(57)【要約】【課題】寸法精度を高めた貫通孔を効率的に製造する。【解決手段】単結晶シリコンで構成される第１部材を具備し、前記第１部材は、前記単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面とにわたる貫通孔と、前記第１面に開口し、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して０度より大きく９０度より小さく傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む第１凹部と、前記第２面に開口する第２凹部と、を有し、前記第１凹部の深さ方向における前記壁面の途中には、前記｛１１１｝面と傾斜が異なる段差面が設けられる、電子デバイス。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンで構成される第１部材を具備し、
前記第１部材は、
前記単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面と、
前記第１面とは反対側の第２面と、
前記第１面と前記第２面とにわたる貫通孔と、
前記第１面に開口し、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して０度より大きく９０度より小さく傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む第１凹部と、
前記第２面に開口する第２凹部と、を有し、
前記第１凹部の深さ方向における前記壁面の途中には、前記｛１１１｝面と傾斜が異なる段差面が設けられる、
電子デバイス。
【請求項２】
前記第１凹部には、互いに平行で一方向に延びる複数の前記段差面が設けられる、
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して垂直な｛１１１｝面で構成される壁面を含む、
請求項１または請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記貫通孔の貫通方向に垂直な方向に沿う長さについて、前記第１面における前記貫通孔の長さは、前記第２面における前記貫通孔の長さよりも大きい、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記第１面に接着剤により接合される第２部材を具備する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記接着剤の厚さは、前記第１凹部の深さ方向に沿う前記第１面と前記段差面との間の距離よりも大きい、
請求項５に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記第１凹部は複数である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項８】
平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う前記複数の第１凹部の長さが互いに異なる、
請求項７に記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記複数の第１凹部は、平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う第１凹部の長さの順に並んで配置される、
請求項８に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記第１部材は、前記第１面に設けられ、前記複数の第１凹部のうちの１つを示す１以上のマークを有する、
請求項８または９に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記１以上のマークは、第１マークと、前記第１マークとは異なる第２マークと、を含む、
請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う前記第１凹部の長さに対する、平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う前記段差面の長さの比は、１／１０以下である、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
単結晶シリコンで構成される第１部材を具備し、
前記第１部材は、
前記単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面と、
前記第１面とは反対側の第２面と、
前記第１面と前記第２面とにわたる貫通孔と、
前記第１面に開口し、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む第１凹部と、
前記第２面に開口する第２凹部と、を有し、
前記第１凹部の深さ方向における前記壁面の途中には、前記第１面に沿う方向の段差面が設けられる、
液体噴射ヘッド。
【請求項１４】
単結晶シリコンで構成される部材であって、前記単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有する第１部材を準備する工程と、
前記第１部材に、前記第１面と前記第２面とにわたる貫通孔と、前記第１面に開口し、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む第１凹部と、前記第２面に開口する第２凹部と、を異方性エチングにより形成する工程と、を含み、
前記異方性エッチングでは、前記第１凹部の深さ方向における前記壁面の途中に前記第１面に沿う方向の面として形成される段差面の状態に基づいて、前記異方性エッチングを停止させるタイミングを決定する、
液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記異方性エッチングでは、前記段差面が消失するタイミングにおける平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う前記第１凹部の長さに基づいて、前記貫通孔におけるエッチング量を判定する、
請求項１４に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記凹部が複数であり、
平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う前記複数の第１凹部の長さが互いに異なる、
請求項１４または１５に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記第１部材は、前記第１面に設けられ、前記複数の第１凹部のうちの１つを示す１以上のマークを有し、
前記１以上のマークが示す第１凹部における前記段差面が消失するタイミングに基づいて、前記異方性エッチングを停止させる、
請求項１６に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス、液体噴射ヘッドおよび液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液体を複数のノズルから噴射する液体噴射ヘッド等の電子デバイスでは、例えば、特許文献１に開示されるように、異方性エッチングにより形成される貫通孔を有する単結晶シリコン基板からなる部材を用いる場合がある。特許文献１では、表面が｛１１０｝面のシリコン単結晶基板に、厚さ方向に延びる貫通孔を異方性エッチングにより形成する。当該異方性エッチングでは、シリコン単結晶基板に、当該貫通孔のほかに、深さの異なる複数の凹部が形成される。ここで、当該マスクの開口を段階的に広げることで、当該複数の凹部が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３２２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、前述のように異方性エッチング時にマスクの開口を広げることに起因して、貫通孔の壁面に段差が形成されてしまう場合がある。当該段差は、基板の厚さ方向に延びる貫通孔の壁面の途中に微小幅で形成される。このため、当該段差を貫通孔の開口から視認することが困難である。従来では、当該貫通孔を有する基板を破壊せずに当該段差の状態を評価する手段がなく、この結果、寸法精度を高めた貫通孔を効率的に製造することができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る電子デバイスは、単結晶シリコンで構成される第１部材を具備し、前記第１部材は、前記単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面とにわたる貫通孔と、前記第１面に開口し、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して０度より大きく９０度より小さく傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む第１凹部と、前記第２面に開口する第２凹部と、を有し、前記第１凹部の深さ方向における前記壁面の途中には、前記｛１１１｝面と傾斜が異なる段差面が設けられる。
【０００６】
本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、単結晶シリコンで構成される第１部材を具備し、前記第１部材は、前記単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面とにわたる貫通孔と、前記第１面に開口し、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む第１凹部と、前記第２面に開口する第２凹部と、を有し、前記第１凹部の深さ方向における前記壁面の途中には、前記第１面に沿う方向の段差面が設けられる。
【０００７】
本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、単結晶シリコンで構成される部材であって、前記単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有する第１部材を準備する工程と、前記第１部材に、前記第１面と前記第２面とにわたる貫通孔と、前記第１面に開口し、前記単結晶シリコンにおける前記第１面に対して傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む第１凹部と、前記第２面に開口する第２凹部と、を異方性エチングにより形成する工程と、を含み、前記異方性エッチングでは、前記第１凹部の深さ方向における前記壁面の途中に前記第１面に沿う方向の面として形成される段差面の状態に基づいて、前記異方性エッチングを停止させるタイミングを決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る液体噴射装置の構成を示す図である。
【図２】液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図３】液体噴射ヘッドの断面図（図２におけるIII-III線の断面図）である。
【図４】シリコン単結晶基板で構成した第１部材の一例である流路基板と第２部材の一例である圧力室基板とを示す断面図である。
【図５】流路基板を第１面側からみる平面図である。
【図６】図５におけるVI-VI線の断面図である。
【図７】液体噴射ヘッドの製造方法の流れを示す図である。
【図８】準備工程で準備されるシリコン単結晶基板の断面図である。
【図９】エッチング工程における１回目の異方性エッチングに用いるマスクを説明するための断面図である。
【図１０】エッチング工程における異方性エッチングの前に形成される下孔を説明するための断面図である。
【図１１】エッチング工程における１回目の異方性エッチングを説明するための図である。
【図１２】エッチング工程における２回目の異方性エッチングに用いるマスクを説明するための断面図である。
【図１３】エッチング工程における２回目の異方性エッチングを説明するための図である。
【図１４】エッチング工程における３回目の異方性エッチングに用いるマスクを説明するための断面図である。
【図１５】エッチング工程における３回目の異方性エッチングを説明するための図である。
【図１６】異方性エッチングの途中における段差面を説明するための断面図である。
【図１７】エッチング工程における複数の第１凹部に形成される段差面を説明するための平面図である。
【図１８】第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドの製造に用いるマスクの形状を説明するための断面図である。
【図１９】第３実施形態に係る液滴吐出ヘッドに用いる第１凹部を説明するための平面図である。
【図２０】第４実施形態に係る液滴吐出ヘッドに用いる第１凹部を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．第１実施形態
１−１．液体噴射装置
図１は、第１実施形態に係る液体噴射装置１００の構成を示す図である。液体噴射装置１００は、液体の例示であるインクを媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体１２として利用される。図１に例示される通り、液体噴射装置１００には、インクを貯留する液体容器１４が設置される。例えば液体噴射装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが液体容器１４として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器１４には貯留される。
【００１０】
図１に例示される通り、液体噴射装置１００は、制御ユニット２０と搬送機構２２と移動機構２４と電子デバイスの一例である液体噴射ヘッド２６とを具備する。制御ユニット２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体噴射装置１００の各要素を統括的に制御する。搬送機構２２は、制御ユニット２０による制御のもとで媒体１２をＹ方向に搬送する。
【００１１】
移動機構２４は、制御ユニット２０による制御のもとで液体噴射ヘッド２６をＸ方向に沿って往復させる。Ｘ方向は、媒体１２が搬送されるＹ方向に直交する方向である。第１実施形態の移動機構２４は、液体噴射ヘッド２６を収容する略箱型の搬送体２４２（キャリッジ）と、搬送体２４２が固定された搬送ベルト２４４とを具備する。なお、複数の液体噴射ヘッド２６を搬送体２４２に搭載した構成、または、液体容器１４を液体噴射ヘッド２６とともに搬送体２４２に搭載した構成も採用され得る。
【００１２】
液体噴射ヘッド２６は、液体容器１４から供給されるインクを制御ユニット２０による制御のもとで複数のノズルから媒体１２に噴射する。搬送機構２２による媒体１２の搬送と搬送体２４２の反復的な往復とに並行して液体噴射ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで、媒体１２の表面に所望の画像が形成される。なお、Ｘ-Ｙ平面に垂直な方向を以下ではＺ方向と表記する。液体噴射ヘッド２６によるインクの噴射方向がＺ方向に相当する。Ｘ-Ｙ平面は、例えば媒体１２の表面に平行な平面である。
【００１３】
１−２．液体噴射ヘッド
図２は、液体噴射ヘッド２６の分解斜視図であり、図３は、図２おけるIII-III線の断面図である。図２および図３は、液体噴射ヘッド２６の各部の形状を模式的に示す。図２に例示される通り、液体噴射ヘッド２６は、Ｙ方向に配列された複数のノズルＮを具備する。第１実施形態の複数のノズルＮは、Ｘ方向に相互に間隔をあけて並設された第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とに区分される。第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々は、Ｙ方向に直線状に配列された複数のノズルＮの集合である。なお、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2との間で各ノズルＮのＹ方向の位置を相違させた千鳥配置またはスタガ配置とすることも可能であるが、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とで各ノズルＮのＹ方向の位置を一致させた構成を以下では便宜的に例示する。図３から理解される通り、第１実施形態の液体噴射ヘッド２６は、第１列Ｌ1の各ノズルＮに関連する要素と第２列Ｌ2の各ノズルＮに関連する要素とが略面対称に配置された構造である。
【００１４】
図２および図３に例示される通り、液体噴射ヘッド２６は、インクをノズルＮから噴射する液体噴射部４０と、液体噴射部４０を駆動する駆動回路５０と、インクを貯留する空間が形成された筐体部７０とを具備する。液体噴射部４０は、ノズルＮに連通する圧力室Ｃが内部に形成された流路構造体３０と、圧力室Ｃの圧力を変化させる圧電素子４４と、駆動回路５０と圧電素子４４とを電気的に接続するための複数の配線が形成された配線基板４６とを含んで構成される。
【００１５】
流路構造体３０は、複数のノズルＮにインクを供給するための流路を形成する構造体である。第１実施形態の流路構造体３０は、第１部材の一例である流路基板３２と、第２部材の一例である圧力室基板３４と、振動板３６と、ノズル板６２と、吸振体６４とで構成される。流路構造体３０を構成する各部材は、Ｙ方向に長尺な板状部材である。流路基板３２におけるＺ方向の負側の表面に圧力室基板３４と筐体部７０とが設置される。他方、流路基板３２におけるＺ方向の正側の表面に、ノズル板６２および吸振体６４が設置される。例えば接着剤により各部材が固定される。
【００１６】
ノズル板６２は、複数のノズルＮが形成された板状部材である。複数のノズルＮの各々は、インクを通過させる貫通孔である。第１実施形態のノズル板６２には、第１列Ｌ1を構成する複数のノズルＮと第２列Ｌ2を構成する複数のノズルＮとが形成される。例えばフォトリソグラフィおよびエッチング等の半導体製造技術を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで、ノズル板６２が製造される。ただし、ノズル板６２の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。
【００１７】
図２および図３に例示される通り、流路基板３２には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、複数の供給流路３２２と、複数の連通流路３２４と、第２凹部の一例である供給液室３２６と、開口部３２８とが形成される。開口部３２８は、Ｚ方向からみた平面視でＹ方向に沿う長尺状に形成された貫通孔である。以下では、Ｚ方向からみた平面視を単に「平面視」ともいう。供給流路３２２および連通流路３２４は、それぞれ、ノズルＮ毎に形成された貫通孔である。供給液室３２６は、流路基板３２におけるＺ方向の正側の面に設けられ、複数のノズルＮにわたりＹ方向に沿う長尺状に形成された空間であり、開口部３２８と複数の供給流路３２２とを相互に連通させる。複数の連通流路３２４の各々は、当該連通流路３２４に対応する１個のノズルＮに平面視で重なる。また、流路基板３２におけるＺ方向の負側の面には、圧力室基板３４と接合する領域に、第１凹部の一例である複数の凹部３２１が設けられる。複数の凹部３２１は、Ｙ方向に沿って互いに間隔をあけて配列される窪みである。凹部３２１は、流路基板３２と圧力室基板３４とを接着する接着剤が逃げる逃げ部としての機能を有する。また、凹部３２１は、液体のエッチング液を用いる異方性エッチングを用いて流路基板３２を製造する際にエッチング量等を判定するのに用いられる。ここで、流路基板３２は、単結晶シリコンで構成される。流路基板３２におけるＺ方向の負側の面は、単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面Ｆ１である。流路基板３２におけるＺ方向の正側の面は、第１面Ｆ１とは反対側の第２面Ｆ２である。なお、凹部３２１および連通流路３２４については、後述の「１−３．第１部材および第２部材」および「１−４．液体噴射ヘッドの製造方法」の説明において詳述する。
【００１８】
図２および図３に例示される通り、圧力室基板３４は、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について複数の圧力室Ｃが形成された板状部材である。複数の圧力室ＣはＹ方向に配列する。各圧力室Ｃ（キャビティ）は、ノズルＮ毎に形成されて平面視でＸ方向に沿う長尺状の空間である。流路基板３２および圧力室基板３４は、前述のノズル板６２と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、流路基板３２および圧力室基板３４の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。なお、流路基板３２の製造方法については、後述の「１−４．液体噴射ヘッドの製造方法」の説明において詳述する。
【００１９】
図２に例示される通り、圧力室基板３４において流路基板３２とは反対側の表面には振動板３６が設置される。第１実施形態の振動板３６は、弾性的に振動可能な板状部材である。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室Ｃに対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、振動板３６の一部または全部を圧力室基板３４と一体に形成してもよい。
【００２０】
図３から理解される通り、圧力室Ｃは、流路基板３２と振動板３６との間に位置する空間である。第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について複数の圧力室ＣがＹ方向に配列する。図２および図３に例示される通り、圧力室Ｃは、連通流路３２４および供給流路３２２に連通する。したがって、圧力室Ｃは、連通流路３２４を介してノズルＮに連通し、かつ、供給流路３２２と供給液室３２６とを介して開口部３２８に連通する。
【００２１】
図２および図３に例示される通り、流路構造体３０におけるノズルＮとは反対側の表面に圧電素子４４が形成される。具体的には、流路構造体３０の振動板３６のうち圧力室Ｃとは反対側の面上に、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、相異なるノズルＮに対応する複数の圧電素子４４が形成される。各圧電素子４４は、駆動回路５０から供給される駆動信号により変形することで、圧力室Ｃの圧力を変化させる受動素子である。
【００２２】
配線基板４６は、複数の圧電素子４４が形成された振動板３６の表面に間隔をあけて対向する板状部材である。すなわち、圧電素子４４からみて流路構造体３０とは反対側に配線基板４６が配置される。配線基板４６は、樹脂材料で形成された接着剤を介して流路構造体３０に接合される。配線基板４６と流路構造体３０との接合に利用される接着剤は、例えば感光性樹脂で構成される。駆動回路５０と圧電素子４４とを電気的に接続する配線が配線基板４６に形成される。第１実施形態の配線基板４６は、液体噴射ヘッド２６の機械的な強度を補強する補強板、および、圧電素子４４を保護および封止する封止板としても機能する。配線基板４６は、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。
【００２３】
配線基板４６におけるＺ方向の正側の面は、複数の圧電素子４４が形成された振動板３６の表面に間隔をあけて対向する。配線基板４６におけるＺ方向の負側の面には、駆動回路５０と外部配線基板５２とが実装される。以上の説明から理解される通り、流路構造体３０と駆動回路５０との間に配線基板４６が設置され、流路構造体３０と配線基板４６との間に複数の圧電素子４４が位置する。
【００２４】
駆動回路５０は、各圧電素子４４を駆動するための駆動信号および基準電圧を出力する。駆動回路５０は、配線基板４６の長手方向に沿う長尺状のＩＣ（Integrated Circuit）チップである。各圧電素子４４は、配線基板４６におけるＺ方向の正側の面に形成された接続端子Ｔを介して駆動回路５０に電気的に接続される。接続端子Ｔは、例えば、樹脂材料で形成された突起の表面に接続用の電極を形成した樹脂コアバンプである。外部配線基板５２は、制御ユニット２０と駆動回路５０とを電気的に接続するための配線であり、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の接続部品で構成される。
【００２５】
筐体部７０は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留するためのケースであり、例えば樹脂材料の射出成形で形成される。筐体部７０のうちＺ方向の正側の表面が例えば接着剤で流路基板３２に接合される。図３に例示される通り、筐体部７０は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留する液体貯留室（リザーバー）Ｒとして機能する。吸振体６４は、液体貯留室Ｒの壁面を構成する可撓性のフィルムであり、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する。
【００２６】
筐体部７０において液体噴射部４０とは反対側の表面には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について導入口７１と開口部７２とが形成される。導入口７１は、液体容器１４から供給されるインクが流入する管路である。導入口７１を介して液体貯留室Ｒにインクが供給される。液体貯留室Ｒ内のインクは、供給液室３２６と各供給流路３２２とを介して圧力室Ｃに供給される。筐体部７０において液体噴射部４０とは反対側の表面には、開口部７２を閉塞する吸振体７３が設置される。吸振体７３は、吸振体６４と同様に、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルムであり、液体貯留室Ｒの壁面を構成する。
【００２７】
筐体部７０には、液体貯留室Ｒから分岐した空間（以下「液体滞留室」という）Ｓが形成される。液体滞留室Ｓは、Ｚ方向の負側、すなわち鉛直方向の上方に向けて開口する空間である。
【００２８】
筐体部７０には、配線基板４６および駆動回路５０を収容する凹状の収容部７４が形成される。図３に例示される通り、筐体部７０における収容部７４の内壁面には壁面部材８１が設置される。壁面部材８１は、筐体部７０において液体滞留室Ｓに対応する開口を閉塞することで当該液体滞留室Ｓの壁面を構成する。例えば樹脂材料で形成されたフィルム状または平板状の部材が壁面部材８１として好適である。なお、壁面部材８１を筐体部７０と一体に形成してもよい。
【００２９】
図３に例示される通り、壁面部材８１は、駆動回路５０の表面に対向する。壁面部材８１と駆動回路５０との間には充填材８２が介在する。充填材８２は、壁面部材８１と駆動回路５０との間隙に充填された熱伝導性の材料である。具体的には、熱伝導グリスまたは熱伝導接着材が充填材８２として好適に利用される。
【００３０】
１−３．第１部材および第２部材
【００３１】
図４は、シリコン単結晶基板で構成した第１部材の一例である流路基板３２と第２部材の一例である圧力室基板３４とを示す断面図である。流路基板３２は、前述のように、複数の凹部３２１と複数の供給流路３２２と複数の連通流路３２４と供給液室３２６と開口部３２８とを有する。ここで、流路基板３２は、単結晶シリコン基板を液体のエッチング液を用いて異方性エッチングすることで形成される。このため、図４に示すように、凹部３２１、供給流路３２２、連通流路３２４、供給液室３２６および開口部３２８の各壁面は、単結晶シリコンの結晶面に沿う形状をなす。
【００３２】
流路基板３２の第１面Ｆ１には、凹部３２１、供給流路３２２、連通流路３２４、供給液室３２６および開口部３２８のうち、供給流路３２２を除く各要素が開口する。また、第１面Ｆ１には、接着剤Ｂを介して圧力室基板３４が接合される。ここで、接着剤Ｂの一部が凹部３２１内に入り込んでいる。接着剤Ｂは、例えば、感光性接着剤である。
【００３３】
一方、流路基板３２の第２面Ｆ２には、凹部３２１、供給流路３２２、連通流路３２４、供給液室３２６および開口部３２８のうち、凹部３２１および供給流路３２２を除く各要素が開口する。ここで、供給液室３２６は、深さＤaの部分３２６１と、深さＤaよりも浅い深さＤbの部分３２６２と、を有する。部分３２６１および３２６２のそれぞれの底面は、第２面Ｆ２に沿う平面で主に構成される。また、部分３２６１の底面には、供給流路３２２が開口する。
【００３４】
図５は、流路基板３２を第１面Ｆ１側からみる平面図である。図６は、図５におけるVI-VI線の断面図である。図５および図６のそれぞれには、単結晶シリコンの結晶方向が適宜に図示される。ここで、単結晶シリコンの結晶方向は、ミラー指数を用いて表記される。本実施形態では、Ｚ方向の負側が単結晶シリコンの［１１０］方向であり、Ｘ方向の正側が単結晶シリコンの［−１１−２］方向であり、Ｙ方向の正側が単結晶シリコンの［１−１−１］方向である。なお、［−１１１］、［−１１−１］、［１−１−１］および［１−１１］は、単結晶シリコンにおいて［１１１］に等価な方向であり、以下では、［１１１］に等価な方向は、総括して＜１１１＞と表記される。同様に、（−１１１）、（−１１−１）、（１−１−１）および（１−１１）は、単結晶シリコンにおいて（１１１）に等価な面であり、以下では、（１１１）に等価な面は、総括して｛１１１｝と表記される。また、単結晶シリコンの他の結晶方向および結晶面もミラー指数を用いて表記される。
【００３５】
図５および図６に示すように、複数の連通流路３２４のそれぞれは、単結晶シリコンにおける第１面Ｆ１に対して垂直な｛１１１｝面で構成される壁面ＷＡ２を含む。壁面ＷＡ２は、第１面Ｆ１に開口する部分ＷＡ２ａと、第２面Ｆ２に開口する部分ＷＡ２ｂと、を有し、これらは、第１面Ｆ１に沿う方向の段差面ＦＳ２を介して接続される。ここで、Ｘ方向またはＹ方向に沿う部分ＷＡ２ａの長さは、同方向に沿う部分ＷＡ２ｂの長さよりも大きい。これらの長さの差によって、段差面ＦＳ２が形成される。段差面ＦＳ２は、連通流路３２４の全周にわたって環状に設けられる。以上のように、連通流路３２４の深さ方向における壁面ＷＡ２の途中には、段差面ＦＳ２が設けられる。段差面ＦＳ２は、後述する異方性エッチングの途中でマスクの開口が大きくなることに起因して形成される。段差面ＦＳ２の幅方向での長さＬ２は、このマスクの開口の変化の幅に応じた長さとなる。長さＬ２は、特に限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下の範囲内である。また、連通流路３２４の深さ方向における段差面ＦＳ２の位置は、当該液体のエッチング液を用いる異方性エッチングの時間長さに応じた位置である。以上の段差面ＦＳ２は、連通流路３２４を流通する液体の挙動に影響を与える。このため、連通流路３２４の深さ方向における段差面ＦＳ２の位置は、ノズルＮごとまたは液体噴射ヘッド２６ごとのばらつきを小さくすることが好ましい。なお、段差面ＦＳ２は、省略してもよい。言い換えると、Ｘ方向またはＹ方向に沿う部分ＷＡ２ａの長さが同方向に沿う部分ＷＡ２ｂの長さに等しくてよい。
【００３６】
図５では、複数の凹部３２１に枝番を付して凹部３２１−１〜３２１−５と表記して、これらを区別する。図５に示すように、凹部３２１−１〜３２１−５は、平面視で単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う長さＬが互いに異なる。具体的には、凹部３２１−１〜３２１−５の長さＬは、この順で長くなる。また、凹部３２１−１〜３２１−５は、長さＬの順にＹ方向に並んで配置される。本実施形態では、凹部３２１−１〜３２１−５のうちの１つの凹部３２１−３を挟むように、Ｘ方向に並ぶ１対のマークＭＫが配置される。１対のマークＭＫは、凹部３２１−１〜３２１−５のうちの１つの凹部３２１−３を示す凹部である。マークＭＫは、異方性エッチングを用いて流路基板３２を製造する際にエッチング量等を判定するのに凹部３２１−１〜３２１−５とともに用いられる。
【００３７】
凹部３２１−１〜３２１−５のそれぞれは、単結晶シリコンにおける第１面Ｆ１に対して傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面ＷＡ１を含む。また、凹部３２１−１〜３２１−５のうち、凹部３２１−４および３２１−５の壁面ＷＡ１は、図６に示すように、第１面Ｆ１に開口する部分ＷＡ１ａと、部分ＷＡ１ａよりも第２面Ｆ２側に位置する部分ＷＡ１ｂと、を有し、これらは、第１面Ｆ１に沿う方向の段差面ＦＳ１を介して接続される。以上のように、凹部３２１の深さ方向における壁面ＷＡ１の途中には、段差面ＦＳ１が設けられる。段差面ＦＳ１は、後述する異方性エッチングの途中でマスクの開口が大きくなることに起因して形成される。段差面ＦＳ１の長さＬ１は、このマスクの開口の変化の幅に応じた長さとなる。長さＬ１は、特に限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下の範囲内である。また、凹部３２１の深さ方向における段差面ＦＳ１の位置は、当該異方性エッチングの時間長さに応じた位置である。なお、図５では、当該異方性エッチングにより凹部３２１−１〜３２１−３における段差面ＦＳ１が消失した状態が図示される。
【００３８】
前述のように、凹部３２１−１〜３２１−５の長さＬは、互いに異なる。これに伴って、凹部３２１−１〜３２１−５の深さも互いに異なる。ただし、壁面ＷＡ１に沿う方向における第１面Ｆ１と段差面ＦＳ１との間の距離ｄについては、凹部３２１−４における距離ｄと凹部３２１−５における距離ｄとが略等しい。また、距離ｄは、前述の連通流路３２４における第１面Ｆ１から段差面ＦＳ２までの距離に略等しい。このため、異方性エッチングにより流路基板３２を製造する際、凹部３２１における距離ｄに基づいて、連通流路３２４におけるエッチング量を判定することができる。
【００３９】
以上の液体噴射ヘッド２６は、前述のように、単結晶シリコンで構成される第１部材である流路基板３２を具備する。流路基板３２は、単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面Ｆ１と、第１面Ｆ１とは反対側の第２面Ｆ２と、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２とにわたる貫通孔である連通流路３２４と、第１面Ｆ１に開口する第１凹部である凹部３２１と、第２面Ｆ２に開口する第２凹部である供給液室３２６と、を有する。凹部３２１は、単結晶シリコンにおける第１面Ｆ１に対して０度より大きく９０度より小さく傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面ＷＡ１を含む。凹部３２１の深さ方向における壁面ＷＡ１の途中には、第１面Ｆ１に沿う方向の段差面ＦＳ１が設けられる。ここで、段差面ＦＳ１は、壁面ＷＡ１を構成する｛１１１｝面と傾斜が異なる。
【００４０】
以上の液体噴射ヘッド２６では、後述するように、異方性エッチングを用いて連通流路３２４を形成する際、凹部３２１の段差面ＦＳ１の状態に基づいて、連通流路３２４におけるエッチング量を判定することができる。このため、高い寸法精度の連通流路３２４を有する流路基板３２を効率的に製造することができる。ここで、前述のように深さの異なる複数の底面を有する供給液室３２６を形成するのに伴って連通流路３２４の壁面ＷＡ２に段差面ＦＳ２が形成されても、連通流路３２４の深さ方向における段差面ＦＳ２の位置を高精度に管理することができる。
【００４１】
連通流路３２４は、単結晶シリコンにおける第１面Ｆ１に対して垂直な｛１１１｝面で構成される壁面ＷＡ２を含む。また、連通流路３２４の貫通方向に垂直な方向に沿う長さについて、第１面Ｆ１における連通流路３２４の長さは、第２面Ｆ２における連通流路３２４の長さよりも大きい。すなわち、第１面Ｆ１における連通流路３２４の幅は、第２面Ｆ２における連通流路３２４の幅よりも大きい。このため、壁面ＷＡ２には、段差面ＦＳ２が設けられる。前述のように壁面ＷＡ２が第１面Ｆ１に対して垂直であるため、流路基板３２を破壊せずに外部から段差面ＦＳ２を視認することは困難である。後述するように異方性エッチングを用いて連通流路３２４を形成する際、凹部３２１の段差面ＦＳ１の状態を観察すれば、段差面ＦＳ２の状態を間接的に把握することができる。このため、段差面ＦＳ１を用いない場合に比べて、段差面ＦＳ２を有する連通流路３２４を高精度に形成することができる。
【００４２】
本実施形態の凹部３２１には、互いに平行で一方向に延びる複数の段差面ＦＳ１が設けられる。このため、凹部３２１に設けられる段差面ＦＳ１の数が１つである場合に比べて、段差面ＦＳ１の位置を視認しやすい。
【００４３】
また、液体噴射ヘッド２６は、第１面Ｆ１に接着剤Ｂにより接合される第２部材である圧力室基板３４を具備する。ここで、第１面Ｆ１における圧力室基板３４と接着する領域に凹部３２１を設けることで、接着剤Ｂの一部を凹部３２１に流し込むことができる。この結果、凹部３２１を設けない場合に比べて、接着剤Ｂが流路基板３２と圧力室基板３４との間からはみだすことが低減されるという利点がある。特に、凹部３２１に形成される微小な角に接着剤Ｂが毛管現象により引き込まれるため、当該利点が顕著に発揮される。また、接着剤Ｂの一部が凹部３２１に配置されることで、凹部３２１を設けない場合に比べて、アンカー効果により接着剤Ｂによる流路基板３２と圧力室基板３４との接着強度を高めることができる。特に、凹部３２１の壁面ＷＡ１に段差面ＦＳ１等による凹凸が設けられるため、当該アンカー効果が好適に発揮される。また、第１面Ｆ１における圧力室基板３４と接着する領域を有効利用して凹部３２１が設けられるため、凹部３２１のための領域を流路基板３２に別途設ける必要がなく、凹部３２１を有しない場合から流路基板３２の設計を大幅に変更しなくて済むという利点もある。
【００４４】
ここで、接着剤Ｂの最大厚さである厚さＴ１は、凹部３２１の深さ方向に沿う第１面Ｆ１と段差面ＦＳ１との間の距離ｄ１よりも大きい。このため、接着剤Ｂを段差面ＦＳ１に接触させることができ、前述のアンカー効果等が好適に発揮される。
【００４５】
また、凹部３２１は複数であるため、凹部３２１の数が１つである場合に比べて、前述の接着剤Ｂを用いる場合のアンカー効果等の効果を高めることができる。
【００４６】
さらに、平面視で単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う複数の凹部３２１の長さＬが互いに異なる。このため、エッチング量の判定を段階的に行うことができる。
【００４７】
また、複数の凹部３２１は、平面視で単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う凹部３２１の長さＬの順に並んで配置される。このため、複数の凹部３２１の配置がランダム等の他の配置である場合に比べて、エッチング量の段階的な判定が容易となる。
【００４８】
さらに、流路基板３２は、第１面Ｆ１に設けられる１以上のマークＭＫを有する。当該１以上のマークＭＫは、複数の凹部３２１のうちの１つを示す。このため、マークＭＫを視認することで、エッチング量の判定の基準となる凹部３２１を特定することができる。この結果、マークＭＫを用いない場合に比べて、エッチング量の判定が容易となる。
【００４９】
また、平面視で単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う凹部３２１の長さＬに対する、平面視で単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う段差面ＦＳ１の長さＬ１の比Ｌ１／Ｌは、１／１０以下である好ましく、１／５０以上１／１０以下であることがより好ましく、１／２０以上１／１０以下であることがさらに好ましい。この場合、判定に必要なエッチング量の幅および段差面ＦＳ１の視認性を確保しつつ、第１面Ｆ１における凹部３２１の配置に必要な領域の面積が過大になることを防止できる。これに対し、比Ｌ１／Ｌが小さすぎると、段差面ＦＳ１を目視により視認することが難しくなったり、第１面Ｆ１における凹部３２１の配置に必要な領域の面積が過大になったりする傾向となる。一方、比Ｌ１／Ｌが大きすぎると、第１面Ｆ１における凹部３２１の配置に必要な領域の面積が過大になったり、判定可能なエチング量の幅が過小になったりする場合がある。
【００５０】
１−４．液体噴射ヘッドの製造方法
図７は、液体噴射ヘッド２６の製造方法の流れを示す図である。図７に示すように、液体噴射ヘッド２６の製造方法は、準備工程Ｓ１０とエッチング工程Ｓ２０と接合工程Ｓ３０とを含む。以下、各工程を順次説明する。
【００５１】
１−４ａ．準備工程Ｓ１０
図８は、準備工程Ｓ１０で準備されるシリコン単結晶基板の断面図である。準備工程Ｓ１０では、まず、流路基板３２となる基板３２０を準備する。基板３２０は、｛１１０｝面で構成される第１面Ｆ１および第２面Ｆ２を有するシリコン単結晶基板である。
【００５２】
１−４ｂ．エッチング工程Ｓ２０
エッチング工程Ｓ２０では、基板３２０を異方性エッチングにより加工することにより、流路基板３２を形成する。ここで、当該異方性エッチングを３回に分け、各回に用いるマスクの開口の形状を異ならせることで、流路基板３２を形成する。以下、各回の異方性エッチングを順に説明する。
【００５３】
図９は、エッチング工程Ｓ２０における１回目の異方性エッチングに用いるマスクＭ１およびＭ２を説明するための断面図である。図９に示すように、基板３２０にマスクＭ１およびＭ２を形成する。マスクＭ１は、基板３２０の第１面Ｆ１に形成される。マスクＭ１には、凹部３２１に対応する平面視形状の開口部Ｏ１と、供給流路３２２に対応する平面視形状の開口部Ｏ２と、連通流路３２４に対応する平面視形状の開口部Ｏ３と、が形成される。一方、マスクＭ２は、基板３２０の第２面Ｆ２に形成される。マスクＭ２には、開口部３２８に対応する平面視形状の開口部Ｏ４が形成される。また、マスクＭ２は、供給液室３２６の部分３２６１に対応する部分Ｍ２１と、供給液室３２６の部分３２６２に対応する部分Ｍ２２と、を有する。ここで、部分Ｍ２１およびＭ２２の厚さは、マスクＭ２の他の部分よりも薄い。また、部分Ｍ２１の厚さは、部分Ｍ２２よりも薄い。マスクＭ１およびＭ２は、それぞれ、例えば、シリコン酸化膜で構成される。マスクＭ１およびＭ２の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、熱酸化法等を用いることができる。なお、図示しないが、マスクＭ１には、マークＭＫを形成するための開口部も形成される。
【００５４】
図１０は、エッチング工程Ｓ２０における異方性エッチングの前に形成される下孔３２２ａおよび３２４ａを説明するための断面図である。図１０に示すように、異方性エッチングに先立ち、基板３２０に、供給流路３２２のための下孔３２２ａと、連通流路３２４のための下孔３２４ａと、を形成する。この下孔３２２ａおよび３２４ａを予め形成しておくことで、その後の異方性エッチングで、高アスペクト比の供給流路３２２および連通流路３２４を形成することができる。下孔３２２ａおよび３２４ａの形成方法としては、特に限定されないが、例えば、レーザー加工、ボッシュプロセス等の反応性イオンエッチング等のドライエッチング、またはサンドブラスト加工等を用いることができる。なお、下孔３２２ａおよび３２４ａを形成するタイミングは、１回目の異方性エッチングの前に限定されず、例えば、１回目の異方性エッチングと２回目の異方性エッチングとの間でもよい。ただし、下孔３２２ａおよび３２４ａを形成するタイミングは、液体のエッチング液を用いる異方性エッチングの前であることが好ましい。
【００５５】
図１１は、エッチング工程Ｓ２０における１回目の異方性エッチングを説明するための図である。図１１に示すように、前述のマスクＭ１およびＭ２を用いて、基板３２０が異方性エッチングされる。当該異方性エッチングにより、凹部３２１ａ、孔３２２ｂ、３２４ｂおよび凹部３２８ａが形成される。凹部３２１ａは、凹部３２１の一部である。孔３２２ｂは、供給流路３２２の深さ方向での一部を有する孔である。孔３２４ｂは、連通流路３２４の深さ方向での一部を有する孔である。凹部３２８ａは、開口部３２８の一部である。当該異方性エッチングのエッチング液には、例えば、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）等が用いられる。当該異方性エッチングでは、基板３２０の｛１１１｝面に対するエッチングレートが他の結晶面に対するエッチングレートに比べて極めて小さい。なお、図示しないが、基板４２０には、当該異方性エッチングによりマークＭＫも形成される。第１面Ｆ１に｛１１０｝面を有する単結晶シリコン基板を用いて、小さな貫通孔を形成後に異方性エッチングを行う場合、エッチング速度が遅い｛１１１｝面ではない第１面Ｆ１方向等の方向からもエッチングが進むので、第１面Ｆ１に垂直な壁を有する太い貫通孔を短い時間で形成できるという利点がある。したがって、エッチング時間が短くなる分、一方の面のみからエッチングが進行する場合よりも、ダレを抑制することができる。
【００５６】
図１２は、エッチング工程Ｓ２０における２回目の異方性エッチングに用いるマスクＭ１ａおよびＭ２ａを説明するための断面図である。前述のマスクＭ１およびＭ２を厚さ方向にハーフエッチングすることで、図１２に示すように、マスクＭ１ａおよびＭ２ａを得る。マスクＭ２ａは、マスクＭ２から部分Ｍ２１を除去して得られるマスクである。当該ハーフエッチングのエッチング液には、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）等が用いられる。
【００５７】
図１３は、エッチング工程Ｓ２０における２回目の異方性エッチングを説明するための図である。図１３に示すように、前述のマスクＭ１ａおよびＭ２ａを用いて、基板３２０が異方性エッチングされる。当該異方性エッチングにより、孔３２２ｃ、３２４ｃ、凹部３２６ａおよび３２８ｂが形成される。孔３２２ｃは、孔３２２ｂが当該異方性エッチングにより広がって形成される孔であって、供給流路３２２の深さ方向での一部を有する孔である。孔３２４ｃは、孔３２４ｂが当該異方性エッチングにより広がって形成される孔であって、連通流路３２４の深さ方向での一部を有する孔である。凹部３２６ａは、供給液室３２６の一部である。凹部３２８ｂは、凹部３２８ａが当該異方性エッチングにより広がって形成される凹部であって、開口部３２８の一部である。当該異方性エッチングのエッチング液には、例えば、１回目の異方性エッチングと同様、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）等が用いられる。
【００５８】
図１４は、エッチング工程Ｓ２０における３回目の異方性エッチングに用いるマスクＭ１ｂおよびＭ２ｂを説明するための断面図である。前述のマスクＭ１ａおよびＭ２ａを厚さ方向にハーフエッチングすることで、図１４に示すように、マスクＭ１ｂおよびＭ２ｂを得る。マスクＭ２ｂは、マスクＭ２ａから部分Ｍ２２を除去して得られるマスクである。図１４に示すマスクＭ２ｂには、孔３２４ｂに連通する開口部Ｏ５が形成される。当該ハーフエッチングのエッチング液には、例えば、前述のマスクＭ１ａおよびＭ２ａの形成と同様、フッ化水素酸（ＨＦ）等が用いられる。
【００５９】
図１５は、エッチング工程Ｓ２０における３回目の異方性エッチングを説明するための図である。図１５に示すように、前述のマスクＭ１ｂおよびＭ２ｂを用いて、基板３２０が異方性エッチングされる。当該異方性エッチングにより、供給流路３２２、連通流路３２４、供給液室３２６および開口部３２８が形成される。当該異方性エッチングのエッチング液には、例えば、１回目または２回目の異方性エッチングと同様、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）等が用いられる。
【００６０】
図１６は、異方性エッチングの途中における段差面ＦＳ１およびＦＳ２を説明するための断面図である。図１６に示すように、前述の３回目の異方性エッチングでは、凹部３２１に段差面ＦＳ１が形成されるとともに、連通流路３２４に段差面ＦＳ２が形成される。マスクＭ１ａの開口部Ｏ１は、図１４に示すハーフエチングにより拡がって、マスクＭ１ｂの開口部Ｏ１となる。このため、３回目の異方性エッチングの際に、新たに開口部Ｏ１から露出した第１面Ｆ１がエッチング液に晒されて厚さ方向にエッチングされる。この結果、段差面ＦＳ１が形成される。同様に、マスクＭ１ａの開口部Ｏ２は、図１４に示すハーフエチングにより拡がって、マスクＭ１ｂの開口部Ｏ２となる。このため、３回目の異方性エッチングの際に、新たに開口部Ｏ２から露出した第１面Ｆ１がエッチング液に晒されて厚さ方向にエッチングされる。この結果、段差面ＦＳ２が形成される。
【００６１】
段差面ＦＳ１およびＦＳ２の位置は、ともに、異方性エッチングの進行に伴って、第１面Ｆ１側から第２面Ｆ２側に向けて移動する。段差面ＦＳ２は第１面Ｆ１に対して垂直な壁面ＷＡ２の途中に設けられるため、段差面ＦＳ２の位置を視認することは困難である。これに対し、段差面ＦＳ１は第１面Ｆ１に対して比較的ゆるく傾斜した壁面ＷＡ１の途中に設けられるため、顕微鏡等を用いて、段差面ＦＳ１の位置を視認することが可能である。段差面ＦＳ２の位置は、段差面ＦＳ１の応じた位置であるため、段差面ＦＳ１の位置に基づいて、段差面ＦＳ２の位置を推定することができる。
【００６２】
図１７は、エッチング工程Ｓ２０における複数の凹部３２１−１〜３２１−５に形成される段差面ＦＳ１を説明するための平面図である。３回目の異方性エッチングの途中において、第１面Ｆ１を平面視したとき、図１７に示すように、凹部３２１−１〜３２１−５のそれぞれには、段差面ＦＳ１が観察される。段差面ＦＳ１は、前述したように、異方性エッチングの進行に伴って、第１面Ｆ１側から第２面Ｆ２側に向けて移動するため、複数の凹部３２１−１〜３２１−５のうち長さＬが小さい順に消失する。図１７に示す例では、凹部３２１−１〜３２１−５のうち凹部３２１−３を示すマークＭＫが第１面Ｆ１に形成される。マークＭＫは、例えば、凹部３２１−３の段差面ＦＳ１が消失したタイミングが所望の距離ｄであることを示す。なお、マークＭＫの位置および形状等は、図１７に示す例に限定されない。また、マークＭＫは、例えば、レーザー等のエッチング以外の方法で形成されてもよい。ただし、凹部３２１とともに異方性エッチングで形成することにより、マークＭＫのための工程を別途設ける必要がなく、しかも凹部３２１の寸法精度と同様の寸法精度でマークＭＫを形成できるという利点がある。
【００６３】
ここで、壁面ＷＡ１と第１面Ｆ１とのなす角度が約３５°であることから、段差面ＦＳ１が消失したタイミングにおいて、その段差面ＦＳ１が消失した凹部３２１の長さＬと、壁面ＷＡ１に沿う方向における第１面Ｆ１と段差面ＦＳ１との間の距離ｄとは、
ｄ×ｃｏｓ（３５°）＝Ｌ／２の関係を満たす。したがって、段差面ＦＳ１が消失するタイミングにおける凹部３２１の長さＬに基づいて、連通流路３２４におけるエッチング量を判定する。本実施形態では、マークＭＫが示す凹部３２１−３における段差面ＦＳ１が消失するタイミングに基づいて、異方性エッチングを停止させる。
【００６４】
１−４ｃ．接合工程Ｓ３０
図示しないが、接合工程Ｓ３０では、流路基板３２と圧力室基板３４とを接着剤Ｂにより接合する。その後、流路基板３２と圧力室基板３４とを接合した接合体と、液体噴射ヘッド２６を構成する他の要素とを組み立てることで、液体噴射ヘッド２６が得られる。
【００６５】
以上の液体噴射ヘッド２６の製造方法は、前述のように、準備工程Ｓ１０とエッチング工程Ｓ２０とを含む。準備工程Ｓ１０では、単結晶シリコンで構成される部材であって、単結晶シリコンにおける｛１１０｝面で構成される第１面Ｆ１と、第１面Ｆ１とは反対側の第２面Ｆ２と、を有する第１部材である基板４２０を準備する。エッチング工程Ｓ２０では、基板４２０に、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２とにわたる貫通孔である連通流路３２４と、第１面Ｆ１に開口する第１凹部である凹部３２１と、第２面Ｆ２に開口する第２凹部である供給液室３２６と、を異方性エッチングにより形成する。凹部３２１は、単結晶シリコンにおける第１面Ｆ１に対して傾斜する｛１１１｝面で構成される壁面を含む。当該異方性エッチングでは、凹部３２１の深さ方向における壁面ＷＡ１の途中に第１面Ｆ１に沿う方向の面として形成される段差面ＦＳ１が形成される。そして、段差面ＦＳ１の状態に基づいて、当該異方性エッチングを停止させるタイミングを決定する。
【００６６】
エッチング工程Ｓ２０における異方性エッチングでは、段差面ＦＳ１が消失するタイミングにおける平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う凹部３２１の長さＬに基づいて、連通流路３２４におけるエッチング量を判定する。当該判定により、段差面ＦＳ１が消失した凹部３２１の長さＬに応じたエッチング量の連通流路３２４を形成することができる。
【００６７】
凹部３２１が複数であり、平面視で前記単結晶シリコンにおける＜００１＞方向に沿う複数の凹部３２１の長さＬが互いに異なる。このため、前述のエッチング量の判定を段階的に行うことができる。
【００６８】
基板４２０は、第１面Ｆ１に設けられる１以上のマークＭＫを有する。当該１以上のマークＭＫは、複数の凹部３２１のうちの１つを示す。このため、マークＭＫを視認することで、エッチング量の判定の基準となる凹部３２１を特定することができる。そして、エッチング工程Ｓ２０では、当該１以上のマークＭＫが示す凹部３２１における段差面ＦＳ１が消失するタイミングに基づいて、異方性エッチングを停止させる。この結果、マークＭＫを用いない場合に比べて、前述のエッチング量の判定が容易となる。
【００６９】
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下に説明する各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００７０】
図１８は、第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドの製造に用いるマスクＭ１Ａの形状を説明するための断面図である。図１８中の二点鎖線で示すマスクＭ１Ａは、段差面ＦＳ１おおよびＦＳ２に対応する部分Ｍ１１およびＭ１２の厚さが他の部分に比べて薄い。このため、前述の第１実施形態の２回のハーブエッチングにより、部分Ｍ１１およびＭ１２を除去することができる。以上のマスクＭ１Ａでは、第１実施形態に比べて、３回目の異方性エッチング時におけるマスクＭ１Ａの開口部Ｏ１およびＯ２の寸法を管理しやすい。この結果、段差面ＦＳ１およびＦＳ２の寸法も管理しやすいという利点がある。
【００７１】
３，第３実施形態
本発明の第３実施形態を説明する。なお、以下に説明する各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００７２】
図１９は、第３実施形態に係る液滴吐出ヘッドに用いる複数の凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５を説明するための平面図である。複数の凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５は、それぞれ、第１凹部の一例である。複数の凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５は、平面視形状が異なること以外は、前述の第１実施形態の複数の凹部３２１−１〜３２１−５と同様である。凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５のそれぞれの平面視における外縁は、［−１１１］方向または［１−１−１］方向に直交する１対の辺と、＜００１＞方向に直交する１対の辺と、を有する。以上の第３実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、図１９では、複数の凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５がＸ方向に並んでいるが、複数の凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５の配置は、図１９に示す配置に限定されず、任意である。
【００７３】
また、第１面Ｆ１には、第１マークＭＫ１および第２マークＭＫ２が設けられる。第１マークＭＫ１は、凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５のうちの１つの凹部３２１−３を示すように配置される。第２マークＭＫ２は、第１マークＭＫ１とは異なる形状であり、凹部３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５のうちの１つの凹部３２１−２を示すように配置される。以上の第１マークＭＫ１および第２マークＭＫ２を用いてエッチング量の判定の基準を段階的に示すことができる。この結果、マークＭＫの数または種類が１つである場合に比べて、前述のエッチング量の判定が容易となる。
【００７４】
４．第４実施形態
本発明の第４実施形態を説明する。なお、以下に説明する各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００７５】
図２０は、第４実施形態に係る液滴吐出ヘッドに用いる複数の凹部３２１Ｂ−１〜３２１Ｂ−５を説明するための平面図である。複数の凹部３２１Ｂ−１〜３２１Ｂ−５は、それぞれ、第１凹部の一例である。複数の凹部３２１Ｂ−１〜３２１Ｂ−５は、平面視形状が異なること以外は、前述の第１実施形態の複数の凹部３２１−１〜３２１−５と同様である。凹部３２１Ｂ−１〜３２１Ｂ−５のそれぞれの平面視における外縁は、［−１１−１］方向または［１−１１］方向に直交する１対の辺と、＜００１＞方向に直交する１対の辺と、を有する。以上の第４実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、図２０では、複数の凹部３２１Ｂ−１〜３２１Ｂ−５がＸ方向に並んでいるが、複数の凹部３２１Ｂ−１〜３２１Ｂ−５の配置は、図２０に示す配置に限定されず、任意である。
【００７６】
５．変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【００７７】
（１）前述の各形態では、第１部材が流路基板である場合を例示したが、当該例示に限定されない。第１部材は、単結晶シリコンの｛１１０｝面で構成される表面に開口する貫通孔を有する部材であればよく、例えば、液体噴射ヘッドを構成する他の部材でもよい。
【００７８】
（２）前述の各形態では、電子デバイスが液体噴射ヘッドである場合が例示されるが、当該例示に限定されない。電子デバイスは、単結晶シリコンの｛１１０｝面で構成される表面に開口する貫通孔を有する第１部材を用いるデバイスであればよい。電子デバイスとしては、前述の液体噴射ヘッドのほか、例えば、超音波発信器等の超音波デバイス、超音波モーター、温度−電気変換器、圧力−電気変換器、強誘電体トランジスター、圧電トランス、赤外線等の有害光線の遮断フィルター、量子ドット形成によるフォトニック結晶効果を使用した光学フィルター、薄膜の光干渉を利用した光学フィルター、赤外線センサー、超音波センサー、感熱センサー、圧力センサー、焦電センサーおよびジャイロセンサー等が挙げられる。
【００７９】
（３）圧力室Ｃ内の液体（例えばインク）をノズルＮから噴射させる駆動素子は、前述の各形態で例示した圧電素子４４に限定されない。例えば、加熱により圧力室Ｃの内部に気泡を発生させて圧力を変動させる発熱素子を駆動素子として利用することも可能である。以上の例示から理解される通り、駆動素子は、圧力室Ｃ内の液体をノズルＮから噴射させる要素（典型的には圧力室Ｃの内部に圧力を付与する要素）として包括的に表現され、動作方式（圧電方式／熱方式）や具体的な構成の如何は不問である。
【００８０】
（４）前述の各形態では、液体噴射ヘッド２６を搭載した搬送体２４２を往復させるシリアル方式の液体噴射装置１００を例示したが、複数のノズルＮが媒体１２の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置にも本発明を適用することが可能である。
【００８１】
（５）前述の各形態で例示した液体噴射装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。
【符号の説明】
【００８２】
２６…液体噴射ヘッド、３２…流路基板、３４…圧力室基板、３２０…基板、３２１…凹部、３２１−１…凹部、３２１−２…凹部、３２１−３…凹部、３２１−４…凹部、３２１−５…凹部、３２１Ａ−１〜３２１Ａ−５…凹部、３２１Ｂ−１〜３２１Ａ−５…凹部、３２２…供給流路、３２６…供給液室、Ｂ…接着剤、Ｆ１…第１面、Ｆ２…第２面、ＦＳ１…段差面、ＭＫ…マーク、ＭＫ１…第１マーク、ＭＫ２…第２マーク、ＷＡ１…壁面、ＷＡ２…壁面、ｄ１…距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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