(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルプレートの製造に要する製造工程を減らしつつ加工精度の高いノズル孔を形成し、安定的なインク吐出特性を実現したノズルプレートの製造方法、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。【解決手段】ノズルプレートには、シリコン基板に、第１のノズル孔６と、第１のノズル孔６に連通し、第１のノズル孔６よりも漸次径を大きくしたテーパ状の第２のノズル孔７とからなるノズル孔が形成され、第２のノズル孔７となる部分７ａのパターニングをこの第２のノズル孔７の中心軸線から外周に向かうにつれて径を大きくした複数のリング形状として第１のノズル孔６となる部分６ａのパターニングと同時に行なうことを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板に、第１のノズル孔と、前記第１のノズル孔に連通し、前記第１のノズル孔よりも漸次径を大きくしたテーパ状の第２のノズル孔とからなるノズル孔を形成するノズルプレートの製造方法であって、
前記第２のノズル孔となる部分のパターニングをこの第２のノズル孔の中心軸線から外周に向かうにつれて径を大きくした複数のリング形状として前記第１のノズル孔となる部分のパターニングと同時に行なう
ことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
各リング形状の間に同心円状に壁が形成されるようにパターニングを行なう
ことを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項３】
各リング形状にリブを形成して所定の間隔で前記シリコン基板が露出するようにパターニングを行なう
ことを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
各リング形状の間のリング幅を前記中心軸線から外周に向かうにつれて漸次狭くした
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プレートの製造方法。
【請求項５】
前記中心軸線を前記第１のノズル孔の中心軸線と同一とした
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プレートの製造方法。
【請求項６】
前記第１のノズル孔となる部分及び前記第２のノズル孔となる部分をドライエッチングした後に、
前記シリコン基板の表面を酸化処理し、
前記第１のノズル孔となる部分及び前記第２のノズル孔となる部分の側面及び底面に形成される酸化膜を除去する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
前記ドライエッチングがＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングである
ことを特徴とする請求項６に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記シリコン基板の前記第２のノズル孔が形成されている面に支持基板を張り合わせ、  前記シリコン基板の前記支持基板が張り合わせられた面の反対面を薄板化し、
薄板化された前記シリコン基板側から前記第１のノズル孔を開口し、
前記シリコン基板の表面に撥水処理を施した後、
前記支持基板を前記シリコン基板から剥離する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
前記シリコン基板と前記支持基板との張り合わせを真空中で行なう
ことを特徴とする請求項８に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１０】
前記請求項１〜９のいずれかに記載のノズルプレートに、
底壁が振動板を形成し液滴を溜めて吐出させる複数の吐出室を含む液体流路が形成されたシリコン基板と、前記振動板にギャップを隔てて対向し該振動板を駆動する個別電極が形成されたガラス基板とで形成した接合基板を接合する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記請求項１０に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。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液滴を吐出するノズル孔を形成したノズルプレートの製造方法、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し、特に製造工程を減らしつつ加工精度の高いノズル孔を形成するノズルプレートの製造方法、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】
近年、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）が急激に進歩している。この微細加工技術により形成される微細加工素子には、たとえば、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）やマイクロポンプ、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】
このうち液滴吐出装置（インクジェット記録装置）のインク液滴を吐出させる方式には、静電気力を駆動手段に利用する方式や、圧電振動子を駆動手段に利用する方式、発熱素子を駆動手段に利用する方式等がある。その中でも、特に駆動手段に静電気力を利用してインク液滴を吐出させる方式の液滴吐出装置は、チップサイズの小型高密度化、印字性能の高品質化及び長寿命化できるということに優れている。
【０００４】
このような液滴吐出装置に搭載されているインクジェットヘッドは、一般に、インク液滴を吐出するための複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、このノズルプレートに接合され、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プレートとを備え、駆動部により吐出室に圧力を加えることによりインク液滴を選択されたノズル孔より吐出するように構成されている。
【０００５】
また、このように構成されたインクジェットヘッドに対しては、印字や画質等の高品位化の要求が一段と強くなってきているとともに、ノズル孔の高密度化及びインク吐出性能の向上の要求も強い。このような背景から、インクジェットヘッドのノズルプレートに関しては従来より様々な工夫が提案されている。インク吐出性能を改善するためには、ノズルプレートに設けられているノズル孔部でのインク液滴の流路抵抗を調整し、最適なノズル長さになるようにノズルプレートの厚みを調整することが望ましい。
【０００６】
そのようなものとして、「シリコン単結晶基板にエッチングを施して、ノズルを形成する噴射装置のノズル形成方法において、前記シリコン単結晶基板の表面にレジスト膜を形成し、前記ノズルの後端側に対応する部分の前記レジスト膜を取り除くことにより第１の開口パターンを形成し、前記ノズルの先端側に対応する部分の前記レジスト膜を取り除くことにより、前記第１の開口パターンより小さな第２の開口パターンを形成し、前記第１、第２の開口パターンによって露出された前記シリコン単結晶基板表面の露出部分に対して異方性ドライエッチングを施して、後端側から先端側に向けて階段状に断面が小さくなったノズルを形成することを特徴とする噴射装置のノズル形成方法」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
このノズル形成方法では、シリコン基板の一方の面から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の円筒状ノズル部（ノズル孔の噴射口部分）と第２の円筒状ノズル部（ノズル孔の導入口部分）とを２段に形成した後、反対側の面から一部分を異方性ウエ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式が採用されている。
【０００８】
また、「シリコン基板の一方の面にノズルに相当するノズルパターンを、他方の面にインク入り口穴に相当するパターンを形成し、一方の面には異方性ドライエッチングを施してノズルを形成し、他方の面にはある程度の異方性を兼ね備えた等方性エッチングを施してインク入り口穴を形成し、エッチングマスクを除去した後、熱酸化膜を形成するようにしたインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法」が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。このインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法は、予めシリコン基板を所望の厚さに研磨した後、シリコン基板の両面にそれぞれドライエッチングを施すことにより、ノズル孔の噴射口部分と導入口部分とを形成している。
【０００９】
さらに、「シリコン単結晶ウエファから成る基板に設けたテーパ付きノズル孔の吹出口の周囲の断面がナイフエッジ形の吹出端縁に面取りを施したノズル板」が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。このノズル板は、片側に異方性ウエ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（テーパ状ノズル孔）を形成するようにしたものである。
【００１０】
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或いは角錐状に広がったテーパ状ノズルにすることで、全体として円筒形状をしたノズルを使用する場合に比べて、インクキャビティ側からノズルに加わるインク圧力の方向をインク軸線方向に揃えることができ、飛翔方向のばらつきを無くし、インク滴の飛び散りを無くし、インク滴量のばらつきを抑制して、安定したインク吐出特性を実現できた。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２８８２０号公報（第４頁、第３図及び第４図）
【特許文献２】特開平９−５７９８１号公報（第３頁及び第１図）
【特許文献３】特開昭５６−１３５０７５号公報（第１頁及び第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載のノズル孔形成方法は、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となっており、インク液滴の飛行曲がりが生じてしまうという問題があった。また、ノズル孔の目詰まりの原因となる紙粉や、インク等が吐出面である凹部の底面に付着した場合に、それら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ってしまうという問題もあった。
【００１３】
特許文献２に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法及び特許文献３に記載のノズル板では、インクジェットヘッドの高密度化が進むとシリコンノズルプレート基板の厚さ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、高価となってしまう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とを基板の両面に別々にパターニングを施してから形成するため、両面アライメントを高精度で行なわなければならないという問題があった。
【００１４】
高精度でアライメントを行わないと、ノズル孔の噴射口部分の中心軸線とノズル孔の導入口部分の中心軸線とに軸線ずれが生じ、その軸線ずれがインク吐出方向曲がりの原因となってしまうからである。さらに、アライメントの精度の影響は、インクジェットヘッドの高密度化が進むにつれて無視できないものとなってきた。つまり、各インク孔でインク吐出方向曲がりが生じると全体のインク吐出性能が悪いものとなり、安定したインク吐出特性の要求に応えられないことになるからである。
【００１５】
加えて、特許文献２に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法の場合には、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ヘリウムガス等で冷却を行なうが、ノズル孔の貫通時にヘリウムガス等がリークしてしまうという問題があった。この問題は、ヘリウムガス等がリークしてしまった場合、このヘリウムガス等の影響でドライエッチングを不可能にしてしまっていた。
【００１６】
この問題を解決するためには、たとえば、予めシリコン基板にノズル孔となる部分を形成し、接着層の片面に紫外線または熱等の刺激で容易に接着力が低下する剥離層を持った両面接着シートを用いて張り合わせてからシリコン基板を研削やエッチング加工等により薄板化加工してノズル孔を開口すればよい。また、石英ガラスなどの支持基板に樹脂を用いて張り合わせてからノズル孔を開口してもよい。しかしながら、このような方法を採用した場合には、ノズルプレートの製造に要する工程数を更に増やさなければならないことになる。
【００１７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、ノズルプレートの製造に要する製造工程を減らしつつ加工精度の高いノズル孔を形成し、安定的なインク吐出特性を実現したノズルプレートの製造方法、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】
【００１８】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、シリコン基板に、第１のノズル孔と、第１のノズル孔に連通し、第１のノズル孔よりも漸次径を大きくしたテーパ状の第２のノズル孔とからなるノズル孔を形成するノズルプレートの製造方法であって、第２のノズル孔となる部分のパターニングをこの第２のノズル孔の中心軸線から外周に向かうにつれて径を大きくした複数のリング形状として第１のノズル孔となる部分のパターニングと同時に行なうことを特徴とする。
【００１９】
したがって、第１のノズル孔となる部分及び第２のノズル孔となる部分を同時にパターニングすることができ、別個にパターニングにするものに比べて製造工程数を少なくすることができる。また、第１のノズル孔となる部分及び第２のノズル孔となる部分に一括してパターニング形成できるので、後に行なうドライエッチングのエッチングマスクも一括して形成できることになる。つまり、パターニングの工程数を少なくするとともに、エッチングマスクの形成に要する工程数も減らすことが可能となる。
【００２０】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、各リング形状の間に同心円状に壁が形成されるようにパターニングを行なうことを特徴とする。このようにすれば、第１のノズル孔の中心軸線と、第２のノズル孔の中心軸とがずれることなく、ノズル孔を形成することができる。したがって、安定したインク吐出特性を実現することができ、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供できる。
【００２１】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、各リング形状にリブを形成して所定の間隔でシリコン基板が露出するようにパターニングを行なうことを特徴とする。したがって、第２のノズル孔となる部分のパターニングを完全なリング形状に限定することなく、パターニング形成することができる。つまり、ドライエッチング装置特有の現象であるマイクロローディング効果の特徴を考慮して第２のノズル孔となる部分をパターニングすればよいのである。
【００２２】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、各リング形状の間のリング幅を中心軸線から外周に向かうにつれて漸次狭くしたことを特徴とする。こうすることによって、ドライエッチング装置特有の現象であるマイクロローディング効果を利用、つまり開口部が狭くなるに従って、エッチングの深さが浅くなることを利用して、加工精度の高いテーパ状の第２のノズル孔を形成可能にしている。
【００２３】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、中心軸線を第１のノズル孔の中心軸線と同一としたことを特徴とする。したがって、第１のノズル孔と第２のノズル孔との中心軸のずれをなくすためのアライメント調整が不要となる。つまり、インク吐出方向曲がりをなくし、安定したインク吐出特性が実現できるので、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することが可能となる。
【００２４】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、第１のノズル孔となる部分及び第２のノズル孔となる部分をドライエッチングした後に、シリコン基板の表面を酸化処理し、第１のノズル孔となる部分及び第２のノズル孔となる部分の側面及び底面に形成される酸化膜を除去することを特徴とする。つまり、第２のノズル孔となる部分の各リング形状の間に形成される壁がすべて酸化膜になる厚みに計算されているので、酸化膜を除去するだけで加工精度の高いテーパ状の第２のノズル孔が形成できる。
【００２５】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、ドライエッチングが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とする。このように、異方性ドライエッチングでノズル孔を形成するので、加工精度の高いノズル孔を形成することができる。つまり、インク液滴の飛行曲がりをなくし、安定性及び信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【００２６】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、シリコン基板の第２のノズル孔が形成されている面に支持基板を張り合わせ、シリコン基板の支持基板が張り合わせられた面の反対面を薄板化し、薄板化されたシリコン基板側から第１のノズル孔を開口し、シリコン基板の表面に撥水処理を施した後、支持基板をシリコン基板から剥離することを特徴とする。このように、撥水処理を施してから、支持基板をシリコン基板から剥離するので、ノズル孔部分に形成される撥水膜が一緒に剥がし取られることがない。
【００２７】
本発明に係るノズルプレートの製造方法は、シリコン基板と支持基板との張り合わせを真空中で行なうことを特徴とする。すなわち、シリコン基板と支持基板との張り合わせを真空中で行なうことによって、シリコン基板と支持基板との間に気泡等が溜まることなく張り合わせることが可能となるのである。したがって、基板の間に気泡が残らないのでシリコン基板の表面が平滑になり、シリコン基板の板厚のばらつきがなくなる。
【００２８】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかに記載のノズルプレートに、底壁が振動板を形成し液滴を溜めて吐出させる複数の吐出室を含む液体流路が形成されたシリコン基板と、振動板にギャップを隔てて対向し該振動板を駆動する個別電極が形成されたガラス基板とで形成した接合基板を接合することを特徴とする。したがって、上記の効果を有するとともに、インク液滴の吐出性能の高い液滴吐出ヘッドを製造することが可能となる。
【００２９】
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ことを特徴とする。したがって、上記の効果を有するとともに、インク液滴の吐出性能の高い液滴吐出装置を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド１００を分解した状態を示す分解斜視図である。また、図２は、液滴吐出ヘッド１００の断面構成を示す縦断面図である。なお、この液滴吐出ヘッド１００は、静電気力により駆動される静電駆動方式の静電アクチュエータの代表として、ノズルプレートの表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを例として表している。図１及び図２に基づいて、液滴吐出ヘッド１００の構成及び動作について説明する。
【００３１】
図１に示すように、この液滴吐出ヘッド１００は、主にシリコン製のキャビティ基板１、ガラス基板２、及びノズルプレート３が順に積層されるように接合された３層構造として構成されている。つまり、キャビティ基板１をガラス基板２とノズルプレート３とが上下から挟む構造となっている。ここでは、液滴吐出ヘッド１００が３層構造である場合を例に説明するが、これに限定するものではない。たとえば、液滴吐出ヘッド１００がガラス基板、キャビティ基板、リザーバ基板及びノズルプレートからなる４層構造であってもよい。
【００３２】
［ノズルプレート３］
ノズルプレート３は、後に示すような所定の加工を施し易いようにシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板と称する）で構成するのが望ましい。たとえば、厚さ約１８０μｍ（マイクロメートル）のシリコン基板を主要な材料としてノズルプレート３を構成するとよい。そして、ノズルプレート３は、その下面（キャビティ基板１との接合面１１）でキャビティ基板１と接合するようになっている。
【００３３】
このノズルプレート３には、たとえば円筒状の第１のノズル孔６と、第１のノズル孔６と連通し、漏斗状（テーパ状）の第２のノズル孔７とで構成されるノズル孔８が形成されている。このノズル孔８は、後に説明するキャビティ基板１に形成される各吐出室１３と連通するように複数形成されている。そして、ノズルプレート３に形成される各ノズル孔８からは、各吐出室１３から移送されたインク等の液滴が外部に吐出されるようになっている。
【００３４】
ノズル孔８を構成する第１のノズル孔６と第２のノズル孔７とは、中心軸線を同じとして形成されている。また、第１のノズル孔６は、インク吐出面１０（キャビティ基板１との接合面１１の反対面）に開口するように形成されており、第２のノズル孔７は、接合面１１に開口するように形成されている。なお、漏斗状の第２のノズル孔７は、ノズル径が接合面１１側に向けて漸次大きくなるように形成されている。このようにノズル孔８を形成すれば、液滴を吐出する際の直進性の向上が期待できる。
【００３５】
［キャビティ基板１］
キャビティ基板１は、たとえば厚さ約５０μｍの（１１０）面方位のシリコン基板で構成し、底壁が可撓性を有し、変形可能な振動板１２として作用する吐出室（圧力室）１３となる凹部を複数形成するのが望ましい。また、キャビティ基板１には、各ノズル孔８共通に吐出する液滴を貯め、各吐出室１３にインク等の液滴を供給するためのリザーバ１４となる凹部と、このリザーバ１４と各吐出室１３とを連通させる細溝状のオリフィス１５となる凹部とを形成するとよい。
【００３６】
これらの吐出室１３、リザーバ１４及びオリフィス１５は、シリコン基板にドライエッチングまたは異方性ウエットエッチングのいずれかあるいは双方を行い形成するとよい。そして、これらの吐出室１３、リザーバ１４及びオリフィス１５が液滴の流路として作用するようになっている。なお、この複数の吐出室１３は、図１の紙面手前側から紙面奥側にかけて平行に並んで形成されているものとする。また、この液滴吐出ヘッド１００では、リザーバ１４は単一の凹部から形成されており、オリフィス１５は各吐出室１３に対して１つずつ形成されている。なお、オリフィス１５は、ノズルプレート３の接合面１１に形成するようにしてもよい。
【００３７】
このキャビティ基板１の全面には、たとえばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又は熱酸化によってＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌ  Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）等の酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）からなる厚さ０．１μｍの絶縁膜１６を成膜するとよい。この絶縁膜１６は、液滴吐出ヘッド１００の駆動時の絶縁破壊やショートを防止をする役目を果たすものである。
【００３８】
また、絶縁膜１６をキャビティ基板１の全面に成膜することによって、吐出室１３やリザーバ１４の内部の液滴によりキャビティ基板１がエッチングされて腐食されるのを防止するための役目も果たすことができる。さらに、絶縁膜１６をキャビティ基板１の全面に成膜すれば、キャビティ基板１の上面の応力とキャビティ基板１の下面の応力とを相殺させることができ、振動板１２の反りを小さく抑えることができるという効果もある。なお、絶縁膜１６が酸化シリコンからなる場合を例に示しているが、これに限定するものではない。
【００３９】
キャビティ基板１には、さらにキャビティ基板１の外部電極端子としての共通電極１９が形成されているほか、ガラス基板２の外部機器との接続部に対応した部分が電極取り出し口２５として開口され形成されている。この共通電極１９は、発振回路２２（図２参照）から振動板１２に個別電極１７と反対の極性の電荷を供給する際の端子となるものである。また、キャビティ基板１に形成される吐出室１３及びリザーバ１４は、（１１０）面方位のシリコン基板に異方性ウエットエッチングを行って形成するため、鋸歯形状をしている。さらに、キャビティ基板１のリザーバ１４には、ガラス基板２に設けられたインク供給口１８と連通するようにインク供給口１８が設けられている。
【００４０】
［ガラス基板２］
ガラス基板２は、厚さ約１ｍｍであり、キャビティ基板１の振動板１２側に接合されるようになっている。このガラス基板２となるガラスには、たとえばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるとよい。ガラス基板２には、キャビティ基板１に形成される各吐出室１３に対向させて、深さ約０．２μｍの凹部９がエッチングにより複数形成されている。この凹部９のパターン形状は、その内部に個別電極（電極）１７を設けるので、それらの形状よりも少し大きめに作製するとよい。
【００４１】
この個別電極１７の材料としては、酸化錫を不純物としてドープした透明のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を用い、たとえば０．１μｍの厚さにＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｏｒｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタ法を用いて成膜するとよい。このようにＩＴＯで個別電極１７を作製すると、透明なので放電したかどうかの確認が行いやすく、また等電位接点も同時に成膜できるという利点がある。なお、個別電極１７をＩＴＯで作製した場合を例に示したが、これに限定するものではなく、クロム等の金属等で作製してもよい。
【００４２】
また、ガラス基板２には、リザーバ１４と連通するインク供給口１８が形成されている。このインク供給口１８は、リザーバ１４の底壁に設けられた孔と繋がっており、リザーバ１４にインク等の液滴を外部から供給するために設けられている。なお、キャビティ基板１が単結晶シリコンからなり、ガラス基板２がホウ珪酸ガラスからなる場合には、キャビティ基板１とガラス基板２との接合を陽極接合によって行なうことができる。
【００４３】
キャビティ基板１とガラス基板２とを接合すると、振動板１２と個別電極１７との間に振動板１２の動作空間となるギャップ（空隙）２０が形成される。このギャップ２０は、凹部９の深さ、個別電極１７及び振動板１２（絶縁膜１６）の厚さにより決まることになる。このギャップ２０は、液滴吐出ヘッド１００の吐出特性に大きく影響するため、厳格な精度管理が要求される。
【００４４】
このギャップ２０は、各振動板１２に対向する位置に細長い一定の深さを有するように形成されている。なお、ギャップ２０は、ガラス基板２に凹部９を形成する他に、キャビティ基板１となるシリコン基板に凹部を形成したり、スペーサを挟むことによって設けたりすることも可能である。また、個別電極１７は、一定の間隔の隙間をもって振動板１２に対向しており、ギャップ２０の底面に沿ってガラス基板２の末端（電極取り出し口２５）まで伸びている。そして、この電極取り出し口２５で発振回路２２と接続されるようになっている（図２参照）。
【００４５】
キャビティ基板１に形成される吐出室１３は、ノズル孔８から吐出させるインク等の吐出液体を溜めておくものであり、吐出室１３の底壁を構成する振動板１２の変形を利用し、吐出室１３内の圧力を高めて、ノズル孔８から液滴を吐出させる作用を果たす。この実施の形態では、振動板１２は、高濃度のボロンをシリコン基板に拡散したボロンドープ層で構成され、その表面にＴＥＯＳ等の酸化シリコンからなる絶縁膜１６を被覆している。
【００４６】
所望の厚さの振動板１２を形成するためには、同じだけの厚さのボロンドープ層をキャビティ基板１となるシリコン基板に形成すればよい。これは、アルカリ性水溶液でシリコンの異方性ウエットエッチングを行った場合、ボロンをドーパントとしたときには高濃度（５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上）の領域で極端にエッチングレートが小さくなるという性質を利用するとよい。つまり、吐出室１３、リザーバ１４を異方性ウエットエッチングで形成する場合に、ボロンドープ層が露出するとエッチングレートが極端に小さくなることを利用した、いわゆるエッチングストップ技術を用いて、振動板１２の厚さ、吐出室１３の容積を高精度で形成することができる。
【００４７】
図２には、液滴吐出ヘッド１００の振動板１２を動作させる機器（発振回路２２）も示されている。ここでは、キャビティ基板１の共通電極１９とガラス基板２の個別電極１７とが、接続ケーブルを介して発振回路２２に接続されている場合を例に示している。この接続ケーブルには、図示省略のＦＰＣを利用することができる。このＦＰＣの端子は、ガラス基板２の電極取り出し口２５に対応する位置に装着され、キャビティ基板１の共通電極１９とガラス基板２の個別電極１７とを電気的に接続するようになっている。
【００４８】
発振回路２２は、ＦＰＣを介して個別電極１７と接続され、その個別電極１７に電荷の供給及び停止を制御する役目を果たすものである。この発振回路２２は、たとえば２４ｋＨｚで発振し、個別電極１７に０Ｖと３０Ｖのパルス電位を印加して電荷供給を行なうようになっている。なお、この発振回路２２は、ドライバＩＣ等の集積回路で構成するのが好ましい。また、この発振回路２２が、液滴吐出ヘッド１００の内部に備えられていてもよく、外部に備えられていてもよい。
【００４９】
つまり、この発振回路２２が発振駆動し、個別電極１７に電荷を供給して正に帯電させると、振動板１２は負に帯電し、静電気力により個別電極１７に引き寄せられて撓む。これにより吐出室１３の容積は広がる。そして、個別電極１７への電荷供給を止めると振動板１２は元に戻るが、そのときの吐出室１３の容積も元に戻るから、その圧力により差分のインク等の液滴が吐出し、たとえば記録対象となる記録紙に着弾することによって記録（印字）が行われる。このような方法は、引き打ちと呼ばれるものであるが、バネ等を用いて液滴を吐出する押し打ちと呼ばれる方法もある。また、キャビティ基板１と発振回路２２とについてもＦＰＣで接続されるが、ドライエッチングにより基板の一部に開けた酸化膜の窓（図示せず）にワイヤを差し込んで接続するとよい。
【００５０】
図３は、ノズルプレート３をインク吐出面１０側から見た上面図である。図３に示すように、第１のノズル孔６がノズルプレート３のインク吐出面１０側に複数開口している。なお、第２のノズル孔７は、図３の個々のノズル孔６の紙面奥側に形成されている。また、キャビティ基板１の吐出室１３は、個々の第１のノズル孔６（ノズル孔８）ごとに形成されており、Ａ−Ａ線方向に細長い形状となっているものとする。
【００５１】
次に、液滴吐出ヘッド１００の動作について簡単に説明する。液滴吐出ヘッド１００のキャビティ基板１と各個別電極１７とには、上述したように発振回路２２が接続されている。そして、この発振回路２２によりキャビティ基板１と個別電極１７との間にパルス電圧が印加される。そうすると、キャビティ基板１と個別電極１７との間に電位差が生じ、静電気力が発生する。そのために、振動板１２が個別電極１７側に撓み、リザーバ１４の内部に溜まっていたインク等の液滴が吐出室１３に流れ込む。その後、キャビティ基板１と個別電極１７との間に印加されていたパルス電圧がなくなると、振動板１２が元の状態位置に復元して吐出室１３の内部の圧力が高くなり、ノズル孔８から液滴が吐出される。
【００５２】
次に、ノズルプレート３を製造するためのシリコン基板の加工方法について説明する。図４〜図８は、ノズルプレート３の製造工程を示した縦断面図である。なお、図４〜図８は、図３に示したＡ−Ａ線に沿った縦断面におけるノズル孔８の周辺部を示している。この図４〜図８に基づいてノズルプレート３の製造工程について説明する。また、この液滴吐出ヘッド１００は、上述したように第１のノズル孔６と第２のノズル孔７との中心軸線が高い精度で一致しているものとする。
【００５３】
（Ａ）まず、たとえば厚さが２８０μｍのシリコン基板３ａを準備し、熱酸化装置にセットし、このシリコン基板３ａの表面全面に膜厚１μｍのシリコン酸化膜（ＳＩＯ2 膜）５０を均一に成膜する。たとえば、このシリコン酸化膜５０は、熱酸化装置により温度１０７５℃、酸素と水蒸気との混合雰囲気中で４時間熱酸化することにより形成するようになっている。
【００５４】
（Ｂ）次に、シリコン基板３ａの接合面１１に図示省略のレジストをコーティングし、第１のノズル孔６となる部分６ａと第２のノズル孔７となる部分７ａをパターニングして、その部分のレジストを除去する。第１のノズル孔６となる部分６ａは、円筒状に形成する第１のノズル孔６の直径と同じ直径の円形状にパターニングされるようになっている。また、後に詳述するが、第２のノズル孔７となる部分７ａは、大きさの異なる複数のリング形状にパターニングされるようになっている。この複数のリング形状のパターニングは、中心軸線から外周に向かうにつれて、そのリング形状の径が大きくなっている。また、各リング形状の間のリング幅が中心軸線から外周に向かうにつれて狭くなっている（図９参照）。
【００５５】
そして、たとえばフッ酸水溶液とフッ化アンモニウム水溶液を１対６で混合した緩衝フッ酸水溶液でシリコン酸化膜５０をエッチングしてシリコン基板３ａを露出させ、硫酸洗浄等によってレジストを剥離する。このパターニングが施されたシリコン酸化膜５０がエッチングマスクとして機能することになる。なお、レジストのコーティングされた面は、後にノズルプレート３の接合面１１となる。また、第２のノズル孔７となる部分７ａのパターニングは、完全なリング形状に限定するものではない。たとえば、熱酸化でＳｉＯ2 化できるリング幅が確保できればよく、リブを形成して所定の間隔でシリコン基板３ａを露出させるようなパターニングでもよい（図１０参照）。
【００５６】
（Ｃ）第１のノズル孔６となる部分６ａ及び第２のノズル孔７となる部分７ａをパターニングしたら、ＩＣＰドライエッチング装置によりシリコン酸化膜５０の開口された部分を、たとえば第１のノズル孔６となる部分６ａの中心部が深さ７０μｍとなるように垂直に異方性ドライエッチングし、第１のノズル孔６を形成する。この異方性ドライエッチングのエッチングガスとして、Ｃ4Ｆ8、ＳＦ6 を交互に使用することができる。このとき、Ｃ4Ｆ8は側面方向にエッチングが進行しないように側面を保護するために使用し、ＳＦ6 は垂直方向のエッチングを促進するために使用するとよい。
【００５７】
同時に、第２のノズル孔７となる部分７ａに形成されているパターニングでシリコン酸化膜５０の開口された部分もエッチングされることになる。このとき、ドライエッチング装置特有の現象であるマイクロローディング効果（開口部が狭くなるに従って、エッチングの深さが浅くなる現象）によって、外周に向かって幅が狭く形成されているリング形状の深さが漸次浅くなるようにエッチングされることになる。つまり、第２のノズル孔７となる部分７ａにパターニングするリング形状の幅寸法を特に限定するものではないが、このマイクロローディング効果に基づいて決定するとよい。
【００５８】
（Ｄ）シリコン基板３ａの表面に残るシリコン酸化膜５０をフッ酸水溶液で除去する。
（Ｅ）そして、シリコン基板３ａを熱酸化装置にセットし、シリコン基板３ａにおける第１のノズル孔６となる部分６ａ及び第２のノズル孔７となる部分７ａの側面及び底面に厚さ１μｍのシリコン酸化膜５５を均一に成膜する。このシリコン酸化膜５５は、たとえば熱酸化装置により酸化温度１０７５℃、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で４時間熱酸化することで形成するとよい。このとき、第２のノズル孔７となる部分７ａの各リング形状の間に形成される壁は完全にＳｉＯ2 化されることになる。一般的に、熱酸化によりシリコンに酸化膜を形成するとき、酸化膜の膜厚の４５％の厚みのシリコンが酸化膜に変化する。
【００５９】
つまり、熱酸化によって変化させたいリング形状の幅をＷとし、酸化膜の膜厚をＴとすると、リング形状エッチング部分の間に形成される壁の両側面されることになるために、Ｗ＝２×Ｔ×０．４５の関係が成立する。したがって、Ｗを大きくしたいとき、Ｔ＝Ｗ／０．９となるようにＴの値を設定すればよい。なお、ここでは、シリコン酸化膜５５の膜厚を１μｍとして成膜した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。
【００６０】
（Ｆ）再度、シリコン酸化膜５５をフッ酸水溶液で除去する。そうすると、第２のノズル孔７となる部分７ａの各リング形状の間に形成される壁は完全にＳｉＯ2 化されているので、漏斗状の第２のノズル孔７が形成されることになる。つまり、第１のノズル孔６と第２のノズル孔７とを同時に形成することができるのである。したがって、第１のノズル孔６と第２のノズル孔７とを個別に形成する場合と比べて製造に要する工程数を減少させることが可能になる。
【００６１】
また、シリコン基板３ａを熱酸化により酸化した時の厚み精度は、基板面内の均一性も含めて高いものであり、第１のノズル孔６の加工精度も高く保つことができる。さらに、第１のノズル孔６及び第２のノズル孔７を同時に形成できるので、第１のノズル孔６及び第２のノズル孔７の中心軸線のずれを無くすことが可能になる。すなわち、第１のノズル孔６と第２のノズル孔７との中心線軸のアライメント調整をしなくても、高精度に第１のノズル孔６及び第２のノズル孔７の中心軸線を一致させることができるのである。したがって、インクの吐出性能が更に向上することになる。
【００６２】
（Ｇ）シリコン基板３ａを熱酸化装置にセットし、シリコン基板３ａの全面に厚さ１μｍのシリコン酸化膜５６を均一に成膜する。このシリコン酸化膜５６は、たとえば熱酸化装置により酸化温度１０００℃、酸素雰囲気中の条件で２時間熱酸化することで形成するとよい。なお、熱酸化によりシリコン酸化膜５６を成膜するため、第１のノズル孔６となる部分６ａ及び第２のノズル孔７となる部分７ａの内壁にも均一にシリコン酸化膜５６が成膜されることになる。
【００６３】
（Ｈ）次に、シリコン基板３ａ（図６では上下反転させた状態を示している）の接合面１１に、たとえばガラス等の透明材料からなる支持基板４０を張り付ける。この支持基板４０は、片面に紫外線や熱等の刺激で容易に接着力が低下する自己剥離層４１を備えた両面テープ４５を介してシリコン基板３ａに張り付けるとよい。なお、支持基板４０と、両面テープ４５と、自己剥離層４１とでＷＳＳ（Ｗａｆｅｒ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）基板４９と称することとする。
【００６４】
このＷＳＳ基板４９の自己剥離層４１の面と、シリコン基板３ａの接合面１１とを向かい合わせ、真空中で張り合わせることによって接着界面に気泡を残すことなくきれいに接着することができる。このようにすれば、自己剥離層４１とシリコン基板３ａとの接着界面に気泡が残ってしまうということを防止することができる。つまり、気泡が残らないのでシリコン基板３ａのインク吐出面１０の表面が平滑になり、研磨加工の工程で薄板化された際のシリコン基板３ａの板厚のばらつきがなくなる。
【００６５】
（Ｉ）シリコン基板３ａにＷＳＳ基板４９を張り付けたら、シリコン基板３ａのインク吐出面１０側からバックグラインダーやポリッシャー、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等によって研磨加工を行い、第１のノズル孔６の先端のシリコン酸化膜５６が除去されるまでシリコン基板３ａを薄板化する。このとき、第１のノズル孔６及び第２のノズル孔７の内壁は、ノズル孔８内の研磨材の水洗除去工程等で洗浄されるようになっている。また、バックグラインダーで第１のノズル孔６の先端のシリコン酸化膜５６の付近までシリコン基板３ａを薄板化し、薄板化の仕上げをポリッシャー又はＣＭＰによって行なうようにすれば、シリコン基板３ａの表面を鏡面状に仕上げることができる。
【００６６】
なお、第１のノズル孔６の先端部のシリコン酸化膜５６の除去をドライエッチングで行っても良い。たとえば、ＳＦ6 をエッチングガスとするドライエッチングで、第１のノズル孔６の先端部までシリコン基板３ａを薄板化し、表面に露出した第１のノズル孔６の先端部のシリコン酸化膜５６をＣＦ4 や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。
【００６７】
（Ｊ）シリコン基板３ａのインク吐出面１０にシリコン酸化膜（ＳＩＯ2 膜）５７をスパッタ装置を用いて０．１μｍの厚みで成膜する。なお、このシリコン酸化膜５７の成膜は、自己剥離層４１が劣化しない程度の温度（たとえば、１００℃程度）以下で行なうことができればよく、スパッタ装置を使用したスパッタリング法に限定するものではない。ただし、耐インク性等を考慮すると緻密なシリコン酸化膜５７を形成する必要があり、常温で緻密な膜を成膜できるスパッタ装置等の装置を使用することが望ましい。
【００６８】
（Ｋ）続いて、シリコン基板３ａのインク吐出面１０の表面に撥インク処理を施す。この撥インク処理は、Ｆ（フッ素）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等でインク吐出面１０に成膜し、たとえば厚さ０．１μｍの撥インク層４６を形成することで行なうとよい。このとき、第１のノズル孔６及び第２のノズル孔７の内壁にも、撥インク層４６が形成される。すなわち、撥インク層４６は、蒸着やディッピングで成膜されるために、ノズル孔８の内壁全体も同時に撥インク処理されることになる。
【００６９】
（Ｌ）ノズル孔８の内壁全体に撥インク処理を施したら、シリコン基板３ａに接合してあるＷＳＳ基板４９を剥離する。このＷＳＳ基板４９の剥離は、まず、インク吐出面１０にダイシングテープ４７をサポートテープとして張り付けることから始める。なお、インク吐出面１０にダイシングテープ４７を張り付ける場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、シリコンマスクやメタルマスク等のようなマスク基板をインク吐出面１０に接合して張り付けるようにしてもよい。
【００７０】
（Ｍ）ダイシングテープ４７をインク吐出面１０に張り付けたら、ＷＳＳ基板４９側からＵＶ（紫外線）光を照射して、ＷＳＳ基板４９をシリコン基板３ａから剥離する。たとえば、ＵＶ光の照射は、インク吐出面１０を吸着ステージ等に真空吸着固定して行なうとよい。このＵＶ光は、ＷＳＳ基板４９の自己剥離層４１の内部やシリコン基板３ａとの接着界面において剥離（層内剥離又は界面剥離という）を起こさせるために照射される。
【００７１】
すなわち、自己剥離層４１は、所定の強度の光（ここでは、ＵＶ光）を受けることにより、自己剥離層４１を構成する材料の原子又は分子間の結合力が消失若しくは減少することにより、アブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ、切除又は除去）を生じて剥離し易くするためのものである。このような剥離には、たとえば、自己剥離層４１の構成材料中の成分が気体となって放出され分離に至る場合（層内剥離）と、剥離層４１が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合（界面剥離）とがある。
【００７２】
こうすることによって、シリコン基板３ａからＷＳＳ基板４９を容易に剥離することができる。なお、ＷＳＳ基板４９を構成する支持基板４０は、光を透過するガラス等からなるものを用いるのが望ましい。それは、シリコン基板３ａから支持基板４０を剥離するときに、支持基板４０の裏面（シリコン基板３ａが接合された面の反対面）から照射される光の有する剥離エネルギーを自己剥離層４１に確実に到達させるためである。つまり、支持基板４０が光を透過する材料で構成されていれば、自己剥離層４１に十分な剥離エネルギーが与えられることになる。
【００７３】
また、自己剥離層４１を構成する材料は、上記のような特性を有するものであればよく、特に限定するものでない。たとえば、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ、アモルファスシリコン）や酸化ケイ素、ケイ酸化合物や、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化セラミックス等を材料とするとよい。また、光の照射によって原子間結合が切断される有機高分子材料等を材料としてもよい。さらに、アルミニウム、リチウム、チタン、マンガン、インジウム、錫、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム、プラセオジム、ガドリニウム、サマリウム等の金属や、それらの金属を少なくとも１種以上含んだ合金等を材料としてもよい。
【００７４】
（Ｎ）ＷＳＳ基板４９を剥離したら、Ａｒプラズマ処理もしくはＯ2 プラズマ処理を施すことによって接合面１１の表面、第１のノズル孔６及び第２のノズル孔７の内壁に形成された余分な撥インク層４６を除去する。なお、インク吐出面１０に形成してある撥インク層４６にはダイシングテープ４７が張り付けられているので、インク吐出面１０に形成してある撥インク層４６は、Ａｒプラズマ処理もしくはＯ2 プラズマ処理を行なっても保護されるようになっている。
【００７５】
（Ｏ）次に、シリコン基板３ａのインク吐出面１０にサポートテープとして張り付けられているダイシングテープ４７を剥離する。このダイシングテープ４７の剥離は、たとえばシリコン基板３ａの接合面１１を吸着治具７０等によって真空吸着固定してから行なうとよい。なお、ここでは、吸着治具７０で真空吸着する場合を例に示しているが、これに限定するものではない。
【００７６】
（Ｐ）最後に、吸着冶具７０の吸着固定を解除してシリコン基板３ａからノズルプレート３を回収する。このシリコン基板３ａには、各ノズルプレート３の外輪溝が彫られている。したがって、シリコン基板３ａを吸着冶具７０からピックアップする段階でノズルプレート３は個片に分割されて回収可能になっている。以上の工程により、ノズルプレート３が作製される。
【００７７】
図９及び図１０は、ノズル孔８のパターニング例を上から見た状態を示す上面図である。図９及び図１０に基づいて、本発明の特徴部分であるノズル孔８の加工時、つまり第１のノズル孔６となる部分６ａ及び第２のノズル孔７となる部分７ａのエッチングパターニング形状について説明する。なお、シリコン酸化膜５０を第１のノズル孔６となる部分及び第２のノズル孔７となる部分をエッチングする際のエッチングマスクとして利用している（図４（Ｂ）参照）。
【００７８】
図９は、図４（Ｂ）で説明したように、第１のノズル孔６となる部分６ａを円形状にパターニング形成するとともに、第２のノズル孔７となる部分７ａを大きさの異なる複数のリング形状にパターニング形成するようになっている。各リング形状の間の幅は、中心線軸から外周に向かって漸次狭くなるように形成されている。これは、ドライエッチング装置特有の現象であるマイクロローディング効果を利用して第２のノズル孔７を形成するためである。たとえば、第１のノズル孔６の縁と第１のノズル孔６に一番近いリング形状との間の幅をＡ、１番近いリング形状と２番目に近いリング形状との間の幅をＢ、２番目に近いリング形状と３番目に近いリング形状との幅をＣとするとＡ＞Ｂ＞Ｃとなっているのである。
【００７９】
第２のノズル孔７をドライエッチングで形成する際に、マイクロローディング効果を利用すれば、一度のドライエッチングによって第２のノズル孔７となる部分７ａの各リング形状のエッチング深さを異なるものとすることができる。つまり、リング形状の幅が狭いほど、エッチング深さが浅いものとなるのである。そして、第２のノズル孔７となる部分７ａのリング形状エッチング部分の間に形成される壁は完全にＳｉＯ2 化されることになる。
【００８０】
したがって、形成されたシリコン酸化膜５５を除去すれば、第１のノズル孔６の形成と同時に第２のノズル孔７も形成することができるのである。また、マイクロローディング効果の特徴を考慮してリング形状の個数や幅を決定すれば、ノズル孔８の形成に要する工程数を減じつつ、加工精度の高い漏斗状の第２のノズル孔７を容易に形成することができる。なお、各リング形状の幅は、上記の式に基づいて決定するとよい。
【００８１】
図１０は、第１のノズル孔６となる部分６ａを円形状にパターニング形成するとともに、第２のノズル孔７となる部分７ａをリング形状にリブを形成して所定の間隔でシリコン基板が露出するようにパターニングを行なうようになっている。つまり、マイクロローディング効果を利用して、一度のドライエッチングによって第２のノズル孔７となる部分７ａの各リブのエッチング深さを異なるものにできればよいのである。
【００８２】
なお、このとき、第２のノズル孔７となる部分７ａのエッチング部分の間に形成される壁が完全にＳｉＯ2 化されるようにリブの個数や間隔を決定するとよい。また、マイクロローディング効果の特徴を考慮してリブの個数や幅を決定すれば、ノズル孔８の形成に要する工程数を減じつつ、加工精度の高い漏斗状の第２のノズル孔７を容易に形成することができる。なお、各リブの所定の間隔は、上記の式に基づいて決定するとよい。
【００８３】
図９及び図１０では、マイクロローディング効果と、熱酸化と、酸化膜除去とによって漏斗状の第２のノズル孔７を形成する一例について示したものである。したがって、マイクロローディング効果と、熱酸化と、酸化膜除去とによって漏斗状（テーパ状）の第２のノズル孔７が形成できればよく、図９や図１０のようなパターニングに限定するものではない。
【００８４】
次に、液滴吐出ヘッド１００の製造工程について説明する。
図１１及び図１２は、キャビティ基板１とガラス基板２とを接合させて接合基板６０を製造する工程を示す縦断面図である。図１１及び図１２に基づいて、キャビティ基板１とガラス基板２とを接合させた接合基板６０の製造工程について説明する。なお、接合基板６０の製造工程の中で、ガラス基板２及びキャビティ基板１の製造工程についても簡単に説明するものとする。また、キャビティ基板１及びガラス基板２の製造方法は、図１０及び図１１に示されるものに限定されるものではない。
【００８５】
まず、ホウ珪酸ガラス等からなるガラス基板２ａを、たとえば金・クロム等をエッチングマスクとしてフッ酸によってエッチングすることにより凹部９を形成する。この凹部９は、個別電極１７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ものとする。そして、凹部９の内部に、たとえばスパッタによってＩＴＯからなる個別電極１７を形成する。その後、ドリル等によってインク供給口１８となる孔部を形成してガラス基板２を作製する（図１１（ａ））。
【００８６】
次に、たとえば厚さが５２５μｍのシリコン基板１ａの両面を鏡面研磨した後に、シリコン基板１ａの片面にプラズマＣＶＤによってＴＥＯＳからなる厚さ０．１μｍのシリコン酸化膜２３を形成する（図１１（ｂ））。なお、このシリコン酸化膜２３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１２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１２を形成することができる。
【００８７】
それから、図１１（ｂ）に示すシリコン基板１ａと、図１１（ａ）に示すガラス基板２とを、たとえば３６０℃に加熱し、シリコン基板１ａに陽極、ガラス基板２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い接合基板６０を作製する（図１１（ｃ））。シリコン基板１ａとガラス基板２とを陽極接合した後に、この接合基板６０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、シリコン基板１ａの全体を、たとえば厚さ１４０μｍになるまで薄板化する（図１１（ｄ））。
【００８８】
そして、シリコン基板１ａの上面（ガラス基板２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、たとえば厚さ１．５μｍのＴＥＯＳ膜２６を形成する。そして、このＴＥＯＳ膜２６に、吐出室１３やリザーバ１４、オリフィス１５となる凹部となる部分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２６をエッチング除去する。その後、シリコン基板１ａ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１３やリザーバ１４、オリフィス１５となる凹部を形成する（図１２（ｅ））。
【００８９】
なお、図１２（ｅ）のウエットエッチングの工程では、たとえば初めに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。こうすることで、振動板１２の面荒れを抑制することができる。シリコン基板１ａのエッチングが終了した後に、接合基板６０をフッ酸水溶液でエッチングしてシリコン基板１ａに形成されたＴＥＯＳ膜２６を除去する。
【００９０】
また、ガラス基板２のインク供給口１８となる孔部にレーザー加工を施し、インク供給口１８がガラス基板２を貫通するようにする（図１２（ｆ））。次に、シリコン基板１ａの吐出室１３となる凹部等の形成された面に、たとえばＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる液滴保護膜２４を、たとえば厚さ０．１μｍで形成する（図１２（ｇ））。それから、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）等によって電極取り出し口２５となる部分を開放する。
【００９１】
また、シリコン基板１ａに機械加工又はレーザー加工を行って、インク供給口１８をリザーバ１４となる部分まで貫通させる。これにより、キャビティ基板１とガラス基板２とが接合された接合基板６０が完成する。そして、この接合基板６０を上述のノズルプレート３と接合して液滴吐出ヘッド１００が完成することとなる。なお、振動板１２と個別電極１７との間の空間（ギャップ２０）を封止するために封止剤（図示せず）を塗布するとよい。
【００９２】
図１３は、上述の液滴吐出ヘッド１００を搭載した液滴吐出装置１５０の一例を示した斜視図である。図１３に示す液滴吐出装置１５０は、一般的なインクジェットプリンタを表しているものである。なお、この液滴吐出装置１５０は、周知の製造方法によって製造することができる。また、上述の液滴吐出ヘッド１００は、図４〜図１０に示したように、ノズルプレート３の製造工程に特徴を有するものである。
【００９３】
なお、実施の形態で得られた液滴吐出ヘッド１００は、図１３に示す液滴吐出装置１５０の他に、液滴を種々変更することで、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、実施の形態で得られた液滴吐出ヘッド１００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できる。
【００９４】
たとえば、液滴吐出ヘッド１００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（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ  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。
【００９５】
なお、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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は、上述の実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変更することができる。また、実施の形態に係る液滴吐出ヘッド１００がガラス基板２、キャビティ基板１及びノズルプレート３からなる３層構造である場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、液滴吐出ヘッド１００がガラス基板、キャビティ基板、リザーバ基板及びノズルプレートからなる４層構造として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す分解斜視図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの断面構成を示す縦断面図である。
【図３】ノズルプレートをインク吐出面側から見た上面図である。
【図４】ノズルプレートの製造工程を示した縦断面図である。
【図５】ノズルプレートの製造工程を示した縦断面図である。
【図６】ノズルプレートの製造工程を示した縦断面図である。
【図７】ノズルプレートの製造工程を示した縦断面図である。
【図８】ノズルプレートの製造工程を示した縦断面図である。
【図９】ノズル孔のパターニング例を上から見た状態を示す上面図である。
【図１０】ノズル孔のパターニング例を上から見た状態を示す上面図である。
【図１１】接合基板を製造する工程を示す縦断面図である。
【図１２】接合基板を製造する工程を示す縦断面図である。
【図１３】液滴吐出装置の一例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  キャビティ基板、１ａ  シリコン基板、２  ガラス基板、２ａ  ガラス基板、３  ノズルプレート、６  第１のノズル孔、６ａ  第１のノズル孔６となる部分、７  第２のノズル孔、７ａ  第２のノズル孔７となる部分、８  ノズル孔、９  凹部、１０  インク吐出面、１１  接合面、１２  振動板、１３  吐出室、１４  リザーバ、１５  オリフィス、１６  絶縁膜、１７  個別電極、１８  インク供給口、１９  共通電極、２０  ギャップ、２２  発振回路、２３  シリコン酸化膜、２４  液滴保護膜、２５  電極取り出し口、２６  ＴＥＯＳ膜、４０  支持基板、４１  自己剥離層、４５  両面テープ、４６  撥インク層、４７  ダイシングテープ、４９  ＷＳＳ基板、５０  シリコン酸化膜、５５  シリコン酸化膜、５６  シリコン酸化膜、５７  シリコン酸化膜、６０  接合基板、７０  吸着治具、１００  液滴吐出ヘッド、１５０  液滴吐出装置。
【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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