JP4665455B2 - シリコン構造体製造方法、モールド金型製造方法、成形部材製造方法、シリコン構造体、インクジェット記録ヘッド、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリコン基板にエッチングを行うことによって微細な凸部又は凹部の少なくとも一方を形成したシリコン構造体製造方法、モールド金型製造方法、成形部材製造方法、シリコン構造体、インクジェット記録ヘッド、及び、画像形成装置に関する。

ＭＥＭＳ関連分野を中心に、シリコン構造体は様々な用途に用いられている。その中でも代表的なものとしては、エッチングによるインクジェット記録ヘッドの流路やノズルの作製、インプリント（型成形）技術におけるマスター基板の作製、などが挙げられる。

これらの作製では、益々微細化する様々な三次元構造のシリコン構造体を製造する上で、シリコン部材の加工技術の更なる高度化が要求されてきている。

この加工技術としては、近年主流になっているシリコントレンチエッチングの一つの手法としてサイクルエッチング（ボッシュプロセス）が挙げられる（例えば特許文献１〜４参照）。

しかし、このサイクルエッチングを行っても三次元形状のコントロールを充分に行うことができない、という問題があった。

近年、ＬＳＩ等の半導体装置のデザインルールがハーフミクロンからサブクォータミクロンのレベルへと微細化されるに伴い、素子分離は、従来のＬＯＣＯＳ（Local oxidation of silicon）からトレンチアイソレーションに移行しつつある。そして、ＤＲＡＭにおける蓄積容量においても、トレンチキャパシタが採用されつつある。これらは、シリコン等の半導体基板に形成したトレンチ（溝）を利用し、ここに誘電体材料や電極材料を埋め込む三次元的な構造にすることにより、素子間分離能やキャパシタ容量を確保しつつ、半導体素子の占有面積を縮小することが可能である。このようにトレンチの形成及び形状のコントロールは非常に重要になってきており、上記問題の解決が急がれている。

なお、上記の問題は、モールド金型をポリマー等の被加工材に押圧することで成形するナノ・インプリンティング技術で特に顕著に生じていたが、ナノ・インプリンティング技術に限らず、一般的な微細加工であっても同様に生じていた。
特開平５−２７５３９９号公報 特開平６−１６８９２３号公報 特公平７−１２３１１６号公報 特開平８−２８８２５６号公報

そこで、本発明は、このような問題点に鑑み、三次元形状のコントロールを充分に行うことができる使い勝手のよいシリコン構造体製造方法、モールド金型製造方法、成形部材製造方法、シリコン構造体、インクジェット記録ヘッド、及び、画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明者は、微細形状のモールド金型を用いた場合、成形部材の凸部が根元から折れる場合が多いことに着目し、その原因を検討し、以下のことを突き止めた。

図２３に示すように、モールド金型を作製する際に用いるマスター基板２４２の凹部２４８の側壁２４９は、凹部２４８の開口２５２に近くなるほど窄まる形状になり易い（図２３（Ａ）参照）。この形状であると、このマスター基板２４２で製造されたモールド金型２５６の凸部２５８の側壁２５９は、凸部先端側へ窄まる形状となる（図２３（Ｂ）、（Ｃ）参照）。このため、モールド金型２５６を用いて成形した成形部材２６４の凸部２６８の側壁２６９も、凸部先端側へ窄まる形状となる（図２３（Ｄ）参照）。

従って、図２３（Ｅ）に示すように、成形部材２６４をモールド金型２５６から引き離す際、成形部材２６４の凸部２６８の根元部２３１に大きな引張応力が作用し、凸部２６８が根元から折れる。

また、本発明者は、ナノ・インプリンティング技術でマスター基板を製造して、これを用いてモールド金型を製造した場合、このモールド金型で成形すると、成形部材の凸部の先端周縁部に欠けが生じる場合がしばしばあることに着目した。そして、本発明者は、この欠けが生じる原因が何であるかを検討し、以下のことを突き止めた。

マスター基板を製造するには、図２４に示すように、まず、平板状のシリコン基板２７２の表面側に酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）２７４を成膜し、この酸化膜２７４に所定寸法の開口２７６を形成する（図２４（Ａ）参照）。なお、図２４では、断面図の右横に、デポジションによる成膜時間（例えば５秒）を斜線で、エッチング時間（例えば６秒）を白抜きで、それぞれ示す。

次に、基板上側から、等方性エッチング、デポジション膜２８２のコーティング、を順次を繰り返す（図２４（Ａ）から（Ｆ）参照）。この結果、基板深さ方向への異方性エッチングが行われ、圧力室に相当する所定深さの溝２７８が形成される（図２４（Ｇ）参照）。この溝２７８が形成された基板をマスター基板２９２（図２５（Ａ）参照）とする。

ここで、エッチング初期では側壁にデポジション膜を充分に成膜することができないので、溝２７８の側壁がエッチングされ易い。このため、開口縁にバリ（庇）２９０が形成されている。

図２５に示すように、このマスター基板２９２を用いてモールド金型２９６を製造すると、このバリ２９０によって、モールド金型２９６の凸部２９８の根元には括れ部２９９が形成されている（図２５（Ｂ）、（Ｃ）参照）。このため、モールド金型２９６を用いて成形した成形部材３０４の凸部３０８の先端周縁部３１１が、括れ部２９９から外れ難い（図２５（Ｄ）参照）。従って、先端周縁部３１１が欠ける（図２５（Ｅ）参照）。

更に、本発明者は、ナノ・インプリンティング技術でトレンチキャパシタ（薄型キャパシタ）を製造した場合、トレンチ（溝）内にボイドが生じ易いことにも着目した。そして、本発明者は、ボイドが生じ易い原因を検討し、以下のことを突き止めた。

トレンチキャパシタを製造するには、まず、図２６（Ａ）に示すように、所定パターンのシリコン膜３２４及び酸化膜３２６が表面に形成されているシリコン基板３２２にエッチングを行い、シリコン膜３２４と酸化膜３２６との間にトレンチ（溝）３２８を形成する。

このトレンチ３２８の側壁３２９は、トレンチ３２８の開口３３２に近くなるほど窄まる形状になり易い。この形状であると、基板表面側からＣＶＤ法などで成膜することによりトレンチ３２８への埋め込みを行った際、カバレッジが不良となりボイド３３６が発生し易い（図２６（Ｂ）参照）。

そこで、本発明者は、これらの原因を取り除くことを鋭意検討し、本発明を完成するに至った。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、パターンニングされたマスクが形成されたシリコン基板にドライエッチングを行うことによって微細な凸部又は凹部の少なくとも一方を形成するシリコン構造体製造方法であって、前記マスクが形成された側から異方性エッチングと等方性エッチングとを交互に繰り返す工程と、前記マスクを除去する工程と、前記マスクを除去した後、全面エッチングを行い、被エッチング面側の側壁に形成された窪みより前記マスク側に形成される突起部分を除去する工程と、を備えることにより、被エッチング面側にテーパ状に広がる側壁が形成されたシリコン構造体を製造することを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、このように異方性エッチングと等方性エッチングとを繰り返すので、エッチングによって形成される溝の側壁を、被エッチング面側にテーパ状に広がる形状に加工することができる。

これにより、製造できるシリコン構造体の三次元構造のバリエーションが大幅に増大する。また、製造したシリコン構造体を用いてモールド金型を良好に製造することができる。また、このような側壁が形成された凹部に堆積物を埋め込む際、良好なカバレッジで埋め込むことができる。

異方性エッチングと等方性エッチングとで、エッチングによって削られる深さの配分を変更することにより、テーパ形状をコントロールしてもよい。深さの配分を変更する際、時間配分を変更することが多いが、出力を変更することによって変更してもよい。

なお、異方性エッチングと等方性エッチングとを交互に繰り返すことによって、上記側壁の開口近くに庇ができることが多いが、エッチング終了後の後処理を施すことによって、この庇を取り除くことが可能である。例えばマスクパターンの除去後の全面エッチングで取り除いてもよいし、マスクパターンの除去後のウェットエッチングで取り除いてもよい。また、エッチング終了後、被エッチング面側を研磨処理することにより、マスクパターンと一緒に庇を取り除いてもよい。

請求項２に記載の発明は、前記側壁がトレンチを形成していることを特徴とする。

これにより、成膜等によりトレンチ内に埋め込みを行った際、カバレッジを良好にして埋め込むことができる。従って、ボイド等の不具合が生じることなくトレンチアイソレーション、トレンチキャパシタ等を形成することができる。

請求項３に記載の発明は、前記シリコン構造体として、インクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する基板を製造することを特徴とする。

これにより、インクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する基板の形状を、様々な三次元構造に対応した形状にすることができ、設計の自由度が広がると共にヘッドの性能を大きく向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のシリコン構造体を用いてモールド金型を製造することを特徴とする。

これにより、成形時の型抜け悪さを解消することができる。

モールド金型を製造する際、電鋳で行ってもよいし、射出成形やホットエンボスで行っても良く、モールド金型の製造方法については特に限定しない。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモールド金型を用いて成形部材を成形することを特徴とする。

これにより、成形部材をモールド金型から引き離し易く、良好な成形部材を得ることができる。

なお、モールド金型の表面や成形部材の転写側表面に離型材を塗布しておくと、成形部材をモールド金型から更に引き離し易くなる。また、成形部材を構成する材料に離型剤を含ませておいても、同様の効果を奏することができる。

請求項６に記載の発明は、前記成形部材としてインクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する基板を成形することを特徴とする。

これにより、インクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する基板の形状を、様々な三次元構造に対応した形状にすることができる。

請求項７に記載の発明は、パターンニングされたマスクが形成されたシリコン基板にドライエッチングを行うことによって微細な凸部又は凹部の少なくとも一方が形成されたシリコン構造体であって、前記マスクが形成された側から異方性エッチングと等方性エッチングとが交互に繰り返される工程の後、前記マスクを除去し、全面エッチングを行い、被エッチング面側の側壁に形成された窪みより前記マスク側に形成される突起部分を除去して被エッチング面側にテーパ状に広がる側壁が形成されていることを特徴とする。

これにより、三次元構造のバリエーションが大幅に増大したシリコン構造体とすることができる。また、このシリコン構造体を用いてモールド金型を良好に製造することができる。また、このような側壁が形成された凹部に堆積物を埋め込む際、良好なカバレッジで埋め込むことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のシリコン構造体をインクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する構成部材として有することを特徴とする。

これにより、インクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する基板の形状を、様々な三次元構造に対応した形状にすることができ、性能を大きく向上させたインクジェット記録ヘッドとすることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドを有することを特徴とする。

これにより、性能が高い画像形成装置を実現させることができる。

本発明は上記構成としたので、三次元形状のコントロールを充分に行うことができる使い勝手の良いシリコン構造体製造方法、モールド金型製造方法、成形部材製造方法、シリコン構造体、インクジェット記録ヘッド、及び、画像形成装置を実現させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を基に詳細に説明する。以下の実施形態では、溝の概念はホールも含む。また、図において、矢印ＵＰ、矢印ＬＯが示されている場合は、それぞれ上方向、下方向を示すものとし、上下の表現をした場合は、上記各矢印に対応しているものとする。また、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。本実施形態では、記録媒体の一例として記録紙Ｐで説明をする。また、記録紙Ｐのインクジェット記録装置１０における搬送方向を副走査方向として矢印Ｓで表し、その搬送方向と直交する方向を主走査方向として矢印Ｍで表す。

最初にインクジェット記録装置１０の概要を説明する。図１で示すように、インクジェット記録装置１０は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクジェット記録ユニット３０（インクジェット記録ヘッド３２）を搭載するキャリッジ１２を備えている。このキャリッジ１２の記録紙Ｐの搬送方向上流側には一対のブラケット１４が突設されており、そのブラケット１４には円形状の開孔１４Ａ（図２参照）が穿設されている。そして、その開孔１４Ａに、主走査方向に架設されたシャフト２０が挿通されている。

また、主走査方向の両端側には、主走査機構１６を構成する駆動プーリー（図示省略）と従動プーリー（図示省略）が配設されており、その駆動プーリーと従動プーリーに巻回されて、主走査方向に走行するタイミングベルト２２の一部がキャリッジ１２に固定されている。したがって、キャリッジ１２は主走査方向に往復移動可能に支持される構成である。

また、このインクジェット記録装置１０には、画像印刷前の記録紙Ｐを束にして入れておく給紙トレイ２６が設けられており、その給紙トレイ２６の上方には、インクジェット記録ヘッド３２によって画像が印刷された記録紙Ｐが排出される排紙トレイ２８が設けられている。そして、給紙トレイ２６から１枚ずつ給紙された記録紙Ｐを所定のピッチで副走査方向へ搬送する搬送ローラー及び排出ローラーからなる副走査機構１８が設けられている。

その他、このインクジェット記録装置１０には、印刷時において各種設定を行うコントロールパネル２４と、メンテナンスステーション（図示省略）等が設けられている。メンテナンスステーションは、キャップ部材、吸引ポンプ、ダミージェット受け、クリーニング機構等を含んで構成されており、吸引回復動作、ダミージェット動作、クリーニング動作等のメンテナンス動作を行うようになっている。

また、各色のインクジェット記録ユニット３０は、図２で示すように、インクジェット記録ヘッド３２と、それにインクを供給するインクタンク３４とが一体に構成されたものであり、インクジェット記録ヘッド３２の下面中央のインク吐出面３２Ａに形成された複数のノズル５６（図３参照）が、記録紙Ｐと対向するようにキャリッジ１２上に搭載されている。したがって、インクジェット記録ヘッド３２が主走査機構１６によって主走査方向に移動しながら、記録紙Ｐに対してノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、所定のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録される。

そして、主走査方向への１回の移動が終了すると、記録紙Ｐは、副走査機構１８によって副走査方向に所定ピッチ搬送され、再びインクジェット記録ヘッド３２（インクジェット記録ユニット３０）が主走査方向（前述とは反対方向）に移動しながら、次のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録されるようになっており、このような動作を複数回繰り返すことによって、記録紙Ｐに画像データに基づく全体画像がフルカラーで記録される。

以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。

図３はインクジェット記録ヘッド３２の構成を示す概略平面図であり、図４−１は図３のＸ−Ｘ線概略断面図である。この図３、図４で示すように、インクジェット記録ヘッド３２には、インクタンク３４と連通するインク供給ポート３６が設けられており、そのインク供給ポート３６から注入されたインク１１０は、インクプール室３８に貯留される。

インクプール室３８は天板４０と隔壁４２とによって、その容積が規定されており、インク供給ポート３６は、天板４０の所定箇所に複数、列状に穿設されている。また、列をなすインク供給ポート３６の間で、天板４０よりも内側のインクプール室３８内には、圧力波を緩和する樹脂膜製エアダンパー４４（後述する感光性ドライフィルム９６）が設けられている。

天板４０の材質は、例えばガラス、セラミックス、シリコン、樹脂等、インクジェット記録ヘッド３２の支持体になり得る強度を有する絶縁体であれば何でもよい。また、天板４０には、後述する駆動ＩＣ６０へ通電するための金属配線９０が設けられている。この金属配線９０は、樹脂膜９２で被覆保護されており、インク１１０による侵食が防止されるようになっている。

隔壁４２は樹脂（後述する感光性ドライフィルム９８）で成形され、インクプール室３８を矩形状に仕切っている。また、インクプール室３８は、圧電素子４６と、その圧電素子４６によって上下方向に撓み変形させられる振動板４８を介して、圧力室５０と上下に分離されている。つまり、圧電素子４６及び振動板４８が、インクプール室３８と圧力室５０との間に配置される構成とされ、インクプール室３８と圧力室５０とが同一水平面上に存在しないように構成されている。

したがって、圧力室５０を互いに接近させた状態に配置することが可能であり、５６をマトリックス状に高密度に配設することが可能となっている。また、このような構成にしたことにより、キャリッジ１２の主走査方向への１回の移動で、広いバンド領域に画像を形成することができるので、その走査時間が短くて済む。すなわち、少ないキャリッジ１２の移動回数及び時間で記録紙Ｐの全面に亘って画像形成を行う高速印刷が実現可能となっている。

なお、図４−２に示すように、圧力室５０の側壁面５１は、上方に向けて徐々に広がるテーパ状にされており、全ての圧力室５０は形状が良好で均一な寸法で形成されている。また、図４−３に示すように、ノズル５６の側壁面５７も、上方に向けて徐々に広がるテーパ状になっており、圧力室５０と同様、全てのノズル５６は形状が良好で均一な寸法で形成されている。

圧電素子４６は、圧力室５０毎に振動板４８の上面に接着されている。振動板４８は、ＳＵＳ等の金属で成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子４６に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。なお、振動板４８は、ガラス等の絶縁性材料であっても差し支えはない。圧電素子４６の下面には一方の極性となる下部電極５２が配置され、圧電素子４６の上面には他方の極性となる上部電極５４が配置されている。そして、この上部電極５４に駆動ＩＣ６０が金属配線８６により電気的に接続されている。

また、圧電素子４６は、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０で被覆保護されている。圧電素子４６を被覆保護している低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子４６の内部に侵入して信頼性不良となること（ＰＺＴ膜内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）を防止できる。なお、下部電極５２と接触する金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８は、低抵抗なＧＮＤ配線としても機能するようになっている。

更に、圧電素子４６は、その低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面が、樹脂膜８２で被覆保護されている。これにより、圧電素子４６において、インク１１０による侵食の耐性が確保されるようになっている。また、金属配線８６も、樹脂保護膜８８で被覆保護され、インク１１０による侵食が防止されるようになっている。

また、圧電素子４６の上方は、樹脂膜８２で被覆保護され、樹脂保護膜８８が被覆されない構成になっている。樹脂膜８２は、柔軟性がある樹脂層であるため、このような構成により、圧電素子４６（振動板４８）の変位阻害が防止されるようになっている（上下方向に好適に撓み変形可能とされている）。つまり、圧電素子４６上方の樹脂層は、薄い方がより変位阻害の抑制効果が高くなるので、樹脂保護膜８８を被覆しないようにしている。

駆動ＩＣ６０は、隔壁４２で規定されたインクプール室３８の外側で、かつ天板４０と振動板４８との間に配置されており、振動板４８や天板４０から露出しない（突出しない）構成とされている。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。

また、その駆動ＩＣ６０の周囲は樹脂材５８で封止されている。この駆動ＩＣ６０を封止する樹脂材５８の注入口４０Ｂは、図５で示すように、製造段階における天板４０において、各インクジェット記録ヘッド３２を仕切るように格子状に複数個穿設されており、後述する圧電素子基板７０と流路基板７２とを結合（接合）後、樹脂材５８によって封止された（閉塞された）注入口４０Ｂに沿って天板４０を切断することにより、マトリックス状のノズル５６（図３参照）を有するインクジェット記録ヘッド３２が１度に複数個製造される構成になっている。

また、この駆動ＩＣ６０の下面には、図４、図６で示すように、複数のバンプ６２がマトリックス状に所定高さ突設されており、振動板４８上に圧電素子４６が形成された圧電素子基板７０の金属配線８６にフリップチップ実装されるようになっている。したがって、圧電素子４６に対する高密度接続が容易に実現可能であり、駆動ＩＣ６０の高さの低減を図ることができる（薄くすることができる）。これによっても、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。

また、図３において、駆動ＩＣ６０の外側には、バンプ６４が設けられている。このバンプ６４は、天板４０に設けられる金属配線９０と、圧電素子基板７０に設けられる金属配線８６とを接続しており、当然ながら、圧電素子基板７０に実装された駆動ＩＣ６０の高さよりも高くなるように設けられている。

したがって、インクジェット記録装置１０の本体側から天板４０の金属配線９０に通電され、その天板４０の金属配線９０からバンプ６４を経て金属配線８６に通電され、そこから駆動ＩＣ６０に通電される構成である。そして、その駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで圧電素子４６に電圧が印加され、振動板４８が上下方向に撓み変形することにより、圧力室５０内に充填されたインク１１０が加圧されて、ノズル５６からインク滴が吐出する構成である。

インク滴を吐出するノズル５６は、圧力室５０毎に１つずつ、その所定位置に設けられている。圧力室５０とインクプール室３８とは、圧電素子４６を回避するとともに、振動板４８に穿設された貫通孔４８Ａを通るインク流路６６と、圧力室５０から図４において水平方向へ向かって延設されたインク流路６８とが連通することによって接続されている。このインク流路６８は、インクジェット記録ヘッド３２の製造時に、インク流路６６とのアライメントが可能なように（確実に連通するように）、予め実際のインク流路６６との接続部分よりも少し長めに設けられている。

（製造方法）
以上のような構成のインクジェット記録ヘッド３２において、次に、その製造工程について、図７乃至図１３を基に詳細に説明する。図７で示すように、このインクジェット記録ヘッド３２は、圧電素子基板７０と流路基板７２とを別々に作成し、両者を結合（接合）することによって製造される。そこで、まず、圧電素子基板７０の製造工程について説明するが、圧電素子基板７０には、流路基板７２よりも先に天板４０が結合（接合）される。

図８（Ａ）で示すように、まず、貫通孔７６Ａが複数穿設されたガラス製の第１支持基板７６を用意する。第１支持基板７６は撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第１支持基板７６の作製方法としては、ガラス基板のフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。

そして、図８（Ｂ）で示すように、その第１支持基板７６の上面（表面）に接着剤７８を塗布し、図８（Ｃ）で示すように、その上面に金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８を接着する。このとき、振動板４８の貫通孔４８Ａと第１支持基板７６の貫通孔７６Ａとは重ねない（オーバーラップさせない）ようにする。なお、振動板４８の材料として、ガラス等の絶縁性基板を用いても差し支えない。

ここで、振動板４８の貫通孔４８Ａは、インク流路６６の形成用とされる。また、第１支持基板７６に貫通孔７６Ａを設けるのは、後工程で薬液（溶剤）を第１支持基板７６と振動板４８との界面に流し込むためで、接着剤７８を溶解して、その第１支持基板７６を振動板４８から剥離するためである。更に、第１支持基板７６の貫通孔７６Ａと振動板４８の貫通孔４８Ａとを重ねないようにするのは、製造中に使用される各種材料が第１支持基板７６の下面（裏面）から漏出しないようにするためである。

次に、図８（Ｄ）で示すように、振動板４８の上面に積層された下部電極５２をパターニングする。具体的には、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。この下部電極５２が接地電位となる。次に、図８（Ｅ）で示すように、下部電極５２の上面に、圧電素子４６の材料であるＰＺＴ膜と上部電極５４を順にスパッタ法で積層し、図８（Ｆ）で示すように、圧電素子４６（ＰＺＴ膜）及び上部電極５４をパターニングする。

具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚３μｍ〜１５μｍ）、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部及び上部の電極材料としては、例えば圧電素子であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｔ等が挙げられる。

その後、図８（Ｇ）で示すように、上面に露出している下部電極５２と上部電極５４の上面に低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を積層し、更に、その低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面に、耐インク性と柔軟性を有する樹脂膜８２、例えばポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコン系等の樹脂膜を積層して、それらをパターニングすることで、圧電素子４６と金属配線８６を接続するための開口８４（コンタクト孔）を形成する。

具体的には、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＣＶＤ）法にてダングリングボンド密度が高い低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を着膜する、感光性ポリイミド（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７５２０）を塗布・露光・現像することでパターニングを行う、ＣＦ4系ガスを用いたＲｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ（ＲＩＥ）法で上記感光性ポリイミドをマスクとしてＳｉＯｘ膜をエッチングする、という加工を行う。なお、ここでは低透水性絶縁膜としてＳｉＯｘ膜を用いたが、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。

次いで、図８（Ｈ）で示すように、開口８４内の上部電極５４と樹脂膜８２の上面に金属膜を積層し、金属配線８６をパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工を行い、上部電極５４と金属配線８６（Ａｌ膜）とを接合する。なお、図示しないが、下部電極５２の上にも開口８４が設けられ、上部電極５２と同様に金属配線８６と接続されている。

そして更に、図８（Ｉ）で示すように、金属配線８６及び樹脂膜８２の上面に樹脂保護膜８８（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。この樹脂保護膜８８は、樹脂膜８２と同種の樹脂材料で構成される。また、このとき、圧電素子４６の上方で、金属配線８６がパターニングされていない部位には、樹脂保護膜８８を積層しないようにする（樹脂膜８２のみが積層されるようにする）。

ここで、圧電素子４６の上方（樹脂膜８２の上面）に樹脂保護膜８８を積層しないのは、振動板４８（圧電素子４６）の変位（上下方向の撓み変形）が阻害されるのを防止するためである。また、圧電素子４６の上部電極５４から引き出す（上部電極５４に接続される）金属配線８６が樹脂製の保護膜８８で被覆されると、その樹脂保護膜８８は、金属配線８６が積層される樹脂膜８２と同種の樹脂材料で構成されているため、金属配線８６を被覆するそれらの接合力が強固になり、界面からのインク１１０の侵入による金属配線８６の腐食を防止することができる。

なお、この樹脂保護膜８８は、隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）とも同種の樹脂材料となっているため、この隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）に対する接合力も強固になっている。したがって、その界面からのインク１１０の侵入がより一層防止される構成である。また、このように、同種の樹脂材料で構成されると、それらの熱膨張率が略等しくなるので、熱応力の発生が少なくて済む利点もある。

次に、図８（Ｊ）で示すように、金属配線８６にバンプ６２を介して駆動ＩＣ６０をフリップチップ実装する。このとき、駆動ＩＣ６０は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ（７０μｍ〜３００μｍ）に加工されている。駆動ＩＣ６０が厚すぎると、隔壁４２のパターニングやバンプ６４の形成が困難になったりする。

駆動ＩＣ６０を金属配線８６にフリップチップ実装するためのバンプ６２の形成方法には、電界メッキ、無電界メッキ、ボールバンプ、スクリーン印刷等が適用できる。こうして、圧電素子基板７０が製造され、この圧電素子基板７０に、例えばガラス製の天板４０が結合（接合）される。なお、以下の図９では、説明の便宜上、配線形成面を下面として説明するが、実際の工程では上面になる。

ガラス製天板４０の製造においては、図９（Ａ）で示すように、天板４０自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み（０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ）を持っているので、別途支持体を設ける必要がない。まず、図９（Ｂ）で示すように、天板４０の下面に金属配線９０を積層してパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工である。

そして、図９（Ｃ）で示すように、金属配線９０が形成された面に樹脂膜９２（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。なお、このとき、一部の金属配線９０には、バンプ６４を接合するため、樹脂膜９２を積層しないようにする。

次に、図９（Ｄ）で示すように、天板４０の金属配線９０が形成された面に、ホトリソグラフィー法でレジストをパターニングする。金属配線９０が形成されていない面は、保護用レジスト９４で全面を覆う。ここで、保護用レジスト９４を塗布するのは、次のウエット（ＳｉＯ2）エッチング工程で、天板４０が金属配線９０を形成した面の裏面からエッチングされるのを防止するためである。なお、天板４０に感光性ガラスを用いた場合には、この保護用レジスト９４の塗布工程を省略することができる。

次いで、図９（Ｅ）で示すように、天板４０にＨＦ溶液によるウエット（ＳｉＯ2）エッチングを行い、その後、保護用レジスト９４を酸素プラズマにて剥離する。そして、図９（Ｆ）で示すように、天板４０に形成された開口４０Ａ部分に感光性ドライフィルム９６（例えば、日立化成工業株式会社製Ｒａｙｔｅｃ ＦＲ−５０２５：２５μｍ厚）を露光・現像によりパターニングする（架設する）。この感光性ドライフィルム９６が圧力波を緩和するエアダンパー４４となる。

そして次に、図９（Ｇ）で示すように、樹脂膜９２に感光性ドライフィルム９８（１００μｍ厚）を積層して露光・現像によりパターニングする。この感光性ドライフィルム９８がインクプール室３８を規定する隔壁４２となる。なお、隔壁４２は、感光性ドライフィルム９８に限定されるものではなく、樹脂塗布膜（例えば、化薬マイクロケム社のＳＵ−８レジスト）としてもよい。このときには、スプレー塗布装置にて塗布し、露光・現像をすればよい。

そして最後に、図９（Ｈ）で示すように、樹脂膜９２が積層されていない金属配線９０にバンプ６４をメッキ法等で形成する。このバンプ６４が駆動ＩＣ６０側の金属配線８６と電気的に接続するため、図示するように、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）よりもその高さが高くなるように形成されている。

こうして、天板４０の製造が終了したら、図１０（Ａ）で示すように、この天板４０を圧電素子基板７０に被せて、両者を熱圧着により結合（接合）する。すなわち、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）を感光性樹脂層である樹脂保護膜８８に接合し、バンプ６４を金属配線８６に接合する。

このとき、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）の高さよりもバンプ６４の高さの方が高いので、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）を樹脂保護膜８８に接合することにより、バンプ６４が金属配線８６に自動的に接合される。つまり、半田バンプ６４は高さ調整が容易なので（潰れやすいので）、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）によるインクプール室３８の封止とバンプ６４の接続が容易にできる。

隔壁４２とバンプ６４の接合が終了したら、図１０（Ｂ）で示すように、駆動ＩＣ６０に封止用樹脂材５８（例えば、エポキシ樹脂）を注入する。すなわち、天板４０に穿設されている注入口４０Ｂ（図５参照）から樹脂材５８を流し込む。このように樹脂材５８を注入して駆動ＩＣ６０を封止すると、駆動ＩＣ６０を水分等の外部環境から保護できるとともに、圧電素子基板７０と天板４０との接着強度を向上させることができ、更には、後工程でのダメージ、例えば、できあがった圧電素子基板７０をダイシングによってインクジェット記録ヘッド３２に分割する際の水や研削片によるダメージを回避することができる。

次に、図１０（Ｃ）で示すように、第１支持基板７６の貫通孔７６Ａから接着剤剥離溶液を注入して接着剤７８を選択的に溶解させることで、その第１支持基板７６を圧電素子基板７０から剥離処理する。これにより、図１０（Ｄ）で示すように、天板４０が結合（接合）された圧電素子基板７０が完成する。そして、この状態から、天板４０が圧電素子基板７０の支持体となる。

一方、流路基板７２は、図１１（Ａ）で示すように、まず、貫通孔１００Ａが複数穿設されたガラス製の第２支持基板１００を用意する。第２支持基板１００は第１支持基板７６と同様、撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第２支持基板１００の作製方法としては、ガラス基板のフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。

そして、図１１（Ｂ）で示すように、その第２支持基板１００の上面（表面）に接着剤１０４を塗布し、図１１（Ｃ）で示すように、その上面（表面）に樹脂基板１０２（例えば、厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのアミドイミド基板）を接着する。そして次に、図１１（Ｄ）で示すように、その樹脂基板１０２の上面を金型１０６に押し付け、加熱・加圧処理する。その後、図１１（Ｅ）で示すように、金型１０６を樹脂基板１０２から離型処理することにより、圧力室５０やノズル５６等が形成される流路基板７２が完成する。

こうして、流路基板７２が完成したら、図１２（Ａ）で示すように、圧電素子基板７０と流路基板７２とを熱圧着により結合（接合）する。そして次に、図１２（Ｂ）で示すように、第２支持基板１００の貫通孔１００Ａから接着剤剥離溶液を注入して接着剤１０４を選択的に溶解させることで、その第２支持基板１００を流路基板７２から剥離処理する。

その後、図１２（Ｃ）で示すように、第２支持基板１００が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたＲＩＥ処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル５６が開口される。そして、図１２（Ｄ）で示すように、そのノズル５６が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材１０８（例えば、旭ガラス社製のＣｙｔｏｐ）を塗布することにより、インクジェット記録ヘッド３２が完成し、図１２（Ｅ）で示すように、インクプール室３８や圧力室５０内にインク１１０が充填可能とされる。

なお、感光性ドライフィルム９６（エアダンパー４４）は、天板４０の内側のインクプール室３８内に設けられるものに限定されるものではなく、例えば図１３で示すように、天板４０の外側に設けられる構成としてもよい。すなわち、インク１１０の充填工程の直前に、インクプール室３８の外側から天板４０に感光性ドライフィルム９６（エアダンパー４４）を貼り付ける構成としてもよい。

（金型の製造方法）
以下、金型１０６の製造工程について詳細に説明する。なお、以下の金型１０６の製造工程で異方性エッチングとは、等方性エッチングと、デポジションによる溝壁面への成膜とを繰り返して行うことにより基板深さ方向へエッチングすることを意味する。

まず、平板状のシリコン基板１１２を用意し、ノズル５６を形成しない側（すなわち紙面上側）に酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）１１４を成膜する。そして、この酸化膜１１４に所定寸法の開口１１６を形成する（図１４−１（Ａ）参照）。なお、酸化膜１１４に代えて窒化膜を形成してもよい。

次に、基板上側から異方性エッチングと等方性エッチングとを繰り返すことにより、側壁面１１９が上側にテーパ状に開いた溝１１８を形成する（図１４−１（Ｂ）参照）。この溝１１８の開口側には酸化膜１１４による庇１２０が形成されている。

次に、酸化膜１１４及び庇１２０（図１７参照）を除去する（図１４−１（Ｃ）参照）。なお、テーパ状に開いた溝１１８が形成される原理や、庇１２０が除去される原理については図を用いて詳細に後述する。

そして、全面エッチングを行った後、更に、基板上側にレジスト液を塗布し、圧力室５０及びインク流路６８に相当する部位に開口１２６を有するレジスト膜１２４を形成する（図１４−１（Ｄ）参照）。

そして、基板上側から異方性エッチングを行うことにより、インク流路６８に相当する流路用溝１２８を形成する（図１４−１（Ｅ）参照）。本実施形態では、流路用溝１２８の深さ数十〜数百μｍ程度の深堀りとする。

そして、レジスト膜１２４を除去する（図１４−２（Ｆ）参照）。

更に、基板上側にレジスト液を塗布し、ノズル５６に相当する部位に開口１３６を有するレジスト膜１３４を形成する（図１４−２（Ｇ）参照）。

そして、基板上側から異方性エッチングと等方性エッチングとを繰り返すことにより、上側にテーパ状に開いた小穴１３８を形成する（図１４−２（Ｈ）参照）。

そして、レジスト膜１３４を除去し、基板上側から全面エッチングを行い、小穴１３８の開口側に形成されている庇（図示せず）を除去し、マスター基板１４２とする（図１４−２（Ｉ）参照）。

以下、このようにして形成されたテーパ壁面付きシリコン基板をマスター基板１４２として用い、金型１０６を製造することを図１５を用いて説明する。

まず、溝１１８を上側に向けてマスター基板１４２を電鋳作業が可能な位置に載置する（図１５（Ａ）参照）。そして、Ｎｉで電鋳を行う（図１５（Ｂ）参照）。

更に、マスター基板１４２をエッチング等で除去する。この結果、Ｎｉモールドの金型１０６が形成される（図１５（Ｃ）参照）。

そして、樹脂基板１０２の上面に金型１０６に押し付け、加熱・加圧処理する（図１１（Ｄ）参照）。

その後、金型１０６を樹脂基板１０２から離型処理することにより、圧力室５０やノズル５６等が形成された流路基板７２が完成する（図１１（Ｅ）参照）。

本実施形態では、マスター基板１４２の凹部を形成している溝１１８及び小穴１３８の壁面が開口側（紙面上側）に広がるテーパ状になっているので、金型１０６の凸部１０５の側壁面１０３、１０７（図１５（Ｃ）参照）は根元側へ徐々に広がるテーパ状となっている。従って、金型１０６を樹脂基板１０２から離型処理する際、金型１０６の凸部１０５が樹脂基板１０２の凹部から離れやすい。

これにより、樹脂基板１０２を成形する際、安定して成形することができ、圧力室５０やノズル５６の形状、寸法を均一にすることができる。また、斜面を含む形状で成形することができ、設計の自由度が増大する。

なお、金型１０６の表面、又は樹脂基板１０２の表面に離型剤を塗布しておいてもよい。これにより、金型１０６と樹脂基板１０２との離型処理を更にスムーズに行うことができる。

以下、溝１１８や小穴１３８の壁面がテーパ状になることを図１６、図１７を用いて説明する。本実施形態では、異方性エッチングを行うには、デポジションによる成膜とエッチングとを繰り返し（３〜４サイクル）行っている。図１６では、断面図の右横に、デポジションによる成膜時間を斜線で、エッチング時間を白抜きで、それぞれ示す。

本実施形態では、異方性エッチングでは溝の底部がエッチングされ、等方性エッチングでは、溝の底部と壁部との両者がエッチングされる。従って、異方性エッチングと等方性エッチングとを繰り返し行うことにより、基板深さ方向と基板全方向とのエッチングが繰り返して行われる。

このため、異方性エッチング（図１６（Ａ）参照）の後、等方性エッチング（図１６（Ｂ）参照）がされ、更に異方性エッチング（図１６（Ｃ）参照）、等方性エッチング（図１６（Ｄ）参照）、異方性エッチング（図１６（Ｅ）参照）、等方性エッチング（図１６（Ｆ）参照）と順次行っていくことにより、テーパ状の側壁面１１９が形成された溝１１８（図１６（Ｇ）参照）が形成される。小穴１３８についても同様である。

テーパ角度については、異方性エッチング及び等方性エッチングの時間比、エッチングの速度比などを調整することにより、任意の角度にすることができる。本実施形態では、エッチングの速度比を調整するには、出力比、ガス比などを変更することにより行っている。

ここで、図１６（Ｇ）に示した段階では、酸化膜１１４による庇１２０が形成されており、この結果、窪み１４４がシリコン基板１１２に形成されている（図１７（Ａ）参照）。

そこで、この状態で、フッ酸等により酸化膜１１４の除去を行う（図１７（Ｂ）参照）。酸化膜１１４でなく窒化膜を成膜した場合でも同様である。

そして、ドライエッチングで全面エッチングを行い、窪み１４４から上側の突起部分１４６を除去する（図１７（Ｃ）参照）。その際、他の溝壁もエッチングされる。このドライエッチングによる全面エッチングは、数μｍ程度の微細な形状のコントロールを行うのに適しており、エッジに若干の丸みを持たせることが可能である。

なお、ドライエッチングで全面エッチングを行うことに代えて、図１８に示すように、フッ硝酸を用いたウェットエッチングによる全面エッチングを行ってもよい。このウェットエッチングによる全面エッチングでは、シリコン表面を一様にエッチングするため、微細な寸法の制御を行うことにはあまり適さないが、エッジに充分な丸みを持たせることができる。

また、フッ酸やフッ硝酸を用いた酸化膜１１４の除去を行わずに、研磨処理を行って突起部分１４６を除去してもよい（図１９参照）。この研磨処理では、ある程度の削りしろが必要であるため、微細な寸法制御を行うことにはあまり適さないが、フッ酸やフッ硝酸を用いた酸化膜１１４の除去を行わなくて済むので、工程の簡略化、すなわち製造時間の短縮化に大きく寄与する。

（作用）
以上のようにして製造されるインクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その作用を説明する。まず、インクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、給紙トレイ２６から記録紙Ｐが１枚ピックアップされ、副走査機構１８により、所定の位置へ搬送される。

一方、インクジェット記録ユニット３０では、すでにインクタンク３４からインク供給ポート３６を介してインクジェット記録ヘッド３２のインクプール室３８にインク１１０が注入（充填）され、インクプール室３８に充填されたインク１１０は、インク流路６６、６８を経て圧力室５０へ供給（充填）されている。そして、このとき、ノズル５６の先端（吐出口）では、インク１１０の表面が圧力室５０側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。

そして、キャリッジ１２に搭載されたインクジェット記録ヘッド３２が主走査方向に移動しながら、複数のノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、記録紙Ｐの所定のバンド領域に、画像データに基づく画像の一部を記録する。すなわち、駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで、所定の圧電素子４６に電圧を印加し、振動板４８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室５０内のインク１１０を加圧し、所定のノズル５６からインク滴として吐出させる。

こうして、記録紙Ｐに画像データに基づく画像の一部が記録されたら、副走査機構１８により、記録紙Ｐを所定ピッチ搬送させ、上記と同様に、インクジェット記録ヘッド３２を主走査方向に移動しながら、再度複数のノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、記録紙Ｐの次のバンド領域に、画像データに基づく画像の一部を記録する。そして、このような動作を繰り返し行い、記録紙Ｐに画像データに基づく画像が完全に記録されたら、副走査機構１８により、記録紙Ｐを最後まで搬送し、排紙トレイ２８上に記録紙Ｐを排出する。これにより、記録紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。

以上説明したように、本実施形態では、金型１０６の凸部１０５の側壁面１０３、１０７（図１５参照）を根元側に向けて徐々に広がるテーパ状としたので、金型１０６で樹脂基板１０２を成形する際、樹脂基板１０２から金型１０６を容易に離すことができ、樹脂基板１０２に成形不良が生じることが防止されている。これにより、樹脂基板１０２を成形する際、安定して成形することができ、圧力室５０やノズル５６の形状、寸法を均一にすることができる。また、泡の滞留をなくし、インクの流れを充分に良好にすることができる。更に、斜面を含む形状で成形することができ、設計の自由度が増大する。

また、ノズル５６を先細り形状にすることができるので、メニスカスの制御性が向上する。

また、このインクジェット記録ヘッド３２は、インクプール室３８が、振動板４８（圧電素子４６）を間に置いて圧力室５０の反対側（上側）に設けられている。換言すれば、インクプール室３８と圧力室５０の間に振動板４８（圧電素子４６）が配置され、インクプール室３８と圧力室５０が同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室５０が互いに近接配置され、ノズル５６が高密度に配設されている。

また、圧電素子４６に電圧を印加する駆動ＩＣ６０は、振動板４８と天板４０との間に配設され、振動板４８や天板４０より外部へ露出しない（突出しない）構成とされている（インクジェット記録ヘッド３２内に内蔵されている）。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の外部に駆動ＩＣ６０を実装する場合に比べて、圧電素子４６と駆動ＩＣ６０の間を接続する金属配線８６の長さが短くて済み、これによって、金属配線８６の低抵抗化が実現されている。

つまり、実用的な配線抵抗値で、ノズル５６の高密度化、即ちノズル５６の高密度なマトリックス状配設が実現されており、これによって、高解像度化が実現可能になっている。しかも、その駆動ＩＣ６０は、振動板４８に圧電素子４６等が形成されてなる圧電素子基板７０上にフリップチップ実装されているので、高密度の配線接続が容易にでき、更には駆動ＩＣ６０の高さの低減も図れる（薄くできる）。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化も実現される。

具体的には、従来のＦＰＣ方式による電気接続では、ノズル解像度は６００ｎｐｉ（ｎｏｚｚｌｅ ｐｅｒ ｐｉｔｃｈ）が限界であったが、本発明の方式では、容易に１２００ｎｐｉ配列が可能となった。また、サイズについては、６００ｎｐｉのノズル配列を例にとって比較した場合、ＦＰＣを用いなくて済むため、１／２以下にすることが可能となった。

また、この駆動ＩＣ６０の周囲の隙間は、樹脂材５８で埋められているため、天板４０と圧電素子基板７０の接合強度が増し、更には、その樹脂材５８によって駆動ＩＣ６０が封止されているので、水分等の外部環境から駆動ＩＣ６０を保護することができる。また、圧電素子４６と駆動ＩＣ６０とを接続する圧電素子基板７０上の金属配線８６が、樹脂保護膜８８によって被覆されているので、インク１１０による金属配線８６の腐食を防止することができる。しかも、その金属配線８６を挟むようにして被覆する樹脂保護膜８８と樹脂膜８２とが同種の樹脂材料とされているので、熱膨張率が略等しく、これによって、熱応力の発生も少ない。

以上、何れにしても、このインクジェット記録ヘッド３２を構成する圧電素子基板７０及び流路基板７２は、常に硬い支持基板７６、１００上でそれぞれ製造され、かつ、それらの製造工程において、支持基板７６、１００がそれぞれ不要となった時点で、各支持基板７６、１００が取り除かれるという製造方法が採用されているので、極めて製造しやすい構成となっている。なお、製造された（完成した）インクジェット記録ヘッド３２は、天板４０によって支持されるので（天板４０が支持体とされるので）、その剛性は確保される。

その他、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニット３０がそれぞれキャリッジ１２に搭載され、それら各色のインクジェット記録ヘッド３２から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録紙Ｐに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。

すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３２を適用することができる。

また、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、主走査機構１６と副走査機構１８を有するＰａｒｔｉａｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）の例で説明したが、本発明におけるインクジェット記録は、これに限定されず、紙幅対応のいわゆるＦｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）であってもよい。むしろ、本発明は、高密度ノズル配列を実現するのに有効なものであるため、１パス印字を必要とするＦＷＡには好適である。

なお、以上の説明では、インクジェット記録ヘッド１０を製造する例を挙げて説明したが、このようなテーパ形状の凸部を有するマスター基板を製造してモールド金型を形成し、このモールド金型を用いて良好に成形することは、インクジェット記録ヘッド１０の製造に限らず、一般的な微細な金型を製造することにも適用できる。

具体的に図を用いて説明すると、図２０に示すように、凸部１６０の側壁面１５９が先端側に向けて徐々に狭まるテーパ状（すなわち根元側に向けて徐々に広がるテーパ状）にされたマスター基板１５２を製造し、凸部１６０を上向きにして載置する（図２０（Ａ）参照）。

そして、モールド金型を形成する材料をマスター基板１５２の上側（成形面側）に供給する（図２０（Ｂ）参照）。

この材料が固化していなければ固化させた上で、マスター基板１５２をエッチング等により除去する。この結果、モールド金型１６６が得られる（図２０（Ｃ）参照）。

このモールド金型１６６を、樹脂基板等の被加工材１７２に押圧し、必要に応じて加熱・加圧処理する（図２０（Ｄ）参照）。

その後、モールド金型１６６を樹脂基板１０２から離型処理することにより、所定の形状に成形された成形部材１７４が形成される（図２０（Ｅ）参照）。モールド金型１６６の凸部１６０の側壁面１５９が上記のようにテーパ状であるので、この離型処理はスムーズに行われる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べ、樹脂基板１０２に代えて、同形状のシリコンからなる流路基板２１２（図２１−２（Ｉ）参照）を形成している。流路基板２１２を形成するには、以下に説明する工程を行うことによって形成する。

まず、所定厚みの平板状のシリコン基板１８２の両面に酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）１８４を成膜し、ノズル５６を形成しない側（すなわち紙面上側）に所定寸法の開口１８６を形成する（図２１−１（Ａ）参照）。なお、酸化膜１８４に代えて窒化膜を形成してもよい。

次に、基板上側から異方性エッチングと等方性エッチングとを繰り返すことにより、側壁面１８９が上側にテーパ状に開いた溝１８８を形成する（図２１−１（Ｂ）参照）。この溝１８８の開口側には酸化膜１８４による庇１９０が形成されている。

次に、酸化膜１８４を除去する。この結果、酸化膜１８４及び庇１９０が除去される（図２１−１（Ｃ）参照）。

そして、全面エッチングを行った後、更に、基板上側にレジスト液を塗布し、圧力室５０及びインク流路６８に相当する部位に開口１９６を有するレジスト膜１９４を形成する（図２１−１（Ｄ）参照）。

そして、基板上側から異方性エッチングを行うことにより、インク流路６８に相当する流路用溝１９８を形成する（図２１−１（Ｅ）参照）。

そして、レジスト膜１９４を除去する（図２１−２（Ｆ）参照）。

更に、基板上側にレジスト液を塗布し、ノズル５６に相当する部位に開口２０６を有するレジスト膜２０４を形成する（図２１−２（Ｇ）参照）。

そして、基板上側から異方性エッチングと等方性エッチングとを繰り返すことにより、上側にテーパ状に開いた小穴２０８を形成する（図２１−２（Ｈ）参照）。なお、この段階で、小穴２０８は、エッチング面側と反対面側（ノズル面側Ｑ）で開口していてもよい。

そして、レジスト膜２０４を除去し、基板上側から全面エッチングを行い、小穴２０８の上側に形成されている庇（図示せず）を除去する。そして、ノズル面側Ｑから研磨することにより、小穴２０８のノズル面側Ｑの開口径を調整する（図２１−２（Ｉ）参照）。

この結果、流路基板７２と同形状で、圧力室やノズル等が形成されたシリコン製の流路基板２１２が完成する。

この流路基板２１２を、インクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路の構成部材として用い、インクジェット記録ヘッドを製造する。

本実施形態により、インクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する流路基板２１２の形状を、様々な三次元構造に対応した形状にすることができる。従って、設計の自由度が広がると共にインクジェット記録ヘッドの性能を大きく向上させることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態は、トレンチキャパシタ作製のためのトレンチを形成する例である。

図２２（Ａ）に示すように、本実施形態では、所定パターンのシリコン膜２２４及び酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）２２６が表面に形成されているシリコン基板２２２にエッチングを行い、シリコン膜２２４と酸化膜２２６との間にトレンチ（溝）２２８を形成する。

このトレンチ２２８を形成する際、本実施形態では、異方性エッチングと等方性エッチングとを順次繰り返すことにより、トレンチ２２８の側壁面２２９がトレンチ底２３０から基板表面（トレンチ２２８の開口２３２が形成されている側）に向けて徐々に広がる形状にされている。

このような形状のトレンチ２２８を有する基板表面側にＣＶＤ法で成膜すると、図２２（Ｂ）に示すように、カバレッジが良好なトレンチキャパシタ２３３及びポリシリコン膜２３４を形成することができ、ボイド等の不具合がトレンチキャパシタ２３３に発生することがない。

第１実施形態で、インクジェット記録装置を示す概略斜視図 第１実施形態で、キャリッジに搭載されたインクジェット記録ユニットを示す概略斜視図 第１実施形態で、インクジェット記録ヘッドの構成を示す概略平面図 第１実施形態で、図３のＸ−Ｘ線概略断面図 第１実施形態で、インク室の構成を示す断面図 第１実施形態で、ノズルの構成を示す断面図 第１実施形態で、インクジェット記録ヘッドとして切断される前の天板を示す概略平面図 第１実施形態で、駆動ＩＣのバンプを示す概略平面図 第１実施形態で、インクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図 第１実施形態で、圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｆ）を示す説明図 第１実施形態で、圧電素子基板を製造する工程（Ｇ）〜（Ｊ）を示す説明図 第１実施形態で、天板を製造する工程（Ａ）〜（Ｄ）を示す説明図 第１実施形態で、天板を製造する工程（Ｅ）〜（Ｈ）を示す説明図 第１実施形態で、圧電素子基板に天板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図 第１実施形態で、圧電素子基板に天板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図 第１実施形態で、流路基板を製造する工程を示す説明図 第１実施形態で、圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図 第１実施形態で、圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｅ）を示す説明図 第１実施形態で、エアダンパーの配置が異なるインクジェット記録ヘッドを示す説明図 第１実施形態で、金型を製造する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図 第１実施形態で、金型を製造する工程（Ａ）〜（Ｉ）を示す説明図 第１実施形態で、金型で流路基板を成形する工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図 第１実施形態で、テーパ形状の側壁を形成する工程（Ａ）〜（Ｇ）を示す説明図（断面図の右横に、デポジションによる成膜時間を斜線で、エッチング時間を白抜きで、それぞれ示す） 第１実施形態で、テーパ形状の側壁を形成した後の後処理工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図 第１実施形態で、テーパ形状の側壁を形成した後、別の手法で後処理することを示す説明図 第１実施形態で、テーパ形状の側壁を形成した後、別の手法で後処理することを示す説明図 第１実施形態の変形例で、金型で成形する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図 第２実施形態で、インクジェット記録ヘッドを構成するシリコン基板にテーパ形状の側壁を形成する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図 第２実施形態で、インクジェット記録ヘッドを構成するシリコン基板にテーパ形状の側壁を形成する工程（Ｆ）〜（Ｊ）を示す説明図 第３実施形態で、トレンチを形成する工程（Ａ）、（Ｂ）を示す説明図 従来の製造方法で、金型で成形する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図（（Ｅ）は成形部材の凸部が根元から折れることを示す図） 従来の製造方法で、シリコン基板にエッチングにより溝を形成する工程（Ａ）〜（Ｇ）を示す説明図（断面図の右横に、デポジションによる成膜時間を斜線で、エッチング時間を白抜きで、それぞれ示す） 従来の製造方法で、金型で成形する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図 従来の製造方法で、トレンチを形成する工程（Ａ）、（Ｂ）を示す説明図

符号の説明

１０ インクジェット記録装置（画像形成装置）
３２ インクジェット記録ヘッド
５１ 側壁面（側壁）
５７ 側壁面（側壁）
７２ 流路基板（成形部材）
１０６ 金型（モールド金型）
１１２ シリコン基板
１１４ 酸化膜（マスク）
１１８ 溝（凹部）
１１９ 側壁面（側壁）
１３８ 小穴（凹部）
１６０ 凸部
１６６ モールド金型
１７４ 成形部材
１８２ シリコン基板
１８４ 酸化膜（マスク）
１８８ 溝（凹部）
２０８ 小穴（凹部）
２１２ 流路基板（シリコン構造体、基板、構成部材）
２２２ シリコン基板
２２８ トレンチ
２２９ 側壁面（側壁）
２５６ モールド金型
２６４ 成形部材
２７２ シリコン基板
２７４ 酸化膜（マスク）
２９６ モールド金型
３０４ 成形部材
３２８ トレンチ

Claims (9)

1. パターンニングされたマスクが形成されたシリコン基板にドライエッチングを行うことによって微細な凸部又は凹部の少なくとも一方を形成するシリコン構造体製造方法であって、
   前記マスクが形成された側から異方性エッチングと等方性エッチングとを交互に繰り返す工程と、
   前記マスクを除去する工程と、
   前記マスクを除去した後、全面エッチングを行い、被エッチング面側の側壁に形成された窪みより前記マスク側に形成される突起部分を除去する工程と、を備えることにより、被エッチング面側にテーパ状に広がる側壁が形成されたシリコン構造体を製造することを特徴とするシリコン構造体製造方法。
2. 前記側壁がトレンチを形成していることを特徴とする請求項１に記載のシリコン構造体製造方法。
3. 前記シリコン構造体として、インクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する基板を製造することを特徴とする請求項１に記載のシリコン構造体製造方法。
4. 請求項１又は２に記載のシリコン構造体を用いてモールド金型を製造することを特徴とするモールド金型製造方法。
5. 請求項４に記載のモールド金型を用いて成形部材を成形することを特徴とする成形部材製造方法。
6. 前記成形部材としてインクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する基板を成形することを特徴とする請求項５に記載の成形部材製造方法。
7. パターンニングされたマスクが形成されたシリコン基板にドライエッチングを行うことによって微細な凸部又は凹部の少なくとも一方が形成されたシリコン構造体であって、
   前記マスクが形成された側から異方性エッチングと等方性エッチングとが交互に繰り返される工程の後、前記マスクを除去し、全面エッチングを行い、被エッチング面側の側壁に形成された窪みより前記マスク側に形成される突起部分を除去して被エッチング面側にテーパ状に広がる側壁が形成されていることを特徴とするシリコン構造体。
8. 請求項７に記載のシリコン構造体をインクジェット記録ヘッドの吐出部及びインク流路を構成する構成部材として有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
9. 請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。

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