(57)【要約】【課題】振動板の厚みを高精度に、しかも低コストで能率良く作製することができる液体吐出ヘッドの製造方法並びに高度な厚み精度が要求される薄膜構造体の膜厚調整方法を提供する。【解決手段】Ｓｉ基板１にボロンドープ層を形成し、該ボロンドープ層１０３を振動板１１として形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、振動板１１ａを形成した後、該Ｓｉ基板１に熱酸化により熱酸化膜１０６を形成する工程と、前記熱酸化膜１０６をエッチングにより剥離する工程とを有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板にボロンドープ層を形成し、該ボロンドープ層を振動板として形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、
（１）前記振動板を形成した後、該Ｓｉ基板に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（２）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
ＳＯＩ基板の活性層を振動板として形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、
（１）前記振動板を形成した後、該ＳＯＩ基板に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（２）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
Ｗｅｔ酸化またはＤｒｙ酸化により前記熱酸化膜を形成することを特徴とする請求項１または２記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記（１）、（２）の工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記（２）の工程の終了後に、前記振動板に絶縁膜を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記（１）の工程において、前記振動板を形成後、該振動板の厚みを測定し、その測定結果に基づいて前記熱酸化の条件を決めることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
（１）Ｓｉ基板にボロンドープ層を形成する工程と、
（２）前記ボロンドープ層に達するまで前記Ｓｉ基板の該ボロンドープ層と反対側の面からエッチングする工程と、
（３）前記エッチング後の前記ボロンドープ層に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（４）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴とする薄膜構造体の膜厚調整方法。
【請求項８】
（１）ＳＯＩ基板の活性層に達するまで該ＳＯＩ基板の該活性層と反対側の面からエッチングする工程と、
（２）前記エッチング後の前記活性層に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（３）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴とする薄膜構造体の膜厚調整方法。
【請求項９】
Ｗｅｔ酸化またはＤｒｙ酸化により前記熱酸化膜を形成することを特徴とする請求項７または８記載の薄膜構造体の膜厚調整方法。
【請求項１０】
前記（３）、（４）の工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項７または９記載の薄膜構造体の膜厚調整方法。
【請求項１１】
前記（２）、（３）の工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項８または９記載の薄膜構造体の膜厚調整方法。
【請求項１２】
前記（３）の工程において、前記ボロンドープ層の厚みを測定し、その測定結果に基づいて前記熱酸化の条件を決めることを特徴とする請求項７、９、１０のいずれかに記載の薄膜構造体の膜厚調整方法。
【請求項１３】
前記（２）の工程において、前記活性層の厚みを測定し、その測定結果に基づいて前記熱酸化の条件を決めることを特徴とする請求項８、９、１１のいずれかに記載の薄膜構造体の膜厚調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドに代表される液体吐出ヘッドの製造方法に関し、特に、液体吐出ヘッドのダイヤフラムポンプの作用をする振動板の作製方法、さらには小型精密な薄膜構造体の膜厚調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体吐出ヘッドは、一般にインクジェット記録装置のインクジェットヘッドとして普及しており、またＤＮＡチップ等のマイクロアレイ製造装置やカラーフィルタ製造装置等にも広く使用されている。代表的なインクジェットヘッドは、一般的に３枚の基板を積層した構造からなっており、中間の第１の基板（Ｓｉ基板）に凹部からなる吐出室を形成し、その吐出室の底壁部分を振動板としている。この第１の基板の一方の面には振動板に対面するようにアクチュエータ電極が設けられた第２の基板が接合され、第１の基板の他方の面には吐出室を覆うように第３の基板が接合される。そして、インク液滴を吐出するノズル孔を、第３の基板の表面部に設ける方式（フェイスインクジェットタイプ）と、第１の基板の端部に設ける方式（エッジインクジェットタイプ）とがある。また、吐出駆動方式としては例えば、静電駆動方式が知られており、振動板とアクチュエータ電極との間で静電引力をＯＮ−ＯＦＦさせることで振動板をダイヤフラムポンプのように作動させてインク液滴を吐出させる。
このようなインクジェットヘッドの製造方法は、例えば特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２８８０３７号公報（段落［００２１］〜［００２８］、図４）
【特許文献２】
特開２００２−８６７３４号公報（段落［００２５］〜［００３９］、図２、図３、図６）
【特許文献３】
特開２００２−２４０２９９号公報（段落［０００７］〜［００１４、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
液体吐出ヘッドの製造において、特に問題となるのは液滴の吐出性能を左右することになる振動板の厚みである。上記の各特許文献では、振動板を形成する基板材料にいずれもＳｉ基板を用いて、特許文献１では、Ｓｉ基板の片面にボロンを拡散し、その高濃度ボロンドープ層でのエッチングレートが極端に低下する現象（エッチングストップ）を利用して振動板を形成している。つまり、エッチングストップさせたときのボロンドープ層の厚みでもって振動板の厚みを調整している。しかし、この方法では、１０００℃以上の高温で処理される熱酸化でエッチング保護膜となるＳｉＯ２膜（熱酸化膜）が形成されるため、Ｓｉ基板に高濃度に拡散したボロンがさらにＳｉ基板内部に熱拡散し、ボロン濃度が低下してしまうという問題がある。その結果、エッチングストップが十分に働かず、サブミクロン厚みの振動板を作製することができなかった。
そこで、この問題を解決するために、特許文献２および特許文献３では、エッチング保護膜となるＳｉＯ２膜を低温成膜が可能なＣＶＤで形成することによって、ボロンの熱拡散を抑え、サブミクロン厚みの振動板を実現している。しかしながら、この方法では、高価な装置および材料ガスを用い、しかも一枚ずつの枚葉処理であるＣＶＤによりエッチング保護膜を形成するものであるため、コスト、量産性の面で不利が大きいものであった。
【０００５】
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、振動板の厚みを高精度に、しかも低コストで能率良く作製することができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを第１の目的としている。
また、本発明の第２の目的は、本発明の技術を利用することにより、高度な厚み精度が要求される薄膜構造体の膜厚調整方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液体吐出ヘッドの第１の製造方法は、Ｓｉ基板にボロンドープ層を形成し、該ボロンドープ層を振動板として形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、
（１）前記振動板を形成した後、該Ｓｉ基板に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（２）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る液体吐出ヘッドの第２の製造方法は、ＳＯＩ基板の活性層を振動板として形成する液体吐出ヘッドの製造方法において、
（１）前記振動板を形成した後、該ＳＯＩ基板に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（２）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の製造方法では、基板材料にＳｉ基板を用い、第２の製造方法では、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いるものである。ＳＯＩ基板は、Ｓｉ基板に高濃度イオンビームにより酸素イオンを注入し、そのＳｉ基板をアニーリングすることにより表面より所望の深さの位置にＳｉＯ２膜を形成し、その表層部をＳｉ単結晶の活性層として形成したものであり、高精密・高集積化・高速化等を果たすマイクロデバイス、あるいは薄膜構造体にとって最適な基板材料と目されている。なお、ＳＯＩ基板の作製方法は、上記の酸素イオンを注入する方法の他に、酸化膜を形成したＳｉ基板ともう１枚のＳｉ基板を接合し（直接接合と呼ばれ、表面を清浄にしたＳｉ基板同士を重ね合わせ、１０００℃近い温度で処理することで接合する）、片側のＳｉ基板を研削、研磨して活性層を形成する方法もあり、このような直接接合により作製されたＳＯＩ基板を用いてもよい。
【０００９】
Ｓｉ基板を用いる第１の製造方法では、液体吐出ヘッドの振動板をボロンドープ層で作製する。しかし、ボロンドープ層は、Ｓｉ基板の表面に熱酸化によりエッチング保護膜となるＳｉＯ２膜（熱酸化膜）を形成するために１０００℃以上の高温に曝されると、ボロン濃度が低下し、エッチングストップが望み通りに機能しない場合があり得る。
一方、Ｓｉ基板を熱酸化処理すると、成膜された（成長した）熱酸化膜の厚みの４５％に相当する分のＳｉが酸化膜に変化する。換言すれば、Ｓｉ基板の表面が熱酸化膜の厚みの４５％に相当する分だけ浸食されることになる。
本発明は、この現象を利用することにより、振動板を目標の厚みに調整するものである。振動板の厚みの調整は、前記（１）のように熱酸化と前記（２）のように熱酸化膜剥離（エッチングによる熱酸化膜の除去）とを行うことによって、調整することができる。
ＳＯＩ基板を用いる第２の製造方法でも、同様に熱酸化と熱酸化膜剥離とを行うことによって、活性層からなる振動板の厚みを調整することができる。
したがって、本発明によれば、振動板をサブミクロンレベルの厚みまで薄くすることができ、また振動板の厚み精度についてもバラツキの少ない極めて高い精度で作製することができる。さらに、熱酸化装置を用いてバッチ処理が可能なことから、量産性に優れ、かつ製造コストも安くつく。
【００１０】
また、本発明の第１、第２の製造方法においては、Ｗｅｔ酸化またはＤｒｙ酸化により熱酸化膜を形成する。
酸素および水蒸気雰囲気の熱酸化炉で熱処理を行うＷｅｔ酸化を利用すれば、熱酸化膜を短時間で形成することができ、酸素雰囲気の熱酸化炉で熱処理するＤｒｙ酸化を利用すれば、振動板の厚みをさらに微調整することができる。また、Ｗｅｔ酸化とＤｒｙ酸化を併用しても良い。この場合、Ｗｅｔ酸化を先に行い、後でＤｒｙ酸化を行う。ただし、Ｗｅｔ酸化後とＤｒｙ酸化後に、前記（２）の熱酸化膜剥離の工程をそれぞれ実施する。
【００１１】
また、前記（１）、（２）の工程を複数回繰り返すことにより、振動板の更なるサブミクロン厚みの微調整が可能となる。
したがって、高い信頼性を持ち、極めて微小粒の液滴吐出性能を持つ液体吐出ヘッドが得られる。これはまた、インクジェットヘッドの場合、小型化や画質の向上、マイクロアレイやカラーフィルタ等の製造に用いる液体吐出ヘッドの場合、小型・高密度化、品質の向上等に寄与するものとなる。
【００１２】
液体吐出ヘッドが静電引力を利用した静電駆動方式の場合、振動板とアクチュエータ電極との短絡を防ぐために、前記（２）の工程の終了後に、振動板に絶縁膜を形成することが好ましい。
【００１３】
また、前記（１）の工程において、前記振動板を形成後、該振動板の厚みを測定し、その測定結果に基づいて前記熱酸化の条件を決める。
熱酸化の条件は、酸化温度と酸化時間によって酸化膜の成長速度が異なる。したがって、振動板を目標の厚みに正確に調整するためには、酸化前の振動板の厚みを正確に測定し、その測定結果に基づいて、成膜すべき酸化膜の厚み、ひいては酸化時間、酸化温度を決める必要がある。
【００１４】
また、本発明の前述した膜厚調整方法を利用すれば、マイクロデバイス、あるいはＭＥＭＳデバイスとして用いられる薄膜構造体に対してもその膜厚を極めて高精度に調整することが可能となる。
したがって、本発明に係る薄膜構造体の第１の膜厚調整方法は、（１）Ｓｉ基板にボロンドープ層を形成する工程と、
（２）前記ボロンドープ層に達するまで前記Ｓｉ基板の該ボロンドープ層と反対側の面からエッチングする工程と、
（３）前記エッチング後の前記ボロンドープ層に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（４）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る薄膜構造体の第２の膜厚調整方法は、（１）ＳＯＩ基板の活性層に達するまで該ＳＯＩ基板の該活性層と反対側の面からエッチングする工程と、
（２）前記エッチング後の前記活性層に熱酸化により熱酸化膜を形成する工程と、
（３）前記熱酸化膜をエッチングにより剥離する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１６】
すなわち、本発明の第１の膜厚調整方法は、Ｓｉ基板を用い、そのＳｉ基板に形成したボロンドープ層の膜厚を調整する方法であり、本発明の第２の膜厚調整方法は、ＳＯＩ基板を用い、そのＳＯＩ基板の活性層の膜厚を調整する方法である。膜厚調整は、前述したとおり、対象のボロンドープ層または活性層に対し、熱酸化と熱酸化膜剥離（エッチングによる熱酸化膜の除去）を行うことによって調整することができる。
【００１７】
また、本発明において、膜厚を調整するにあたっては、前述の通り、Ｗｅｔ酸化またはＤｒｙ酸化により熱酸化膜を形成する。
第１の膜厚調整方法の場合は、前記（３）、（４）の工程を複数回繰り返す。
第２の膜厚調整方法の場合は、前記（２）、（３）の工程を複数回繰り返す。
また、第１の膜厚調整方法の場合、前記（３）の工程において、前記ボロンドープ層の厚みを測定し、その測定結果に基づいて前記熱酸化の条件を決める。
第２の膜厚調整方法の場合、前記（２）の工程において、前記活性層の厚みを測定し、その測定結果に基づいて前記熱酸化の条件を決める。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。まず最初に、本発明の対象とする液体吐出ヘッドの構成についてインクジェットヘッドの場合を例にとって説明する。
図３は、例えばフェイスインクジェットタイプの構成を示す断面図である。この例では、中間の第１の基板１はＳｉ基板を用いて構成され、そのＳｉ基板の下面部にボロンドープ層からなる振動板１１が形成される。振動板１１の厚みは、例えば０．５〜１μｍの範囲内で所望の厚みに形成される。また、Ｓｉ基板にはエッチングにより、底壁部分が振動板１１となるように凹部を形成した吐出室１２とインクを貯留するためのリザーバー１３が形成され、さらに配線のための貫通孔１４がエッチングにより形成される。
【００１９】
第１の基板１の下面に接合される第２の基板２はガラス基板からなり、この基板２にアクチュエータ電極２１を装着するための凹部２２をエッチングにより形成している。アクチュエータ電極２１は、上記振動板１１との間に所定の対向間隙（ギャップＧ）を保つように、例えば、酸化錫を不純物としてドープした酸化インジウム膜、すなわちＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム酸化第１錫）膜で凹部２２内に形成されている。ただし、電極２１はこれに限定されるものではない。なお、１５は振動板１１とアクチュエータ電極２１との短絡を防ぐために設けられた絶縁膜で、第１の基板１の熱酸化により形成されるＳｉＯ２膜である。
【００２０】
第１の基板１の上面に接合される第３の基板３はＳｉ基板からなり、インク液滴を吐出するノズル孔３１と、インクの逆流を防ぎ、リザーバー１３から吐出室１２へインクを供給するための細溝３２とが設けられている。
このように各要素が形成された３枚の基板１、２、３を互いに接合した後、上記貫通孔１４を通じて振動板１１を駆動するための発振回路４が第１の基板１とアクチュエータ電極２１との間に配線される。
【００２１】
インク液滴の吐出動作は次のようにして行われる。この実施形態で示すような静電駆動方式のインクジェットヘッドにおいては、発振回路４により、アクチュエータ電極２１に所定のパルス電圧を印加し、アクチュエータ電極２１を正に帯電させ、振動板１１を負に帯電させる。そのため、振動板１１は静電引力により電極２１側へ引き寄せられてたわみ、吐出室１２の容積が増加する。この状態で発振回路４によりアクチュエータ電極２１への電荷の供給を止めると、振動板１１が元に戻るため、そのときの圧力により容積変化の差分に相当する一定量のインク液滴がノズル３１より吐出される。次に、振動板１１が再び下方へたわむことにより、インクがリザーバー１３より細溝３２を通じて吐出室１２内に補給される。以上のような動作を繰り返すことにより、紙やフィルム、シート、金属板、布帛等任意の記録媒体に文字、画像等を記録することができる。
【００２２】
次に、上記のようなインクジェットヘッドの振動板１１を所定の厚みに高精度に作製する製造方法について説明する。
第１の実施形態では、素材として、Ｓｉ基板を用い、第２の実施形態ではＳＯＩ基板を用いている。
【００２３】
実施の形態１．
図１、図２は本発明の実施の形態１を示すインクジェットヘッドの製造工程図である。
この第１の実施形態は、Ｓｉ基板を用い、その基板の振動板を形成する面にボロンドープ層を形成した後、両面にエッチング保護膜となる熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成し、その熱酸化膜にパターニングを施し、エッチングストップ技術によりキャビティ形状の吐出室やその吐出室の底壁部分で構成される振動板、その他の構成要素を形成し、その後さらに熱酸化と熱酸化膜剥離（エッチングによる熱酸化膜の除去）を行って、振動板を所定の厚みに高精度に調整するものである。
【００２４】
以下、図１および図２に示す工程図に従って各工程を詳細に説明する。図１を参照して、
（ａ）まず、Ｓｉ基板１の両面、すなわちＣａｖ面１０１とＤｏｐｅ面１０２をそれぞれ鏡面研磨し、例えば厚み１８０μｍの基板を作製する。
（ｂ）次に、そのＳｉ基板１のＤｏｐｅ面１０２にボロン拡散板（図示せず）を対向させ、例えば１１００℃の温度で６時間加熱処理をしてＤｏｐｅ面１０２にボロン（Ｂ）を拡散させ、ボロンドープ層１０３を形成する。
（ｃ）Ｄｏｐｅ面にボロンドープ層１０３を形成したＳｉ基板１を熱酸化炉にセットして酸素および水蒸気雰囲気にし、例えば１０７５℃の温度で４時間熱酸化処理を施し、Ｓｉ基板１の表面にエッチング保護膜となる１．２μｍのＳｉＯ２膜（熱酸化膜）１０４を形成する。
（ｄ）次に、そのＳｉ基板１の両面のＳｉＯ２膜１０４上にレジスト１０５をコーティングし、Ｃａｖ面１０１側に前記吐出室１２、リザーバー１３、貫通孔１４等の構成要素を作り込むためのレジストパターニングを施す。
（ｅ）そして、レジストパターニングを施したＣａｖ面１０１をフッ酸水溶液でエッチングしてＣａｖ面のＳｉＯ２膜１０４にパターニングを施し、さらにＳｉ基板１の両面のレジスト１０５を剥離する。
（ｆ）次に、そのＳｉ基板１を３５ｗｔ％の高濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、Ｓｉエッチングを行う。この時、Ｓｉ基板１のＣａｖ面に露出しているＳｉから基板がエッチングされていく。そして、エッチングによるＳｉの残留厚みが例えば、１０μｍになるまでエッチングを継続する。次に、そのＳｉ基板１を３ｗｔ％の低濃度の水酸化カリウム水溶液に浸してＳｉエッチングを行い、ボロンドープ層１０３に達したときにエッチングをストップしてボロンドープ層１０３を残留させ、振動板１１ａを形成する。この時、振動板１１ａの厚みは、例えば２μｍとなっている。
（ｇ）Ｓｉ基板１に残留したＳｉＯ２膜１０４をフッ酸水溶液でエッチング除去する。
【００２５】
この実施形態では、上述のように振動板１１ａを形成するボロンドープ層１０３がエッチング保護膜を形成するための熱酸化によって１０００℃以上の高温に曝されており、そのため、ボロン濃度が低下し、エッチングストップが十分に働かないおそれがある。したがって、振動板１１ａの厚みのバラツキが大きいものとなりやすい。そこで、振動板１１ａの厚みを目標の厚みに高精度に調整するために、さらに図２に示す工程を実施する。
【００２６】
また、以下の工程を実施する前に、図１に示した工程によって作製された振動板１１ａの一次厚みＴ１を正確に測定しておくことが望ましい。その測定結果に基づいて、後述するように適宜な熱酸化の条件を決める。測定は、例えば赤外分光器（ＦＴ−ＩＲ）を用いて行う。
（ｈ）まず、振動板１１ａが形成されたＳｉ基板１を熱酸化炉にセットして酸素および水蒸気雰囲気にし、図４に示すような熱酸化（Ｗｅｔ酸化）の条件のもとで、例えば１０００℃の温度で３２０分間熱酸化処理を施し、Ｓｉ基板１の表面に厚み１．１μｍのＳｉＯ２膜１０６を形成する。
（ｉ）ついで、そのＳｉ基板１に形成したＳｉＯ２膜１０６をフッ酸水溶液でエッチング除去する。
（ｊ）最後に、振動板１１とアクチュエータ電極２１との短絡を防止するため、絶縁膜となるＳｉＯ２膜１５を熱酸化によってＳｉ基板１の表面に形成する。なお、この工程は必要に応じて行えばよく、短絡のおそれがない場合にはこの工程を省略してもよい。
【００２７】
ところで、上記の（ｈ）工程において、熱酸化により酸化膜を形成するとき、酸化膜厚みの４５％の厚みのＳｉが酸化膜に変化する。そこで、熱酸化によって変化する振動板の厚みをｄＴＳｉとし、酸化前の振動板１１ａの一次厚みをＴ１、酸化膜剥離後の振動板１１ｂの二次厚みをＴ２、酸化膜の厚みをｔとすると、酸化は振動板の両面で起こっているため、以下の関係が成り立つ。
ｄＴＳｉ＝Ｔ１−Ｔ２
＝２×ｔ×０．４５  ・・・式１
したがって、Ｗｅｔ酸化により振動板の厚みをｄＴＳｉだけ薄くしたいとき、成膜すべき酸化膜の厚みはｔは、
ｔ＝ｄＴＳｉ／０．９          ・・・式２
となる。
【００２８】
図４は、Ｗｅｔ酸化の条件を、酸化温度、酸化時間、酸化膜厚みの関係で示したものである。例えば、一次厚みの振動板１１ａを形成した後、そのＳｉ基板１を酸素および水蒸気雰囲気で温度１０００℃で熱酸化した場合において、上記のように、一度２μｍの厚みＴ１で形成した振動板１１ａを１μｍの厚みＴ２にしたい場合、式２より成膜すべき酸化膜厚みｔは１．１μｍであり、この酸化膜厚みｔを成膜するのに必要な酸化時間は、図４から３２０分とすればよいことがわかる。
また、図４からわかるように、同じ温度の場合、酸化膜が厚くなると酸化膜の成長速度は遅くなり、酸化時間を長くしてもあまり厚くならない。また、温度を高くすると、同じ厚みの酸化膜を得るのに必要な酸化時間は短くなる。したがって、できるだけ高い温度で酸化時間を短くし、上記（ｈ）の酸化と（ｉ）の酸化膜剥離を複数回繰り返し行っても良く、これにより数μｍレベルの振動板厚みの調整が可能となる。
【００２９】
一方、振動板を形成したＳｉ基板１の酸化を酸素雰囲気で熱処理するＤｒｙ酸化で行っても良い。
図５は、Ｄｒｙ酸化の条件を、酸化温度、酸化時間、酸化膜厚みの関係で示したものである。この場合、酸化膜の成長速度はＷｅｔ酸化の場合よりも一段と小さくなるため、数十ｎｍレベルの振動板厚みの微調整が可能となる。なお、上記のＷｅｔ酸化とＤｒｙ酸化を併用することも可能であり、この場合、Ｗｅｔ酸化を先に行い、そしてその酸化膜剥離を行ってから、Ｄｒｙ酸化を行い、さらにその酸化膜剥離を行う。
【００３０】
この実施形態では、以上のような方法によりＳｉ基板に形成したボロンドープ層から振動板を作製し、さらにそのＳｉ基板に対して、熱酸化と熱酸化膜剥離を行うことによって振動板の厚みを調整するものであるので、振動板を例えば、目標厚み１μｍに対して、１±０．１μｍの高精度に作製することができる。また、熱酸化膜の膜厚均一性は高いものであるので、上記のように熱酸化と熱酸化膜剥離を行うことによって、振動板のエッチング終了時の板厚精度を維持したままで振動板をサブミクロンレベルの厚みまで薄くすることができる。また、装置コストが安く、バッチ処理が可能な熱酸化装置を用いて製造することができるので、量産性、コストの面で有利である。
一方、振動板製造時のプロセスのバラツキにより、振動板が所望の厚みよりも厚くなったような場合、上記の熱酸化と熱酸化膜剥離を行うことで振動板を薄くすることができ、振動板の厚みの再調整（リペア）も可能となる。さらに、予め振動板を厚めに作製しておき、熱酸化の条件を適正に選ぶことによって、振動板の厚みを微調整することも可能である。
【００３１】
実施の形態２．
第２の実施形態は、ＳＯＩ基板を用いて振動板を作製する方法である。ＳＯＩ基板は、Ｓｉ基板に高濃度イオンビームで酸素イオンを注入した後、そのＳｉ基板を熱処理することにより表面より内部にＳｉＯ２膜を形成し、その表層部にＳｉ単結晶の活性層を形成したものであり、あるいはＳＯＩ基板は、前述したようにＳｉ基板同士の直接接合により作製したものを用いても良く、既に形成された活性層を対象に振動板を作製する。
【００３２】
以下、図６、図７を参照してその製造方法を説明する。まず、図６において、（ａ）ＳＯＩ基板１０の両面、すなわちＳｉ基板１のＣａｖ面１０１と活性層１０８をそれぞれ鏡面研磨し、例えば厚み１８０μｍの基板を作製する。また、活性層１０８の厚みは、例えば２μｍである。図中、１０９は高濃度酸素イオンの注入より形成されたＳｉＯ２膜である。
（ｂ）から（ｆ）の工程は、図１の（ｃ）から（ｇ）の工程と同様である。すなわち、ＳＯＩ基板１０を熱酸化炉にセットして酸素および水蒸気雰囲気にし、例えば１０７５℃の温度で４時間熱酸化処理を施し、ＳＯＩ基板１０の表面にエッチング保護膜となる１．２μｍのＳｉＯ２膜（熱酸化膜）１０４を形成する。
（ｃ）次に、そのＳＯＩ基板１０の両面のＳｉＯ２膜１０４上にレジスト１０５をコーティングし、Ｃａｖ面１０１側に前記吐出室１２、リザーバー１３、貫通孔１４等の構成要素を作り込むためのレジストパターニングを施す。
（ｄ）そして、レジストパターニングを施したＣａｖ面１０１をフッ酸水溶液でエッチングしてＣａｖ面のＳｉＯ２膜１０４にパターニングを施し、さらにＳＯＩ基板１０の両面のレジスト１０５を剥離する。
（ｅ）次に、そのＳＯＩ基板１０を３５ｗｔ％の高濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、Ｓｉエッチングを行う。この時、ＳＯＩ基板１０のＣａｖ面に露出しているＳｉから基板がエッチングされていく。そして、エッチングによるＳｉの残留厚みが例えば、１０μｍになるまでエッチングを継続する。次に、そのＳＯＩ基板１０を３ｗｔ％の低濃度の水酸化カリウム水溶液に浸してＳｉエッチングを行い、活性層１０８に達したときにエッチングをストップして活性層１０８を残留させ、振動板１１ａを形成する。この時、振動板１１ａの厚みは、例えば２μｍとなっている。
（ｆ）ＳＯＩ基板１０に残留したＳｉＯ２膜１０４をフッ酸水溶液でエッチング除去する。
【００３３】
また、上記工程により作製した振動板１１ａの厚みを調整する工程（図７参照）も基本的に図２の工程と同じである。したがって、上記（ｆ）で振動板１１ａの一次厚みＴ１が形成された後、その振動板１１ａを目標の厚みＴ２に調整するためには、そのＳＯＩ基板１０に対して、式２および図４に示したＷｅｔ酸化の条件、あるいは図５のＤｒｙ酸化の条件を適用して、熱酸化（図７（ｇ））と熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）１０６の剥離（図７（ｈ））を行うものである。そして最後に、目標厚みとなった振動板１１ｂに必要に応じて、絶縁膜（ＳｉＯ２膜）１５を施す。
【００３４】
この実施形態では、ＳＯＩ基板を用い、既に形成されている活性層から目的の振動板を作製するものであるから、第１の実施形態に比べて少なくとも１工程省略することができ、コスト低減を図ることができる。また、活性層の厚みを自由にコントロールできることから、振動板を自在な厚みに作製することができる。振動板の板厚精度は第１の実施形態と同様である。量産性、コスト面についても同様の効果が得られる。
【００３５】
実施の形態３．
以上の実施形態ではインクジェットヘッドの場合で説明したが、本発明の製造方法は、インクジェットヘッドに限られるものでないことはいうまでもない。液体吐出ヘッドとしては、インクジェットヘッドのほかに、ＤＮＡチップ等のマイクロアレイやカラーフィルタなどの作製にも利用することができる。また、医療用のマイクロポンプ、マイクロアクチュエータ等にも利用でき、その用途は広いものである。
そしてさらに、前述した振動板の厚み調整技術を利用すれば、高度な厚み精度が要求される薄膜構造体の膜厚調整が可能となる。既に明らかなように、この膜厚調整方法では、基板材料として、Ｓｉ基板またはＳＯＩ基板を用いる。
Ｓｉ基板を用いる場合には、そのＳｉ基板の片面にボロンドープ層を形成し、ボロンドープ層が素子部（素子ウェハー）となるようにボロンドープ層と反対側の面からエッチングを施す。その後は、ボロンドープ層に対して、前述したように熱酸化と熱酸化膜剥離（エッチングによる熱酸化膜の除去）を行う（１回以上適当な回数繰り返す）ことによって、ボロンドープ層の膜厚を調整していく。このとき、熱酸化の条件についてもＷｅｔ酸化（図４）、あるいはＤｒｙ酸化（図５）の条件に従って、適正な条件を選択する。
このようにすれば、目的の素子部（素子ウェハー）を高精度の厚みで作製することができる。
また、ＳＯＩ基板を用いる場合には、上記のボロンドープ層をＳＯＩ基板の活性層と読み替えればよい。
したがって、この実施形態によれば、薄膜構造体を用いるＭＥＭＳデバイス（光学ミラー、マイクロヒータ、マイクロモータ、マイクロアクチュエータ等）を高精度に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のインクジェットヘッドの製造工程図。
【図２】図１に続く製造工程図。
【図３】インクジェットヘッドの構成を示す断面図。
【図４】Ｗｅｔ酸化の条件を示す温度−酸化時間−酸化膜厚みの相関図。
【図５】Ｄｒｙ酸化の条件を示す温度−酸化時間−酸化膜厚みの相関図。
【図６】本発明の実施の形態２のインクジェットヘッドの製造工程図。
【図７】図６に続く製造工程図。
【符号の説明】
１  第１の基板（Ｓｉ基板）、２  第２の基板（ガラス基板）、３  第３の基板（Ｓｉ基板）、４  発振回路、１０  ＳＯＩ基板、１１、１１ａ、１１ｂ  振動板、１２  吐出室、１３  リザーバー、１４  貫通孔、１５  絶縁膜、２１  アクチュエータ電極、２２  凹部、３１  ノズル孔、３２  細溝、１０１  Ｃａｖ面、１０２  Ｄｏｐｅ面、１０３  ボロンドープ層、１０４  ＳｉＯ２膜（熱酸化膜）、１０５  レジスト、１０６  ＳｉＯ２膜（熱酸化膜）、１０８  活性層、１０９  ＳｉＯ２膜
【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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