專利名稱：液體噴出頭的制造方法、液體噴出頭用基板及基板的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴射液體并形成飛散液滴來進行記錄的液體噴出頭及其制造方法、以及基板加工方法，特別涉及用Si的各向異性蝕刻把在液體噴出頭內(nèi)接受液體的液體供給口形成為貫通構(gòu)成液體噴出頭的Si基板的貫通口的方法。
背景技術(shù)：
噴出液體(墨水)并使其附著在被記錄媒體上進行記錄的液體噴出記錄裝置(噴墨記錄裝置)，用于以打印機、復印機、傳真機等為代表的辦公機器。噴墨記錄裝置通常備有液體噴出頭(噴墨記錄頭)和向該液體噴出頭供給墨水的墨水供給系統(tǒng)。噴墨記錄頭通常備有墨水噴出能量發(fā)生元件、使墨水噴出的噴出口、與各墨水噴出口連通的墨水流路、接受來自墨水供給系統(tǒng)的墨水的墨水供給口，該能量發(fā)生元件產(chǎn)生噴出墨水的能量。
這樣的墨水噴出頭，有稱為側(cè)噴射型的噴出頭，該側(cè)噴射型噴出頭，朝著與形成有墨水噴出能量發(fā)生元件的基板面垂直的方向噴出墨水液滴。在側(cè)噴射型的噴墨記錄頭中，通常墨水供給口作為在基板上開口的貫通口被形成。
把墨水供給口作為貫通口形成在基板上的方法，有利用噴砂或超聲波研磨加工等的機械加工方法，用化學蝕刻基板的方法(見日本特開昭62-264957號公報、USP4789425號說明書等)。尤其是，用Si的各向異性蝕刻在Si基板上形成貫通口的方法，可高精度地形成貫通口，是很好的方法。之所以能高精度地形成墨水供給口，是因為能縮短從墨水供給口到墨水噴出能量發(fā)生元件間的距離，從而，可大大提高墨水的噴出頻率(見USP4789425號說明書、EP0609911A2號說明書)。
用各向異性蝕刻形成貫通口的方法中，當Si基板內(nèi)存在著局部的結(jié)晶缺陷時，在結(jié)晶缺陷存在的區(qū)域中，與不存在結(jié)晶缺陷的區(qū)域相比，蝕刻速度加快。因此，產(chǎn)生蝕刻異常，結(jié)果，在已往的噴墨記錄頭制造方法中，貫通口的形成寬度有時產(chǎn)生大的偏差。
另外，在Si的各向異性蝕刻時，由于蝕刻開始面的狀態(tài)以及蝕刻條件(蝕刻液濃度/溫度等)等的因素，到開始蝕刻之前的時間有時產(chǎn)生微小的差別。為此，為了切實地貫通墨水供給口，通常將蝕刻時間設定得比較長，即采用超時蝕刻。在已往的噴墨記錄頭制造方法中，如上所述，由于到開始蝕刻之前時間有微小的不同，所以，超時蝕刻的側(cè)蝕刻量，在基板各部分間及各基板間亦有所不同，結(jié)果，貫通口寬度有時偏離設計值。
如上所述，當作為墨水供給口的貫通口的寬度、特別是在形成有墨水噴出能量發(fā)生元件的基板表面上的墨水供給口的開口寬度偏離了設計值時，墨水噴出能量發(fā)生元件距墨水供給口的距離偏離設計值，從而，對墨水噴出特性產(chǎn)生不好影響，導致噴墨記錄頭的記錄質(zhì)量下降。另外，墨水供給口的、基板表面的開口寬度與設計值相差較大時，對墨水噴出能量發(fā)生元件的驅(qū)動電路等也產(chǎn)生不良影響。因此，墨水供給口的、基板表面的開口寬度的偏差是造成噴墨記錄裝置成品率降低的重要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的是提供一種噴墨記錄頭的制造方法，該制造方法，能容易地使得用Si的各向異性蝕刻形成的供給口的、基板表面的開口寬度穩(wěn)定，并高精度地將該開口形成規(guī)定的寬度。而且，本發(fā)明的目的是，通過把墨水供給口的、基板表面的開口寬度高精度地形成為規(guī)定的寬度，可提高制造的成品率，另外，本發(fā)明的噴墨記錄頭，墨水供給口與墨水噴出能量發(fā)生元件間的距離短，因此，可提高墨水噴出頻率。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的液體噴出頭的制造方法，有以下工序
準備Si基板的工序；該Si基板具有作為元件形成面的第1面、和作為第1面背面的第2面；對該Si基板加熱、進行熱處理的工序；在該Si基板的第2面上形成SiO2膜的工序；使該Si基板露出于上述SiO2膜的、形成蝕刻開始開口部的工序；在該Si基板的第1面上形成液體噴出能量發(fā)生元件的工序；該液體噴出能量發(fā)生元件用于產(chǎn)生噴出液體所需的能量；用Si的各向異性蝕刻，形成液體供給口的工序；該工序是上述熱處理工序后面的工序，該工序中，將上述SiO2膜作為掩膜，從上述蝕刻開始開口部用Si的各向異性蝕刻形成貫通Si基板并與第1面連通的液體供給口；其特征在于，在進行上述各向異性蝕刻之前，使上述Si基板的、存在于與SiO2膜的界面上的氧化誘起疊層缺陷的密度為2×104個/cm2以上。
另外，最好使Si基板的、存在于SiO2膜界面的氧化誘起疊層缺陷的長度為2μm以上。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在進行Si基板的各向異性蝕刻時，通過控制存在于蝕刻開始面上的氧化誘起疊層缺陷，可以控制側(cè)蝕刻的速度。即，通過提高氧化誘起疊層缺陷的密度、加長其長度，可以加速側(cè)蝕刻的速度。并且還發(fā)現(xiàn)，通過控制氧化誘起疊層缺陷，加速側(cè)蝕刻的速度，可以抑制蝕刻異常，該蝕刻異常是由Si基板內(nèi)的結(jié)晶缺陷引起蝕刻速度部分地加快而造成的。
即，使Si基板的、存在于與SiO2的界面的氧化誘起疊層缺陷的密度為2×104/cm2以上，在進行各向異性蝕刻時，可以抑制蝕刻異常的產(chǎn)生。這時，最好使氧化誘起疊層缺陷的長度為2μm以上。另外，可以使Si基板各部間的、以及若干S基板間的蝕刻速度一致。這樣，根據(jù)該方法，可以使形成有液體噴出能量發(fā)生元件的面的、液體供給口的開口寬度穩(wěn)定化，得到所需的均勻開口寬度。
往Si基板背面形成SiO2時，最好在熱處理時用熱氧化形成。通過進行熱氧化，可以促進在Si基板背面形成氧化誘起疊層缺陷。
如上所述，通過進行熱氧化，可以使Si基板背面生成氧化誘起疊層缺陷，但是，在Si基板上形成半導體元件的工序等中，在加熱Si基板時，有時氧化誘起疊層缺陷會收縮、消失。為此，在對Si基板加熱進行熱處理時，最好用1100℃以下的處理溫度進行熱處理。這樣，可防止氧化誘起疊層缺陷消失，在進行各向異性蝕刻時，可在Si基板背面留下足夠的氧化誘起疊層缺陷。
另外，對Si基板加熱時，隨著熱處理的進行，氧化誘起疊層缺陷的收縮、消失也進行著。為此，在用超過1100℃的高溫進行熱處理前，用更低的處理溫度進行與該熱處理同樣的處理。這樣，通過縮短高溫的熱處理時間，可減少氧化誘起疊層缺陷的消失。這時，設高溫熱處理時的處理溫度為A℃，設在其之前的處理溫度為B℃，則溫度差(A-B)℃最好在200℃以下。
另外，也可以在混合了氧的氣體環(huán)境中進行1100℃以上的高溫熱處理。這樣，隨著熱處理進行，Si基板的背面被熱氧化，從而形成氧化誘起疊層缺陷。因此，隨著熱氧化產(chǎn)生的氧化誘起疊層缺陷補充了因加熱而消失的氧化誘起疊層缺陷。結(jié)果，可抑制氧化誘起疊層缺陷的消失。
上述的熱處理，是阱驅(qū)動(well drive)、即半導體元件形成處理。上述的熱處理調(diào)節(jié)可以對應于阱驅(qū)動適當?shù)剡M行實施。
本發(fā)明液體噴出頭制造方法中采用的Si基板，最好采用氧濃度為1.3×1018(atoms/cm3)以下的基板。在該氧濃度低的Si基板中可抑制蝕刻異常的產(chǎn)生，并且，能使蝕刻速度穩(wěn)定化。通過采用這樣的基板，還可以抑制液體供給口的開口寬度的偏差。氧濃度低的Si基板，最好采用MCZ(magnetic field applied Czochralski method)基板。
另外，本發(fā)明中采用的Si基板，其形成有液體噴出能量發(fā)生元件的面的Si結(jié)晶面方位最好為<100>或<110>。通過采用這樣的Si基板，可以用各向異性蝕刻形成預定形狀的液體供給口，該液體供給口具有相對于基板背面以預定角度傾斜的壁面。
本發(fā)明的液體噴出頭用基板，具有Si基板、形成在該Si基板上的液體噴出能量發(fā)生元件、半導體元件、用各向異性蝕刻形成的開口；上述液體噴出能量發(fā)生元件產(chǎn)生用于噴出液體的能量，上述開口貫通Si基板，用于將液體供給到液體噴出能量發(fā)生元件的周邊；其特征在于，在上述Si基板的、形成有液體噴出能量發(fā)生元件的面的相反側(cè)面上存在著的氧化誘起疊層缺陷的密度是2×104/cm2以上，并且，該氧化誘起疊層缺陷的長度為2μm以上。
本發(fā)明的液體噴出頭制造方法中的、液體供給口的形成方法，通?？捎糜谠赟i基板上高精度地形成貫通口的基板加工方法。即，本發(fā)明的基板加工方法，具有以下工序；對Si基板加熱、進行熱處理的工序；在該Si基板的至少一面上形成SiO2膜的工序；使該Si基板露出于上述SiO2膜的、形成蝕刻開始開口部的工序；用Si的各向異性蝕刻形成貫通口的工序；該工序在上述熱處理工序的后面，該工序中，將SiO2膜作為掩膜，從蝕刻開始開口部，用Si的各向異性蝕刻形成貫通Si基板的貫通口；其特征在于，在進行各向異性蝕刻之前，使上述Si基板的、存在于與SiO2的界面的氧化誘起疊層缺陷的密度為2×104/cm2以上。


圖1A、1B、1C、1D、1E、1F是本發(fā)明實施例之噴墨記錄頭各制造工序的斷面圖。
圖2是將本發(fā)明實施例之噴墨記錄頭局部剖切表示的立體圖。
圖3A是從圖2所示噴墨記錄頭的噴出口側(cè)看的平面圖。
圖3B是圖3A中的3B-3B線斷面圖。
圖4是從圖2所示噴墨記錄頭的供給口側(cè)看的平面圖。
圖5表示發(fā)生蝕刻異常時的墨水供給口的狀態(tài)，是從噴墨記錄頭的墨水供給口側(cè)看的平面圖。
圖6表示發(fā)生蝕刻異常時的墨水供給口的狀態(tài)，是墨水供給口部分的斷面圖。
圖7是表示本實施例之記錄頭局部的斷面圖。
發(fā)明的實施例下面，參照

本發(fā)明的實施例。圖2至圖4表示本實施例之噴墨記錄頭的示意圖。圖2是將該噴墨記錄裝置的局部剖切表示的立體圖。圖3(a)是從噴出口側(cè)看的平面圖。圖3(b)是圖3(a)中的A-A線斷面圖。圖4是從墨水供給口側(cè)看的平面圖。
該噴墨記錄頭(液體噴出頭)具有Si基板1，在該Si基板1上以規(guī)定間距并列地形成2排墨水噴出能量發(fā)生元件(液體噴出能量發(fā)生元件)2。在Si基板1上，如后所述，把SiO2膜7作為掩膜、用Si的各向異性蝕刻形成的墨水供給口(液體供給口)9在墨水噴出能量發(fā)生元件的2排墨水噴出能量發(fā)生元件2間開口。在Si基板1上，借助小孔板材4，形成在各墨水噴出能量發(fā)生元件2上方開口的墨水噴出口(液體噴出口)5、和從墨水供給口9連通到各墨水噴出口5的墨水流路(液體流路)。
圖3中，為了清楚起見，墨水噴出能量發(fā)生元件2和墨水噴出口5，挾著墨水供給口9地對稱配置著，但是，通常，挾著墨水供給口9的2排墨水噴出能量發(fā)生元件2和墨水噴出口5是錯開半間距地配置著，該噴墨記錄頭，其形成有墨水供給口9的面面對著被記錄媒體面的記錄面。該噴墨記錄頭，把噴墨能量發(fā)生元件2產(chǎn)生的壓力加在通過墨水供給口9充填在墨水流路內(nèi)的墨水(液體)上，這樣，從墨水噴出口5噴出液滴6，并使其附著在被記錄媒體上，進行記錄。本實施例的噴墨記錄頭中，墨水液滴6如圖3(b)中箭頭所示，朝著垂直于墨水噴出能量發(fā)生元件2的形成面的方向噴出。
下面，參照圖7，說明圖2至圖4所示噴墨記錄頭的基板部分。
本實施例的記錄頭，作為墨水噴出能量發(fā)生元件的電熱變換元件、和開關(guān)該電熱變換元件的元件(以下稱為開關(guān)元件)、以及驅(qū)動該開關(guān)元件的電路搭載在同一基體上。
圖7是表示本實施例之記錄頭局部的斷面圖。901是由單晶硅構(gòu)成的半導體基體。912是p型井區(qū)域，908是高不純物濃度的n型漏極區(qū)域，916是低不純物濃度的n型電場緩和漏極區(qū)域，907是高不純物濃度的n型源極區(qū)域，904是柵電極，它們形成為采用了MIS型場效應晶體管的開關(guān)元件930。917是作為蓄熱層和絕緣層的氧化硅層，918是作為熱電阻層的氮化鉭膜，919是作為配線的鋁合金膜，920是作為保護層的氮化硅膜，以上形成為記錄頭的基體940。950是發(fā)熱部，墨水從960噴出。頂板970與基體940協(xié)同構(gòu)成液路980。
該噴墨記錄頭，可安裝在打印機、復印機、具有通訊系統(tǒng)的傳真機、具有記錄部的文字處理機等的裝置上，也可安裝在把各種處理裝置組合在一起的工業(yè)用記錄裝置上。用該噴墨記錄頭，可在紙、絹、纖維、布、皮革、金屬、塑料、玻璃、木材、陶瓷等各種被記錄媒體上進行記錄。另外，本發(fā)明中所述的“記錄”，不僅意味著把文字、圖形等具有意義的圖像附著在被記錄媒體上，而且也意味著把形狀等無意義的圖像附著在被記錄媒體上。
下面，參照圖1說明圖2至圖4所示噴墨記錄頭的制造方法。圖1表示噴墨記錄頭的各制造工序斷面圖。這里所示的是制造發(fā)泡噴射記錄方式的噴墨記錄頭的例子，該發(fā)泡噴射記錄方式的噴墨記錄機中，采用發(fā)熱電阻元件作為噴墨能量發(fā)生元件2。
本實施例中的Si基板1，是采用形成有墨水噴出能量發(fā)生元件2的面的、Si結(jié)晶面方位為100的基板。另外，也可以采用Si結(jié)晶面方位為110的基板。在該Si基板1上，先如圖1(a)所示，用一般的半導體制造技術(shù)，形成墨水噴出能量發(fā)生元件2、和用于驅(qū)動該元件2的含有半導體元件的圖未示的驅(qū)動電路。形成了驅(qū)動電路后，形成圖未示的取出電極，該取出電極把墨水噴出能量發(fā)生元件2與設在噴墨記錄頭外的控制機器連接。
這時，在Si基板1的、形成有墨水噴出能量發(fā)生元件2的面的相反側(cè)面、即背面上形成作為氧化膜的SiO2膜7。該SiO2膜7是在把半導體元件形成在Si基板1上時用于元件分離而形成的熱氧化膜。為了將該SiO2膜7作為后續(xù)工序中形成墨水供給口9時的蝕刻掩膜使用，預先將其殘留在基板1的背面。SiO2膜7的膜厚最好在0.7μm以上。
接著，如圖1(b)所示，在Si基板1的、形成有墨水噴出能量發(fā)生元件2的面上形成造型材3。該造型材3，在后面的工序中溶解，該造型材3的用途是把設有它的部分形成為墨水流路。為了形成具有所需高度和平面圖形的墨水流路，該造型材3形成為相應的高度和平面圖形。該造型材3可按下述方法形成。
造型材3的材料，例如是采用正型光致抗蝕膜ODU R 1010(東京應化工業(yè)(株)制，商品名)，用干膜的疊層、旋轉(zhuǎn)涂敷等，將其在基板1上涂敷預定的厚度。接著，采用利用紫外線、Deep UV光等進行曝光、顯影的光刻技術(shù)形成圖形。這樣，可得到具有所需厚度、平面圖形的造型材3。
接著，如圖1(c)所示，在Si基板1上覆蓋上一工序形成的造型材3地、用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷的小孔板材4，再用光刻技術(shù)形成預定形狀的圖形。然后，在噴墨能量發(fā)生元件2上方的預定位置，用光刻技術(shù)形成墨水噴出口5。另外，在小孔板材4的、墨水噴出口5開口的面上，用干膜疊層等形成圖未示的抗水層。
小孔板材4的材料，可采用感光性環(huán)氧樹脂、感光性丙烯基樹脂等。小孔板材4用于構(gòu)成墨水流路，在使用噴墨記錄頭時常與墨水接觸，所以，其材料適合采用光反應形成的陽離子聚合化合物。另外，小孔板材4的材料，其耐久性取決于所用墨水的種類和特性，所以，也可以根據(jù)所用的墨水，選擇上述材料以外的相應的化合物。
接著，如圖1(d)所示，在Si基板1背面的SiO2膜7上形成耐堿性的掩膜劑、即SiO2膜圖案形成掩膜13。SiO2膜圖案形成掩膜13例如可按下述方法形成。
先把作為SiO2膜圖案形成掩膜13的掩膜劑用旋轉(zhuǎn)涂敷法全面涂敷在Si基板1的背面，使其熱硬化。然后，再在其上面用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷正型抗蝕膜，使其干燥。接著，用光刻技術(shù)將該正型抗蝕膜形成為圖形，把該正型抗蝕膜作為掩膜，用干蝕刻法等除去作為SiO2膜圖案形成掩膜13的掩膜劑的露出部分。最后，將正型抗蝕膜剝離，便得到預定圖案的SiO2膜圖案形成掩膜13。
接著，把SiO2膜圖案形成掩膜13作為掩膜，用濕蝕刻法等，將SiO2膜形成圖形，形成將Si基板1背面露出的蝕刻開始開口部8。
接著，如圖1(e)所示，用把SiO2膜7作為掩膜的各向異性蝕刻開設貫通Si基板1的貫通口即墨水供給口9。這時，為了使蝕刻液不接觸噴墨記錄頭的形成有功能元件的面和Si基板1的側(cè)面，要用旋轉(zhuǎn)涂敷法等預先形成覆蓋這些部分的、由樹脂構(gòu)成的保護材15。保護材15的材料，要采用對各向異性蝕刻中所用的強堿性溶液有充分承耐性的材料。也可用這樣的保護材15覆蓋小孔板材4，這樣，可防止上述抗水層的惡化。
各向異性蝕刻中用的蝕刻液，例如可采用TMAH(四甲基銨氫氧化物)溶液等的強堿溶液。例如，把80℃的22wt％TMAH溶液，從蝕刻開始開口部8附著在Si基板1上預定時間(十數(shù)小時)，這樣形成貫通口。
最后，如圖1(f)所示，除去SiO2膜造型掩膜13和保護材15。然后，使造型材3溶解，從墨水噴出口5和墨水供給口7中溶出除去，使其干燥。造型材3的溶出，是在用Deep UV光進行全面曝光后，通過顯影而實施，根據(jù)需要可在顯影時浸漬超聲波，可完全除去造型材3。
以上，完成了噴墨記錄頭的主要制造工序。在這樣形成的記錄頭芯片上，安裝用于驅(qū)動噴出能量發(fā)生元件2的連接部、用于墨水供給的芯片箱(チツプタンク)等。另外，圖1中，是表示了一個噴墨記錄頭，但也可采用作為一般半導體制造技術(shù)采用的、所謂多個安裝形式。該多個安裝形式中，在一片基板上，并排地形成具有同樣構(gòu)造的元件(這里是指噴墨記錄頭)。并行地形成在基板上的多個元件，之后被模鋸(die sawing)(切斷)等分離成為一個一個，成為芯片化。
上述噴墨記錄頭的制造方法中，墨水供給口9這樣形成從Si基板1的、<100>的面即背面，進行各向異性蝕刻，如圖3(b)所示地，對該背面形成具有54.7°的墨水供給口壁面11(面方位<111>)。因此，在實施各向異性蝕刻時，把在Si基板1背面的SiO2膜上開口的、蝕刻開始開口部8的開口寬度X2形成為預定的寬度，就可以把墨水供給口9的、形成有墨水噴出能量元件2的基板表面的開口寬度X1，形成為預定的寬度。即，設Si基板1的厚度為t時，下式成立X1＝X2-2t/tan54.7°。
另外，在各向異性蝕刻時，實際上是進行所謂的超時蝕刻，即，用比直到在Si基板1上形成貫通口的時間更長的時間，進行蝕刻。這樣進行了超時蝕刻時，在貫通口形成后，如圖3(b)所示，朝著蝕刻開始開口部8側(cè)方，在箭頭16所示方向產(chǎn)生側(cè)蝕刻。因此，墨水供給口9的、表面?zhèn)鹊拈_口，借助該蝕刻在兩側(cè)擴開一定量，實際的開口寬度成為(X1+2X3)。
這樣，高精度地用開口寬度X2形成蝕刻開始開口部8，只要良好地進行各向異性蝕刻，就可以高精度地準確限定墨水供給口9的、Si基板1表面的開口寬度。因此，可以高精度地準確限定從墨水供給口9的開口到墨水噴出能量發(fā)生元件2之間的距離。
但是，在Si基板1上，例如由于半導體擴散工序的影響等各種原因，有時產(chǎn)生結(jié)晶缺陷。如果Si基板1的、形成墨水供給口9的部分有結(jié)晶缺陷，則在進行各向異性蝕刻時，結(jié)晶缺陷部分比其它部分的蝕刻速度快，產(chǎn)生蝕刻異常。在已往的制造方法中，墨水供給口9的、Si基板1表面的開口寬度有時較大地偏離設計值。圖5、圖6表示產(chǎn)生了該蝕刻異常時的墨水供給口9的狀態(tài)。圖5是從Si基板1背面?zhèn)瓤吹钠矫鎴D，圖6是斷面圖。如圖5、圖6所示地，在有結(jié)晶缺陷18的部分，局部地比其它部分蝕刻程度大，產(chǎn)生蝕刻異常17，在該部分形成凹部，墨水供給口9的開口寬度局部變大。
另外，已往的制造方法中，由于蝕刻開始面的狀態(tài)以及蝕刻條件(蝕刻液濃度、溫度等)的原因，蝕刻開始的時間有時產(chǎn)生微小的差別。這引起側(cè)蝕刻量X3在Si基板1內(nèi)部分地不同，或者在若干Si基板1之間不相同。這樣，墨水供給口9的開口寬度偏離設計值。
如果墨水供給口9的、基板表面?zhèn)鹊拈_口寬度較大地偏離設計值，則墨水噴出能量發(fā)生元件2的、距墨水供給口9的距離偏離設計值而變短，因此，在墨水噴出時，墨水噴出能量發(fā)生元件2產(chǎn)生的壓力容易朝墨水供給口9側(cè)散失，對墨水噴出特性產(chǎn)生不良影響，導致噴墨記錄頭的記錄質(zhì)量降低。另外，當墨水供給口9的、表面?zhèn)乳_口寬度較大地偏離設計值時，對墨水噴出能量發(fā)生元件的驅(qū)動電路等產(chǎn)生不良影響，也導致噴墨記錄頭的電氣可靠性降低。這樣，墨水供給口9的、表面?zhèn)鹊拈_口寬度的偏差是導致噴墨記錄裝置成品率低的重要原因。
作為提高墨水供給口9的、基板表面?zhèn)乳_口精度的方法，在日本特開平11-078029號公報中，揭示了采用Si基板中的氧濃度低的MCZ基板的方法。如該公報所示，采用Si基板中的氧濃度為1.4×1018(atoms/cm3)以下的基板時，可以大大減少上述的蝕刻異常。另外，采用Si基板中的氧濃度為1.3×1018(atoms/cm3)以下的基板時，可以使由超時蝕刻產(chǎn)生的側(cè)蝕刻量穩(wěn)定化。由于使側(cè)蝕刻量穩(wěn)定化，所以可減小因上述側(cè)蝕刻量的差引起的開口寬度的偏差。
但是，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，即使采用氧濃度低的Si基板，在對Si基板加熱進行熱處理時，因處理條件的原因，有時會再次產(chǎn)生蝕刻異常。伴隨Si基板加熱的處理，具體地說，例如是在Si基板上形成晶體管等半導體元件時的阱驅(qū)動(ウエルドライブ)等。該處理，是形成噴墨記錄頭元件時不可缺少的處理。
為此，本發(fā)明者為防止墨水供給口9的基板表面?zhèn)乳_口寬度偏差，進行了銳意研究。其結(jié)果，得到以下的見解。
首先，Si基板1背面的、與SiO2膜7的分界部分有時存在著蝕刻速率大的層，這時，各向異性蝕刻的蝕刻速度受到該層特性的支配。受該蝕刻速率大的層的特性支配的蝕刻速度大到某種程度以上時，可抑制蝕刻異常的發(fā)生。另外，對氧濃度為1.3×1018(atoms/cm3)以下的基板進行某種程度的熱處理(1100℃)時，該蝕刻速率大的層消失，蝕刻速度變慢，這時，產(chǎn)生蝕刻異常。
對該蝕刻速率大的層進行表面缺陷觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不進行熱處理的基板上，觀察到105/cm2密度的OSF(氧化誘起疊層缺陷)。另一方面，對進行了熱處理、蝕刻速率大的層消失的基板進行觀察，發(fā)現(xiàn)OSF消失。即，蝕刻速率大的原因是因為OSF的存在。
為此，本發(fā)明者認為，如圖1、圖3(b)所示，使得Si基板1背面的SiO2膜7的分界部分存在OSF14，通過對其進行適當?shù)目刂疲梢允鼓┙o口9的表面?zhèn)鹊拈_口寬度成為預定的均勻?qū)挾?。下面說明對該OSF的具體控制方法進行研究而得到的實施例。
(第1實施例)本發(fā)明者，反復進行實驗后發(fā)現(xiàn)，Si基板1背面的OSF的密度和長度與Si結(jié)晶面方位為<111>的、墨水供給口壁面11的蝕刻速率有相關(guān)關(guān)系。具體地說，當Si基板背面的OSF的密度小、OSF的長度短時，蝕刻速率小。這樣，當OSF密度小、OSF長度短時，Si基板1內(nèi)部的結(jié)晶缺陷對墨水供給口壁面11的形成有較大影響。
為此，本發(fā)明者考慮，通過加大Si基板1背面的OSF密度、加長OSF長度，來加大蝕刻速率，可以吸收由快速側(cè)蝕刻產(chǎn)生的結(jié)晶缺陷的影響，這樣，可減低結(jié)晶缺陷的影響。
這時，雖然側(cè)蝕刻量增大，但是，通過適當?shù)叵薅⊿i基板1背面的OSF密度和OSF長度，可以使側(cè)蝕刻量成為預定的均勻量。因此，可抑制前述由側(cè)蝕刻量引起的、墨水供給口9的表面?zhèn)乳_口寬度的偏差。
這里，是表示了使Si基板1背面的OSF密度變化、用各向異性蝕刻形成墨水供給口9的例子。OSF由各種原因產(chǎn)生，其中的一個主要原因是，將Si基板1熱氧化，形成SiO2膜。因此，可通過使形成SiO2膜的條件變化來改變OSF密度和OSF長度。本實施例中，這樣地制作了使OSF密度、OSF長度變化的Si基板1。對這樣得到的各Si基板1進行各向異性蝕刻，形成墨水供給口9時的、墨水供給口9表面?zhèn)乳_口寬度的評價結(jié)果，在表1中表示。這時，用所形成的墨水供給口9的表面?zhèn)乳_口寬度的最大值與最小值之差評價墨水供給口9表面?zhèn)鹊拈_口寬度的偏差，當差為40μm以上時，表示為“×”，當差為40～30μm時，表示為“△”，當差為30μm以下時，表示為“○”。
表1

從表1可知，OSF密度為2×104個/cm2以上，OSF長度為2μm以上時，墨水供給口9的表面?zhèn)乳_口寬度的偏差被抑制在30μm以下。
如上所述，用本實施例形成墨水供給口9時，通過把Si基板1背面的OSF密度形成為2×104個/cm2以上，OSF長度形成為2μm以上，就可以將形成的墨水供給口9的表面?zhèn)鹊拈_口寬度的偏差抑制得比較小。
通過抑制墨水供給口9的表面?zhèn)鹊拈_口寬度的偏差，可以高精度地限定墨水供給口9與墨水噴出能量發(fā)生元件2之間的距離，可制造可靠性高、記錄質(zhì)量高的噴墨記錄頭。另外，墨水供給口9的表面?zhèn)乳_口的一部分接近墨水噴出能量發(fā)生元件2，可防止對驅(qū)動電路產(chǎn)生不良影響。結(jié)果，縮短墨水供給口9與墨水噴出能量發(fā)生元件2的距離，可高成品率地制造墨水噴出頻率高的噴墨記錄頭。
(第2實施例)本發(fā)明者對控制Si基板1背面的OSF的方法進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，OSF密度和OSF長度與在Si基板1上形成半導體元件相關(guān)地進行變化關(guān)系。下面說明這一點。
在Si基板1上形成半導體元件的區(qū)域通常是從基板表面起至多數(shù)μm的極淺區(qū)域。在該接近基板表面的區(qū)域，如何使Si的結(jié)晶性完整，對于提高半導體元件的成品率、性能、可靠性是很重要的。在基板表面附近制作無缺陷層，使該部分的結(jié)晶性完整的方法之一，是除氣法(ゲツタリンゲ)。該除氣法是故意設置在制作半導體元件時捕捉、固定有害金屬等污染物質(zhì)的除氣位的方法。除氣分為IG(內(nèi)部除氣)和EG(外部除氣)兩大類。BD(BacksideDamage)是EG處理之一。該方法是在基板背面制作機械的損傷層，將其作為除氣位的方法。
該機械的損傷層是影響OSF的核生成的因素之一。為此，在進行了BD時，在該Si基板的背面上OSF以某種程度以上的密度存在著。該狀態(tài)的Si基板背面的OSF密度，如第1實施例中所示，是在進行了各向異性蝕刻時，在Si基板內(nèi)即使有結(jié)晶缺陷也能抑制蝕刻不良、使貫通口的開口寬度成為均勻預定寬度的密度。
下面，說明OSF的成長、收縮和消失。格子間Si和空孔與OSF的成長及消失有很大關(guān)系。用熱氧化在Si基板上形成SiO2時，在SiO2-Si基板界面間產(chǎn)生過飽和的格子間Si，該格子間Si朝著OSF周圍的部分轉(zhuǎn)移擴散，其一部分被取入，OSF成長。另一方面，在SiO2-Si基板界面附近的狹窄區(qū)域，該格子間Si使空孔濃度減少到熱平衡以下。結(jié)果，空孔從Si基板的體部分朝SiO2-Si基板界面擴散，OSF收縮、消失。通常，OSF由于高溫的熱處理而消失。這是因為高溫熱處理使空孔密度增大，與格子間Si結(jié)合的原故。
如上所述，即使用EG法在基板背面形成了一定密度的OSF，但是在其后的半導體元件形成工序中的高溫熱處理時，有時OSF仍會消失。本實施例的目的是在噴墨記錄頭的制造過程中，防止OSF因該高溫熱處理而消失。
在噴墨記錄頭的制造過程中，對Si基板進行高溫熱處理的工序，有形成半導體元件時的阱的驅(qū)動、即半導體元件形成處理。形成在Si基板上的半導體元件有各種型式，下面只說明制作CMOS型晶體管的情形。阱的驅(qū)動，具體地說，單阱(僅N阱)式時，是N阱驅(qū)動，雙阱(N阱、P阱)式時，是N阱驅(qū)動、P阱驅(qū)動。作為阱，必須是比較深的N或P的導電型區(qū)域，該阱的深度，受阱驅(qū)動時的熱處理溫度和處理時間影響。為此，即使使阱驅(qū)動時的熱處理溫度變化(具體地說是降低熱處理溫度)，通過調(diào)節(jié)處理的時間(具體地說是加長處理的時間)，也可以得到同等的阱深度，換言之，得到同等的電氣特性。因此，阱的驅(qū)動時的熱處理溫度，可以不有損半導體元件的電氣特性地、在某范圍內(nèi)變化。
為此，把在Si基板上形成半導體元件的半導體制造工序中的、最高溫度的熱處理即阱驅(qū)動時的熱處理溫度，變化為1100℃、1150℃、1200℃，在Si基板上形成半導體元件。這時，為了得到同等的阱深度，分別對各種情形調(diào)節(jié)處理的時間。Si基板，是采用進行了EG處理的、基板表面的Si結(jié)晶面方位為<100>的6英寸MCZ基板。因此，至少在熱處理前，在Si基板的背面存在著某個密度值以上的OSF。
這樣，對形成了半導體元件的各Si基板用各向異性蝕刻，形成墨水供給口。然后，對各向異性蝕刻結(jié)束后狀態(tài)的Si基板進行第二次蝕刻(セコエツチンゲ)，觀察有無OSF。另外，用各向異性蝕刻后的Si基板1背面的、墨水供給口9的開口寬度和SiO2膜7的開口寬度和蝕刻的處理時間來評價側(cè)蝕刻速度。側(cè)蝕刻速度＝(Si基板的開口寬度-SiO2膜的開口寬度)/處理時間。對一個基板求出該側(cè)蝕刻速度的最大值和最小值。對在只形成SiO2膜的Si基板上形成墨水供給口的比較例，進行同樣的評價，并將結(jié)果用表2表示。另外，由于SiO2膜的開口寬度幾乎沒有偏差，所以，側(cè)蝕刻速度的最大值和最小值分別與Si基板的開口寬度最大部分和最小部分的速度對應。表2所示的側(cè)蝕刻速度值是若干基板的平均值。
表2

從表2的結(jié)果可知，進行超過1100℃的高溫處理時，OSF幾乎全部消失，但是，把半導體制造工序中的最高溫度下的熱處理的處理溫度抑制在1100℃以下，就可以抑制OSF的消失，可留下OSF。當OSF消失了時，側(cè)蝕刻速度在有結(jié)晶缺陷的部分和無結(jié)晶缺陷的部分有很大不同，產(chǎn)生3～8μm的偏差。而在充分確保OSF的比較例中、以及最高溫度的熱處理溫度被抑制在1100℃以下時，側(cè)蝕刻速度整體穩(wěn)定在約12μm/hr。即，充分確保OSF時，側(cè)蝕刻速度加快，這樣，可吸收因結(jié)晶缺陷的有無而引起的蝕刻速度不均勻。
接著，制作若干個基板，這些基板是對用上述各條件形成了半導體元件的Si基板進行各向異性蝕刻而形成了墨水供給口的基板。在制作上述的若干基板時，對于各種處理條件，把墨水供給口的開口寬度偏離預定范圍以上的發(fā)生率視為蝕刻不良率。結(jié)果如表3所示。
表3

從表3的結(jié)果可知，把半導體制造工序中的最高溫度的熱處理溫度控制在1100℃以下時，可以大大減少蝕刻不良的發(fā)生率。
如上所述，根據(jù)本實施例，在Si基板上形成半導體元件的半導體制造工序中，通過將其最高溫度下的熱處理溫度抑制在1100℃以下，就可以使得用各向異性蝕刻形成的墨水供給口的開口寬度穩(wěn)定，得到預定的均勻的寬度。
(第3實施例)如第2實施例中所述那樣，用高溫對Si基板進行熱處理時，OSF有時會收縮、消失。這是因為由于高溫的熱處理使空孔密度增大，與格子間Si結(jié)合的原故。具體地說，在格子間Si的塑變比空孔的塑變小之前，OSF成長，在格子間Si的塑變比空孔的塑變小時，OSF開始收縮。溫度越高，該OSF開始收縮的時間越短。
如前所述，在噴墨記錄頭的制造工序中，對Si基板進行高溫熱處理的阱的驅(qū)動中，用高溫度的熱處理，可在短時間得到深阱。但是，在高溫度的熱處理中，OSF在短時間內(nèi)消失。另一方面，熱處理溫度低時，雖然能防止OSF消失，但是，為了得到適當?shù)内迳疃?，必須要進行長時間的熱處理。因此，如果用比較低溫度的熱處理得到了某種程度的阱部深度后，再用直到OSF開始收縮前的短時間，進行比較高溫度的熱處理，則OSF就不會消失，可用更短時間得到適當?shù)内迳疃取１緦嵤├褪潜硎驹摲椒?。在該方法中，半導體制造工序中最高溫度的熱處理溫度與在其之前進行的熱處理溫度的溫度差不過大，是至關(guān)重要的。
在最初用某種程度的低溫(溫度B℃)實施在Si基板上形成半導體元件的半導體制造工序中的最高溫度的熱處理、即阱驅(qū)動，接著用高溫(溫度A℃)實施熱處理的方法中，使最初的比較低溫的處理溫度、和其后的最高溫度的處理溫度變化，在Si基板上形成半導體元件。溫度變化的方式是，使B為900℃，A為1100，1150℃，1200℃時，使A為1200℃，B為1100℃，用這樣4種形式進行比較。這時，對于每種情形，為了得到同等的阱深度，調(diào)節(jié)了處理時間。Si基板，是采用進行了EG處理的、基板表面的Si結(jié)晶面方位為<100>的6英寸MCZ基板。因此，至少在熱處理前，在Si基板背面存在著某值以上密度的OSF。
對這樣地形成了半導體元件的各Si基板，用各向異性蝕刻開設墨水供給口。與第2實施例同樣地，觀察基板背面有無OSF和側(cè)蝕刻速度。對在只形成SiO2膜的Si基板上形成墨水供給口的比較例，進行同樣的評價，將結(jié)果用表4表示。
表4

從表4可知，當A-B＞200時，基板背面的OSF消失，結(jié)果，由于結(jié)晶缺陷的影響，側(cè)蝕刻時間產(chǎn)生約3～8μm的較大偏差。而A-B≤200時，在基板背面可留下足夠的OSF，側(cè)蝕刻速度約穩(wěn)定在12μm/hr。即，通過使A-B≤200，就可以在基板背面留下足夠的OSF，可確保足夠的側(cè)蝕刻速度，可吸收因結(jié)晶的有無而造成的蝕刻速度的偏差，可以使側(cè)蝕刻速度穩(wěn)定。
實施例2中，用1200℃的高溫進行阱的驅(qū)動時，OSF消失。但是，本實施例中，即使用1200℃的高溫進行阱的驅(qū)動，由于用1100℃的處理和1200℃的處理這樣2個階段分開進行阱的驅(qū)動，所以，可防止OSF消失，可留下足夠的OSF。
接著，制作若干個基板，這些基板是對用上述各條件形成了半導體元件的Si基板進行各向異性蝕刻而形成墨水供給口的基板。在制作上述的若干基板時，對于各種處理條件，把墨水供給口的開口寬度偏離預定范圍以上的發(fā)生率作為蝕刻不良率。結(jié)果如表5所示。
表5

從表5的結(jié)果可知，半導體制造工序中的最高溫度下的熱處理的處理溫度A、與其前工序的熱處理溫度B之間的溫度差(A-B)為200℃以下時，可大大減少蝕刻不良進行評價的發(fā)生率。
如上所述，根據(jù)本實施例，通過使A-B≤200℃，可以使得用各向異性蝕刻開設的墨水供給口的開口寬度穩(wěn)定，得到所需的均勻的寬度。
(第4實施例)第2、第3實施例中，是用高溫、尤其是1100℃以上的高溫對Si基板進行熱處理，具體地說，通過適當?shù)叵薅ㄚ弪?qū)動處理的溫度，可防止OSF的消失。本發(fā)明者經(jīng)過進一步的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使進行高溫的熱處理，如果在混合了氧的氣體環(huán)境中進行熱處理，也可以防止OSF的消失。本實施例就是表示該方法。
下面，先說明本實施例中的在Si基板上形成半導體元件。本實施例中，采用厚度約625μm、氧濃度為1.2～1.3×1018(atoms/cm2)、基板表面的Si結(jié)晶面方位為<100>的Si基板。半導體元件形成前的、Si基板背面的OSF密度是1×105/cm2。該例中用的半導體元件，是形成MOS構(gòu)造的元件，但是，形成其它構(gòu)造的半導體元件，例如形成BiCMOS構(gòu)造的元件，也可使用本發(fā)明。
首先，在900℃的溫度條件下，把Si基板放在H2和O2的混合氣體中進行30分鐘處理，形成約50nm厚的氧化膜。該膜在后面工序的離子注入時，作為損傷緩和膜使用。接著，用光刻技術(shù)，把約1μm厚度的保護膜形成為預定厚度，在后續(xù)工序的離子注入時作為掩膜使用。接著，進行磷離子的注入，形成N阱層。接著，除去保護膜，用減壓CVD法在基板兩面形成約150nm厚度的SiN膜。接著，用化學蝕刻法除去形成在背面的SiN膜。再在1150℃的溫度條件下，實施N阱驅(qū)動。
然后，為了得到一般的LOCOS(local oxidation of silicon)構(gòu)造，采用光刻技術(shù)進行表面的SiN膜的圖案形成。再用光刻法和離子注入，形成了P+以及N+溝道層后，進行LOCOS氧化，形成氧化膜。接著，再進行硼離子的離子注入，調(diào)節(jié)了表面濃度后，在1000℃的溫度條件下，進行柵(ゲ-ト)氧化，形成約70nm厚的柵氧化膜。然后，用采用了SiH4氣體的約600℃的熱分解法，形成約400nm厚度的多晶硅。然后，借助磷擴散，使磷摻到多晶硅內(nèi)形成出入口聚合膜，用光刻法和活性離子蝕刻法形成預定的形狀。接著，反復用光刻法和離子注入分別形成P+及N+源極/漏極層。接著，用CVD法形成BPSG(boronphosphoroussilicateglass)膜，在半導體形成工序的最后，在1000℃的氮氣環(huán)境下，實施1000℃、15分鐘的源極/漏極驅(qū)動處理。
半導體形成工序結(jié)束后，再進行以下的處理。首先，為了將半導體層與后面工序形成的配線A1連接，借助采用了光刻法和BHF的濕蝕刻，形成連接層，再用濺射法將配線A1形成為約500nm的厚度，用光刻法和活性離子蝕刻，形成預定的圖形。接著，用約400℃的CVD法，形成USG膜，該USG膜作為A1多層配線的層間膜，用光刻法和活性離子蝕刻法，在USG膜上形成通孔。接著，用濺射法，形成作為發(fā)熱體(墨水噴出能量發(fā)生元件)的約40nm厚的TaSiN電阻體、和作為上層配線的約200nm的A1，用光刻法、干蝕刻法及濕蝕刻法形成圖形，形成配線部和發(fā)熱體部。
接著，為了形成用于保護發(fā)熱體和配線的保護膜，用CVD法把SiN形成為約300nm的厚度，再用濺射法把作為耐空蝕膜(該耐空蝕膜用于保護發(fā)熱體的一部分不受墨水消泡時的空蝕影響)的Ta形成為約230nm的厚度。最后，用光刻法和干蝕刻法，把Ta形成為預定的形狀，去掉用于與基板電氣連接的、電極凸緣部上的保護膜。
以上，完成了發(fā)熱體(墨水噴出能量發(fā)生元件)和驅(qū)動它的電路元件。然后，如前所述，形成小孔板材4，在Si基板上形成墨水供給口9。在Si基板上形成墨水供給口9時，把在上述LOCOS氧化工序中熱氧化而形成的SiO2膜作為蝕刻掩膜使用。
如上所述，本實施例中，在Si基板上形成半導體元件時，最高溫度的熱處理是N阱驅(qū)動處理。本實施例中，該N阱驅(qū)動處理，是在1150℃的條件下實施的。這時，對2種情形作評價。一種情形是，把N阱驅(qū)動處理，放在只有N2的氣體環(huán)境中進行；另一種情形是，把N阱驅(qū)動處理放在在N2中混入了O2的氣體環(huán)境中進行。對上述二種情形，進行了各向異性蝕刻后，評價基板背面的OSF密度和墨水供給口開口寬度的偏差。關(guān)于在N2中混入了O2的情形，分二種情形進行評價。一種情形是在全部處理時間(約540分)，設N2∶O2為95∶5另一種情形是在20分鐘間，使N2∶O2為1∶1，其余的520分鐘使N2∶O2為95∶5。結(jié)果如表6所示。
表6

從表6可知，在用高溫進行處理的N阱驅(qū)動處理中，通過在混合了氧氣的氣體環(huán)境下進行處理，就可以防止OSF消失，這樣，可以抑制墨水供給口的開口寬度的偏差。
這樣，在混合了氧氣的氣體環(huán)境中進行N阱驅(qū)動處理，就可以防止OSF消失，其原因是在混合了氧氣的氣體環(huán)境中進行N阱的驅(qū)動處理時，在基板背面形成了SiO2膜。在N2∶O2＝95∶5的氣體環(huán)境中進行540分鐘的處理時，形成的SiO2膜約為300nm。該SiO2膜形成時，在基板背面的、Si-SiO2分界面，借助因SiO2的體積膨脹引起的變形形成了OSF。這樣，從開始就彌補了一些因高溫處理而消失的OSF，結(jié)果，可留下某種程度的OSF，在上例中可留下2×104個/cm2以上的OSF。
如上所述，本實施例中，對Si基板進行高溫處理時，只要在混合了氧氣的氣體環(huán)境中實施上述處理，就可以防止Si基板背面的OSF消失，可留下一定量的OSF。這樣，可以使得用各向異性蝕刻形成的墨水供給口的開口寬度穩(wěn)定化，得到預定的均勻?qū)挾取?br> 另外，上述各實施例中，Si基板的高溫處理，是進行阱驅(qū)動，但是，高溫處理并不限于此，各種高溫處理都適用本發(fā)明。另外，各實施例中表示的、墨水噴出能量發(fā)生元件及其驅(qū)動電路的制造方法，并不限定于本發(fā)明。
另外，在各實施例中，是采用氧濃度為1.3×1018以下的Si基板，尤其是采用MCZ基板，這有利于實現(xiàn)本發(fā)明的目的。即，通過采用氧濃度低的Si基板，如前所述，可以抑制蝕刻異常的發(fā)生，并且可以使蝕刻的速度穩(wěn)定化。在本發(fā)明的噴墨記錄頭制造中，通過采用該Si基板，還可以抑制墨水供給口的開口寬度偏差。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄頭制造方法，具有用Si的各向異性蝕刻形成墨水供給口的工序，在進行各向異性蝕刻時，通過適當?shù)乜刂苹灞趁娴腛SF，可以抑制蝕刻異常的發(fā)生，使墨水供給口的開口寬度穩(wěn)定，得到所需的均勻開口。
這樣，可提高噴墨記錄頭的制造成品率，提高噴墨記錄頭的噴出性能的可靠性。另外，可以縮短墨水供給口與墨水噴出能量發(fā)生元件間的距離，可以高成品率地制造噴出頻率高的噴墨記錄頭。
權(quán)利要求
1.液體噴出頭的制造方法，有以下工序準備Si基板的工序；該Si基板具有作為元件形成面的第1面、和作為第1面的背面的第2面；對該Si基板加熱、進行熱處理的工序；在該Si基板的第2面上形成SiO2膜的工序；使該Si基板露出于上述SiO2膜的、形成蝕刻開始開口部的工序；在該Si基板的第1面上形成液體噴出能量發(fā)生元件的工序；該液體噴出能量發(fā)生元件產(chǎn)生用于噴出液體的能量；用Si的各向異性蝕刻形成液體供給口的工序；該工序是上述熱處理工序后面的工序，該工序中，將上述SiO2膜作為掩膜，從上述蝕刻開始開口部用Si的各向異性蝕刻形成貫通Si基板并與第1面連通的液體供給口；其特征在于，在進行上述各向異性蝕刻之前，使上述Si基板的、存在于與SiO2的界面的氧化誘起疊層缺陷的密度為2×104個/cm2以上。
2.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，還有下述工序，該工序是，在上述Si基板的、形成有液體噴出能量發(fā)生元件的面上形成噴出該液體的液體噴出口、和與該液體噴出口連通的液體流路的構(gòu)成部件的工序。
3.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，在進行上述各向異性蝕刻之前，使上述Si基板的、存在于與上述SiO2膜的界面的氧化誘起疊層缺陷的長度為2μm以上。
4.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述SiO2膜是在熱處理時由熱氧化形成的。
5.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述熱處理是用1100℃以下的處理溫度進行的。
6.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，在處理溫度為A℃的上述熱處理之前，用滿足A-B≤200℃的、更低的處理溫度B℃進行與該熱處理同樣的處理。
7.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述熱處理中的處理溫度為1100℃以上的處理，在混合了氧的氣體環(huán)境中進行。
8.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述液體噴出頭，在Si基體上有半導體元件，上述熱處理是在該半導體的形成工序中進行的。
9.如權(quán)利要求8所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述半導體元件形成工序是阱驅(qū)動。
10.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，在上述各向異性蝕刻之前，上述Si基板具有通過對Si基板的第2面賦予機械損傷層而形成的除氣位。
11.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述Si基板是采用氧濃度為1.3×1018(atoms/cm3)以下的基板。
12.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述Si基板采用MCZ基板。
13.如權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其特征在于，上述Si基板是采用形成有液體噴出能量發(fā)生元件的面的Si結(jié)晶方位為<100>或<110>的基板。
14.液體噴出頭用基板，具有Si基板、形成在該Si基板上的液體噴出能量發(fā)生元件、半導體元件、用各向異性蝕刻形成的開口；上述液體噴出能量發(fā)生元件用于產(chǎn)生噴出液體的能量，上述開口貫通Si基板，用于將液體供給到液體噴出能量發(fā)生元件的周邊；其特征在于，上述Si基板，在上述Si基板的、形成有液體噴出能量發(fā)生元件的面的相反側(cè)面上存在著的氧化誘起疊層缺陷的密度是2×104個/cm2以上，并且，該氧化誘起疊層缺陷的長度為2μm以上。
15.如權(quán)利要求14所述的液體噴出頭用基板，其特征在于，上述Si基板的氧濃度是1.3×1018(atoms/cm2)以下。
16.如權(quán)利要求14所述的液體噴出頭用基板，其特征在于，上述Si基板是MCZ基板。
17.如權(quán)利要求14所述的液體噴出頭用基板，其特征在于，上述Si基板的、形成有液體噴出能量發(fā)生元件的面的Si結(jié)晶面方位是<100>或<110>。
18.基板加工方法，具有以下工序；對Si基板加熱、進行熱處理的工序；在該Si基板的至少一面上形成SiO2膜的工序；使該Si基板露出于上述SiO2膜的、形成蝕刻開始開口部的工序；在上述熱處理工序之后用Si的各向異性蝕刻形成貫通口的工序；該工序中，將上述SiO2膜作為掩膜，從上述蝕刻開始開口部用Si的各向異性蝕刻形成貫通Si基板的貫通口；其特征在于，在進行上述的各向異性蝕刻之前，使上述Si基板的、存在于SiO2界面的氧化誘起疊層缺陷的密度為2×104個/cm2以上。
19.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，在進行上述的各向異性蝕刻之前，使上述Si基板的、存在于與SiO2的界面的氧化誘起疊層缺陷的長度為2μm以上。
20.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，上述SiO2膜是在熱處理時由熱氧化形成的。
21.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，上述熱處理是用1100℃以下的處理溫度進行的。
22.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，在處理溫度為A℃的上述熱處理之前，用滿足A-B≤200℃的、更低的處理溫度B℃進行與該熱處理同樣的處理。
23.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，上述熱處理中的處理溫度為1100℃以上的處理，在混合了氧的氣體環(huán)境中進行。
24.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，上述熱處理是阱驅(qū)動。
25.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，上述Si基板是采用氧濃度為1.3×1018(atoms/cm3)以下的基板。
26.如權(quán)利要求18所述的基板加工方法，其特征在于，上述Si基板是采用MCZ基板。
全文摘要
在形成有墨水噴出能量發(fā)生元件的Si基板上，從形成有墨水噴出能量發(fā)生元件的面的相反側(cè)面、即背面進行各向異性蝕刻來形成墨水供給口9。在進行各向異性蝕刻時，使存在于Si基板背面的OSF(氧化誘起疊層缺陷)的密度為2×10
文檔編號B41J2/16GK1401485SQ021285
公開日2003年3月12日 申請日期2002年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月10日
發(fā)明者小山修司, 尾崎照夫, 永田真吾 申請人:佳能株式會社