貫通孔形成方法、噴嘴板以及mems器件的製作方法
2023-07-21 23:56:16
專利名稱：貫通孔形成方法、噴嘴板以及mems器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及在基板上形成貫通孔的方法。
背景技術：
MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)器件意味著將微小構造體、電子電路組合併微細化 的新功能的器件。以往，MEMS器件主要應用在半導體器件製造技術中發展而成的微細加工技術，在矽基板等上形成幾Pm至幾百Pm的構造物，以此形成傳感器等被動器件、以及致動器等主動器件。一直以來，形成這些MEMS器件的構造體的貫通孔通過蝕刻等形成，從而不會使矽基板等破裂。專利文獻I中公開了具備如下エ序的貫通孔形成方法通過蝕刻加工以小徑孔前端被基材封閉、且大徑孔基端在基材表面開ロ的方式在矽基材上形成以兩段形狀連通的噴嘴孔(貫通孔)的エ序；使支承基板與娃基材的大徑孔側的表面粘合的エ序；以及使娃基材的小徑孔側的面薄板化並使小徑孔的前端部開ロ的エ序。並且在專利文獻2中，從矽基板的一個面側進行幹蝕刻而形成作為第一噴嘴部(貫通孔)的凹部，在包括凹部的內壁的矽基板的一個面整體形成具有耐蝕刻性的保護膜，使支承基板與一個面粘合。在該狀態下從另ー個面側使矽基板薄板化至期望的厚度，從另一個面側實施幹蝕刻直至作為第一噴嘴部的凹部的底面開ロ為止，從而形成與第一噴嘴部連通的第二噴嘴部(貫通孔)。並對如下貫通孔形成方法進行了公開將在相當於作為第一噴嘴部的凹部的底面的部分殘留的第一保護膜除去，使支承基板從矽基板剝離。專利文獻I :日本特開2007-168344號公報專利文獻2 :日本特開2010-240852號公報然而，由於專利文獻I中是從基板的單側面進行貫通孔的形成，因此存在蝕刻的孔的末端部的形狀比蝕刻起點部細等的課題。並且在專利文獻2中，在同時形成多個開ロ面積不同的作為貫通孔的凹部的情況下，存在形成的凹部的深度因開ロ面積的不同而不同，從而無法控制凹部的深度這樣的課題。並且，在形成開ロ面積大的貫通孔的情況下，還存在如下課題形成於凹部的保護膜在形成與凹部相対的作為貫通孔的第二噴嘴時損壞，從而對蝕刻中產生的熱量進行冷卻的氣體發生洩漏。因而謀求如下貫通孔形成方法作為貫通孔的孔的形狀在形成MEMS器件等的基板上從蝕刻的起點到末端均勻，蝕刻中使用的氣體不會洩漏，並能夠控制開ロ面積不同的作為貫通孔的凹部的深度。
發明內容
本發明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠作為以下的方式或應用例而實現。應用例I本應用例所涉及的貫通孔形成方法的特徵在於，具備第一孔形成エ序，在該第一孔形成エ序中，對於具有第一基板面、以及與該第一基板面相對的第二基板面的基板，通過在第一基板面上連續相接地形成多個小孔、且通過蝕刻來刻成所述小孔，以此形成第一孔；熱氧化膜形成エ序，在該熱氧化膜形成エ序中，對作為小孔與小孔之間的隔壁的基板、以及作為小孔的底部的基板進行熱氧化，並在基板上形成熱氧化膜；以及除去エ序，在該除去エ序中，將熱氧化後的隔壁和底部、以及在基板上形成的熱氧化膜除去。根據這樣的貫通孔形成方法，對於具有第一基板面和第二基板面的基板，在第一基板面上使多個小孔連續相接地通過蝕刻來刻成，由此能夠形成具有期望的開ロ面積的第一孔。進而，對作為小孔與小孔之間的隔壁的基板、以及作為小孔的底部的基板進行熱氧化，在基板上形成熱氧化膜，將形成的熱氧化膜除去，以此能夠形成將第一基板面與第二基板面貫通的貫通孔。應用例2
優選地，根據上述應用例所涉及的貫通孔形成方法，第一孔是通過將具有多邊形狀的小孔連續相接而形成的。根據這樣的貫通孔形成方法，將構成第一孔的小孔的形狀設定為多邊形狀並將其連續相接地，以此能夠使小孔與小孔緊密相接地形成。由此，作為小孔的隔壁的基板的厚度變得均勻，從而能夠在熱氧化膜形成エ序中均勻地對隔壁進行熱氧化。並且，能夠增大底部13的強度而抑制底部13的損壞。應用例3優選地，根據上述應用例所涉及的貫通孔形成方法，具備在第二基板面上形成與第一孔相対的第二孔的第二孔形成エ序。根據這樣的貫通孔形成方法，具備形成與第一孔相対的第二孔的第二孔形成エ序，以此能夠形成第一孔和第二孔的開ロ面積不同的貫通孔。並且，能夠將在第一孔形成エ序中形成的小孔的蝕刻深度的精度緩和。應用例4優選地，根據上述應用例所涉及的貫通孔形成方法，形成多個第一孔，該多個第一孔的彼此的連續相接地形成的所述小孔的數量互不相同。根據這樣的貫通孔形成方法，通過使構成第一孔的小孔的連續相接數量不同地形成，能夠形成開ロ面積不同的第一孔。因此，能夠同時形成多個開ロ面積不同的第一孔。應用例5優選地，根據上述應用例所涉及的貫通孔形成方法，該多個第一孔的彼此的連續相接地形成的小孔的開ロ面積互不相同。根據這樣的貫通孔形成方法，使構成第一孔的小孔的開ロ面積不同，由此蝕刻的刻成速度根據小孔開ロ面積的不同而不同。由此，能夠使第一孔的深度不同地形成。因此，能夠同時形成多個深度不同的第一孔。應用例6優選地，根據上述應用例所涉及的貫通孔形成方法，同時形成彼此的開ロ面積和深度均不同的多個第一孔。根據這樣的貫通孔形成方法，通過使連續相接地形成構成第一孔的小孔的數量和小孔的開ロ面積不同，能夠同時形成多個深度和開ロ面積均不同的第一孔。
圖I是示出第一實施方式所涉及的在基板上形成貫通孔的エ序的示意圖。圖2是示出形成貫通孔的基板的上表面的示意圖。圖3是示出第二實施方式所涉及的在基板上形成貫通孔的エ序的示意圖。圖4是示出第二實施方式所涉及的在基板上形成貫通孔的エ序的示意圖。圖5是示出第三實施方式所涉及的在基板上同時形成開ロ面積和深度均不同的貫通孔的エ序的示意圖。 圖6是示出第三實施方式所涉及的在基板上同時形成開ロ面積和深度均不同的貫通孔的エ序的示意圖。
具體實施例方式以下，基於附圖對實施方式中在基板10上形成貫通孔3的方法進行說明。其中，為了在以下所示的各圖中將各結構單元設定成能夠在附圖上辨識的程度的大小，使各結構単元的尺寸及比例與實際的結構單元適當不同地進行記載。第一實施方式利用圖I和圖2對本實施方式的貫通孔形成方法進行說明。圖I是以剖視圖表示在基板10上形成貫通孔3的エ序的示意圖，其中基板10具有第一基板面10a、以及與第一基板面IOa相対的第二基板面10b。並且，圖2是對形成貫通孔3的基板10進行俯視的圖。其中，圖I示出圖2所示的A-A'之間的截面。貫通孔形成方法是在具有第一基板面10a、以及與第一基板面IOa相対的第二基板面IOb的基板10的第一基板面IOa上形成多個作為第一孔I的小孔11的方法。接下來，對形成於第一基板面IOa的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化，在基板10上形成氧化膜201。接下來，將被熱氧化的隔壁12和底部13、以及在基板10上形成的氧化膜201除去，以此形成將第一基板面IOa和第二基板面IOb貫通的貫通孔3。其中，在本實施方式中將矽基板用作基板10。接下來，實施貫通孔形成方法的エ序具備第一光刻エ序，在該第一光刻エ序中，將構成作為貫通孔3的第一孔I的小孔11的形狀轉印於第一基板面IOa ;以及第一孔形成エ序，在該第一孔形成エ序中，利用幹蝕刻刻成轉印於第一基板面IOa的小孔11的形狀。並且還具備熱氧化膜形成エ序，在該熱氧化膜形成エ序中，對在第一孔形成エ序中形成的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化，在基板10上形成氧化膜201 ;以及除去エ序，在該除去エ序中，將被熱氧化後的小孔11的隔壁12和底部13、以及在基板10上形成的氧化膜201除去。以下對本實施方式的貫通孔形成方法進行詳細說明。圖I的(a)圖是示出將形成第一孔I的小孔11的形狀轉印於第一基板面IOa的第一光刻エ序的示意圖。如圖I的(a)圖所示，在第一光刻エ序中，將感光材料(以下，稱作「抗蝕劑」)塗覆於第一基板面IOa而進行第一抗蝕劑膜101的形成。接下來，使描畫有小孔11的形狀的掩模版(未圖示)、與形成有第一抗蝕劑膜101的第一基板面IOa相對配置。接下來，通過曝光使描畫於掩模版的小孔11的形狀朝形成於第一基板面IOa的第一抗蝕劑膜101轉印。接下來，對通過曝光而轉印有小孔11的形狀的第一抗蝕劑膜101進行顯影，以此具有小孔11的形狀的第一抗蝕劑膜101剝離而使第一基板面IOa露出。此處，圖2是對在前述的第一光刻エ序中形成於第一基板面IOa的小孔11進行俯視的示意圖。如圖2所示，關於第一孔1，是將多邊形狀的小孔11連續相接，從而構成第一孔I。其中，雖然本實施方式的小孔11形成為六邊形狀，但是並不局限於六邊形狀，只要是多邊形狀即可。返回到圖1，圖I的(b)圖是示出通過幹蝕刻刻成在前述的第一光刻エ序中轉印於第一基板面10a、且第一抗蝕劑膜101剝離後的小孔11的形狀而形成第一孔I的第一孔形成エ序的示意圖。如圖I的(b)圖所示，第一孔形成エ序中，通過幹蝕刻刻成在前述的第一光刻エ序中被轉印後的小孔11的形狀而形成小孔11。對於通過第一孔形成エ序形成的小孔11的深度，將小孔11刻成直至使底部13的厚度與隔壁12的厚度大致相等為止。接下來，圖I的(c)圖是示出對在前述第一孔形成エ序中形成的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201的熱氧化膜形成エ序的示意圖。如 圖I的(c)圖所示，在熱氧化膜形成エ序中，利用熱氧化器件(未圖示)對形成小孔11後的基板10進行加熱，通過使基板10與氧氣或水蒸氣發生反應而在基板10的表面及小孔11形成氧化膜201。對於利用熱氧化的氧化膜201的形成，通過使作為基板10的組分的矽、與充滿熱氧化器件內的氧氣、或水蒸氣中包含的氧進行反應而形成氧化膜201。當通過熱氧化膜形成エ序形成氧化膜201時，通過對作為基板10的組分的矽進行氧化而形成氧化膜201。對於被氧化的基板10的矽，在將矽的分子量設定為28. 09g/mol、密度2. 33g/立方釐米、且將形成的氧化膜201的分子量設定為60. 08g/mol、密度2. 21g/立方釐米的情況下，若形成厚度為X的氧化膜，則厚度為0. 44x的矽被氧化。通過熱氧化膜形成エ序形成的氧化膜201的膜厚，設定成對小孔11的隔壁12以及底部13進行熱氧化而使構成該部分的矽全部氧化的厚度。例如在隔壁12的厚度為I U m的情況下，為了在前述條件下將該隔壁12全部氧化，形成I. 2 y m以上的氧化膜201而使構成隔壁12的矽氧化。接下來，圖I的(d)圖是示出將在前述的熱氧化膜形成エ序中形成的氧化膜201除去的除去エ序的示意圖。如圖I的(d)圖所示，在除去エ序中，將基板10浸潰於含有氫氟酸等的水溶液中而使被熱氧化的矽與水溶液進行反應，以此進行氧化膜201、以及被熱氧化後的隔壁12和底部13的除去。若除去エ序結束，則形成了將第一基板面IOa與第二基板面IOb貫通的貫通孔3而使一系列的エ序結束。根據上述第一實施方式，能夠獲得以下效果。本實施方式的貫通孔形成方法在第一基板面IOa上將成為第一孔I的多個小孔11連續相接地通過幹蝕刻來形成，以此能夠抑制基板10的損傷並形成具有期望的開ロ面積的第一孔I。因此，無論第一孔I的開ロ面積如何，都不會在第一孔形成エ序的幹蝕刻中損壞基板10地形成第一孔I。本實施方式的貫通孔形成方法對構成第一孔I的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201，以此能夠在除去エ序中將該隔壁12和底部13除去。因此不利用幹蝕刻將基板10貫通便能夠形成將第一基板面IOa與第二基板面IOb連通的貫通孔3。本實施方式的貫通孔形成方法將構成第一孔I的小孔11的形狀設定為多邊形狀、並將小孔11連續相接地形成，以此能夠緊密相接地形成小孔11與小孔11。由此，能夠使成為小孔11的隔壁12的基板10的厚度均勻，從而均勻地對隔壁12進行熱氧化。因此，能夠在除去エ序中毫無殘留地將隔壁12除去。由於本實施方式的貫通孔形成方法並非以利用幹蝕刻貫通作為貫通孔3的第一孔I的方式形成第一孔1，因此能夠抑制幹蝕刻反應氣體朝與形成第一孔I的第一基板面IOa相対的第二基板面IOb流出。並且，能夠抑制用於保護基板10因幹蝕刻中產生的熱量而受損的冷卻氣體流入形 成中的第一孔I。因此，即使不通過使其它基板與形成貫通孔3的基板10粘合來制止幹蝕刻反應氣體的流出、冷卻氣體的流入，也能夠抑制幹蝕刻反應氣體和冷卻氣體的流入。第二實施方式本實施方式的貫通孔形成方法與利用前述的第一實施方式說明的貫通孔形成方法的不同點在於，在第二基板面IOb上形成與第一孔I相対的第二孔2。由於其它的貫通孔形成方法及貫通孔形成エ序與第一實施方式相同，因此對同樣的方法及エ序標註同樣的標號而將說明省略、或簡化。利用圖3及圖4對本實施方式的貫通孔形成方法進行說明。圖3和圖4是對在與第一實施方式相同的基板10上使成為貫通孔3的第一孔I形成於第一基板面IOa的エ序、以及使第二孔2形成於第二基板面IOb的エ序進行剖視的示意圖。在貫通孔形成方法中，在基板10的第一基板面IOa上連續相接地形成成為第一孔I的多個小孔11。接下來，對在第一基板面IOa上形成的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201。接下來，以與第一孔I相対的方式在第二基板面IOb上形成到達第一孔I的底部13的第二孔2。接下來，將被熱氧化後的隔壁12和底部
13、以及在基板10上形成的氧化膜201除去，由此形成於第一基板面IOa的第一孔I、與形成於第二基板面IOb的第二孔2連通而形成貫通孔3。其中，本實施方式中將矽基板用作基板10。接下來，實施貫通孔形成方法的エ序具備第一光刻エ序，在該第一光刻エ序中，將構成成為貫通孔3的第一孔I的小孔11的形狀轉印於第一基板面IOa ;以及第一孔形成エ序，在該第一孔形成エ序中，利用幹蝕刻形成轉印於第一基板面IOa的小孔11的形狀。並且，具備熱氧化膜形成エ序，在該熱氧化膜形成エ序中，對在第一孔形成エ序中形成的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201。進而還具備第二光刻エ序，在該第二光刻エ序中，將構成成為貫通孔3的第二孔2的形狀以與第一孔I相対的方式轉印於第二基板面IOb ;第二孔形成エ序，在該第二孔形成エ序中，利用幹蝕刻刻成轉印於第二基板面IOb的第二孔2的形狀；以及除去エ序，在該除去エ序中，將被熱氧化後的小孔11的隔壁12和底部13、以及在基板10上形成的氧化膜201除去。以下對本實施方式的貫通孔形成方法進行詳細說明。圖3的(a)圖是示出將構成第一孔I的小孔11的形狀轉印於第一基板面IOa的第一光刻エ序的不意圖。如圖3的(a)圖所不,第一光刻エ序與第一實施方式相同,將小孔11的形狀轉印於塗覆有第一抗蝕劑膜101的第一基板面10a，通過顯影使具有小孔11的形狀的第一抗蝕劑膜101剝離而使第一基板面IOa露出。圖3的(b)圖是示出通過幹蝕刻刻成在前述的第一光刻エ序中轉印於第一基板面10a、且第一抗蝕劑膜101剝離後的小孔11的形狀、而形成第一孔I的第一孔形成エ序的示意圖。圖3的(b)圖所示的第一孔形成エ序與第一實施方式相同，通過幹蝕刻形成成為第一孔I的小孔11。形成的第一孔I的深度形成為從基板10的厚度減去後述的第二孔2的深度、以及小孔11的隔壁12的厚度所得的深度。圖3的(C)圖是示出對在前述第一孔形成エ序中形成的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201的熱氧化膜形成エ序的示意圖。圖3的(c)圖所示的熱氧化膜形成エ序與第一實施方式相同，對小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201。形成的氧化膜201的膜厚與第一實施方式相同，設定成使構成小孔11的隔壁12和底部13的基板10的矽全部熱氧化的厚度。接下來，圖3的⑷圖是示出將成為貫通孔3的第二孔2的形狀轉印於與第一基 板面IOa相對的第二基板面IOb的第二光刻エ序的不意圖。第二光刻エ序與第一光刻エ序相同，將第二孔2的形狀朝形成於第二基板面IOb的第二抗蝕劑膜102轉印，通過顯影使具有第二孔2的形狀的第二基板面IOb露出。接下來，圖4的(e)圖是示出通過幹蝕刻刻成在前述的第二光刻エ序中轉印於第ニ基板面10b、且第二抗蝕劑膜102剝離後的第二孔2的形狀而形成第二孔2的第二孔形成エ序的示意圖。如圖4的(e)圖所示，在第二孔形成エ序中，通過幹蝕刻刻成在前述第二光刻エ序中被轉印後的第二孔2的形狀而形成第二孔2。在第二孔形成エ序的幹蝕刻中，幹蝕刻反應因與第二孔2相対的第一孔I的被熱氧化後的底部13而得到抑制。由此，利用幹蝕刻刻成的第二孔2的深度是從第二基板面IOb到小孔11的被熱氧化後的底部13的深度，換言之，是從基板10減去第一孔I的深度、以及被熱氧化後的底部13的厚度所得的深度。接下來，圖4的(f)圖是示出將在前述的熱氧化膜形成エ序中形成的氧化膜201除去的除去エ序的示意圖。如圖4的(f)圖所示，除去エ序與第一實施方式相同，將基板10浸潰於含有氫氟酸等的水溶液中，進行在熱氧化膜形成エ序中形成的氧化膜201、以及被熱氧化後的隔壁12和底部13的除去作業。通過進行除去作業，形成於第一基板面IOa的第一孔I、與形成於相對的第二基板面IOb的第二孔2連通，從而形成貫通孔3而使得一系列的エ序結束。根據上述第二實施方式，能夠獲得以下效果。本實施方式的貫通孔形成方法形成與第一孔I相対的第二孔2，以此能夠形成第一孔I和第二孔2的開ロ面積不同的貫通孔3。並且，與利用幹蝕刻從基板10的任ー單側的基板面形成貫通孔3的情況相比，從第一基板面IOa和第二基板面IOb刻成成為貫通孔3的第一孔I和第二孔2的深度變淺。因此，第一孔I和第二孔2的末端部的形狀不會比幹蝕刻起點部細，能夠實現均勻孔徑的貫通孔3。本實施方式的貫通孔形成方法將構成第一孔I的小孔11的形狀設定成多邊形狀，以此能夠增大底部13的強度。由此，例如即使在形成幾百Pm以上的開ロ大的貫通孔3的情況下，也能夠通過形成第二孔2的幹蝕刻反應來抑制底部13被貫通的情況。因此，不會使在幹蝕刻中對所產生的熱量進行冷卻的氣體等洩漏，能夠利用幹蝕刻以高尺寸精度形成開ロ面積大的貫通孔3。本實施方式的貫通孔形成方法形成與第一孔I相対的第二孔2，以此與利用幹蝕刻刻成小孔11直至與第一實施方式的第一孔形成エ序中的隔壁12的厚度相等為止的情況相比，能夠使利用第一孔形成エ序的幹蝕刻形成的小孔11的深度精度緩和。第三實施方式本實施方式對利用本發明的貫通孔形成方法形成MEMS器件之一的排出液滴的噴嘴板20的方法進行說明。對在上述第一及第ニ實施方式中說明的同樣的方法及エ序標註同樣的標號而將說明省略、或簡化。 圖5和圖6是以剖視圖的形式示出在成為噴嘴板20的與上述實施方式相同的基板10上形成作為排出液滴的噴嘴孔31的貫通孔3f、以及作為將噴嘴板20固定於其它器件的固定孔32的貫通孔3e的エ序的示意圖。利用圖5和圖6對使用上述實施方式的貫通孔形成方法形成的噴嘴板20的形成方法進行說明。首先如圖6的(f)圖所示，本實施方式中形成的噴嘴板20具備作為排出液滴的噴嘴孔31的貫通孔3f ;以及作為用於將噴嘴板20固定於其它器件等的固定孔32的貫通孔3e。本實施方式的噴嘴板20是利用本發明的貫通孔形成方法形成的例子，並非對利用本發明形成的噴嘴板20的結構進行限定。形成噴嘴板20的貫通孔形成方法與前述的第二實施方式相同，在基板10的第一基板面IOa上連續相接地形成多個小孔11，該多個小孔構成成為貫通孔3e的第一孔le。並且，形成開ロ面積小於貫通孔3e的成為貫通孔3f的第一孔If。接下來，對在第一基板面IOa上形成的多個小孔11與小孔11之間的隔壁12、小孔11的底部13、以及第一孔If的底部13進行熱氧化，並在基板10上形成氧化膜201。接下來，以規定的厚度對形成噴嘴板20的基板10進行研磨、使之薄板化。接下來，在第二基板面IOb上形成與第一孔le、lf對應且相対的第二孔2e、2f。接下來，將構成第一孔Ie的小孔11的隔壁12和底部13、第一孔If的底部13、以及形成於基板10的氧化膜201除去，由此，形成於第一基板面IOa的第一孔le、lf 、與形成於第二基板面IOb的第二孔2e、2f連通，從而形成作為固定孔32的貫通孔3e、以及作為噴嘴孔31的貫通孔3f。其中，本實施方式中將矽基板用作基板10。接下來，形成噴嘴板20的貫通孔形成方法的エ序具備第一光刻エ序，在該第一光刻エ序中，對構成成為貫通孔3e的第一孔Ie的小孔11的形狀、以及構成成為貫通孔3f的第一孔If的形狀進行轉印；以及第一孔形成エ序，在該第一孔形成エ序中，利用幹蝕刻刻成形成於第一基板面IOa的小孔11、以及第一孔If的形狀。並且具備熱氧化膜形成エ序，在該熱氧化膜形成エ序中，對在第一孔形成エ序中形成的小孔11的隔壁12和底部13、以及第一孔If的底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201 ;以及薄板化工序，在該薄板化工序中，以形成的噴嘴板20的規定的厚度對基板10進行研磨、使之薄板化。進而還具備第二光刻エ序，在該第二光刻エ序中，對成為貫通孔3e的第二孔2e、和成為貫通孔3f的第二孔2f的形狀進行轉印；第二孔形成エ序，在該第二孔形成エ序中，利用幹蝕刻刻成在第二光刻エ序中被轉印後的第二孔2e、2f的形狀；以及除去エ序，在該除去エ序中，將小孔11的隔壁12和底部13、第一孔If的底部13、以及在基板10上形成的氧化膜201除去。
以下對本實施方式的形成噴嘴板20的貫通孔形成方法進行詳細說明。圖5的(a)圖是示出對構成第一孔Ie的小孔11、第一孔If的形狀進行轉印的第一光刻エ序的不意圖。如圖5的(a)圖所不,第一光刻エ序與第二實施方式相同,將小孔11和第一孔If的形狀轉印於塗覆有第一抗蝕劑膜101的第一基板面10a，通過顯影使具有小孔11、第一孔If的形狀的第一抗蝕劑膜101剝離而使第一基板面IOa露出。轉印的第一孔If和小孔11的開ロ面積，對在後述的第一孔形成エ序中利用幹蝕刻刻成的第一孔If 和小孔11的深度造成影響。開ロ面積越大，每單位時間的利用蝕刻的刻成深度越深。在本實施方式中，以成為噴嘴孔31的排出液滴的孔的第一孔If的開ロ面積和深度為基準，同時在第一基板面IOa上形成第一孔If、以及深度和開ロ面積均不同的第一孔le。由於本實施方式中第一孔Ie形成為比第一孔If淺，因此構成第一孔Ie的小孔11形成為開ロ面積小於第一孔If。因此，與第一孔If的刻成相比，第一孔Ie的刻成速度降 低。即，當在相同時間內進行蝕刻時，第一孔Ie較淺形成。圖5的(b)圖是示出通過幹蝕刻刻成在前述的第一光刻エ序中轉印於第一基板面10a、且第一抗蝕劑膜101剝離後的小孔11和第一孔If的形狀而形成第一孔le、lf的第一孔形成エ序的示意圖。圖5的(b)圖所示的第一孔形成エ序與上述實施方式相同，通過幹蝕刻形成成為第一孔Ie的小孔11和第一孔If。圖5的(C)圖是示出對通過前述第一孔形成エ序形成的第一孔If的底部13、構成第一孔Ie的小孔11的隔壁12和底部13進行熱氧化、並在基板10上形成氧化膜201的熱氧化膜形成エ序的示意圖。圖5的(c)圖所示的熱氧化膜形成エ序與第二實施方式相同，形成的氧化膜201的膜厚設定成使小孔11的隔壁12和底部13熱氧化並使構成隔壁12的基板10的矽全部氧化的厚度。接下來，圖5的(d)圖是示出將成為貫通孔3e、3f的第二孔2e、2f的形狀轉印於與第一基板面IOa相対的第二基板面IOb的第二光刻エ序的示意圖。第二光刻エ序與第一光刻エ序相同，通過向第二基板面IOb曝光將第二孔2e、2f的形狀轉印於在第二基板面IOb形成的第二抗蝕劑膜102，通過顯影使具有第二孔2e、2f的形狀的第二基板面IOb露出。接下來，圖6的(e)圖是示出通過幹蝕刻刻成在前述的第二光刻エ序中轉印於第ニ基板面10b、且第二抗蝕劑膜102剝離後的第二孔2e、2f的形狀而形成第二孔2e、2f的第ニ孔形成エ序的示意圖。如圖6的(e)圖所示，在第二孔形成エ序中，通過幹蝕刻刻成在前述第二光刻エ序中被轉印後的第二孔2e、2f的形狀而形成第二孔2e、2f。在第二孔形成エ序的幹蝕刻中，幹蝕刻反應因第一孔le、lf的被熱氧化後的底部13而得到抑制。由此，與上述實施方式相同，利用幹蝕刻刻成的第二孔2e、2f的深度是從第ニ基板面IOb到第一孔If 和小孔11的被熱氧化後的底部13的深度，換言之，是從基板10減去第一孔le、lf 、以及被熱氧化後的底部13的厚度所得的深度。接下來，圖6的(f)圖是示出將在前述的熱氧化膜形成エ序中進行熱氧化後的隔壁12和底部13、以及形成於基板10的氧化膜201除去的除去エ序的示意圖。如圖6的(f)圖所示，除去エ序與前述實施方式相同，將基板10浸潰於含有氫氟酸等的水溶液中，進行在熱氧化膜形成エ序中被熱氧化的隔壁12和底部13、以及形成的氧化膜201的除去。通過進行氧化膜201、被熱氧化後的小孔11的隔壁12和底部13、以及第一孔If的底部13的除去，形成於第一基板面IOa的第一孔le、If、與形成於第二基板面IOb的第二孔2e、2f連通，從而形成作為噴嘴板20的固定孔32的貫通孔3e、以及作為噴嘴孔31的3f而使一系列的
エ序結束。根據上述第三實施方式，能夠獲得以下效果。本實 施方式的貫通孔形成方法，能夠以構成貫通孔3f的第一孔If的開ロ面積和深度為基準，對利用蝕刻刻成的構成貫通孔3e的第一孔Ie的深度進行控制。由此，能夠同時形成多個具備開ロ面積和深度均不同的第一孔I的貫通孔3。對於本實施方式的貫通孔形成方法而言，通過同時形成開ロ面積和深度均不同的第一孔1，能夠減少幹蝕刻的次數。由此，當利用幹蝕刻在基板10上形成其它孔吋，能夠抑制已經形成的孔等損傷的情況。並且，通過減少幹蝕刻的次數能夠提高幹蝕刻的效率。標號說明I...第一孔；2. . . ニ孑し；3...貫通孔；10...基板；10a...第一基板面；10b...第
ニ基板面；11...小孔；12...隔壁；13...底部；20...噴嘴板；31...噴嘴孔；32...固定孔；101.第一抗蝕劑膜；102.第二抗蝕劑膜；201.氧化膜。
權利要求
1.ー種貫通孔形成方法，其特徵在幹， 具備 第一孔形成エ序，在該第一孔形成エ序中，對於具有第一基板面、以及與該第一基板面相対的第二基板面的基板，通過在所述第一基板面上連續相接地形成多個小孔、且通過蝕刻來刻成所述小孔，以此形成第一孔； 熱氧化膜形成エ序，在該熱氧化膜形成エ序中，對作為所述小孔與所述小孔之間的隔壁的所述基板、以及作為所述小孔的底部的所述基板進行熱氧化，並在所述基板上形成熱氧化膜；以及 除去エ序，在該除去エ序中，將熱氧化後的所述隔壁和所述底部、以及在所述基板上形成的熱氧化膜除去。
2.根據權利要求I所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 所述第一孔是通過將具有多邊形狀的所述小孔連續相接而形成的。
3.根據權利要求I或權利要求2所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 具備在所述第二基板面上形成與所述第一孔相対的第二孔的第二孔形成エ序。
4.根據權利要求I至權利要求3中任一項所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 形成多個所述第一孔，該多個所述第一孔的彼此的連續相接地形成的所述小孔的數量互不相同。
5.根據權利要求I至權利要求4中任一項所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 形成多個所述第一孔，該多個所述第一孔的彼此的連續相接地形成的所述小孔的開ロ面積互不相同。
6.根據權利要求I至權利要求5中任一項所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 同時形成彼此的開ロ面積和深度均不同的多個所述第一孔。
7.ー種貫通孔形成方法，其特徵在幹， 具備 對於具有第一基板面、以及作為所述第一基板面的背面的第二基板面的基板，在所述第一基板面上形成多個小孔的エ序； 熱氧化膜形成エ序，在該熱氧化膜形成エ序中，對所述小孔與相鄰的其它所述小孔之間的隔壁、以及所述小孔的底部進行熱氧化而形成熱氧化膜；以及 第一孔形成エ序，在該第一孔形成エ序中，將形成於所述隔壁及所述底部的熱氧化膜除去而形成第一孔。
8.根據權利要求7所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 所述小孔包括俯視所述基板時為多邊形的所述小孔。
9.根據權利要求8所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 所述小孔包括俯視所述基板時為六邊形的所述小孔。
10.根據權利要求7至權利要求9中任一項所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 具備在所述第二基板面上形成第二孔的第二孔形成エ序。
11.根據權利要求7至權利要求10中任一項所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 形成彼此的所述小孔的數量不同的多個所述第一孔。
12.根據權利要求7至權利要求11中任一項所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹，形成彼此的所述小孔的開ロ面積不同的多個所述第一孔。
13.根據權利要求7至權利要求12中任一項所述的貫通孔形成方法，其特徵在幹， 同時形成彼此的開ロ面積和深度均不同的多個所述第一孔。
14.一種噴嘴板，其特徵在幹， 利用根據權利要求7至權利要求13中任一項所述的貫通孔形成方法形成該噴嘴板。
15.ー種MEMS器件，其特徵在於， 利用根據權利要求7至權利要求13中任一項所述的貫通孔形成方法形成該MEMS器件。
全文摘要
本發明提供一種貫通孔形成方法、噴嘴板以及MEMS器件。在該貫通孔形成方法中，具備對於具有第一基板面、以及作為所述第一基板面的背面的第二基板面的基板，在所述第一基板面上形成多個小孔的工序；對所述小孔與相鄰的其它所述小孔之間的隔壁、以及所述小孔的底部進行熱氧化而形成熱氧化膜的工序；以及將所述熱氧化膜除去的工序。
文檔編號B05B1/14GK102653389SQ20121005032
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月29日 優先權日2011年3月2日
發明者白木美穗, 竹內淳一 申請人:精工愛普生株式會社