JP2007261152A - ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板化処理した後にノズル孔内部に異物が残留することがない高歩留まりで生産性のよいノズル基板の製造方法等を提供する。
【解決手段】小径孔１１ａ先端が基材により閉じられ大径孔１１ｂ基端が基材表面に開口されて２段形状で連通されたノズル孔をエッチング加工によってシリコン基材１００に形成する工程と、小径孔１１ａび大径孔１１ｂの内壁に保護膜１０４ａを形成する工程と、大径孔１１ｂ側の面に支持基板１２０を貼り合せる工程と、小径孔１１ａの手前までシリコン基材１００を研削加工する工程と、シリコン基材１００の小径孔１１ａ側の面をウエットエッチングによって薄板化する工程と、小径孔１１ａの面に残留している保護膜１０４ａを除去して小径孔１１ａを開口する工程と、小径孔１１ａ側の面を撥インク処理する工程と、支持基板１００を剥離する工程とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関する。

液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとしては、例えばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど、多くの利点を有する。この中でも記録が必要なときにのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため、現在主流となってきている。このインク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドには、インクを吐出させる方法として、駆動手段に静電気力を利用したものや、圧電振動子や発熱素子等を用いたものがある。

インクジェットヘッドは、一般に、インク滴を吐出させるための複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、このノズル基板に接合されノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する吐出室、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部によって吐出室に圧力を加えることにより、選択されたノズル孔よりインク滴を吐出するようになっている。

近年、インクジェットヘッドに対して、印字、画質等の高品位化の要求が強まり、高密度化並びに吐出性能の向上が要求されている。このため、インクジェットヘッドのノズル部に関して、様々な工夫、提案がなされている。
このようなインクジェットヘッドにおいて、インク吐出特性を改善するためには、ノズル部の流路抵抗を調整し、最適なノズル長さになるように、基板の厚さを調整することが望ましい。このようなノズル基板を作製する場合、シリコン基材の一方の面からＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電を用いた異方性ドライエッチングを施し、内径の異なる第１の凹部（噴射口部分となる小径凹部）と第２の凹部（導入口部分となる大径凹部）を２段に形成した後、反対の面から一部分を異方性ウェットエッチングにより掘下げ、ノズル孔の長さを調整する方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、あらかじめシリコン基材を所望の厚みに研磨した後、シリコン基材の両面にそれぞれドライエッチング加工を施して、ノズル孔の噴射口部分と導入口部分を形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−２８８２０号公報（第４頁−５頁、図３、図４） 特開平９−５７９８１号公報（第２頁−３頁、図１、図２）

特許文献１記載の技術では、ノズル孔が開口する吐出面がノズル基板の表面から一段下がった凹部の底面に位置するため、インク滴の飛行距離が伸びて着弾精度が悪化したり、あるいはノズル孔の目詰まりの原因となる紙粉、インク等が吐出面である凹部底面に付着したとき、これらをゴム片あるいはフェルト片等で払拭するが、ワイピング作業は容易ではなかった。

特許文献２記載の技術では、製造工程中にシリコン基材が割れ易く、そのため高価になってしまう。また、ドライエッチング加工の際に、加工形状が安定するように基材の裏面からＨｅガス等で冷却を行うが、ノズル孔の貫通時にＨｅガスがリークして、加工が困難になる場合があった。

そのため、予めシリコン基材にノズル孔となる凹部を形成し、石英ガラスなどの支持基板に樹脂等を用いて貼り合わせてから、シリコン基材を研削やエッチング加工等により薄板化加工してノズル孔となる凹部を開口するノズル基板の製造方法が取られている。

従来の研削等によるノズル孔の開口では、研削屑等がノズル孔となる凹部内に残留してしまう場合があった。また、ドライエッチングによってノズル孔の開口を行う場合は、ノズル孔となる凹部がノズル基材表面に露出した際に、凹部の淵で異常エッチングが進んでしまう場合もあった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ノズル孔の開口時にノズル孔内に異物が残留したり、ノズル孔形状に異常が発生したりすることがなく、高歩留まりで生産性がよいノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るノズル基板の製造方法は、小径孔先端が基材により閉じられ大径孔基端が基材表面に開口されて２段形状で連通されたノズル孔をエッチング加工によってシリコン基材に形成する工程と、前記小径孔及び大径孔の内壁に保護膜を形成する工程と、前記シリコン基材の前記大径孔側の面に支持基板を貼り合せる工程と、前記シリコン基材の前記小径孔の手前まで該シリコン基材を研削加工する工程と、前記研削加工された前記シリコン基材の小径孔側の面をウエットエッチングによって所望の厚みに薄板化する工程と、薄板化された前記シリコン基材の小径孔側の面に残留している（突出している）前記保護膜を除去して前記小径孔を開口する工程と、薄板化された前記シリコン基材の小径孔側の面を撥インク処理する工程と、前記支持基板を前記シリコン基材より剥離する工程とを含むものである。
ノズル孔の出口形状が良好で、かつノズル孔内に異物が残留しないので、高歩留まり、高スループロットなノズル基板を得ることができる。

また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記研削加工された前記シリコン基材の小径孔側の面を、フッ化水素酸に酸化性酸を添加した薬液によるウエットエッチングによって所望の厚みに薄板化するものである。
酸を主成分としたエッチング液を用い、常温におけるエッチングが可能なので、支持基板を取り付けたシリコン基材のエッチングにおいて、樹脂系の接着剤を容易に利用することができる。

また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記酸化性酸として硝酸を用いるものである。
硝酸はシリコン基材を酸化する能力が高いので、フッ化水素酸との混合比を最適化することによって、エッチンググレート及び選択比を向上させることができる。

また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、ウエットエッチングをスピンエッチングで行うものである。
スピンエッチングによれば薄板化する面のみの処理が可能で、シリコン基材の縁や支持基板及び接着層へのダメージを軽減することができる。

また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記小径孔及び大径孔の保護膜に酸化シリコンを用いるものである。
保護膜の成膜方法が豊富で、保護膜を安価に形成することができる。特に熱酸化による成膜では、緻密な厚い膜が得られるので、ウエットエッチングによる開口の際にノズル孔内を確実に保護することができる。

また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記酸化シリコンよりなる前記ノズル孔の保護膜を、フッ化炭素系のガスを用いたドライエッチングによって除去するようにしたものである。
酸化シリコンはフッ化炭素系のガスを用いたドライエッチングに対するエッチンググレートが小さいので、防爆時間の長い残留部（突出部）の保護膜のみを時間管理により除去することができる。

また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記小径孔及び大径孔の保護膜に窒化シリコンを用いるものである。
保護膜の成膜方法が豊富で、保護膜を安価に形成することができる。また、フッ硝酸への耐性が高く、ウエットエッチングによる開口の際にノズル孔内を確実に保護することができる。

また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記窒化シリコンよりなる前記ノズル孔の保護膜を、フッ化水素酸が主成分の薬液を用いたウエットエッチングによって除去するものである。
窒化シリコンはフッ化水素酸が主成分の薬液を用いたウエットエッチングに対するエッチンググレートが小さいので、防爆時間の長い残留部（突出部）の保護膜のみを時間管理により除去することができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかに記載のノズル基板の製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造するものである。
高歩留まりで生産性のよい液滴吐出ヘッドを得ることができる。

本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造するものである。
高歩留まりで生産性がよい液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の分解斜視図、図２は図１の要部の縦断面図である。図において、インクジェットヘッド１０は、複数のノズル孔１１が所定の間隔で設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティ基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が設けられた電極基板３とを貼り合わせて構成したものである。

ノズル基板１はシリコン基材から作製されている。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、径の異なる２段の円筒状に形成されたノズル孔部分、すなわち液滴吐出面１ｂ側に位置して先端がこの液滴吐出面１ｂに開口する径の小さい第１のノズル孔（噴射口部分の小径孔）１１ａと、キャビティ基板２と接合する接合面１ａ側に位置して導入口部分が接合面１ａに開口する径の大きい第２のノズル孔（導入口部分の大径孔）１１ｂとから構成され、基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられている。こうして、インク滴の吐出方向をノズル孔１１の中心軸方向に揃え、安定したインク吐出特性を発揮させることによって、インク滴の飛翔方向のばらつきをなくし、インク滴の飛び散りをなくすことによりインク滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。

キャビティ基板２はシリコン基材から作製されており、吐出凹部２１０、オリフィス凹部２３０およびリザーバ凹部２４０が形成されている。そして、オリフィス凹部２３０（オリフィス２３）を介して吐出凹部２１０（吐出室２１）とリザーバ凹部２４０（リザーバ２４）とが連通している。リザーバ２４は各吐出室２１に共通の共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２３を介してそれぞれの吐出室２１に連通している。リザーバ２４の底部には後述する電極基板３を貫通するインク供給孔２５が形成され、このインク供給孔２５を通じて、図示しないインクカートリッジからインクが供給される。また、吐出室２１の底壁は振動板２２となっている。なお、キャビティ基板２の全面もしくは少なくとも電極基板３との対向面には、熱酸化やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）によりなる絶縁性のＳｉＯ₂ 膜２６が施されている。この絶縁膜２６は、インクジェットヘッド１０を駆動させたときに、絶縁破壊やショートを防止する。

電極基板３はガラス基材から作製されている。電極基板３には、キャビティ基板２の各振動板２２に対向する位置にそれぞれ凹部３１０が設けられている。そして、各凹部３１０内には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１がスパッタにより形成されている。
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを備えている。端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板２の末端部が開口された電極取り出し部３１１内に露出している。そして、ＩＣドライバ等の駆動制御回路４０を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上の共通電極２７とが接続されている。

次に、上記のように構成したインクジェットヘッド１０の動作を説明する。駆動制御回路４０が駆動し、個別電極３１に電荷を供給してこれを正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、個別電極３１と振動板２２の間に静電気力が発生する。この静電気力によって、振動板２２は個別電極３１に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室２１の容積が増大する。個別電極３１への電荷の供給を止めると、振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室２１の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２１内のインクの一部がインク滴としてノズル孔１１より吐出する。振動板２２が次に同様に変位すると、インクがリザーバ２４からオリフィス２３を通って吐出室２１内に補給される。

上記のように構成したインクジェットヘッド１０の製造方法について、図３〜図１２を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態１に係るノズル基板１を示す上面図、図４〜図９はノズル基板１の製造工程を示す断面図（図３をＡ−Ａ線で切断した断面図）、図１０〜図１１はキャビティ基板２と電極基板３との接合工程を示す断面図、図１２はキャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド１０を製造する製造工程を示す断面図である。

まず、ノズル基板１の製造工程を、図４〜図９を用いて以下に説明する。
（ａ） 図４（ａ）に示すように、厚さ２８０μｍのシリコン基材１００を用意し、熱酸化装置（図示せず）にセットして酸化温度１０７５℃、酸化時間４時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基材１００の表面に膜厚１μｍのＳｉＯ₂ 膜１０１を均一に成膜する。
（ｂ） 次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の接合面（キャビティ基板２と接合されることとなる面であって、大径孔側の面ともいう）１００ａにレジスト１０２をコーティングし、第２のノズル孔となる部分１１０ａをパターニングする。

（ｃ） 次に、図４（ｃ）に示すように、ＳｉＯ₂ 膜１０１を、例えば緩衝フッ酸水溶液（フッ酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）でハーフエッチングし、第２のノズル孔となる部分１１０ａのＳｉＯ₂ 膜１０１を薄くする。このとき、インク吐出側の面（小径孔側の面ともいう）１００ｂのＳｉＯ₂ 膜１０１もエッチングされ、ＳｉＯ₂ 膜１０１の厚みが減少する。
（ｄ） 次に、図４（ｄ）に示すように、シリコン基材１００のレジスト１０２を硫酸洗浄などにより剥離する。

（ｅ） 次に、図５（ｅ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ側にレジスト１０３をコーティングし、第２のノズル孔となる部分１１０ｂをパターニングする。
（ｆ） 次に、図５（ｆ）に示すように、ＳｉＯ₂ 膜１０１をＣＦ₄ 又はＣＨＦ₃ 等のフッ化炭素系のガスによるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって除去し、第２のノズル孔となる部分１１０ｂのＳｉＯ₂ 膜１０１を開口する。
（ｇ） 次に、図５（ｇ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ側に設けたレジスト１０３を、硫酸洗浄などにより剥離する。
（ｈ） 次に、図５（ｈ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置（図示せず）により、ＳｉＯ₂ 膜１０１の開口部を、例えば深さ２５μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、第１のノズル孔１１ａを形成する。この場合のエッチングガスとしては、Ｃ₄Ｆ₈、ＳＦ₆ を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用すればよい。ここで、Ｃ₄Ｆ₈は形成される溝の側面にエッチングが進行しないように溝側面を保護するために使用し、ＳＦ₆ はシリコン基材１００の垂直方向のエッチングを促進させるために使用する。

（ｉ） 次に、図６（ｉ）に示すように、第２のノズル孔となる部分のＳｉＯ₂ 膜１０１のみがなくなるように、緩衝フッ酸水溶液でハーフエッチングする。
（ｊ） 次に、図６（ｊ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置によりＳｉＯ₂ 膜１０１の開口部を、深さ４０μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、第２のノズル孔１１ｂを形成する。

（ｋ） 次に、シリコン基材１００の表面に残るＳｉＯ₂ 膜１０１をフッ酸水溶液で除去し、その後、シリコン基材１００を熱酸化装置（図示せず）にセットし、酸化温度１０７５℃、酸化時間４時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理を行い、図６（ｋ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ及びインク吐出側の面１００ｂに、さらに第１のノズル孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂの側面及び底面に、膜厚１μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）膜１０４を均一に成膜する。
なお、酸化シリコン膜１０４に代えて窒化シリコン膜を用いることもできる。

（ｌ） 次に、図６（ｌ）（以後、図８（ｑ）に到るまで、図６（ｌ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、ガラス等の透明材料よりなる支持基板１２０に、紫外線やレーザあるいは熱などの刺激によって容易に接着力が低下する自己剥離層６１を持った両面接着テープ６０を貼り合わせる。この両面接着シート６０には、例えば、セルファＢＧ（登録商標：積水化学工業）を用いる。支持基板１２０に貼り合せた両面接着シート６０の自己剥離層６１を備えた側の面６０ｂと、シリコン基材１００の接合面１００ａとを向かい合わせ、これらの面を真空中で貼り合わせる。こうすることによって、接着界面に気泡が残らず、きれいな接着が可能になる。接着界面に気泡が残ると、研磨加工で薄板化されるシリコン基材１００の板厚がばらつく原因となる。

（ｍ） 次に、図７（ｍ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂをバックグラインダーにより研削加工し、第１のノズル孔１１ａの先端が開口する１０μｍ手前までシリコン基材１００を薄くする。なお、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によってインク吐出側の面１００ｂを研磨してもよい。

（ｎ） 次に、研削加工されたインク吐出側の面１００ｂに対して、図７（ｎ）に示すように、ウエットエッチングを行う。この際、フッ化水素酸に酸化性酸を添加した薬液によって、常温で行う。酸化性酸としては硝酸を用いることができる。例えば、シリコン基材１００を支持基板１２０ごと、２５℃のフッ化水素酸及び硝酸を主成分とした薬液に浸漬して、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂを液滴吐出面１ｂとなる位置までウエットエッチングする。こうすると、ノズル孔１１（第１のノズル孔１１ａ）の保護膜１０４ａが、液滴吐出面１ｂとなる位置よりも外部に突出して残留する。
この際、ウエットエッチングはスピンエッチングにより実施する。

（ｏ） 次に、図７（ｏ）に示すように、液滴吐出面１ｂより突出して残留している保護膜１０４ａ（第１のノズル孔１１ａの先端部側に位置するＳｉＯ₂ 膜）を、フッ化炭素系のガスを用いたドライエッチングによって除去する。例えば、ＣＦ₄ 又はＣＨＦ₃ 等のエッチングガスによるドライエッチングによって除去する。この場合、保護膜１０４ａの除去位置１１ｃは、ドライエッチングする際に調節することができる。こうして、第１のノズル孔１１ａを開口させる。
なお、第１のノズル孔１１ａの保護膜として窒化シリコン膜を用いた場合は、液滴吐出面１ｂより外部に突出し残留している保護膜を、フッ化水素酸が主成分の薬液を用いたウエットエッチングによって除去することができる。

（ｐ） 次に、図７（ｐ）に示すように、シリコン基材１００の液滴吐出面１ｂに、スパッタ装置でＳｉＯ₂ 膜１０４を０．１μｍの厚さに成膜する。ここで、ＳｉＯ₂ 膜１０４の成膜は、両面接着シート６０が劣化しない温度（２００℃程度）以下で実施できればよく、スパッタリング法に限るものではない。ただし、耐インク性等を考慮すると緻密な膜を形成する必要があり、ＥＣＲスパッタ装置等の常温で緻密な膜を成膜できる装置を使用することが望ましい。

（ｑ） 次に、図８（ｑ）に示すように、シリコン基材１００の液滴吐出面１ｂにさらに撥インク処理を施す。この場合、Ｆ原子を含む撥インク性を持った材料を蒸着や浸漬で成膜し、撥インク層１０６を形成する。このとき、第１のノズル孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂの内壁も、撥インク処理される。

（ｒ） 次に、図８（ｒ）（以後、図９（ｕ）に到るまで、図８（ｒ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、撥インク処理された液滴吐出面１ｂに、ダイシングテープ７０をサポートテープとして貼り付ける。
（ｓ） 次に、図８（ｓ）に示すように、支持基板１２０側からＵＶ光を照射する。
（ｔ） こうして、図８（ｔ）に示すように、両面接着シート６０の自己剥離層６１をシリコン基材１００の接合面１００ａ面から剥離させ、支持基板１２０をシリコン基材１００から取り外す。

（ｕ） 次に、図９（ｕ）に示すように、ＡｒスパッタもしくはＯ₂ プラズマ処理によって、シリコン基材１００の接合面１００ａ側および第１のノズル孔１１ａ、第２のノズル孔１１ｂの内壁に余分に形成された撥インク層１０６を除去する。
（ｖ） 次に、図９（ｖ）（以後、図９（ｗ）に到るまで、図９（ｖ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ（ダイシングテープ７０が貼り付けられている液滴吐出面１ｂと反対側に位置する面）を真空ポンプに接続する吸着治具９０に吸着固定し、液滴吐出面１ｂにサポートテープとして貼り付けられているダイシングテープ７０を剥離する。

（ｗ） 最後に、図９（ｗ）に示すように、吸着治具９０の吸着固定を解除して、シリコン基材１００からノズル基板１を回収する。
シリコン基材１００にはノズル基板外輪溝が彫られているため、吸着治具９０からピックアップする段階でノズル基板１は個片に分割されている。
以上の工程を経ることにより、シリコン基材１００よりノズル基板１を形成する。

次に、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１０、図１１を用いて以下に説明する。なお、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程は、図１０、図１１に示されるものに限定されるものではない。
（ａ） まず、図１０（ａ）に示すように、ホウ珪酸ガラス等からなるガラス基材３００を、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用して、フッ酸によってエッチングすることにより、凹部３１０を形成する。なお、この凹部３１０は電極３１の形状より少し大きい溝状のものであって、複数形成する。
そして、凹部３１０の内部に、スパッタによってＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる電極３１を形成する。その後、サンドブラスト加工等によってインク供給孔２５となる孔部２５ａを貫通形成する。

（ｂ） 次に、シリコン基材２００の両面を鏡面研磨した後に、図１０（ｂ）に示すように、シリコン基材２００の片面にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）によってＴＥＯＳ（TetraEthylOrthosilicate ）からなるシリコン酸化膜２０１を形成する。なお、シリコン酸化膜２０１を形成する前に、エッチングストップのためのボロンドープ層を形成するようにしてもよい。振動板をボロンドープ層から形成することにより、厚み精度の高い振動板を形成することができる。
（ｃ） 次に、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ｂ）に示すシリコン基材２００と、図１０（ａ）に示すガラス基材３００を例えば３６０℃に加熱し、シリコン基材２００に陽極、ガラス基材３００に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合を行う。
（ｄ） シリコン基材２００とガラス基材３００を陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で図１０（ｃ）の工程で得られた接合基板をエッチングすることにより、図１０（ｄ）に示すように、シリコン基材２００の全体を薄板化する。

（ｅ） 次に、シリコン基材２００の上面（ガラス基材３００が接合されている面と反対側に位置する面）の全面に、プラズマＣＶＤによってＴＥＯＳ膜を形成する。
そしてこのＴＥＯＳ膜に、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０となる部分を形成するためのレジストをパターニングし、この部分のＴＥＯＳ膜をエッチングして除去する。
その後、図１１（ｅ）に示すように、シリコン基材２００を水酸化カリウム水溶液等でエッチングすることにより、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０を形成する。このとき、電極取出し部４１となる部分４１ａもエッチングして薄板化しておく。なお、図１１（ｅ）のウェットエッチング工程では、初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後、３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。これにより、振動板２２の面荒れを抑制することができる。

（ｆ） シリコン基材２００のエッチングが終了した後に、接合基板をフッ酸水溶液でエッチングしてシリコン基材２００に形成されたＴＥＯＳ膜を除去する。
（ｇ） 次に、シリコン基材２００の吐出室２１となる凹部２１０等が形成された面に、図１１（ｇ）に示すように、ＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる液滴保護膜２０２を形成する。
（ｈ） 次に、図１１（ｈ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって電極取出し部４１を開放する。また、シリコン基材２００に機械加工又はレーザー加工を行って、インク供給孔２５をリザーバ２４となる凹部２４０において貫通させる。これによって、キャビティ基板２と電極基板３が接合された接合基板が完成する。
なお、電極取出し部４１に、振動板２２と電極３１の間の空間を封止するための封止剤（図示せず）を塗布するようにしてもよい。

次に、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１２を用いて以下に説明する。
図１２に示すように、ノズル基板１の接合面１ａに接着剤層を形成し、電極基板３が接合されたキャビティ基板２と、ノズル基板１とを接合する。
以上の製造工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合体が完成される。
最後に、キャビティ基板２、電極基板３、ノズル基板４が接合された接合基板をダイシング（切断）により分離して、インクジェットヘッド１０が完成する。

本実施の形態１によれば、研削によってノズル孔１１を開口するとき、研削屑等がノズル孔１１となる凹部内に残留することがないため歩留まりが向上し、また、ノズル孔１１に詰まった異物を検査、除去する工程が不要となるので生産性が向上する。さらに、ノズル孔１１となる凹部が露出した際に凹部の淵で異常エッチングが進むということもなく、ノズル孔１１の出口形状の異常による飛行曲がりが生じるということもない。

実施形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係る液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）の斜視図である。実施形態１で得られたインクジェットヘッド１０は、高歩留まりで製造されたノズル基板１を用いて製造することができ、かかるインクジェットヘッド１０を用いて、図１３に示すようなインクジェットプリンタ４００を得ることができる。
なお、実施形態１に係るインクジェットヘッド１０は液滴吐出ヘッドの一例であって、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッド１０に限定されるものではなく、液滴を種々変更することによって、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。
また、実施形態１に係る液滴吐出ヘッドは、圧電駆動方式の液滴吐出装置や、バブルジェット（登録商標）方式の液滴吐出装置にも使用することができる。

本発明の実施の形態１にかかる液滴吐出ヘッドの分解斜視図。 図１の要部の縦断面図。 図１のノズル基板の上面図。 図１のノズル基板の製造工程を示す断面図。 図４に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。 図５に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。 図６に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。 図７に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。 図８に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。 キャビティ基板及び電極基板を接合した接合基板の製造工程を示す断面図。 図１０に続く接合基板の製造工程を示す断面図。 キャビティ基板及び電極基板の接合基板をノズル基板に接合する製造工程を示す断面図。 本発明の実施の形態２にかかるインクジェットプリンタの斜視図。

符号の説明

１ ノズル基板、１ｂ 液滴吐出面、２ キャビティ基板、３ 電極基板、１０ インクジェットヘッド、１１ ノズル孔、１１ａ 第１のノズル孔（小径孔）、１１ｂ 第２のノズル孔（大径孔）、６０ 両面接着シート、６１ 自己剥離層、１００ シリコン基材、１００ａ シリコン基材の接合面（大径孔側の面）、１００ｂ インク吐出側の面（小径孔側の面）、１０４ 酸化シリコン膜、１０４ａ 保護膜、１０６ 撥インク層、１２０ 支持基板、４００ インクジェットプリンタ。

Claims (10)

1. 小径孔先端が基材により閉じられ大径孔基端が基材表面に開口されて２段形状で連通されたノズル孔をエッチング加工によってシリコン基材に形成する工程と、前記小径孔及び大径孔の内壁に保護膜を形成する工程と、前記シリコン基材の前記大径孔側の面に支持基板を貼り合わせる工程と、前記シリコン基材の前記小径孔の手前まで該シリコン基材を研削加工する工程と、前記研削加工された前記シリコン基材の小径孔側の面をウエットエッチングによって所望の厚みに薄板化する工程と、薄板化された前記シリコン基材の小径孔側の面に残留している前記保護膜を除去して前記小径孔を開口する工程と、薄板化された前記シリコン基材の小径孔側の面を撥インク処理する工程と、前記支持基板を前記シリコン基材より剥離する工程とを含むことを特徴とするノズル基板の製造方法。
2. 前記研削加工された前記シリコン基材の小径孔側の面を、フッ化水素酸に酸化性酸を添加した薬液によるウエットエッチングによって所望の厚みに薄板化することを特徴とする請求項１記載のノズル基板の製造方法。
3. 前記酸化性酸が硝酸であることを特徴とする請求項２記載のノズル基板の製造方法。
4. ウエットエッチングをスピンエッチングで行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
5. 前記小径孔及び大径孔の保護膜に酸化シリコンを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
6. 前記酸化シリコンよりなる前記ノズル孔の保護膜を、フッ化炭素系のガスを用いたドライエッチングによって除去することを特徴とする請求項５記載のノズル基板の製造方法。
7. 前記小径孔及び大径孔の保護膜に窒化シリコンを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
8. 前記窒化シリコンよりなる前記ノズル孔の保護膜を、フッ化水素酸が主成分の薬液を用いたウエットエッチングによって除去することを特徴とする請求項７記載のノズル基板の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のノズル基板の製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
10. 請求項９記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
    

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