(57)【要約】【課題】フォトリソグラフィーによる工程の繰り返しがなくて生産性に優れ、テーパ形状を含む高精度なノズル孔のパターニングが可能で、吐出特性に優れたノズル基板の製造方法等を提供する。【解決手段】シリコン基材１００の表面にレジスト１０１をコーティングする工程と、  複数回の多重焦点露光により、レジスト１０１に第１の露光部１２０、及び多段形状の第２の露光部１３０を形成する工程と、レジスト１０１を除去して、第１の露光部１２０を第１のノズル部１２を形成するための第１のレジストマスク１２１とし、第２の露光部１３０を第２のノズル部１３を形成するための多段形状の第２のレジストマスク１３１とする工程と、第１、第２のレジストマスク１２１、１３１によりシリコン基材１００にドライエッチングを行って、第１のノズル部１２及び第２のノズル部１３を形成する工程と、を有するものである。【選択図】図７
2008273036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が段階的に大きくなる多段形状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
前記第１、第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及び多段形状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項２】
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記第１のレジストマスク、及び前記テーパー状の第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及びテーパー状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項３】
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
前記第１のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部を形成する工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記テーパー状の第２のドライエッチングマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、テーパー状の第２のノズル部を形成する工程と、
を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項４】
前記多重焦点露光を行う際にステッパを用い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】
前記ドライエッチングは、ＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングであることを特徴する請求項１〜４のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項６】
ＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングガスとして、Ｃ4 Ｈ8 及びＳＦ6 を用い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。
【請求項７】
前記シリコン基材に前記第１、第２のノズル部を形成した後に、前記シリコン基材のノズル孔側の面を前記支持基板に貼り合せる工程と、
前記シリコン基材のノズル側の面と反対の面から前記シリコン基材を所望の厚みに薄板化する工程と、
撥水膜を成膜した後、前記支持基板を剥離する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項８】
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が段階的に大きくなる多段形状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
前記第１、第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及び多段形状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有する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９】
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記第１のレジストマスク、及び前記テーパー状の第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及びテーパー状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有する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】
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
前記第１のドライエッチングマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部を形成する工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記テーパー状の第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、テーパー状の第２のノズル部を形成する工程と、
を有する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１１】
請求項８、９、１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用した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。
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。
【０００４】
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すことにより、ノズル部を構成するための内径の異なる第１の凹部（ノズル孔の噴射口部分となる凹部）と第２の凹部（ノズル孔の導入口部分となる凹部）を２段に形成した後、反対側の面から一部分を異方性ウェットエッチングにより掘り下げてノズル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】
また、予めシリコン基材を所望の厚さに研磨した後、シリコン基材の両面にそれぞれドライエッチングを施することにより、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】
また、片側に異方性ウェットエッチングを施し、角錐状に広がったノズル孔導入口部分（テーパー状のノズル孔部分）を形成する方法もある。この場合、ノズル孔の噴射口部分を一定断面の円筒状ノズルにし、後ろ側のノズル孔の導入口部分を円錐状あるいは角錐状に広がったテーパー状のノズル形状にする（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【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）
【特許文献３】特開昭５６−１３５０７５号公報（第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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基板表面から深く一段下がった凹部の底面であるので、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場合、それらの紙粉、インク等を排除するために、ゴム片あるいはフェルト片等で凹部底面を払拭するワイピング作業が難しくなるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２、３記載の技術では、インクジェットヘッドの高密度化が進むとシリコン製のノズル基板を更に薄くしなければならないが、このようなシリコン基板は製造工程中に割れ易く、高価となるという問題があった。また、ノズル孔の噴射口部分とノズル孔の導入口部分を基板の両面に別々にパターニングして形成するため、両面アライメント精度の問題により、ノズル孔の噴射口部分の軸線とノズル孔の導入口部分の軸線にずれを生じ、インク吐出方向曲がりの原因となる場合があり、高密度化が進むとこの軸線ずれが無視できなくなる。さらに、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板裏面から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る。
【００１０】
このため、シリコン基材にあらかじめノズル形状を形成しておき、支持基板を貼り合わせてからシリコン基材を薄板化し、複数回のフォトリソグラフィーによるパターニングとエッチングの繰り返しにより、ノズル基材に多段形状のノズル孔を形成してノズル基板を形成することも考えられるが、この方法では工程が長くなり、生産性に問題があった。
【００１１】
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、フォトリソグラフィーによる工程の繰り返しがなくて生産性に優れ、テーパー形状を含む高精度なノズル孔のパターニングが可能で、吐出特性に優れた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】
【００１２】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が段階的に大きくなる多段形状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
前記第１、第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及び多段形状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有するものである。
【００１３】
第１のノズル部及び第２のノズル部のエッチング用のレジストマスクの形成を、多重焦点露光により一括して行うようにしたため、フォトリソグラフィー工程の繰り返しがなく、生産性が向上する。また、シリコン基材が未加工な状態で一括して行うことができるため、高精度なパターニングが可能であり、さらに、第１のノズル部及び第２のノズル部の軸線ずれをなくすことができ、吐出性能が向上する。
【００１４】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記第１のレジストマスク、及び前記テーパー状の第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及びテーパー状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有するものである。
【００１５】
多段形状に形成した第２のレジストマスクを一旦加熱処理してリフローすることでテーパー状にすることができ、このレジストパターンを含むレジストマスクをエッチング用のレジストマスクとして異方性ドライエッチングすることで、第２のノズル部をより理想的なテーパー状にすることができる。
【００１６】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
前記第１のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部を形成する工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記テーパー状の第２のドライエッチングマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、テーパー状の第２のノズル部を形成する工程と、
を有するものである。
【００１７】
第１のレジストマスクにより異方性ドライエッチングして第１のノズル部を加工した後、第２のレジストマスクを加熱処理し、リフローしてテーパー状にし、異方性ドライエッチングを行うことで、第１のノズル部を形成する部分のレジストパターン精度を損なうことなく第１のノズル部を加工でき、第１のノズル部のノズル径を高精度に形成することができる。また、第１のノズル部を形成してからリフローを行うため、第１のノズル部のストレート長さを均一にすることができる。
【００１８】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、
前記多重焦点露光を行う際にステッパを用いるものである。
【００１９】
第１の露光部及び第２の露光部を正確に形成することができ、第１のノズル部及び第２のノズル部を高精度に形成することが可能となる。
【００２０】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、
前記ドライエッチングは、ＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングである。
【００２１】
ノズル孔を高精度に形成することができ、インク等の液滴の直進性を向上させることが可能となる。
【００２２】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、
ＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングガスとして、Ｃ4Ｈ8及びＳＦ6 を用いるものである。
【００２３】
第１のノズル部及び第２のノズル部を高精度に形成することができる。
【００２４】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、
前記シリコン基材に前記第１、第２のノズル部を形成した後に、前記シリコン基材のノズル孔側の面を前記支持基板に貼り合せる工程と、
前記シリコン基材のノズル側の面と反対の面から前記シリコン基材を所望の厚みに薄板化する工程と、
撥水膜を成膜した後、前記支持基板を剥離する工程と、
をさらに備えたものである。
【００２５】
シリコン基材を支持基板に貼り合わせた状態でシリコン基材を研削し薄板化するため、シリコン基材が割れたり欠けてしまうのを防止することができ、またノズル孔の貫通時にヘリウムガス等が加工面側にリークしてエッチングができなくなってしまうのを防止することができる。
【００２６】
本発明にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法は、
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が段階的に大きくなる多段形状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部に前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクを形成し、前記第２の露光部に前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクを形成する工程と、
前記第１、第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及び多段形状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有するノズル基板の製造方法を用いたものである。
【００２７】
インク等の液滴の直進性や印字性能の高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００２８】
本発明にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法は、
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記第１のレジストマスク、及び前記テーパー状の第２のレジストマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部、及びテーパー状の前記第２のノズル部を形成する工程と、
を有するノズル基板の製造方法を用いたものである。
【００２９】
インク等の液滴の直進性や印字性能の高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００３０】
本発明にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法は、
シリコン基材をエッチングすることにより、一定断面の第１のノズル部と、前記第１のノズル部に連通し後端側に向けて断面積が大きくなるテーパー状の第２のノズル部を備えたノズル孔を有するノズル基板を製造する方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にレジストをコーティングする工程と、
複数回の多重焦点露光により、前記レジストに第１の露光部、及び前記第１の露光部の上に該第１の露光部側より段階的に断面積が大きくなる多段形状の第２の露光部を形成する工程と、
前記第１の露光部及び第２の露光部のレジストを除去して、前記第１の露光部を前記第１のノズル部を形成するための第１のレジストマスクとし、前記第２の露光部を前記第２のノズル部を形成するための多段形状の第２のレジストマスクとする工程と、
前記第１のドライエッチングマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、前記第１のノズル部を形成する工程と、
加熱処理によって多段形状の前記第２のレジストマスクをリフローしてテーパー状にする工程と、
前記テーパー状の第２のドライエッチングマスクにより前記シリコン基材にドライエッチングを行って、テーパー状の第２のノズル部を形成する工程と、
を有するノズル基板の製造方法を用いたものである。
【００３１】
インク等の液滴の直進性や印字性能の高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００３２】
本発明にかか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たものである。
【００３３】
高性能で高品質の液滴吐出装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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を組み立てた状態の要部の縦断面図、図３は図２の要部の断面図である。
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。
【００３５】
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、インク吐出面１ｂ側に位置して先端がインク吐出面１ｂに開口する径の小さい第１のノズル部（噴射口部分の小径孔）１２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のノズル部（導入口部分の大径孔）１３とから構成され、これらのノズル孔１２、１３は基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられている。そして、第２のノズル部１３は、それぞれが円筒状をなす多段形状のノズル孔部、例えば３段形状のノズル孔部（第１のノズル部１２側より、上段孔部１３ａ、中断孔部１３ｂ、下段孔部１３ｃ）よりなり、円筒状をなす一定断面の第１のノズル部１２より接合面１ａ側に向けて、ノズル径（ノズル断面積）が段階的に大きくなる（上段孔部１３ａより下段孔部１３ｃに向かいノズル断面積が段階的に大きくなる）ようにしてある。従って、ノズル孔１１は、一定断面の第１のノズル部１２と、第１のノズル部１２に連通し後端側（接合面１ａ側）に向けて断面積が段階的に大きくなる３段形状の第２のノズル部１３よりなる、合計４段形状となっている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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４〜図１４を用いて説明する。図４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５〜図１１はノズル基板１の製造工程を示す断面図（図４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。
まず、ノズル基板１の製造工程を、図５〜図１１を用いて以下に説明する。
なお、本実施の形態１ではノズル基板１のノズル孔１１の断面形状が４段形状である場合について説明するが、任意の複数段（ｎ段）よりなる形状であってもよい。また、以下に示す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。
【００４０】
（ａ）  まず、厚みが２８０μｍのシリコン基材１００を用意し、図５（ａ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａにレジスト１０１を５μｍの厚みにコーティングする。
【００４１】
（ｂ）  ステッパ（後述）によりレジスト１０１の表層側に露光焦点を合せ、図５（ｂ）に示すように、接合面１００ａ側に、第２のノズル部１３の下段孔部１３ｃを形成する部分１３０ｃ（第２の露光部１３０を構成する下段露光部１３０ｃ）を露光する。
【００４２】
（ｃ）  ステッパにより露光焦点を漸次深くした露光を行い、図５（ｃ）に示すように、第２のノズル部１３の中断孔部１３ｂを形成する部分１３０ｂ（第２の露光部１３０を構成する中断露光部１３０ｂ）、上段孔部１３ａを形成する部分１３０ａ（第２の露光部１３０を構成する上段露光部１３０ａ）、さらに第１のノズル部１２を形成する部分１２０（第１の露光部１２０）を露光する。
【００４３】
図６は、図５（ｂ）及び（ｃ）の工程（多重焦点露光工程）において使用されるステッパ−を示す概略縦断面図である。図６に示すステッパ５０では、照明系から出射された光をレンズ５１で集光し、所定のパターンが形成されたレクチル５２に入射させる。このレクチル５２のパターンは、光が最終的にシリコン基材１００（レジスト１０１）に入射したときに、第１、第２の露光部１２０、１３０の露光パターンが形成できるようになっている。そして、レクチル５２を通過した光は、縮小レンズ５３に入射して縮小され、可動ステージ５４に載せられたシリコン基材１００（レジスト１０１）に入射してレジスト１０１を露光する。
このようなステッパ５０を用いてレジスト１０１を露光することにより、第１、第２の露光部１２０、１３０の露光を高精度に行うことが可能となる。
【００４４】
（ｄ）  第１、第２の露光部１２０、１３０を形成した後、これらの露光部１２０、１３０のレジスト１０１を現像によって除去する。そして、レジスト１０１を現像し、図７（ｄ）に示すように、全体として４段形状をなすエッチング用のレジストマスクを形成する。この場合、第１、第２の露光部１２０、１３０に対応する部分にそれぞれ第１、第２のレジストマスク１２１、１３１が形成され、上段、中断、下段露光部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに対応する部分に、それぞれ上段、中断、下段マスク部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃが形成される。
【００４５】
（ｅ）  ＩＣＰドライエッチング装置により、ノズル基材１０１を第１のレジストマスク１２１によって垂直に異方性ドライエッチングし、図７（ｅ）に示すように、深さ３０μｍの第１のノズル部１２を形成する。この場合のエッチングガスとしては、例えば、Ｃ4 Ｆ8 、ＳＦ6 を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用する。ここで、Ｃ4 Ｆ8 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。このとき、レジスト１０１もエッチングされ、レジスト１０１は薄くなる。
【００４６】
（ｆ）  異方性ドライエッチングを継続し、図７（ｆ）に示すように、レジスト１０１の第２のレジストマスク１３１の多段形状（上段マスク部１３１ａ、中断マスク部１３１ｂ、下段マスク部１３１ｃ）をシリコン基材１００に転写するように加工し、第１のノズル部１２の深さが７０μｍになるようにする。
【００４７】
（ｇ）  図８（ｇ）に示すように、シリコン基材１００の表面に残留するレジスト１０１を硫酸洗浄等によって除去する。
【００４８】
（ｈ）  シリコン基材１００を熱酸化装置にセットし、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８（ｈ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置で加工した第１のノズル部１２及び第２のノズル部１３の側面及び底面に、膜厚０．１μｍのＳｉＯ2 膜１０４を均一に成膜する。
【００４９】
（ｉ）  図９（ｉ）（以後、図９（ｌ）に至るまで、図８（ｈ）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を、ガラス等の透明材料よりなる支持基板１４０に、紫外線または熱などの刺激で容易に接着力が低下する自己剥離層４６を持った両面テープ４５で張り合わせる。この場合、支持基板１４０に張り合わせた両面テープ４５の自己剥離層４６の面と、シリコン基材１００の接合面１００ａを向かい合わせ、真空中で貼り合せて、接着界面に気泡が残らないようにする。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。
【００５０】
（ｊ）  シリコン基材１００のインク吐出面１００ｂ側からバックグラインダーで研削加工を行い、図９（ｊ）に示すように、第１のノズル部１２の先端が開口するまでシリコン基材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面１００ｂを研磨したり、第１のノズル部１２の先端部の開口を行っても良い。このとき、第１のノズル部１２及び第２のノズル部１３の内壁は、ノズル内の研磨材の水洗除去工程などで洗浄する。あるいは、第１のノズル部１２の先端部の開口をドライエッチングで行っても良い。例えば、ＳＦ6 をエッチングガスとするドライエッチングで、第１のノズル部１２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のノズル部１２の先端部のＳｉＯ2 膜１０４を、ＣＦ4 又はＣＨＦ3 等のエッチングガスによってドライエッチングして除去してもよい。
【００５１】
（ｋ）  シリコン基材１００のインク吐出面１００ｂに、図９（ｋ）に示すように、スパッタ装置でＳｉＯ2 膜１０４を０．１μｍの厚みに成膜する。ここで、ＳｉＯ2 膜１０４の成膜は、自己剥離層４６が劣化しない温度（１００℃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。
【００５２】
（ｌ）  シリコン基材１００のインク吐出面１００ｂの表面に撥インク処理を施す。
フッ素（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、図９（ｌ）に示すように、撥インク層１０６を形成する。このとき、第１のノズル部１２及び第２のノズル部１３の内壁も撥インク処理される。
【００５３】
（ｍ）  図１０（ｍ）（以後、図１０（ｐ）に至るまで、図９（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、インク吐出面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。
【００５４】
（ｎ）  図１０（ｎ）に示すように、支持基板１４０側からＵＶ光を照射する。
【００５５】
（ｏ）  図１０（ｏ）に示すように、両面テープ４５の自己剥離層４６をシリコン基材１００の接合面１００ａから剥離する。
【００５６】
（ｐ）  図１０（ｐ）に示すように、アルゴン（Ａｒ）スパッタ（もしくは０2 プラズマ処理）を施し、接合面１００ａの表面、および第１のノズル部１２、第２のノズル部１３の内壁に余分に形成された撥インク層１０６を除去する。
【００５７】
（ｑ）  図１１（ｑ）（以後、図１１（ｒ）に至るまで、図１０（ｐ）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、ダイシングテープ７０を貼り付けた側と反対側に位置する接合面１００ａを吸着冶具９０に吸着固定し、ダイシングテープ７０を剥離する。
【００５８】
（ｒ）  吸着冶具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。シリコン基板１にはノズル基板外輪溝が彫られているため、吸着冶具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が形成される。
【００５９】
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は個別電極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）からなる個別電極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。
【００６０】
（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。
【００６１】
（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。
【００６２】
（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。
【００６３】
（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。
次に、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。
【００６４】
（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。
【００６５】
（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。
【００６６】
（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に貫通させる。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と個別電極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。
【００６７】
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。
【００６８】
本発明によれば、第１、第２のノズル部１２、１３をエッチングするための第１、第２のレジストマスク１２１、１３１の形成をステッパによる多重焦点露光により一括して行うようにしたため、フォトリソグラフィー工程の繰り返しがなく、生産性が向上する。また、シリコン基材１００が未加工な状態で一括して行うことができるため、高精度なパターニングが可能であり、さらに、第１のノズル部１２及び第２のノズル部１３の軸線ずれをなくすことができるため吐出性能が向上する。
【００６９】
実施の形態２．
図１５は本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）のノズル孔近傍のノズル基板を示す断面図である。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、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のノズル部（噴射口部分の小径孔）１２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のノズル部（導入口部分の大径孔）１３とから構成され、これらのノズル孔１２、１３は基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられている。そして、第２のノズル部１３は漏斗状（断面テーパー状）をなし、円筒状をなす一定断面の第１のノズル部１２より接合面１ａ側に向けて、ノズル径（ノズル断面積）が連続して大きくなるようにしてある。
ノズル基板１を含めた液滴吐出ヘッドのその他の構成は実施の形態１で示した場合と同様なので、説明を省略する。
【００７０】
図１６、図１７及び図１８は、本発明の実施の形態２に係るノズル基板の製造工程を示す断面図である。なお、本実施の形態２では加工途中のレジスト断面形状が４段形状である場合について説明するが、任意の複数段（ｎ段）よりなる形状であってもよい。ただし、リフロー後のレジスト断面形状をより滑らかなテーパー状とするため、段数は多い方が望ましい。
【００７１】
（ａ）  まず、基板厚みが２８０μｍのシリコン基材１００を用意し、図１６（ａ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａにレジスト１０１を５μmの厚みでコーティングする。
【００７２】
（ｂ）  ステッパによりレジスト１０１の表層側に露光焦点を合せ、図１６（ｂ）に示すように、接合面１００ａ側に、第２のノズル部１３の下段孔部１３ｃを形成する部分１３０ｃ（第２の露光部１３０を構成する下段露光部１３０ｃ）を露光する。
【００７３】
（ｃ）  ステッパにより露光焦点を漸次深くした露光を行い、図１６（ｃ）に示すように、第２のノズル部１３の中断孔部１３ｂを形成する部分１３０ｂ（第２の露光部１３０を構成する中段露光部１３０ｂ）、上段孔部１３ａを形成する部分１３０ａ（第２の露光部１３０を構成する上段露光部１３０ａ）、さらに第１のノズル部１２を形成する部分１２０（第１の露光部１２０）を露光する。
【００７４】
（ｄ）  レジスト１０１を現像し、図１７（ｄ）に示すように、全体として４段形状をなすエッチング用のレジストマスクを形成する。この場合、第１、第２の露光部１２０、１３０に対応する部分にそれぞれ第１、第２のレジストマスク１２１、１３１が形成され、上段、中段、下段露光部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに対応する部分に、それぞれ上段、中段、下段マスク部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃが形成される。
【００７５】
（ｅ）  シリコン基材１００をオーブンに入れ、温度１２０℃で加熱し、レジスト１０１をリフローして、図１７（ｅ）に示すように、上段、中断、下段マスク部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃよりなる３段形状の第２のレジストマスク１３１をテーパー状にする。
【００７６】
（ｆ）  ＩＣＰドライエッチング装置により、ノズル基材１０１を第１のレジストマスク１２１によって垂直に異方性ドライエッチングし、図１７（ｆ）に示すように、深さ３０μｍの第１のノズル部１２を形成する。この場合のエッチングガスとしては、例えば、Ｃ4Ｆ8、ＳＦ6を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用する。ここで、Ｃ4 Ｆ8 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。このとき、レジスト１０１もエッチングされ、レジスト１０１は薄くなる。
【００７７】
（ｇ）  異方性ドライエッチングを継続し、図１８（ｇ）に示すように、レジスト１０１の第２のレジストマスク１３１のテーパー形状をシリコン基材１００に転写するように加工し、第１のノズル部１２の深さが７０μｍになるようにする。
【００７８】
（ｈ）  図１８（ｈ）に示すように、シリコン基材１００の表面に残留するレジスト１０１を硫酸洗浄等によって除去する。
【００７９】
（ｉ）  シリコン基材１００を熱酸化装置にセットし、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し、図１８（ｉ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置で加工した第１のノズル部１２及び第２のノズル部１３の内壁面及び底面に、膜厚０．１μｍのＳｉＯ2 膜１０４を均一に成膜する。
【００８０】
本発明によれば、多段形状（３段形状）に形成した第２のレジストマスク１３１を一旦加熱処理してリフローすることでテーパー状（漏斗状）にすることができ、このテーパー状のパターンを新たなるエッチング用のレジストマスクとしてシリコン基材１００の異方性ドライエッチングを行い、第１のノズル部１２の後端側に位置する第２のノズル部１３をより理想的なテーパー形状にすることができる。
【００８１】
実施の形態３．
実施の形態２では、加熱処理により、第２のレジストマスク１３１の多段形状（３段形状）をリフローしてテーパー状にした後、第１、第２のノズル部１２、１３を形成したが、本実施の形態３では、第１のノズル部１２を形成した後に、加熱処理により、第２のレジストマスク１３１の多段形状（３段形状）をリフローしてテーパー状にし、第２のノズル部１３を形成するものである。
なお、ノズル孔１１の形状は実施の形態２で示した形状と実質的に同一なので、説明を省略する。
【００８２】
図１９、図２０及び図２１は、本発明の実施の形態３に係るノズル基板の製造工程を示す断面図である。なお、本実施の形態３では、実施の形態２と同様、途中のレジスト断面形状が４段形状である場合について説明するが、任意の複数段（ｎ段）よりなる形状であってもよい。
【００８３】
（ａ）  まず、基板厚みが２８０μｍのシリコン基材１００を用意し、図１９（ａ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａにレジスト１０１を５μmの厚みでコーティングする。
【００８４】
（ｂ）  ステッパによりレジスト１０１の表層側に露光焦点を合せ、図１９（ｂ）に示すように、接合面１００ａ側に、第２のノズル部１３の下段孔部１３ｃを形成する部分１３０ｃ（第２の露光部１３０を構成する下段露光部１３０ｃ）を露光する。
【００８５】
（ｃ）  ステッパにより露光焦点を漸次深くした露光を行い、図１９（ｃ）に示すように、第２のノズル部１３の中段孔部１３ｂを形成する部分１３０ｂ（第２の露光部１３０を構成する中段露光部１３０ｂ）、上段孔部１３ａを形成する部分１３０ａ（第２の露光部１３０を構成する上段露光部１３０ａ）、さらに第１のノズル部１２を形成する部分１２０（第１の露光部１２０）を露光する。
【００８６】
（ｄ）  レジスト１０１を現像し、図２０（ｄ）に示すように、全体として４段形状をなすエッチング用のレジストマスクを形成する。この場合、第１、第２の露光部１２０、１３０に対応する部分にそれぞれ第１、第２のレジストマスク１２１、１３１が形成され、上段、中段、下段露光部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに対応する部分に、それぞれ上段、中段、下段マスク部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃが形成される。
【００８７】
（ｅ）  ＩＣＰドライエッチング装置により、ノズル基材１０１を第１のレジストマスク１２１によって垂直に異方性ドライエッチングし、図２０（ｅ）に示すように、深さ３０μｍの第１のノズル部１２を形成する。この場合のエッチングガスとしては、例えば、Ｃ4Ｆ8 、ＳＦ6 を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用する。ここで、Ｃ4 Ｆ8 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。このとき、レジスト１０１もエッチングされ、レジスト１０１は薄くなる。
【００８８】
（ｆ）  シリコン基材１００をオーブンに入れ、温度１２０℃で加熱し、レジスト１０１をリフローして、図２０（ｆ）に示すように、上段、中断、下段マスク部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃよりなる３段形状の第２のレジストマスク１３１をテーパー状にする。
なお、ドライエッチング時の面内均一性の問題により、レジストマスク１２１、１３１の膜減り量が異なり、第２のノズル部１３の第１段目となる部分のレジストの消失タイミングがずれることで、第１のノズル部１２の長さがばらつく場合がある。しかしながら、
第１のノズル部１２を加工した後にリフローすることで、第１のノズル部１２の稜線部まで軟化したレジストで再度覆われるため、第２のノズル部１３の第１段目となる部分のレジスト残膜のばらつきが解消される。なお、第１のノズル部１２の内壁は異方性ドライエッチングに形成されたデポ膜で保護されているため、シリコン基材表面とノズル内壁の表面張力の違いにより、フローで軟化したレジスト１０１がノズル孔内に流れ込むことはない。
【００８９】
（ｇ）  異方性ドライエッチングを継続し、図２１（ｇ）に示すように、レジスト１０１の第２のレジストマスク１３１のテーパー形状をシリコン基材１００に転写するように加工し、第１のノズル部１２の深さが７０μｍになるようにする。
【００９０】
（ｈ）  図２１（ｈ）に示すように、シリコン基材１００の表面に残留するレジスト１０１を硫酸洗浄等で除去する。
【００９１】
（ｉ）  シリコン基材１００を熱酸化装置にセットし、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し、図２１（ｉ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置で加工した第１のノズル部１２及び第２のノズル部１３の内壁面及び底面に、膜厚０．１μｍのＳｉＯ2 膜１０４を均一に成膜する。
【００９２】
本発明によれば、多段形状（３段形状）に形成した第２のレジストマスク１３１をエッチングマスクとして異方性ドライエッチングして第１のノズル部１２を加工した後、加熱処理し、第２のレジストマスク１３１を加熱処理してリフローしテーパー状にして、異方性ドライエッチングを行うことで、第１のレジストマスク１２１のレジストパターン精度を損なうことなく、第１のノズル部１２を加工することができ、第１のノズル部１２のノズル径を高精度に形成することができる。また、第１のノズル部１２を形成してからリフローを行うため、第１のノズル部１２のストレート長さを均一にすることができる。
【００９３】
実施の形態４．
図２２は本発明の実施の形態４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、２、３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２２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、２、３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、２、３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】
【００９４】
【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２の要部の断面図。
【図４】図１のノズル基板の上面図。
【図５】図１のノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図６】図５の工程で使用されるステッパ−を示す概略縦断面図。
【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】ノズル基板、キャビティ基板及び電極基板の接合工程を示す断面図。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドのノズル孔近傍のノズル基板を示す断面図。
【図１６】図１５のノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１７】図１６に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１８】図１７に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１９】本発明の実施の形態３に係る液滴吐出ヘッドのノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図２０】図１９に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図２１】図２０に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図２２】本発明の実施の形態４に係るインクジェットプリンタの斜視図。
【符号の説明】
【００９５】
１  ノズル基板、１ａ  接合面、１ｂ  インク吐出面、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、１２  第１のノズル部、１３  第２のノズル部、１３ａ  上段孔部、１３ｂ  中段孔部、１３ｃ  下段孔部、５０  ステッパ、１００  シリコン基材、１００ａ  接合面、１００ｂ  インク吐出面、１０１  レジスト、１０６  撥水膜、１２０  第１の露光部、１２１  第１のレジストマスク、１３０  第２の露光部、１３０ａ  上段露光部、１３０ｂ  中段露光部、１３０ｃ  下段露光部、１３１  第２のレジストマスク、１３１ａ  上段マスク部、１３１ｂ  中段マスク部、１３１ｃ  下段マスク部、１４０  支持基板、４００  インクジェットプリンタ。
【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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【図２１】
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【図２２】
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