(57)【要約】【課題】加工するときにシリコン基材を破損させることがなく、加工処理後にはノズル孔内部に異物が侵入することがない、高歩留まりのノズル基板の製造方法等を提供する。【解決手段】２段形状で連通されたノズル孔１１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、大径孔側の面１００ａとノズル孔１１の内壁に窒化シリコンよりなる無機酸化物保護膜５１を形成し、ＳＯＧよりなる無機酸化物５０を無機酸化物保護膜５１を介してノズル孔１１に充填する工程と、大径側の面１００ａと支持基板１２０とを貼り合わせる工程と、小径孔側の面１００ｂを薄板化して小径孔１１ａの先端部を開口する工程と、小径孔側の面１００ｂを撥インク処理する工程と、支持基板１２０を剥離する工程と、無機酸化物５０と無機酸化物保護膜５１を溶解して除去する工程とを含む。【選択図】図７
2008273078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記シリコン基材の大径孔側の面とノズル孔の内壁に無機酸化物保護膜を設け、無機酸
化物を前記無機酸化物保護膜を介して前記シリコン基材のノズル孔に充填する工程と、
前記シリコン基材の大径側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、
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、
前記無機酸化物と無機酸化物保護膜を溶解して除去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。
【請求項２】
前記シリコン基材の大径側の面と前記支持基板との間に貼り合せ材を設けて、前記シリ
コン基材と前記支持基板を貼り合わせ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。
【請求項３】
前記貼り合せ材が両面接着シートからな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。
【請求項４】
前記無機酸化物保護膜が窒化シリコンよりなり、前記無機酸化物がＳＯＧよりなること
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。
【請求項５】
前記ＳＯＧをスピンコータによって前記ノズル孔に充填することを特徴とする請求項４
記載のノズル基板の製造方法。
【請求項６】
前記ＳＯＧをフッ酸水溶液に浸漬して除去することを特徴とする請求項４または５記載
のノズル基板の製造方法。
【請求項７】
前記窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤによって形成することを特徴とする請求項４記載
のノズル基板の製造方法。
【請求項８】
前記窒化シリコン膜をリン酸水溶液に浸漬して除去することを特徴とする請求項４また
は７記載のノズル基板の製造方法。
【請求項９】
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、
前記シリコン基材の大径孔側の面とノズル孔の内壁に窒化シリコン膜を設け、ＳＯＧを
前記窒化シリコン膜を介して前記シリコン基材のノズル孔に充填する工程と、
前記シリコン基材の大径側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、
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、
前記ＳＯＧと窒化シリコン膜を溶解して除去する工程とを含むノズル基板の製造方法を
用いたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
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、
前記シリコン基材の大径孔側の面とノズル孔の内壁に窒化シリコン膜を設け、ＳＯＧを
前記窒化シリコン膜を介して前記シリコン基材のノズル孔に充填する工程と、
前記シリコン基材の大径側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、
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、
前記ＳＯＧと窒化シリコン膜を溶解して除去する工程とを含むノズル基板の製造方法に
よる液滴吐出ヘッドの製造方法を用いたことを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
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）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８８２０号公報（第４頁−５頁、図３、図４）
【特許文献２】特開平９−５７９８１号公報（第２頁−３頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、インク滴の飛行曲がりが生じたり、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。
【０００８】
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、エッチング
が不可能になる場合があった。
【０００９】
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、シリコン基材を薄板化加
工するときには貼り合せ材を貼り合せてシリコン基材を破損させることがなく、加工処理
後にはノズル孔内部に貼り合せ材等の異物が侵入することがない、高歩留まりのノズル基
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかか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、
前記シリコン基材の大径孔側の面とノズル孔の内壁に無機酸化物保護膜を設け、無機酸
化物を前記無機酸化物保護膜を介して前記シリコン基材のノズル孔に充填する工程と、
前記シリコン基材の大径側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、
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、
前記無機酸化物と無機酸化物保護膜を溶解して除去する工程とを含むものである。
【００１１】
無機酸化物をノズル孔に充填してノズル孔を保護したうえで、シリコン基材を支持基板
と接合して薄板化するようにしたので、ノズル孔内に粘着材や接着樹脂などの異物が入り
込むことがなく、ノズル基板の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。また、ノズ
ル孔を保護するために用いるＳＯＧのような無機酸化物は、薄板化、撥水処理工程におい
て成分が変化しないので、洗浄工程を短縮することができる。さらに、ノズル孔内壁の撥
インク膜を除去する工程が不必要となるため、工程を短縮することができる。また、イン
ク吐出側の面とノズル孔の内壁面をそれぞれ均一な撥インク状態と親インク状態にするこ
とができ、インク滴の飛行曲がりを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記シリコン基材の大径側の面と前記
支持基板との間に貼り合せ材を設けて、前記シリコン基材と前記支持基板を貼り合わせる
ようにした。
シリコン基材の無機酸化物が充填された側の面と支持基板とが確実に貼り合わされるの
で、製造工程中にシリコン基材が割れることがない。
【００１３】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記貼り合せ材が両面接着シートから
なるものである。
接着面に紫外線などによって接着力が低下する自己剥離層を設けた場合は、紫外線など
を照射することによって支持基板をシリコン基材から容易に剥離することができる。
【００１４】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記無機酸化物保護膜が窒化シリコン
よりなり、前記無機酸化物がＳＯＧよりなるものである。
ノズル孔を保護するＳＯＧは、薄板化、撥水処理工程において成分が変質しないので、
洗浄工程を短縮することができる。また、シリコン基材の大径孔側の面とノズル孔の内壁
に窒化シリコン膜を設け、ＳＯＧを窒化シリコン膜を介してシリコン基材のノズル孔に充
填したので、ＳＯＧを溶解して除去する際にシリコン基材の表面に設けた酸化膜を保護す
ることができる。
【００１５】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記ＳＯＧをスピンコータによって前
記ノズル孔に充填するようにしたものである。
ＳＯＧを塗布し充填する際に塗布むらをなくすことができる。
【００１６】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記ＳＯＧをフッ酸水溶液に浸漬して除
去するようにしたものである。
シリコン基材の表面やノズル孔の内壁に付着しているＳＯＧを確実に除去することがで
きる。
【００１７】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤに
よって形成するようにしたものである。
プラズマＣＶＤによって窒化シリコン膜を効率よく確実に形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記窒化シリコン膜をリン酸水溶液に浸
漬して除去するようにしたものである。
リン酸水溶液によって窒化シリコン膜を容易に除去することができる。
【００１９】
本発明にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法は、
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、
前記シリコン基材の大径孔側の面とノズル孔の内壁に窒化シリコン膜を設け、ＳＯＧを
前記窒化シリコン膜を介して前記シリコン基材のノズル孔に充填する工程と、
前記シリコン基材の大径側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、
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、
前記ＳＯＧと窒化シリコン膜を溶解して除去する工程とを含むものである。
高歩留まりで生産性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２０】
本発明にかかる液滴吐出装置の製造方法は、
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、
前記シリコン基材の大径孔側の面とノズル孔の内壁に窒化シリコンを設け、ＳＯＧを前
記窒化シリコン膜を介して前記シリコン基材のノズル孔に充填する工程と、
前記シリコン基材の大径側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、
前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、
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、
前記ＳＯＧと窒化シリコン膜を溶解して除去する工程とを含むノズル基板の製造方法に
よる液滴吐出ヘッドの製造方法を用いた。
高歩留まりで生産性の高い液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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を組立てた状態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。
【００２２】
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、すなわちインク吐出面１ｂ
側に位置して先端がこのインク吐出面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。
【００２３】
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 ）
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。
【００２４】
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３１
０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２
７とが接続されている。
【００２５】
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を駆動し、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。
【００２６】
上記のように構成されたインクジェットヘッド１０の製造方法について、図３〜図１４
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１１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１２〜図１３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１４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。
【００２７】
まず、ノズル基板１の製造工程を、図４〜図１１を用いて以下に説明する。なお、以下
に記載した数値はその一例を示すもので、これに限定するものではない。
（ａ）  図４（ａ）に示すように、厚み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。
【００２８】
（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１０
２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。
【００２９】
（ｃ）  次に、図４（ｃ）に示すように、シリコン基材１００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。
【００３０】
（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。
【００３１】
（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。
【００３２】
（ｆ）  次に、図５（ｆ）に示すように、シリコン基材１００を緩衝フッ酸水溶液（フッ
酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）でエッチングし、ノズル孔となる部分１
１０ｂのシリコン基材１００のＳｉＯ2 膜１０１を開口する。このとき、インク吐出側の
面１００ｂのＳｉＯ2 膜１０１はエッチングされ、完全に除去される。
【００３３】
（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。
【００３４】
（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、Ｓ
Ｆ6 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 
はシリコン基板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。
【００３５】
（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。
【００３６】
（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、第１のノズル孔１１ａと共に深さ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。
【００３７】
（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
した後、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１０００℃
、酸化時間２時間、酸素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、及び第１のノズル
孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂの側面と底面（ノズル内壁）に、膜厚０．１μｍのＳ
ｉＯ2 膜１０４を均一に成膜する。
【００３８】
（ｌ）  次に、図７（ｌ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａと、第１
のノズル孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂのノズル内壁に、膜厚が０．２μｍの例えば
窒化シリコン膜５１よりなる無機酸化物保護膜を成膜する。窒化シリコン膜５１の成膜は
、プラズマＣＶＤによって行う。
【００３９】
（ｍ）  次に、図７（ｍ）に示すように、例えばＳＯＧ（Spin-On-Glass ）５０よりなる
無機酸化物を、スピンコータにより、窒化シリコン膜５１の上に塗布する。こうすると、
ノズル孔１１（第１、第２のノズル孔１１ａ、１１ｂ）内にＳＯＧ５０が充填される。Ｓ
ＯＧ５０は窒化シリコン膜５１を介して塗布充填されるため、下地酸化膜であるＳｉＯ2 
膜１０４はＳＯＧ５０から保護される。なお、ＳＯＧ５０は、ノズル孔１１内にのみに充
填するようにしてもよい。
その後、４００℃にて焼成する。
【００４０】
（ｎ）  研磨加工またはドライエッチングによって、シリコン基材１００表面のＳＯＧ５
０を除去加工して、図７（ｎ）に示すように、シリコン基材１００の表面を平坦化する。
【００４１】
（ｏ）  次に、図８（ｏ）に示すように（以後、図８（ｒ）に到るまで、図７（ｎ）に示
したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）、ガラス等の透明材料よりなる支
持基板１２０に貼り合せ材である両面接着シート６０を貼り付け、ついで、支持基板１２
０上の両面接着シート６０とシリコン基材１００の接合面１００ａを向かい合わせ、真空
中で貼り合せる。こうすることによって、接着界面に気泡が残らないきれいな接着が可能
となる。なお、両面接着シート６０でなく、ＵＶ硬化樹脂を塗布して貼り合せを行うよう
にしてもよい。
【００４２】
（ｐ）  図８（ｐ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂから
バックグラインダーで研削加工を行い、第１のノズル孔１１ａの先端が開口するまでシリ
コン基材１００を薄くする。この場合、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、第１のノズル孔１１ａの先端部を開口してもよく、あるいは、
第１のノズル孔１１ａの先端部の開口をドライエッチングで行ってもよい。例えば、ＳＦ
6 をエッチングガスとするドライエッチングで、第１のノズル孔１１ａの先端部までシリ
コン基材１００を薄くし、表面に露出した第１のノズル孔１１ａの先端部のＳｉＯ2 膜１
０４を、ＣＦ4 又はＣＨＦ3 等をエッチングガスとするドライエッチングで除去してもよ
い。この際、ノズル孔１１内にはＳＯＧ５０が充填されているので、ノズル孔１１内に異
物が混入することはない。
【００４３】
（ｑ）  図８（ｑ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに、
スパッタ装置で、ＳｉＯ2 膜１０４ａを０．１μｍの厚みで成膜する。ここで、ＳｉＯ2 
膜１０４ａ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。
【００４４】
（ｒ）  次に、図８（ｒ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００
ｂに撥インク処理を施す。Ｆ原子を含む撥インク性を持った材料を蒸着やディッピングで
成膜し、撥インク層１０６を形成する。
【００４５】
（ｓ）  次に、図９（ｓ）（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、インク吐出側の面１００ｂ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。
【００４６】
（ｔ）  次に、図９（ｔ）に示すように、両面接着シート６０に、支持基板１２０側から
ＵＶ光を照射する。
【００４７】
（ｕ）  図９（ｕ）に示すように、両面接着シート６０の自己剥離層をシリコン基材１０
０の接合面１００ａから剥離する。こうして、支持基板１２０と両面接着シート６０をシ
リコン基材１００から剥離する。
【００４８】
（ｖ）  次に、図１０（ｖ）に示すように、シリコン基材１００をフッ酸水溶液５０ａに
浸漬し、ノズル孔１１に充填されたＳＯＧ５０を除去する。この際、ノズル孔１１の内壁
等に窒化シリコン膜５１を成膜しているので、ＳＯＧ５０を除去する工程でフッ酸水溶液
５０ａに浸漬しても、下地酸化膜であるＳｉＯ2 膜１０４は保護される。
【００４９】
（ｗ）  次に、図１０（ｗ）に示すように、シリコン基材１００を１５０℃のリン酸水溶
液５１ａに浸漬して、窒化シリコン膜５１を除去する。
【００５０】
（ｘ）  次に、図１１（ｘ）（以後、図１１（ｙ）に到るまで、図１０（ｗ）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インク吐出側の面１００ｂと
反対側に位置する面）を真空ポンプに接続された吸着治具９０に吸着固定し、インク吐出
側の面１００ｂ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。
【００５１】
（ｙ）  最後に、図１１（ｙ）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を製作する。
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。
以上の製造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。
【００５２】
次に、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１２、図１３を用いて説明す
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１２、図１３に示されるも
のに限定されるものではない。
（ａ）  まず、図１２（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の底部に、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、ドリル等によってインク供給孔２５となる孔部２５ａを形
成する。
【００５３】
（ｂ）  次に、シリコン基材２００の両面を鏡面研磨した後に、図１２（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（TetraEthyl  Ortho  silicate ）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２２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２２を形成することができる。
【００５４】
（ｃ）  それから、図１２（ｃ）に示すように、図１２（ｂ）に示すシリコン基材２００
と、図１２（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２０
０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。
【００５５】
（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１２（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１２（
ｄ）に示すように、シリコン基材２００の全体を薄板化する。
【００５６】
（ｅ）  それから、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の
反対面）の全面に、プラズマＣＶＤによってＴＥＯＳ膜２０２を形成する。
そしてこのＴＥＯＳ膜２０２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（図１参照）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２０２をエッチング除去する。
ついで、図１３（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２４
０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１３（ｅ）のウェットエッチング
工程では、例えば初めに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。
【００５７】
（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２０２を除去する。そして、図
１３（ｆ）に示すように、ガラス基材３００のインク供給孔２５となる孔部２５ａにレー
ザー加工を施し、インク供給孔２５がガラス基材３００を貫通するようにする。こうして
、電極基板３が製造される。
【００５８】
（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１３（ｇ）に示すように、例えばＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる液滴保護膜２０２
を形成する。
【００５９】
（ｈ）  それから、図１３（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で貫通させる。これによ
り、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。
【００６０】
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１４を用いて
以下に説明する。
図１４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、このノズル基板
１に電極基板３が接合されたキャビティ基板２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。
【００６１】
従来、ノズル基板１を製造する際に、両面接着シート６０のみによってシリコン基材１
００と支持基板１２０を貼り合せたので、ノズル孔１１の稜線部などに両面接着シート６
０から欠落した粘着材が付着し、これを完全に除去することが困難となっていた。また、
樹脂のみによってシリコン基材１００と支持基板１２０を貼り合せた場合、ノズル孔１１
に接着層となる樹脂が入り込み、硫酸洗浄やＯ2 アッシングを行ってもこれを完全に除去
することは難しく、歩留りが低下していた。
【００６２】
本発明によれば、無機酸化物であるＳＯＧ５０をノズル孔１１に充填したうえで、シリ
コン基材１００を支持基板１２０と接合したので、ノズル孔１１内に粘着材や接着樹脂な
どの異物が入り込むことなく支持基板１２０の貼り合わせや剥離が可能になり、ノズル基
板１の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。また、ノズル孔１１を保護するため
に用いたＳＯＧ５０は、薄板化、撥水処理工程において成分が変化しないので、洗浄工程
を短縮することができる。さらに、ノズル孔１１内壁の撥インク膜１０６を除去する工程
が不必要であるため、工程を短縮することができる。また、インク吐出側の面１００ｂと
ノズル孔１１の内壁面を、それぞれ均一な撥インク状態と親インク状態にすることができ
、インク滴の飛行曲がりを抑制することができる。
【００６３】
実施形態の２．
図１５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１５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の製造方法で得られた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の製造方法で得られた液滴吐出ヘッドは、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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】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２】図１を組立てた状態の要部の縦断面図。
【図３】図１のノズル基板の上面図。
【図４】図１のノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図５】図４に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図８】図７に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図９】図８に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１０】図９に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１１】図１０に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１２】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１３】図１２に続く接合基板の製造工程を示す断面図。
【図１４】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。
【図１５】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】
【００６５】
１  ノズル基板、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
）、５０  ＳＯＧ（無機酸化物）、５０ａ  フッ酸水溶液 、５１  窒化シリコン膜（無
機酸化物保護膜）、５１ａ  リン酸水溶液、６０  両面接着シート（貼り合せ材）、１０
０  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）、１０６  撥インク層、１２０  支持基板、４００  イン
クジェットプリンタ。
【図１】
2008273078.tif 000003
【図２】
2008273078.tif 000004
【図３】
2008273078.tif 000005
【図４】
2008273078.tif 000006
【図５】
2008273078.tif 000007
【図６】
2008273078.tif 000008
【図７】
2008273078.tif 000009
【図８】
2008273078.tif 000010
【図９】
2008273078.tif 000011
【図１０】
2008273078.tif 000012
【図１１】
2008273078.tif 000013
【図１２】
2008273078.tif 000014
【図１３】
2008273078.tif 000015
【図１４】
2008273078.tif 000016
【図１５】
2008273078.tif 000017