JP2008251798A - 結晶基板のエッチング方法及び液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細な貫通孔を容易に且つ高精度に形成できる結晶基板のエッチング方法及び液体噴射ヘッドの製造方法。
【解決手段】結晶基板３０の表面にマスク１４０を形成し、且つマスク１４０に結晶基板３０と共に開始部１４２ａから終端部１４２ｂまで徐々にエッチングされて結晶基板３０を露出する開口部１４１の開口面積を広げると共に、外周の開始部１４２ａ以外の領域が結晶基板３０の結晶面方位の（１１１）面に沿った面で囲まれた補正パターン１４２を形成するマスク形成工程と、結晶基板３０の異方性エッチングを開始する第１のエッチング工程と、結晶基板３０の開口部１４１により露出された領域にレーザ光を照射して、結晶基板３０に厚さ方向に貫通する先孔１５０を形成するレーザ加工工程と、先孔１５０が形成された結晶基板３０を異方性エッチングして貫通孔３２を形成する第２のエッチング工程とを具備する。
【選択図】図６

Description

本発明は、結晶基板を異方性エッチングして貫通孔を形成する結晶基板のエッチング方法に関し、特に、結晶基板のエッチング方法によって、液体を噴射する液体噴射ヘッドを構成する結晶基板を製造する液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドの代表的な例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部が形成されると共に、その一方面側に圧電素子が設けられた流路形成基板と、流路形成基板の連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部が形成された封止基板とを具備するものがある。そして、流路形成基板及び封止基板としては、例えば、結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板などの結晶基板が用いられ、これらの結晶基板は、平行四辺形に開口する開口部を有するマスクを介して異方性エッチング（ウェットエッチング）することによって形成されていた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、結晶基板に微細な貫通孔を形成しようとすると、異方性エッチングの特性上、エッチングの深さ方向が進まず、厚さ方向に貫通しない又は貫通したとしても貫通孔の内面にエッチングされずに庇状に突出した突起が形成されてしまう。

このような突起がインクジェット式記録ヘッドの流路に存在すると、流路抵抗や容積に差が生じ、インク吐出特性にばらつきが生じてしまうという問題や、突起に気泡が引っかかり気泡が大きく成長するなどの問題が発生する。

このため、マスクに基板と共に徐々にエッチングされて開口部の開口面積を広げる補正パターン（細長部）を設け、この補正パターンによって基板に微細な貫通孔を形成するようにしたマイクロデバイスの製造方法がある（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、このような補正パターンを設けた場合であっても、貫通孔の幅が微細な場合、深さ方向のエッチングが進まず、厚さ方向に貫通しない又は貫通したとしても貫通孔の内面にエッチングされずに庇状に突出した突起が形成されてしまうという問題がある。

このため、結晶基板に貫通孔を形成する際に、結晶基板を異方性エッチングする前に、結晶基板をレーザ加工することにより先孔（先行穴）を形成し、その後、結晶基板を異方性エッチングすることで、先孔を拡径し、幅狭の貫通孔を形成するレーザ光による加工方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

国際公開２００４／００７２０６号パンフレット（第１２図、第２４〜２５頁等） 特開平１１−２２７１９７号公報（第６頁、第５図） 特開２０００−２４６４７５号公報（第４頁、第５図）

しかしながら、特許文献３の方法では、結晶基板にレーザ光により先孔を形成する際に、結晶基板の表面に設けられたマスクの一部がレーザ光により除去されたり、また、マスクがレーザ光の熱により変質してしまうと、マスクのレーザ光により除去又は変質された領域からエッチングが始まり、所望の貫通孔の形状を得ることができないという問題がある。

また、マスクにレーザ光による加工径よりも大きな開口を設けることで、レーザ光によるマスクの除去や変質を防止することができるが、エッチング開始時点でマスクに大きな開口を設けると、微細な貫通孔を形成することができないと共に、マスクの形状が制限されてしまい、マスクの設計が煩雑であるという問題がある。

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在する。また、液体噴射ヘッドを構成する結晶基板だけではなく、広く結晶基板のエッチング方法においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、微細な貫通孔を容易に且つ高精度に形成することができると共に製造工程を簡略化することができる結晶基板のエッチング方法及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、表面の結晶面方位が（１１０）面の結晶基板の表面に開口部を有するマスクを設け、前記結晶基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることにより、前記結晶基板に貫通孔を形成する結晶基板のエッチング方法であって、前記結晶基板の表面に前記マスクを形成し、且つ当該マスクに前記結晶基板と共に開始部から終端部まで徐々にエッチングされて前記結晶基板を露出する開口部の開口面積を広げると共に、外周の前記開始部以外の領域が前記結晶基板の結晶面方位の（１１１）面に沿った面で囲まれた補正パターンを形成するマスク形成工程と、前記開口部の開口面積が、当該結晶基板をレーザ加工する際の加工径を含む処理径よりも狭い状態で、前記結晶基板の異方性エッチングを開始する第１のエッチング工程と、前記開口部の開口面積が、前記レーザ加工における前記加工径を含む前記処理径よりも広くなった状態で、当該結晶基板の前記開口部により露出された領域にレーザ光を照射して、当該結晶基板に厚さ方向に貫通する先孔を形成するレーザ加工工程と、前記先孔が形成された前記結晶基板を異方性エッチングして前記貫通孔を形成する第２のエッチング工程とを具備することを特徴とする結晶基板のエッチング方法にある。
かかる態様では、第１のエッチング工程での補正パターンの開口部の開口面積に制限がないため、エッチング開始時点からマスクに大きな開口部を設ける必要がなく、微細な貫通孔を容易に且つ確実に形成することができると共に、マスク形状の制限をなくして、製造工程を簡略化することができる。

ここで、前記レーザ加工の前記処理径が、前記レーザ加工の加工誤差、前記レーザ光による前記結晶基板の変質を防止する間隔及び前記レーザ光による前記マスクのダメージを防止する間隔を含むことが好ましい。これによれば、レーザ加工の加工誤差による補正パターンの除去や、熱による補正パターンのダメージなどにより第２のエッチング工程で補正パターンが除去部やダメージ部分などからエッチングされるのを防止することができる。また、結晶基板がレーザ加工の熱により変質するのを防止することができる。

また、前記レーザ加工工程による前記結晶基板の前記レーザ加工を、前記開口部の開口面積が前記処理径よりも広くなった段階で直ちに行うことが好ましい。これによれば、第２のエッチング工程のエッチング時間を長時間にしたり、第２のエッチング工程のエッチング時間を短縮することができる。

また、前記結晶基板が、シリコン単結晶基板からなることが好ましい。これによれば、シリコン単結晶基板に微細な貫通孔を異方性エッチングにより形成することができる。

本発明の他の態様は、上記態様の結晶基板のエッチング方法によって、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に液体を噴射させる圧力を付与する圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドを構成する結晶基板を製造することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、流路などの貫通孔の内面に庇状に突出する突起が形成されるのを確実に防止して、突起により液体噴射ヘッドの流路内での流路抵抗や容積に差が生じたり、突起により気泡が成長するのを防止でき、液体噴射特性にばらつきが生じるのを防止することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図３は、リザーバ部の形状を示す平面図である。図１及び図２に示すように、流路形成基板１０は、本実施形態では表面の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。

インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とからなる液体流路が複数の隔壁１１により区画されて設けられている。

このような圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５は、弾性膜５０とは反対側の面から流路形成基板１０を異方性エッチングすることによって形成されている。異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。本実施形態では、流路形成基板１０が結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板からなるため、シリコン単結晶基板の（１１０）面に垂直で且つ（１１１）面に約３０度の角度をなす面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。すなわち、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と７０．５３度の角度をなし且つ上記（１１０）面に垂直な第２の（１１１）面と、（１１０）面と３７．５度の角度をなし且つ第１の（１１１）面と５４．７３度の角度をなす第３の（１１１）面とが出現する。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いた場合には、ノズル開口２１は、上述した流路形成基板１０と同様に、異方性エッチングにより形成することができる。すなわち、ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いた場合には、ノズルプレート２０も結晶基板となる。

一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部３２０が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側の端部近傍まで延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加される。

さらに、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、本実施形態の結晶基板である表面の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板からなる保護基板３０が接着剤等の接着層を介して接合されている。

保護基板３０には、連通部１３に対向する領域に連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成するリザーバ部３１が設けられている。

リザーバ部３１は、圧力発生室１２の並設方向に沿って形成され、その長手方向両端部には、それぞれ外側に向かって幅が漸小する漸小部３２が設けられている。これにより、本実施形態に係るリザーバ部３１の開口は、略台形形状となっている。

なお、リザーバ部３１の漸小部３２は、各圧力発生室１２の流路抵抗が一定となるようにし、ノズル開口２１から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化するために設けられている。

このようなリザーバ部３１を有する保護基板３０は、流路形成基板１０と同一材料である表面の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板からなり、リザーバ部３１は、詳しくは後述するが、保護基板３０をその両面から異方性エッチングすることによって形成されている。その結果、図３に示すように、リザーバ部３１の圧力発生室の長手方向に沿った壁面３３は（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面で構成され、他の壁面はこの第１の（１１１）面（壁面３３）と７０．５３度の角度をなす第２の（１１１）面３４と、上記第１の（１１１）面及び第２の（１１１）面のそれぞれと約３０度の角度をなす面と、第１の（１１１）面と５４．７３度の角度をなす第３の（１１１）面とを含む面で構成されている。

また、保護基板３０には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３５が設けられている。なお、圧電素子保持部３５は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。

なお、本実施形態では、流路形成基板１０の連通部１３と保護基板３０のリザーバ部３１とがリザーバ１００を構成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。

また、保護基板３０上には、圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が実装されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とはボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。

また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１では、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

以下、このようなインクジェット式記録ヘッド１の製造方法、具体的には、インクジェット式記録ヘッド１を構成する結晶基板である保護基板３０の製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。なお、図４及び図５は、本実施形態の保護基板の製造工程を示す要部断面図であり、図６は、保護基板の製造工程を模式的に表した平面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、表面の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板である保護基板３０の表面の全面に、マスクとなる二酸化シリコン膜１３０を形成する。

本実施形態では、保護基板３０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に二酸化シリコン膜１３０を形成した。なお、マスクの材料は二酸化シリコンに限定されず、窒化シリコン等の他の材料であってもよい。また、マスクの形成方法は特に限定されず、蒸着やスパッタリング法等であってもよい。

次に、図４（ｂ）に示すように、二酸化シリコン膜１３０を、レジスト膜等を介してエッチングすることによりパターニングすることで、リザーバ部３１をエッチングにより形成する際のマスク１４０を形成する。ここで、このマスク１４０のリザーバ部３１の漸小部３２に相対向する領域には、開口部１４１を有する補正パターン１４２が設けられている。

この補正パターン１４２は、後の工程で保護基板３０を異方性エッチングした際に、保護基板３０と共に開始部１４２ａから終端部１４２ｂまで徐々にエッチングされて保護基板３０を露出する開口部１４１の開口面積を広げるものである。

このような補正パターン１４２は、外周の異方性エッチングが開始される開始部１４２ａ以外の領域が全て保護基板３０の結晶面方位の第１の（１１１）面及び第２の（１１１）面に沿った面で囲まれている。これにより補正パターン１４２は、開始部１４２ａ以外の領域からエッチングが開始されることなく、開始部１４２ａから徐々にエッチングされて開口部１４１の開口面積を徐々に広げるようになっている。

また、補正パターン１４２は、図６（ａ）に示すように、開口部１４１の開口面積が、後の工程で保護基板３０をレーザ加工する際の処理径よりも狭くなるように形成されている。

なお、本実施形態では、リザーバ部３１（漸小部３２）と共に圧電素子保持部３５も異方性エッチングにより同時に形成するため、保護基板３０の流路形成基板１０との接合面側のマスク１４０（二酸化シリコン膜１３０）の圧電素子保持部３５が形成される領域に相対向する領域に開口部１４３を形成する。

このように保護基板３０に補正パターン１４２を有するマスク１４０を形成した後、保護基板３０の両面から異方性エッチングを行う（第１のエッチング工程）。本実施形態では、保護基板３０を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のアルカリ溶液に浸漬することで、保護基板３０の両面から異方性エッチングした。

この第１のエッチング工程では、図４（ｃ）及び図６（ｂ）に示すように、補正パターン１４２の開口部１４１の開口面積が、後の工程のレーザ加工の処理径ｄよりも広くなるまで行う。

次に、図５（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、保護基板３０の補正パターン１４２の開口部１４１により露出された領域にレーザ光を照射してレーザ加工を行うことで、保護基板３０を厚さ方向に貫通する先孔１５０を形成する（レーザ加工工程）。

ここで、レーザ加工による処理径ｄとは、少なくともレーザ光による加工径を含むものである。本実施形態では、レーザ加工の処理径ｄとして、レーザ加工による加工径、レーザ加工による加工誤差、レーザ加工の熱による保護基板３０の変質を防ぐ間隔及びレーザ加工の熱によるマスク１４０（補正パターン１４２）のダメージを防止する間隔を含めるようにした。例えば、径が３０μｍのレーザ光で１０μｍの加工径（先孔の直径）を形成する際に、レーザ加工の加工誤差（レーザ光の照射誤差）を±１０μｍ（片側）、レーザ加工の熱によるシリコンの保護基板３０が変質するのを防止する間隔を±１０μｍ（片側）、レーザ加工の熱によるマスク１４０（補正パターン１４２）のダメージを防止する間隔を±１５μｍ（片側）とすると、レーザ加工の処理径ｄは８０μｍとなる。

すなわち、補正パターン１４２の開口部１４１の開口面積が、このレーザ加工の処理径ｄよりも狭い状態でレーザ加工を行うと、レーザ加工の加工誤差によって、マスク１４０（補正パターン１４２）が除去されてしまい、後の工程で再度エッチングを行った際に、この除去された領域からもエッチングが始まって所望の形状の漸小部３２（貫通孔）を形成することができない。また、レーザ加工の処理径としてレーザ加工の誤差を考慮しただけでは、レーザ加工の熱による保護基板３０が変質するのを防止することができず、漸小部３２（貫通孔）の内面にシリコンが変質した変質部が形成されてしまう。また、レーザ加工の処理径として、レーザ加工の誤差及びレーザ加工の熱による保護基板３０の変質を考慮しただけでは、レーザ加工の熱によるマスク１４０（補正パターン１４２）のダメージを防止することができず、このダメージにより後の工程で所望の形状の漸小部３２（貫通孔）を形成することができない。本実施形態では、レーザ加工の処理径として、レーザ加工による加工径、レーザ加工による加工誤差、レーザ加工の熱による保護基板３０の変質を防ぐ間隔及びレーザ加工の熱によるマスク１４０（補正パターン１４２）のダメージを防止する間隔を含めることで、これらの不具合が発生するのを防止して後の工程で所望の形状の漸小部３２（貫通孔）を形成することができる。

また、レーザ加工工程における保護基板３０のレーザ加工は、補正パターン１４２による開口部１４１の開口面積が、処理径ｄよりも大きくなった段階で直ちに行うのが好ましい。これは、後述する第２のエッチング工程における保護基板３０の異方性エッチングのエッチング時間を長時間にすることができると共に、異方性エッチングの時間を短縮することができるからである。

そして、このレーザ加工工程では、第１のエッチング工程で、図４（ｃ）に示すように保護基板３０の深さ方向の異方性エッチングが止まってしまっていても、図５（ａ）に示すように、保護基板３０をレーザ加工することによって厚さ方向に貫通した先孔１５０を形成することができる。なお、第１のエッチング工程で、異方性エッチングにより保護基板３０を厚さ方向に貫通した場合であっても、レーザ加工工程によってエッチングされた内面に突出した突起を除去して、開口面積を広げることができる。

次に、図５（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように、保護基板３０の異方性エッチングを再度行う（第２のエッチング工程）。第２のエッチング工程では、第１のエッチング工程と同様に、保護基板３０をアルカリ溶液に浸漬することで保護基板３０の異方性エッチングを行った。この第２のエッチング工程では、レーザ加工工程で先孔１５０が形成された保護基板３０を異方性エッチングするため、保護基板３０の厚さ方向（漸小部３２の深さ方向）のエッチングをこの先孔１５０を介して直ちに開始することができる。これにより、内面に庇状に突出した突起が形成されることなく、微細な貫通孔である漸小部３２を容易に且つ高精度に形成することができる。したがって、突起によって流路抵抗や容積に差が生じ、インク吐出特性にばらつきが生じてしまうのを確実に防止することができると共に、突起に気泡が引っかかり気泡が大きく成長するなどによる不具合を確実に防止することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明は、もちろん上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、結晶基板に貫通孔を形成する一例として、保護基板３０に微細な貫通孔である漸小部３２を形成する方法を例示したが、特にこれに限定されず、インクジェット式記録ヘッド１を構成する他の部材、例えば、シリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０に微細な貫通孔であるノズル開口２１を形成する際や、流路形成基板１０に圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等の流路を形成する際にも本発明を適用することができる。例えば、流路形成基板１０に流路を形成する方法としては、例えば、流路が形成されていない流路形成基板１０の一方面側に弾性膜５０、絶縁体膜５５及び圧電素子３００等を成膜及びリソグラフィ法等により形成後、流路形成基板１０の他方面側から弾性膜５０に達するまで異方性エッチングすることにより流路を形成する。このとき、流路は流路形成基板１０の他方面側からのみエッチングされて形成されるが、レーザ加工工程を弾性膜５０を貫通することなく流路形成基板１０のみを貫通するように行うことで、上述した実施形態１と同様に微細な貫通孔を有する流路を形成することができる。

また、上述した実施形態１では、結晶基板（保護基板３０）として、シリコン単結晶基板を用いた例を示したが、特にこれに限定されず、表面の結晶面方位が（１１０）面である結晶性を有する基板であれば、特にこれに限定されるものではない。

また、上述した実施形態１では、補正パターン１４２として、外周の開始部１４２ａ以外が結晶基板（保護基板３０）の結晶面方位の（１１１）面に沿って囲まれ、且つ外周に１８０度以下の角部が形成されたものを用いたため、実際には、補正パターン１４２は開始部１４２ａ以外の１８０度以下の角部からもエッチングが開始される。しかしながら、補正パターン１４２の外周の１８０度以下の角部からのエッチングは、開始部１４２ａに比べてエッチングレートが遅く、特に影響が生じることはない。なお、補正パターンの開始部１４２ａ以外の領域からのエッチングを確実に防止するためには、外周に１８０度以下の角部が存在しない補正パターンを用いればよい。

また、上述した実施形態１では、ノズル開口２１からインク滴を吐出する圧力発生手段として薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエータ装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子を有するアクチュエータ装置や、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するアクチュエータ装置や、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータ装置などを使用することができる。

さらに、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの製造方法の一例としてインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドの製造方法を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

また、本発明は液体噴射ヘッドの製造方法に限定されず、結晶面方位が（１１０）面又は（１００）面の結晶基板を異方性エッチングすることにより微細加工を行う結晶基板のエッチング方法に広く適用することができるものである。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。 実施形態１に係るリザーバ部の形状を示す平面図である。 実施形態１に係る保護基板の製造工程を示す要部断面図である。 実施形態１に係る保護基板の製造工程を示す要部断面図である。 実施形態１に係る保護基板の製造工程の模式的に表した平面図である。

符号の説明

１ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板（結晶基板）、 ３１ リザーバ部、 ３２ 漸小部（貫通孔）、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００ リザーバ、 １２０ 駆動回路、 １２１ 駆動配線、 １３０ 二酸化シリコン膜、 １４０ マスク、 １４１、１４３ 開口部、 １４２ 補正パターン、 １４２ａ 開始部、 １４２ｂ 終端部、 １５０ 先孔、 ３００ 圧電素子

Claims (5)

1. 表面の結晶面方位が（１１０）面の結晶基板の表面に開口部を有するマスクを設け、前記結晶基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることにより、前記結晶基板に貫通孔を形成する結晶基板のエッチング方法であって、
   前記結晶基板の表面に前記マスクを形成し、且つ当該マスクに前記結晶基板と共に開始部から終端部まで徐々にエッチングされて前記結晶基板を露出する開口部の開口面積を広げると共に、外周の前記開始部以外の領域が前記結晶基板の結晶面方位の（１１１）面に沿った面で囲まれた補正パターンを形成するマスク形成工程と、
   前記開口部の開口面積が、当該結晶基板をレーザ加工する際の加工径を含む処理径よりも狭い状態で、前記結晶基板の異方性エッチングを開始する第１のエッチング工程と、
   前記開口部の開口面積が、前記レーザ加工における前記加工径を含む前記処理径よりも広くなった状態で、当該結晶基板の前記開口部により露出された領域にレーザ光を照射して、当該結晶基板に厚さ方向に貫通する先孔を形成するレーザ加工工程と、
   前記先孔が形成された前記結晶基板を異方性エッチングして前記貫通孔を形成する第２のエッチング工程とを具備することを特徴とする結晶基板のエッチング方法。
2. 前記レーザ加工の前記処理径が、前記レーザ加工の加工誤差、前記レーザ光による前記結晶基板の変質を防止する間隔及び前記レーザ光による前記マスクのダメージを防止する間隔を含むことを特徴とする請求項１記載の結晶基板のエッチング方法。
3. 前記レーザ加工工程による前記結晶基板の前記レーザ加工を、前記開口部の開口面積が前記処理径よりも広くなった段階で直ちに行うことを特徴とする請求項１又は２記載の結晶基板のエッチング方法。
4. 前記結晶基板が、シリコン単結晶基板からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の結晶基板のエッチング方法。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の結晶基板のエッチング方法によって、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に液体を噴射させる圧力を付与する圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドを構成する結晶基板を製造することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。