòng)，該毛刺將不會(huì)作為異物脫落。此外，由于在執(zhí)行用于形成上述連通部的干蝕刻期間削去了第一孔的側(cè)壁的供毛刺形成的邊緣部，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比，整個(gè)過程是簡單的。
[0018]本文公開的另一方面是實(shí)施如下方法的方法:形成通孔，以形成待形成于液體排出頭用基板的液體供給口。
[0019]通過參照附圖對示例性實(shí)施方式的以下說明，本發(fā)明的其他特征將變得明顯。
【附圖說明】
[0020]圖1A是示出液體排出頭的立體圖。圖1B是示出圖1A中的由雙點(diǎn)劃線圍繞的部分IB的截面放大圖。圖1C是沿著圖1A的線IC-1C截取的截面示意圖。
[0021]圖2A至圖2E是示出用于消除冠的原理的圖。
[0022]圖3A至圖3G是示出第一實(shí)施方式的過程示意圖。
[0023]圖4A至圖4E是示出第二實(shí)施方式的過程示意圖。
[0024]圖5A至圖5C是示出第三實(shí)施方式的過程示意圖。
[0025]圖6A至圖6F是示出在形成液體供給口時(shí)冠的形成原理的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將參照附圖來說明本公開。圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明的液體排出頭的構(gòu)造示例的立體圖。
[0027]參照圖1A，液體排出頭10包括基板11和孔板12?？装?2(也稱作排出口形成構(gòu)件)形成于基板11的第一表面Ila并且由樹脂、金