(57)【要約】【課題】所望のノズル形状を形成することができるノズル基板の製造方法等を得る。【解決手段】シリコン基板５１の一方の面側からノズル供給口３１Ｂ−１を開口するとともに、ノズル３１となる凹部を形成する工程と、液状物質を塗布し、ノズル３１となる凹部を形成した面を覆う塗布膜５４を形成する工程と、異方性ウェットエッチングを行って、ノズル３１となる凹部を形成した面と反対側の面から凹部を貫通させてノズル吐出口３１Ａ−１を形成する工程とを有する。【選択図】図４
2008279707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の一方の面側からノズルの供給口を開口するとともに、ノズルとなる凹部
を形成する工程と、
液状物質を塗布し、前記ノズルとなる凹部を形成した面を覆う膜を形成する工程と、
異方性ウェットエッチングを行って、前記ノズルとなる凹部を形成した面と反対側の面
から前記凹部を貫通させて前記ノズルの吐出口を形成する工程と
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】
前記凹部を形成した面に前記液状物質を塗布する前に、前記シリコン基板にシリコン酸
化膜を形成することを特徴とする請求項１に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項３】
前記液状物質を、ＳＯＧ又はアモルファスフッ素樹脂とすることを特徴とする請求項１
又は２に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項４】
アルカリ水溶液を用いて前記シリコン基板の異方性ウェットエッチングを行うことを特
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】
前記吐出口が前記供給口よりも小さな口径となるような、テーパ状又は階段状のノズル
を形成することを特徴とする請求項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】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法で製造したノズル基板と、
該ノズル基板が有する前記ノズルに液体を供給するための流路と、該流路の一部に液体
を加圧する加圧手段とを備えた基板とを接合する工程を有することを特徴とする液滴吐出
ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造することを特
徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の液滴吐出ヘッドの製造方法で製造されたことを特徴とする液滴吐出ヘッ
ド。
【請求項９】
請求項８記載の液滴吐出ヘッドが搭載されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細加工によってノズルが形成されるノズル基板、インク等の液滴の吐出を
行う液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術（ＭＥＭＳ：Micro 
Electro Mechanical Systems）が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成され
る微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録（印刷）装置
で用いられている液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）、マイクロポンプ、光可変フ
ィルタ、モータのような静電アクチュエータ、圧力センサ等がある。
【０００３】
ここで、微細加工素子の一例として液滴吐出ヘッドについて説明する。液滴吐出方式の
記録（印刷）装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷に利用されている。
液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを対象物（紙等）との間
で相対移動させ、対象物の所定の位置に液滴を吐出させて印刷等をするものである。この
方式は、液晶（Liquid Crystal）を用いた表示装置を作製する際のカラーフィルタ、有機
化合物等の電界発光（ElectroLuminescence ）素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤｓ）、
ＤＮＡ、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利用されている。
【０００４】
液滴吐出ヘッドによりノズルから液滴を吐出させる方法については、例えば液体を加熱
し、発生した空気（気泡）の圧力で液滴を吐出させるものがある。また、液体をためてお
く吐出室を流路の一部に備え、吐出室の少なくとも一面の壁（ここでは、底部の壁とし、
以下、この壁のことを振動板ということにする）を撓ませて（動作させて）形状変化によ
り吐出室内の圧力を高め、連通するノズルから液滴を吐出させる方法がある。さらに振動
板を可動電極とし、振動板と距離を空けて対向する電極（固定電極）との間に電圧を印加
させ、発生する静電気力（静電引力を用いることが多いので、以下、静電引力とする）を
利用し、発生させた静電引力により振動板を変位させてその圧力により吐出させるものも
ある（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５２５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、液体を液滴として吐出するためのノズルを有するノズル基板について考えてみ
る。ノズル基板は、ドライエッチング法（乾式エッチング。以下、ドライエッチングとい
う）、ウェットエッチング法（湿式エッチング。以下、ウェットエッチングという）によ
る異方性エッチングによる加工を基板に行って作製する。通常、一方の面側からドライエ
ッチングを行ってノズルの形状を形成しておき、他方の面からウェットエッチングを行っ
てノズルが貫通するまでエッチングを行うという工程が採られることが多い。ここで、吐
出性能を高めるため、ノズルの形状は、テーパ形状に近い、２段以上の段状に形成するこ
とが多い。
【０００７】
例えばウェットエッチングを行う際、ウェットエッチングを行う部分以外の部分（特に
ドライエッチングにより形成したノズル部分）をエッチングしてしまわないように、ウェ
ットエッチングを行う部分以外の部分を耐エッチング保護膜（例えば酸化シリコン膜）で
保護する。
【０００８】
しかしながら、例えばドライエッチング等、各種デポジション工程を行った際の残され
たデポ膜（デポジション工程により生じた膜）、ゴミ等の異物（以下、パーティクルとい
う）が、ノズルとなる部分として形成された凹部の内側に付着することがある。また、そ
の凹部は基板に対して垂直方向に形成され、エッジ部分が存在するため、凹部側面を所望
の厚みで均一に成膜するのは非常に困難である。そのため、一部に耐エッチング保護膜が
形成されなかった場合、その部分からエッチャント（エッチング液）が浸入し（回り込み
）、形成されたノズル形状が崩れることがあった。
【０００９】
これにより、ノズルから吐出された液滴の吐出性能が低くなる（例えば吐出方向が直進
しない（斜めになる）等）ことがあった。また、吐出性能が低すぎると、そのノズル基板
を用いることができないため、これにより歩留まりの低下を招いてしまうおそれがあった
。
【００１０】
そこで、本発明はこのような問題を解決するため、所望のノズル形状を形成することが
できるノズル基板の製造方法を得ることを目的とする。また、そのノズル基板に基づく液
滴吐出ヘッド等の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るノズル基板の製造方法は、シリコン基板の一方の面側からノズルの供給口
を開口するとともに、ノズルとなる凹部を形成する工程と、液状物質を塗布し、ノズルと
なる凹部を形成した面を覆う膜を形成する工程と、異方性ウェットエッチングを行って、
ノズルとなる凹部を形成した面と反対側の面から凹部を貫通させてノズルの吐出口を形成
する工程とを有する。
本発明によれば、凹部を形成した面に液状物質を塗布して膜を形成してからウェットエ
ッチングを行うようにしたので、例えば、ウェットエッチング前にパーティクル等が残っ
ていたとしても、保護膜で覆うことにより、ノズルとなる凹部へのエッチャントの浸入を
確実に防ぎ、ノズルを精密に形成することができる。そのため、吐出性能が高いノズル基
板を製造することができ、さらには歩留まりも高くすることができる。
【００１２】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、凹部を形成した面に液状物質を塗布する
前に、シリコン基板にシリコン酸化膜を形成する。
本発明によれば、あらかじめシリコン酸化膜を形成してから液状物質を塗布するように
したので、シリコン基板全面を保護した後に、さらに保護を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、液状物質を、ＳＯＧ又はアモルファスフ
ッ素樹脂とする。
本発明によれば、液状物質をＳＯＧ、アモルファスフッ素樹脂としたので、エッチャン
トに対して、シリコン基板を確実に保護することができる。特に、ＳＯＧについては、シ
リコン酸化膜と同様の工程で除去することができる。
【００１４】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、有機アルカリ溶液を用いてシリコン基板
の異方性ウェットエッチングを行う。
本発明によれば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭ
ＡＨ）等のアルカリ水溶液を用いて異方性ウェットエッチングを行うようにしたので、シ
リコンの異方性ウェットエッチングを精度よく行うことができる。
【００１５】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、吐出口が供給口よりも小さな口径となる
ような、テーパ状又は階段状のノズルを形成するものである。
本発明によれば、ノズルの形状がテーパ状又は階段状になるように形成するようにした
ので、より確実に吐出した液滴を直進させることができる等、吐出性能の高いノズル基板
を製造することができる。
【００１６】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記の方法で製造したノズル基板と
、ノズル基板が有するノズルに液体を供給するための流路と、流路の一部に液体を加圧す
る加圧手段とを備えた基板とを接合する工程を有するものである。
本発明によれば、上記の製造方法で製造したノズル基板を用いて液滴吐出ヘッドを製造
するようにしたので、吐出性能が高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。また、歩
留まりも高くすることができる。
【００１７】
また、本発明に係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
用して液滴吐出装置を製造するものである。
本発明によれば、上記の製造方法で製造した液滴吐出ヘッドを用いて液滴吐出装置を製
造するようにしたので、吐出性能が高い装置を製造することができる。また、歩留まりも
高くすることができる。
【００１８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の製造方法で製造されたものである。
本発明によれば、上記の製造方法で製造することにより、吐出性能が高い液滴吐出ヘッ
ドを得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドが搭載されている。
本発明によれば、上記の製造方法で製造することにより、吐出性能が高い液滴吐出装置
を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。図
１は静電アクチュエータの代表として、フェイスイジェクト型の液滴吐出ヘッドを表して
いる（なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図１を含め、以下の図面では各構成
部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を
下として説明する）。図１において、電極基板１０は厚さ約１ｍｍであり、図１では、キ
ャビティ基板２０の下面に、振動板２２と対向して接合される。本実施の形態では、電極
基板１０を構成する基板として硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを材料とする。電極基板１０に
は、キャビティ基板２０に形成される各吐出室２１に合わせ、例えば深さ約０．２５μｍ
の溝部１１を設け、その内側（特に底部）に各吐出室２１と対向する個別電極１２Ａ、リ
ード部１２Ｂ及び端子部１２Ｃ（以下、特に区別しないときはこれらを合わせて電極部１
２という）を設けている。本実施の形態では、電極部１２の材料として、酸化錫を不純物
としてインジウムにドープしたＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）を用い
、例えばスパッタ等により溝部１１の底面に例えば約０．１μｍの厚さで成膜する。液体
供給口１３は、外部のタンク（図示せず）から液滴吐出ヘッドにインク等の液体を供給す
るための取り入れ口となる。
【００２１】
キャビティ基板２０は、例えば表面が（１１０）面方位のシリコン単結晶基板（この基
板を含め、以下、単にシリコン基板という）を材料としている。キャビティ基板２０には
、吐出室２１となる凹部（底壁が被駆動部となる振動板２２となる）及び各ノズル共通に
吐出する液体を貯めておくためのリザーバ２４となる凹部を形成している。凹部の形成に
は、例えば異方性ウェットエッチングを用いる。リザーバ２４は液体供給口１３を介して
供給される液体を一旦貯め、各吐出室２１に液体を供給する。また、キャビティ基板２０
上に設けられた共通電極端子２７は、電極部１２に供給される電荷とは反対の電荷をキャ
ビティ基板２０に供給するためのものである。また、個別電極１２Ａと振動板２２とを絶
縁させるため、振動板２２の下面には絶縁膜２３が成膜されている。
【００２２】
ノズル基板３０は、本実施の形態では、例えば厚さ約２００μｍのシリコン基板を用い
られ、電極基板１０とは反対の面（図１の場合には上面）でキャビティ基板２０と接合さ
れている。本実施の形態のノズル基板３０は、吐出室２１と連通する、２段で形成された
ノズル３１を複数有しているものとする。ノズル基板３０の外側（図１の場合には上面）
の面で円形になるように開口した、液体の吐出側となる小さい方の口径（約２０μｍ）の
口（ノズル吐出口３１Ａ−１とする）を有する円柱状のノズルを第１ノズル３１Ａとする
。また、内側（キャビティ基板２０と対向する面、図１の場合には下面）の面で円形にな
るように開口した、液体の供給側になる大きい方の口径（約５０μｍ）の口（ノズル供給
口３１Ｂ−１とする）を有する円柱状のノズルを第２ノズル３１Ｂとする。ここで第１ノ
ズル３１Ａと第２ノズル３１Ｂにより形成される円の中心は同じ（同心円）であるとする
。ダイヤフラム３２は、振動板２２の加圧により、リザーバ２４に溜められた液体に伝播
する力を緩衝するために設けられている。また、内側の面にはオリフィス３３となる細溝
を設け、吐出室２１とリザーバ２４とを連通させ、リザーバ２４に溜めた液体を吐出室２
１に供給するための連通溝とする。また、ノズル吐出口３１Ａ−１を底面に有する凹部３
４を有している。なお、図１ではノズル基板３０が上面となり、電極基板２０を下面とし
ているが、実際に用いられる場合には、通常、ノズル基板３０の方が電極基板２０よりも
下面となる。
【００２３】
図２は液滴吐出ヘッドの断面図である。端子部１２Ｃは電極取出し口２６において、外
部に露出している。そして、例えばドライバＩＣ等からなる発振回路４１は、直接又はワ
イヤ、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）等の配線４２を介して電気的に端子部１２Ｃ、
共通電極端子２７と接続され、個別電極１２Ａ、キャビティ基板２０（振動板２２）に電
荷（電力）の供給及び停止を制御する回路である。発振回路４１は、例えば所定の周波数
で発振し、個別電極１２Ａに例えばパルス電圧を印加して電荷供給を行う。発振回路４１
が発振駆動し、例えば各個別電極１２Ａに選択的に電荷を供給して正に帯電させ、また、
振動板２２を相対的に負に帯電させる。このとき、静電気力により振動板２２は個別電極
１２Ａに引き寄せられて撓む。これにより吐出室２１の容積は広がる。電荷供給を止める
と振動板２２は元に戻るが、そのとき吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力により液滴
が吐出する。この液滴が例えば吐出対象物に着弾して印刷等が行われる。端子部１２Ｃを
外部に露出させることで、個別電極１２Ａと振動板２２との間の空間（ギャップ）が外気
と連通するのを防ぐため、封止材２５により封止及び外気の遮断をしている。
【００２４】
本実施の形態は、ノズル基板３０の作製を行う際のウェットエッチングを行う工程の前
に、基板全体に行った耐ウェットエッチングの保護膜形成に加え、さらに少なくともノズ
ル３１となる部分として形成された凹部（以下、ノズル３１となる凹部という）に対して
、液状物質を注入して形成した耐ウェットエッチングの保護膜により覆っておくようにす
るものである。このため、例えば基板全体に行った保護膜による保護が、パーティクル等
により完全に行われていなかったとしても、ノズル３１となる凹部をエッチャントから保
護することができるようにする。このような工程を行って吐出性能が高いノズル基板３０
、ノズル基板３０を有する液滴吐出ヘッドを製造する。
【００２５】
図３及び図４はノズル基板３０の作製方法を表す図である。次に図３及び図４に基づい
て、本発明におけるノズル基板３０の作製方法の手順について説明する。なお、実際には
、シリコンウェハから複数個分の液滴吐出ヘッドのノズル基板３０を同時形成するが、図
３及び図４ではその一部分だけを示している。
【００２６】
まず、厚さ約２００μｍのシリコン基板５１に、エッチングを行う際、シリコン基板５
１を保護するための膜（レジスト）となる酸化シリコン膜５２を例えば約１．２μｍ成膜
する（図３（ａ））。成膜方法については特に限定しないが、ここでは、例えば、高温（
約１０７５℃）で酸素及び水蒸気雰囲気中にシリコン基板５１を晒して成膜する熱酸化に
よる方法を用いる。ここでシリコン基板５１として、表面が（１００）面方位のシリコン
基板を用いるものとする。
【００２７】
そして、酸化シリコン膜５２を選択的にエッチングしてパターニングを行うため、フォ
トリソグラフィ法を用い、レジスト膜となる感光剤を塗布し、露光、現像により、第１ノ
ズル３１Ａとなる部分のレジスト膜を除去する。そして、例えばフッ酸水溶液、緩衝フッ
酸水溶液（ＢＨＦ：例えばフッ酸水溶液とフッ化アンモニウム水溶液とを１：６で混合し
た液体）等に浸積し、第１ノズル３１Ａとなる部分の酸化シリコン膜５２をエッチングに
より除去してシリコンを露出させる（図３（ｂ））。
【００２８】
さらに、第２ノズル３１Ｂ（ノズル供給口３１Ｂ−１）となる部分及びオリフィス３３
となる部分の酸化シリコン膜５２について、ハーフエッチングによる除去を行う。除去方
法については第１ノズル３１Ａとなる部分の場合と同様であるが、第２ノズル３１Ｂとな
る部分及びオリフィス３３となる部分については、少し酸化シリコン膜５２を残すため、
シリコンが露出していない（図３（ｃ））。このようなハーフエッチングによる除去をノ
ズル３１の段数分繰り返す（本実施の形態では２段としている）。
【００２９】
次に、ドライエッチングを行い、第１ノズル３１Ａの部分に対して、例えば口径約２０
μｍ、深さ約５０μｍの凹部（孔）を形成する（図３（ｄ））。ドライエッチングの種類
等については特に限定しないが、例えばＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電によ
るドライエッチングを行うようにしてもよい。この場合、エッチングに用いるガスとして
、例えばフッ素系のＣ4 Ｆ8 （クタフルオロシクロブタン）により側壁面の保護を行いつ
つ、ＳＦ6 （六フッ化硫黄）で深さ方向へのエッチングを交互に繰り返し、ドライエッチ
ングを行う。そして、フォトリソグラフィ法等により、ハーフエッチングにより残されて
いた第２ノズル３１Ｂとなる部分及びオリフィス３３となる部分の酸化シリコン膜５２を
除去する（図３（ｅ））。
【００３０】
そして、ドライエッチングを行い、第２ノズル３１Ｂの部分に対して口径約５０μｍ、
深さ５０μｍの凹部（孔）を形成する。第１ノズル３１Ａの部分についてはさらに５０μ
ｍ深い部分まで凹部が形成される。また、ドライエッチングによりオリフィス３３も同時
に形成する（図３（ｆ））。ここでもドライエッチングの種類等については特に限定しな
い。ドライエッチングが終了すると、保護膜として成膜していた酸化シリコン膜５２を除
去する（図３（ｇ））。酸化シリコン膜５２の除去は、例えば前述したフッ酸水溶液等で
全面をウェットエッチングすることで行う。そして、さらにウェットエッチングを行うた
めの保護膜として酸化シリコン膜５３を全面に成膜する（図４（ｈ））。ここで、成膜の
方法については特に限定しないが、例えば、凹凸に関係なく成膜することができる熱酸化
法を用いてもよい。
【００３１】
ここで、例えばパーティクル等により、酸素及び水蒸気雰囲気中に晒されず、ノズル３
１となる凹部において酸化シリコン膜５３が成膜されず、ウェットエッチングが行われて
しまうことがある。そこで、本実施の形態では、ノズル３１となる凹部を形成した面（特
にノズル３１となる凹部）に対し、液状物質を塗布することにより塗布膜５４を成膜（形
成）して覆うようにする（図４（ｉ））。例えば、塗布膜５４は液状物質を固化させて形
成する。液状物質としては、例えばＳＯＧ（Spin On Glass ）、アモルファスフッ素樹脂
等を用いる。特にＳＯＧは酸化シリコン膜と同様の材料構成であるため、酸化シリコン膜
５３と同じ工程で除去することもできる。また、液状物質を塗布する方法としては特に限
定しないが、例えばスピンコート、ポッティング等の方法がある。塗布膜５４の成膜後、
フォトリソグラフィ法を用い、酸化シリコン膜５３において、ノズル３１を貫通形成する
ための凹部３４となる部分及びダイヤフラム３２となる部分をウェットエッチングにより
除去してシリコンを露出させる（図４（ｊ））。
【００３２】
次にシリコン基板をエッチング液に浸積し、凹部３４となる部分及びダイヤフラム３２
となる部分をウェットエッチングし、ノズル３１を貫通形成し、ダイヤフラム３２を形成
する（図４（ｋ））。シリコンのウェットエッチングには、例えば３２重量パーセントの
濃度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、２５重量パーセントの水酸化テトラメチルアン
モニウム（ＴＭＡＨ）水溶液（有機アルカリ溶液）等を用いる。特にＫＯＨ水溶液、ＴＭ
ＡＨ水溶液は酸化シリコン膜との選択比の関係がよく、エッチングのばらつきが少なく、
平面に対する寸法精度がよい。ＴＭＡＨ水溶液は現像液として用いられているものである
。
【００３３】
そして、保護膜として成膜していた酸化シリコン膜５３及び塗布膜５４を除去する（図
４（ｌ））。さらに、耐インク保護及び絶縁のための酸化シリコン膜５５を全面に成膜す
る（図４（ｍ））。ここでは、熱酸化法により酸化シリコン膜５５を成膜するようにする
が、例えばＴＥＯＳ（ここでは、Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane：テトラ
エトキシシラン（珪酸エチル））を用いてプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition
：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法により成膜するようにしてもよい。また、絶縁膜とし
て例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））のような別の材料を用いてもよい。
【００３４】
図５は液滴吐出ヘッドの製造工程を表す図である。図５に基づいて他の基板の作製をは
じめとする液滴吐出ヘッド製造工程について説明する。なお、実際には、シリコンウェハ
から複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するが、図５ではその一部分だけを示し
ている。
【００３５】
電極基板１０となる約１ｍｍのガラスの基板の一方の面に対し、電極部１２の形状パタ
ーンに合わせて０．２μｍの深さの溝部１１を形成する。そして、例えばスパッタ等の方
法を用いて、０．１μｍの厚さのＩＴＯを溝部１１の内側（特に底壁）に成膜し、電極部
１２を形成する。さらに液体供給口１３をサンドブラスト法または切削加工により形成す
る。これにより、電極基板１０が作製される（図５（ａ））。
【００３６】
キャビティ基板２０となる基板については、まず例えば表面が（１１０）面方位の酸素
濃度の低いシリコン基板６１の片面を鏡面研磨し、２２０μｍの厚みにする。次に、シリ
コン基板６１にボロンドープ層６２を形成する面を、Ｂ2 Ｏ3 を主成分とする固体の拡散
源に対向させて石英ボートにセットする。さらに縦型炉に石英ボートをセットして、炉内
を窒素雰囲気にし、例えば、温度を１０５０℃に上昇させて７時間保持してボロンをシリ
コン基板６１中に拡散させ、ボロンドープ層６２を形成する。このとき、ボロンドープ層
６２の表面にはボロン化合物が形成されているが（図示なし）、酸素及び水蒸気雰囲気中
、６００℃の条件で１時間３０分酸化することで、フッ酸水溶液によるエッチングが可能
なＢ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 に化学変化させ、フッ酸水溶液にてウェットエッチングして除去する
。そして、さらにボロンドープ層６２を形成した面に、プラズマＣＶＤ法により絶縁膜２
３を成膜する（図５（ｂ））。絶縁膜２３は、例えばプラズマＣＶＤ法により、成膜時の
処理温度を３６０℃、高周波出力を２５０Ｗ、圧力は６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、
ガス流量をＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃ
ｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で０．１μｍ成膜する。
【００３７】
次にシリコン基板６１と電極基板１０を３６０℃に加熱した後、電極基板１０に負極、
シリコン基板６１に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して陽極接合を行う。そして
、陽極接合後の接合済み基板において、シリコン基板６１の厚みが約６０μｍになるまで
シリコン基板６１表面の研削加工を行う。その後、加工変質層を除去するために、例えば
３２ｗ％の濃度の水酸化カリウム溶液でシリコン基板６１を約１０μｍウェットエッチン
グする。これによりシリコン基板６１の厚みを約５０μｍにする（図５（ｃ））。
【００３８】
ウェットエッチングを行った面に対し、例えばエッチングマスクとなる酸化シリコン膜
６３を、ＴＥＯＳによるプラズマＣＶＤ法で成膜する。酸化シリコン膜６３の成膜条件と
しては、例えば、成膜時の処理温度は３６０℃、高周波出力は７００Ｗ、圧力は３３．３
Ｐａ（０．２５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃ
ｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で１．５μｍ成膜
する。ＴＥＯＳを用いた成膜は比較的低温で行うことができ、基板の加熱をできる限り抑
えられる。さらに、フォトリソグラフィ法を用い、酸化シリコン膜６３において、吐出室
２１、リザーバ２４及び電極取出し口２６となる部分をエッチングにより除去する（図５
（ｄ））。ここで、例えば吐出室２１及び電極取出し口２６となる部分についてはシリコ
ンを露出させ、リザーバ２４についてはハーフエッチングにより酸化シリコン膜６３を残
す。これはリザーバ２４となる部分についてはシリコンを残すことにより、剛性を持たせ
るようにするためである。
【００３９】
次に、接合済み基板を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室２１と
なる部分の厚みが約１０μｍになるまでウェットエッチングを行う。さらに、接合済み基
板を３ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層６２において、エッ
チングストップが十分効いたものと判断するまでエッチングを続ける。このように、前記
２種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を用いたウェットエッチングを行うことによ
って、形成される振動板２２の面荒れを抑制し、厚み精度を０．８０±０．０５μｍ以下
にすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化することができる（
図５（ｅ））。ウェットエッチングを終了すると、接合済み基板を例えばフッ酸水溶液に
浸し、シリコン基板６１表面の酸化シリコン膜６３を除去する（図５（ｆ））。
【００４０】
シリコン基板６１の電極取出し口２６となる部分のシリコン（ボロンドープ層６２）を
除去し、開口する。除去の方法については、特に限定しないが、例えばピン等で突いて壊
すこともできる。また、ドライエッチングを行って開口することもできる。その後、電極
取出し口２６の端部にあるキャビティ基板２０と各溝部１１との間で形成されるギャップ
の開口部に沿って、例えばエポキシ樹脂を流し込んだり、酸化シリコンを堆積等させたり
して封止材２５を形成して封止し、ギャップを外気から遮断する（図５（ｇ））。ここで
、特に図示はしないが、例えば、キャビティ基板２０の上面に、液体保護のための酸化シ
リコン膜を、例えばＴＥＯＳを用い、プラズマＣＶＤ法により形成するようにしてもよい
。
【００４１】
封止が完了すると、例えば、共通電極端子２７となる部分を開口したマスクを、接合基
板のシリコン基板６１側の表面に取り付ける。そして、例えばプラチナ（Ｐｔ）をターゲ
ットとしてスパッタ等を行い、共通電極端子２７を形成する。そして、別工程で作製した
前述のノズル基板３０を、例えばエポキシ系接着剤により、接合基板のキャビティ基板２
０側から接着し、接合する（図５（ｈ））。そして、ダイシングラインに沿ってダイシン
グを行い、個々の液滴吐出ヘッドに切断し、液滴吐出ヘッドが完成する。
【００４２】
以上のように実施の形態１によれば、ノズル基板３０を作製する際、ノズル３１となる
凹部を形成した面に、ＳＯＧ、アモルファスフッ素樹脂等の液状物質を塗布し、固化させ
て塗布膜５４を形成してからウェットエッチングを行うようにしたので、例えば、ウェッ
トエッチング前にパーティクル等が残っていたとしても塗布膜５４で覆うことにより、ノ
ズル３１となる凹部へのエッチャントの浸入を確実に防ぎ、ノズル３１を精密に形成する
ことができる。そのため、吐出性能が高いノズル基板３０を得ることができ、さらには歩
留まりも高くすることができる。また、このとき、あらかじめシリコン酸化膜５３をレジ
ストとして形成しておくようにしたので、基板全体について保護を行うことができる。ま
た、液状物質をＳＯＧ、アモルファスフッ素樹脂とすることで、確実にエッチャント（特
にＫＯＨ、ＴＭＡＨ等のアルカリ水溶液）から保護を行うことができる。
【００４３】
実施の形態２．
上述の実施の形態では、酸化シリコン膜５３を全面成膜し、さらに液状物質を塗布する
ことにより塗布膜５４をノズル３１となる凹部を形成した面に対して成膜するようにした
がこれに限定するものではない。ノズル３１となる凹部を形成した面には、例えばＣＶＤ
等により酸化シリコン膜５３を成膜し、ノズル３１となる凹部を形成した面には、塗布膜
５４を成膜するようにしてもよい。
【００４４】
実施の形態３．
上述の実施の形態では、第１ノズル３１Ａ、第２ノズル３１Ｂの２段構成のノズル３１
としているが、これに限定するものではない。より、直進性をよくし、吐出性能を高める
ために３段以上のノズルを構成してもよいし、テーパ状にしてもよい。
【００４５】
また、上述の実施の形態における液滴吐出ヘッドは、電極基板１０、キャビティ基板２
０及びノズル基板３０の３つの基板を積層して構成したが、本発明はこれに限定するもの
ではない。例えば、リザーバ２４の容積を大きくするため、リザーバ２４となる凹部を独
立した基板に形成し、４つの基板を積層した構成の液滴吐出ヘッドについても適用するこ
とができる。
【００４６】
上述の実施の形態では、振動板２２と個別電極１２Ａとの間に発生する静電力により振
動板２２を変位させて液体を加圧し、ノズル３１から液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドに
ついて説明した。本発明はこれに限定するものではない。例えば、気体を発生させたり、
圧電素子を用いる等、他の加圧方法による液滴吐出ヘッドについても適用することができ
る。
【００４７】
実施の形態４．
図６は上述の実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図であ
る。また、図７は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図６及び図７の
液滴吐出装置は液滴吐出方式（インクジェット方式）による印刷を目的とする。また、い
わゆるシリアル型の装置である。図１２において、被印刷物であるプリント紙１１０が支
持されるドラム１０１と、プリント紙１１０にインクを吐出し、記録を行う液滴吐出ヘッ
ド１０２とで主に構成される。また、図示していないが、液滴吐出ヘッド１０２にインク
を供給するためのインク供給手段がある。プリント紙１１０は、ドラム１０１の軸方向に
平行に設けられた紙圧着ローラ１０３により、ドラム１０１に圧着して保持される。そし
て、送りネジ１０４がドラム１０１の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド１０２が
保持されている。送りネジ１０４が回転することによって液滴吐出ヘッド１０２がドラム
１０１の軸方向に移動するようになっている。
【００４８】
一方、ドラム１０１は、ベルト１０５等を介してモータ１０６により回転駆動される。
また、プリント制御手段１０７は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ１０４、
モータ１０６を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振駆動回路を駆動させて
振動板２２を振動させ、制御をしながらプリント紙１１０に印刷を行わせる。
【００４９】
ここでは液体をインクとしてプリント紙１１０に吐出するようにしているが、液滴吐出
ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に
吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、ＯＬＥＤ等の表示基板
に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途
においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐
出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、
生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、ＤＮＡ（Deoxyr
ibo Nucleic Acids ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ribo Nucleic Acid：リ
ボ核酸、Peptide Nucleic Acids：ペプチド核酸等）タンパク質等のプローブを含む液体
を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる
。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図３】実施の形態１に係るノズル基板の作製を表す工程図（その１）である。
【図４】実施の形態１に係るノズル基板の作製を表す工程図（その２）である。
【図５】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
【図６】液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。
【図７】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  電極基板、１１  溝部、１２  電極部、１２Ａ  個別電極、１２Ｂ  リード部、
１２Ｃ  端子部、１３  液体供給口、２０  キャビティ基板、２１  吐出室、２２  振動
板、２３  絶縁膜、２４  リザーバ、２５  封止材、２６  電極取出し口、２７  共通電
極端子、３０  ノズル基板、３１  ノズル、３１Ａ  第１ノズル、３１Ａ−１  ノズル吐
出口、３１Ｂ  第２ノズル、３１Ｂ−１  ノズル供給口、３２  ダイヤフラム、３３  オ
リフィス、３４  凹部、４１  発振回路、４２  配線、５１  シリコン基板、５２、５３
、５５  酸化シリコン膜、５４  塗布膜、６１  シリコン基板、６２  ボロンドープ層、
６３  酸化シリコン膜、１００  プリンタ、１０１  ドラム、１０２  液滴吐出ヘッド、
１０３  紙圧着ローラ、１０４  送りネジ、１０５  ベルト、１０６  モータ、１０７  
プリント制御手段、１１０  プリント紙。
【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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