(57)【要約】      （修正有）【課題】板状の母材に対して所定の処理を施す際に、母材に温度ムラが生じるのを低減または防止することができる基板の製造方法、この基板の製造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッドの製造方法、信頼性の高い液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】一方の面側に複数の構造体が設けられた板状の母材１０’の他方の面に対して、前記母材の温度上昇を伴う所定の処理を施すことにより基板を製造する基板の製造方法であり、複数の構造体同士の間の空間３７に、充填物３８を供給する第１の工程と、一方の面側から冷却媒体ガスを吹き付けて母材を冷却する際に、この充填物の存在により母材に温度ムラが生じるのを低減または防止しつつ、他方の面に対して所定の処理を施す第２の工程と、充填物を除去する第３の工程とを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面側に複数の構造体が設けられた板状の母材の他方の面に対して、前記母材の温度上昇を伴う所定の処理を施すことにより基板を製造する基板の製造方法であって、
複数の前記構造体同士の間の空間に、充填物を充填する第１の工程と、
前記一方の面側から冷却媒体ガスを吹き付けて前記母材を冷却する際に、前記充填物の存在により前記母材に温度ムラが生じるのを低減または防止しつつ、前記他方の面に対して前記所定の処理を施す第２の工程と、
前記充填物を除去する第３の工程とを有することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項２】
前記所定の処理は、成膜またはエッチングである請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程において、前記充填物の充填量および熱伝導率の少なくとも一方を調整することにより、前記充填物の熱容量と前記構造体の熱容量との差を小さくして、前記第２の工程において、前記母材に温度ムラが生じるのを低減または防止する請求項２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程において、前記充填物の充填は、減圧状態で行われる請求項２または３に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記充填物は、樹脂材料を主成分とする請求項２ないし４のいずれかに記載の基板の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂材料は、金属粒子を含有する請求項５に記載の基板の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂材料は、導電性を有する請求項５または６に記載の基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１の工程において、前記空間および複数の前記構造体を覆うように前記充填物を充填した後、該充填物に接触するように保護基板を貼着し、
前記第２の工程において、前記保護基板を介して前記基板の冷却を行う請求項１ないし７のいずれかに記載の基板の製造方法。
【請求項９】
前記保護基板は、金属材料を主成分とする請求項８に記載の基板の製造方法。
【請求項１０】
液滴を吐出するための駆動素子を備える駆動素子構造体を含む複数の構造体が、一方の面側に設けられた板状の母材の他方の面に対して、前記母材の温度上昇を伴うドライエッチングを施すことにより液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
複数の前記構造体同士の間の空間に、充填物を充填する充填工程と、
前記他方の面に、複数の前記駆動素子に対応する位置に設けられるインク室を形成する領域と、該インク室に連通する凹部を形成する領域とに開口部を有するマスクを形成するマスク形成工程と、
前記一方の面側から冷却媒体ガスを吹き付けて前記母材を冷却する際に、前記充填物の存在により前記母材に温度ムラが生じるのを低減または防止しつつ、前記他方の面に対して前記ドライエッチングを施すことにより複数の前記インク室と前記凹部とを形成するエッチング工程と、
前記充填物および前記マスクを除去する除去工程と、
前記インクを液滴として吐出するノズル孔が複数設けられたノズルプレートを、前記各インク室に前記各ノズル孔がそれぞれ対応するように前記他方の面側に接合するノズルプレート接合工程と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１１】
前記母材は、前記一方の面に前記構造体から露出する薄膜を備え、
前記エッチング工程において、前記充填物の存在により前記薄膜に直接冷却ガスが吹き付けられるのを防止することにより、前記薄膜の損傷を防止または抑制して、前記薄膜が残存するように前記母材に対してドライエッチングを施す請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドを備え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、基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板状の母材に対して所定の処理を施すことにより所定の形状を有する基板を製造する方法として、近年、電子デバイスの小型化、低消費電力化および高性能化等に伴って、ドライエッチング法が注目されている。
このドライエッチング法では、母材上に、所定パターンのレジスト層を形成し、このレジスト層をマスクとして用いて、母材を所定形状のものにエッチング（加工）することが行われている。
【０００３】
このようなドライエッチング法を用いて、比較的深い厚さを有する所定形状を形成する場合には、厚さ方向にエッチングするに伴って、母材の温度が上昇することに起因してエッチングレートに変化が生じるという問題がある。
そのため、エッチングレートに変化が生じるのを防止すること、すなわち、所定形状の側壁（サイドウォール）に異常エッチングが生じるのを防止することを目的に、通常、所定形状を形成する側の面と反対の面側から母材を冷却することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところが、この反対の面側に構造物が設けられている場合には、構造物が設けられている領域と、構造物が設けられていない領域との間で、母材の冷却温度にムラが生じる。このような状態で、母材のエッチングを行うと、これらの領域同士間において、厚さ方向に対するエッチングレートに差が生じることとなる。
そこで、形成される所定形状は、その寸法精度が期待するほどのものが得られていないのが実情である。
また、このような問題は、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）においても同様に生じている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３１６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、板状の母材に対して所定の処理を施す際に、母材に温度ムラが生じるのを低減または防止することができる基板の製造方法、この基板の製造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッドの製造方法、信頼性の高い液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の基板の製造方法は、一方の面側に複数の構造体が設けられた板状の母材の他方の面に対して、前記母材の温度上昇を伴う所定の処理を施すことにより基板を製造する基板の製造方法であって、
複数の前記構造体同士の間の空間に、充填物を充填する第１の工程と、
前記一方の面側から冷却媒体ガスを吹き付けて前記母材を冷却する際に、前記充填物の存在により前記母材に温度ムラが生じるのを低減または防止しつつ、前記他方の面に対して前記所定の処理を施す第２の工程と、
前記充填物を除去する第３の工程とを有することを特徴とする。
これにより、母材に対して所定の処理を施す際に、母材に温度ムラが生じるのを低減または防止することができる。
【０００８】
本発明の基板の製造方法では、前記所定の処理は、成膜またはエッチングであることが好ましい。
所定の処理として成膜またはエッチングを用いる場合に、本発明の基板の製造方法を適用することにより、母材に温度ムラが生じるのを確実に低減または防止することができる。
【０００９】
本発明の基板の製造方法では、前記第１の工程において、前記充填物の充填量および熱伝導率の少なくとも一方を調整することにより、前記充填物の熱容量と前記構造体の熱容量との差を小さくして、前記第２の工程において、前記母材に温度ムラが生じるのを低減または防止することが好ましい。
これにより、母材に温度ムラが生じるのをより確実に低減または防止して、母材を均一に冷却することができる。
【００１０】
本発明の基板の製造方法では、前記第１の工程において、前記充填物の充填は、減圧状態で行われることが好ましい。
これにより、空間中に充填物を確実に入り込ませて、気泡が残存するのを好適に防止または抑制することができる。その結果、充填物を介して母材を冷却する領域において、温度ムラが生じるようになるのを確実に防止することができる。
【００１１】
本発明の基板の製造方法では、前記充填物は、樹脂材料を主成分とすることが好ましい。
これにより、充填物の空間中への充填および除去を比較的容易に行うことができる。
本発明の基板の製造方法では、前記樹脂材料は、金属粒子を含有することが好ましい。
これにより、充填物の熱伝導率が向上することから、充填物への金属粒子の充填量およびその種類を適宜設定して、充填物の熱容量と構造体の熱容量との差を小さくすることができる。
【００１２】
本発明の基板の製造方法では、前記樹脂材料は、導電性を有することが好ましい。
これにより、第２の工程において、所定の処理を施す際に、静電力を利用して母材を所定の位置に固定することができる。
本発明の基板の製造方法では、前記第１の工程において、前記空間および複数の前記構造体を覆うように前記充填物を充填した後、該充填物に接触するように保護基板を貼着し、
前記第２の工程において、前記保護基板を介して前記基板の冷却を行うことが好ましい。
これにより、母材を所定の位置に固定する際に、充填物が傷つけられるのを防止することができる。
本発明の基板の製造方法では、前記保護基板は、金属材料を主成分とすることが好ましい。
これにより、金属材料が熱伝導率の高い材料であることから、保護基板から冷却媒体ガスへと熱量の伝達がより円滑に行われて、母材をより効率よく冷却することができる。
【００１３】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するための駆動素子を備える駆動素子構造体を含む複数の構造体が、一方の面側に設けられた板状の母材の他方の面に対して、前記母材の温度上昇を伴うドライエッチングを施すことにより液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
複数の前記構造体同士の間の空間に、充填物を充填する充填工程と、
前記他方の面に、複数の前記駆動素子に対応する位置に設けられるインク室を形成する領域と、該インク室に連通する凹部を形成する領域とに開口部を有するマスクを形成するマスク形成工程と、
前記一方の面側から冷却媒体ガスを吹き付けて前記母材を冷却する際に、前記充填物の存在により前記母材に温度ムラが生じるのを低減または防止しつつ、前記他方の面に対して前記ドライエッチングを施すことにより複数の前記インク室と前記凹部とを形成するエッチング工程と、
前記充填物および前記マスクを除去する除去工程と、
前記インクを液滴として吐出するノズル孔が複数設けられたノズルプレートを、前記各インク室に前記各ノズル孔がそれぞれ対応するように前記他方の面側に接合するノズルプレート接合工程とを有することを特徴とする。
これにより、ドライエッチング法によりインク室と凹部とを形成する際に、母材に温度ムラが生じるのを確実に低減または防止することができ、寸法精度に優れたインク室および凹部を形成することができることから、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００１４】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記母材は、前記一方の面に前記構造体から露出する薄膜を備え、
前記エッチング工程において、前記充填物の存在により前記薄膜に直接冷却ガスが吹き付けられるのを防止することにより、前記薄膜の損傷を防止または抑制して、前記薄膜が残存するように前記母材に対してドライエッチングを施すことが好ましい。
これにより、薄膜が冷却媒体ガスにより突き破られるのを確実に阻止することができる。
【００１５】
本発明の液滴吐出ヘッドは、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い液滴吐出ヘッドが得られる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い液滴吐出装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜インクジェット式記録ヘッド＞
まず、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した場合の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した場合の実施形態を示す分解斜視図であり、図２は、図１に示すインクジェット式記録ヘッドの平面図および断面図である。図３は、図１に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。
図１に示すインクジェット式記録ヘッド１（以下、単に「ヘッド１」という。）は、図３に示すようなインクジェットプリンタ（本発明の液滴吐出装置）２に搭載されている。
【００１８】
図３に示すインクジェットプリンタ２は、装置本体２２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ２２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口２２２と、上部面に操作パネル２７とが設けられている。
操作パネル２７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
【００１９】
また、装置本体２２の内部には、主に、往復動するヘッドユニット２３を備える印刷装置（印刷手段）２４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置２４に送り込む給紙装置（給紙手段）２５と、印刷装置２４および給紙装置２５を制御する制御部（制御手段）２６とを有している。
制御部２６の制御により、給紙装置２５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット２３の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット２３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット２３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。
【００２０】
印刷装置２４は、ヘッドユニット２３と、ヘッドユニット２３の駆動源となるキャリッジモータ２４１と、キャリッジモータ２４１の回転を受けて、ヘッドユニット２３を往復動させる往復動機構２４２とを備えている。
ヘッドユニット２３は、その下部に、多数のノズル孔３２１を備えるヘッド１と、ヘッド１にインクを供給するインクカートリッジ２３１と、ヘッド１およびインクカートリッジ２３１を搭載したキャリッジ２３２とを有している。
【００２１】
なお、インクカートリッジ２３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。
往復動機構２４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸２４３と、キャリッジガイド軸２４３と平行に延在するタイミングベルト２４４とを有している。
【００２２】
キャリッジ２３２は、キャリッジガイド軸２４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト２４４の一部に固定されている。
キャリッジモータ２４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト２４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸２４３に案内されて、ヘッドユニット２３が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘッド１から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００２３】
給紙装置２５は、その駆動源となる給紙モータ２５１と、給紙モータ２５１の作動により回転する給紙ローラ２５２とを有している。
給紙ローラ２５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ２５２ａと駆動ローラ２５２ｂとで構成され、駆動ローラ２５２ｂは給紙モータ２５１に連結されている。これにより、給紙ローラ２５２は、トレイ２２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置２４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ２２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
【００２４】
制御部２６は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置２４や給紙装置２５等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部２６は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、印刷装置２４（キャリッジモータ２４１）を駆動する駆動回路、給紙装置２５（給紙モータ２５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。
【００２５】
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ２３１のインク残量、ヘッドユニット２３の位置等を検出可能な各種センサー等が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部２６は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサーからの入力データに基づいて、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により印刷装置２４および給紙装置２５は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。
【００２６】
以下、ヘッド１について、図１および図２を参照しつつ詳述する。
図１および図２に示すように、ヘッド１は、ノズルプレート３２０と、流路形成基板１０と、弾性膜５０と、弾性膜５０上に設けられた圧電素子３００と、リザーバ形成基板３０と、リザーバ形成基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１２０とを備えている。なお、このヘッド１は、ピエゾジェット式ヘッドを構成する。
【００２７】
本実施形態では、流路形成基板１０は、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板で構成されているが、面方位（１００）のシリコン単結晶基板で構成されていても良い。
また、その一方の面には、予め熱酸化により形成された二酸化シリコンで構成される厚さ１〜２μｍ程度の弾性膜５０が設けられている。
流路形成基板１０には、個別（複数）のインク室（圧力発生室）１２がその幅方向に側壁１１を介して並設されている。
【００２８】
また、インク室１２の長手方向外側の領域には、連通部１３が形成され、連通部１３と各インク室１２とが、各インク室１２に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。
本実施形態では、連通部１３および各インク供給路１４により、後述する液滴吐出ヘッドの製造方法で説明するインク室に連通する凹部が構成されている。
【００２９】
なお、連通部１３は、後述するリザーバ形成基板３０に設けられたリザーバ部３１と連通して個別のインク室１２にインクを供給する共通のインク室として機能するリザーバ１００の一部を構成する。
また、インク供給路１４は、インク室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３からインク室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００３０】
また、流路形成基板１０の開口面側には、絶縁膜５１を介して、インク室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍で、各インク室１２に対応して連通するノズル孔３２１がそれぞれ穿設されたノズルプレート３２０が、接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着（貼着）されている。
なお、ノズルプレート３２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍ程度で、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］程度であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板または不錆鋼等で構成されている。
【００３１】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば１．０μｍ程度の弾性膜５０が設けられている。
また、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、０．４μｍ程度の絶縁体膜５５が形成されている。
さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、０．２μｍ程度の下電極膜６０と、厚さが例えば、１．０μｍ程度の圧電体層７０と、厚さが例えば、０．０５μｍ程度の上電極膜８０とが、この順で積層されて、液滴の吐出を制御する圧電素子（駆動素子）３００を構成している。
すなわち、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０および上電極膜８０を含む部分をいう。
【００３２】
本実施形態では、下電極膜６０が圧電素子３００の共通電極として形成され、上電極膜８０が圧電素子３００の個別電極として、圧電体層７０とともに、各インク室１２に対応する位置にパターニング（形成）されている。
なお、上電極膜８０および圧電体層７０により構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。また、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータという。
【００３３】
一般的には、下電極膜６０および上電極膜８０のうちいずれか一方の電極が共通電極として構成され、他方の電極および圧電体層７０が各インク室１２にパターニングして構成されていればよく、駆動回路や配線の都合で下電極膜６０と上電極膜８０との構成が逆になっていてもよい。いずれの場合においても、各インク室１２に対応して圧電体能動部が形成されることになる。
【００３４】
また、本実施形態では、弾性膜５０および絶縁体膜５５が振動板として作用するが、この絶縁体膜５５上に形成された下電極膜６０も振動板としての役割を果たす。
下電極膜６０は、インク室１２の長手方向に対して、インク室１２に対向する領域の内側でパターニングされ、かつ、複数のインク室１２に対応する領域において、連続的に設けられている。
【００３５】
また、下電極膜６０は、インク室１２の列の外側の領域で流路形成基板１０の端部近傍まで延設されている。そして、その先端部が後述する駆動ＩＣ１２０から延設された接続配線１３０を接続する接続部６０ａを構成している。
圧電体層７０および上電極膜８０は、基本的にはインク室１２に対向する領域内に設けられているが、インク室１２の長手方向では、インク室１２に対向する領域よりも外側まで延設されており、下電極膜６０のノズル孔３２１側の端面が圧電体層７０により覆われている。
【００３６】
また、上電極膜８０のノズル孔３２１側の端部近傍には、リード電極９０が接続されている。このリード電極９０は、流路形成基板１０の端部近傍まで延設されており、その先端部が、下電極膜６０の接続部６０ａと同様に、接続配線１３０を接続する接続部９０ａを構成している。
また、流路形成基板１０の圧電素子３００が設けられている面側と、リザーバ１００の一部を構成するリザーバ部３１を備えるリザーバ形成基板３０とは、例えば、エポキシ系の接着剤のような接合部剤３５ａで構成される接着剤層３５を介して接着（固着）されている。
【００３７】
本実施形態では、このリザーバ部３１は、リザーバ形成基板３０の厚さ方向に貫通するとともに、インク室１２の幅方向に亘って形成されており、前述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各インク室１２のリザーバ１００を構成している。
なお、本実施形態では、流路形成基板１０とリザーバ形成基板３０とを接着剤層３５により接着する場合について説明したが、このような場合に限定されず、密着性を有する金属等によりこれらの基板同士を接合（金属接合）するようにしてもよい。
【００３８】
また、連通部１３とリザーバ部３１とを連通する貫通部１１０のリザーバ部３１側の開口周縁部と、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１の開口周縁部とが接着剤層３５によって接着されるとともに、貫通部１１０の内側の縁部（内面）がこの接着剤層３５により完全に覆われている。
なお、この貫通部１１０は、それぞれ、連通部１３に対向する領域の弾性膜５０、絶縁体膜５５および下電極膜６０を厚さ方向に貫通することで設けられている。
【００３９】
すなわち、貫通部１１０は、弾性膜５０を貫通することで設けられた第１の貫通孔１１１と、絶縁体膜５５を貫通することで設けられた第２の貫通孔１１２と、下電極膜６０を貫通することで設けられた第３の貫通孔１１３とで構成されている。
そして、リザーバ部３１内のインクは、貫通部１１０を介して連通部１３に供給されるようになっている。
【００４０】
また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の振動を阻害しない程度の空間が確保可能な圧電素子保持部３２が設けられている。
圧電素子３００は、この圧電素子保持部３２内に設けられているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。
なお、このようなリザーバ形成基板３０の構成材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられ、これらの中でも、流路形成基板１０の熱膨張率とほぼ同一の材料で構成されているのが好ましく、流路形成基板１０と同一材料すなわち本実施形態ではシリコン単結晶で構成されているのがより好ましい。
【００４１】
また、下電極膜６０の接続部６０ａおよびリード電極９０の接続部９０ａは、圧電素子保持部３２の外側に設けられている。そして、これら接続部６０ａおよび接続部９０ａに、リザーバ形成基板３０上に実装された駆動ＩＣ１２０から延設される接続配線１３０の一端が接続されている。
さらに、リザーバ形成基板３０上には、封止膜４１および固定板４２で構成されるコンプライアンス基板４０が接合されている。
【００４２】
封止膜４１は、厚さが例えば、６μｍ程度のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料で構成され、この封止膜４１によってリザーバ部３１の連通部１３と連通するのと反対側の面が封止されている。
また、固定板４２は、厚さが例えば、３０μｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ）のような金属等の硬質の材料で構成されている。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００が可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００４３】
このようなヘッド１では、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル孔３２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１２０からの記録信号により、各インク室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加する。これにより、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０および圧電体層７０にたわみが生じ、すなわち、振動板にたわみが生じることにより、各インク室１２内の圧力が瞬間的に高まり、その結果、ノズル孔３２１からインク滴が吐出する。
【００４４】
１回のインクの吐出が終了すると、駆動ＩＣ１２０は、下電極膜６０と上電極膜８０との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子３００は、ほぼ元の形状に戻り、インク室１２の容積が増大する。なお、このとき、インクには、インクカートリッジ２３１からノズル孔３２１へ向かう圧力（正方向への圧力）が作用している。このため、空気がノズル孔３２１からインク室１２へ入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリッジ９３１（リザーバ１００）からインク室１２へ供給される。
【００４５】
このようにして、ヘッド１において、印刷させたい位置の圧電素子３００に、駆動ＩＣを介して電圧を印加すること、すなわち、吐出信号を順次入力することにより、任意の（所望の）文字や図形等を印刷することができる。
なお、ヘッド１は、前述したような構成のものに限らず、例えば、駆動素子として圧電素子３００に代えてヒータを備え、このヒータでインクを加熱して沸騰させ、それによって生じた圧力によりインクを液滴としてノズル孔３２１から吐出するように構成されたもの等であってもよい。
【００４６】
このようなヘッド１は、例えば、次のようにして製造することができる。以下、ヘッド１の製造方法（本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法）の一例について説明する。
図４〜図７は、それぞれ、図１および図２に示すインクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。また、図８は、図１および図２に示すインクジェット記録式ヘッドの製造方法の他の構成を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図４〜図８中の上側を「上」、下側を「下」という。
なお、本実施形態では、板状の流路形成母材１０’として、ドライエッチング可能な、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を用いることとするが、面方位（１００）のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよい。
【００４７】
［１］  まず、図４（ａ）に示すように、流路形成母材１０’を拡散炉で熱酸化することにより、流路形成母材１０’の表面に弾性膜５０および酸化膜５１を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。
流路形成母材１０’の表面を熱酸化する際の雰囲気の温度は、８００〜１５００℃程度であるのが好ましく、１０００〜１２００℃程度であるのがより好ましい。
【００４８】
［２］  次に、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成した後、拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）で構成される絶縁体膜５５を形成する。
ジルコニウム層を熱酸化する際の雰囲気の温度は、５００〜１２００℃程度であるのが好ましく、６００〜９００℃程度であるのがより好ましい。
【００４９】
［３］  次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁体膜５５上に、例えば、白金およびイリジウムのような金属材料をこの順で積層して積層体を形成する。
その後、この積層体を所定の形状にパターニングすることにより下電極膜６０を形成する。
これらの金属材料の積層には、それぞれ、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等を用いることができる。
【００５０】
また、前記積層体のパターニングには、例えば、ドライエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウエットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、この下電極膜６０の形成の際に、流路形成基板１０の連通部１３が形成される領域と対向（接触）する部分の積層体を除去して第３の貫通孔１１３を形成しておく。
【００５１】
［４］  次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等で構成される第１の金属層７０’と、例えば、イリジウム等で構成される第２の金属層８０’とを流路形成母材１０’の一方の面側の全面に順次積層する。
そして、図４（ｅ）に示すように、積層された第１の金属層７０’および第２の金属層８０’を、後工程［８］で形成される各インク室１２の位置に対応するようにパターニングして圧電体層７０および上電極膜８０を形成して、圧電素子３００を得る。
なお、第１の金属層７０’および第２の金属層８０’の形成、および、第１の金属層７０’および第２の金属層８０’のパターニングには、前記工程［３］の積層体のパターニングで説明したのと同様の方法を用いることができる。
【００５２】
［５］  次に、リード電極９０を形成する。
具体的には、図５（ａ）に示すように、流路形成母材１０’の一方の面側の全面に亘って、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）やニッケルクロム（ＮｉＣｒ）のような密着性を有する金属で構成される密着層９１を形成し、この密着層９１上の全面に、例えば、金（Ａｕ）等で構成される金属層９２を形成する。
そして、図５（ｂ）に示すように、密着層９１および金属層９２を各圧電素子３００に対応するようにパターニングしてリード電極９０を形成する。
なお、密着層９１および金属層９２の形成、および、リード電極９０のパターニングには、前記工程［３］の金属材料の積層、および、積層体のパターニングで説明したのと同様の方法を用いることができる。
［６］  次に、貫通部１１０を形成する。
具体的には、図５（ｃ）に示すように、まず、連通部１３が形成される領域に対向する部分、すなわち、第３の貫通孔１１３内に露出した絶縁体膜５５を除去して第２の貫通孔１１２を形成する。
【００５３】
次に、この第２の貫通孔１１２内に露出した弾性膜５０を除去して第１の貫通孔１１１を形成する。
これにより、第１〜第３の貫通孔１１１，１１２，１１３で構成され、階段状の縁部を有する貫通部１１０が形成される。
なお、絶縁体膜５５および弾性膜５０の除去には、前記工程［３］の積層体のパターニングで説明したのと同様の方法を用いることができる。
【００５４】
［７］  次に、図６（ａ）に示すように、流路形成母材１０’の圧電素子３００が設けられている側の面とリザーバ形成基板３０とを接合部剤３５ａにより接着する。
これにより、貫通部１１０の内側の縁部に接合部剤３５ａで構成される接着剤層３５が形成される。その結果、流路形成基板１０とリザーバ形成基板３０とが接着剤層３５を介して接着される。
【００５５】
［８］  次に、ドライエッチング法を用いて、流路形成母材１０’に、インク室１２と、インク供給路１４および連通部１３により構成される凹部とを形成して、流路形成基板１０を得る。この流路形成母材１０’の加工（エッチング）に、本発明の基板の製造方法が適用される（以下、インク室１２と、インク供給路１４と、連通部１３とを総称して、「インク流路」ということもある。）。
【００５６】
すなわち、流路形成母材１０’にインク流路を形成する基板の製造方法は、複数の構造体３６同士の間の空間に、充填物３８を充填する第１の工程と、下方の面側から冷却媒体ガスを吹き付けて流路形成母材１０’を冷却する際に、充填物３８の存在により流路形成母材１０’に温度ムラが生じるのを低減または防止しつつ、流路形成母材１０’の上面に対してドライエッチングを施すことによりインク流路を形成する第２の工程と、充填物を除去する第３の工程とを有する。
【００５７】
このように、流路形成母材１０’を下方の面側から冷却する際に、構造体３６同士の間の空間に充填物３８を充填させた状態で、流路形成母材１０’の上面をドライエッチング（加工）する構成とすることにより、流路形成母材１０’に直接冷却媒体ガスが吹き付けられる領域が存在することを防止できる。その結果、ドライエッチングを行うことにより母材の温度が上昇した流路形成母材１０’がほぼ均一に冷却されて、母材に温度ムラが生じるのが低減または防止されることとなる。これにより、厚さ方向に対するエッチングレートに差が生じるのを確実に防止することができ、寸法精度に優れた所定形状のインク流路を形成することができる。
なお、本実施形態では、流路形成母材１０’の弾性膜５０側の面に設けられている弾性膜５０、絶縁体膜５５、リード電極９０、接着剤層３５、リザーバ形成基板３０および圧電素子３００により構造体３６が構成されている。
【００５８】
以下、このような本発明の基板の製造方法について詳述する。
［８−１］充填工程
まず、図６（ｂ）に示すように、複数の構造体３６同士の間の空間３７に、充填物３８を充填する（第１の工程）。
ここで、充填物３８は、後工程［８−３］におけるドライエッチング（所定の処理）を施す際に、流路形成母材１０’に温度ムラが生じるのを低減または防止する機能を有する。
【００５９】
なお、充填物３８は、前記機能を発揮し得るように充填されていればよく、本実施形態のように、空間３７および流路形成母材１０’を覆うように充填されていてもよいし、空間３７の一部に充填されていてもよい。
この充填物３８としては、例えば、樹脂材料、金属材料、無機半導体材料および無機絶縁材料等を含有するものが挙げられ、これらの中でも、樹脂材料を主成分とするものが好ましい。樹脂材料は、空間３７中への充填物の充填および後工程［８−４］における除去を比較的容易に行えるものであることから、充填物３８の主材料として好適に用いることができる。
【００６０】
以下では、充填物３８として、樹脂材料を主成分とするものを用いる場合を代表に説明する。
充填物３８の充填は、例えば、樹脂材料を含む溶液または分散液を空間３７に塗布（供給）した後、溶媒または分散媒を除去することにより行うことができる。
樹脂材料を含む溶液または分散液を塗布する方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法のような各種塗布法が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
樹脂材料を溶液または分散媒を調製する際に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００６２】
また、充填物３８を充填する際の雰囲気は、大気圧下であってもよいが、減圧下であるのが好ましい。これにより、空間３７中に充填物３８を確実に入り込ませて、気泡が残存するのを好適に防止または抑制することができる。その結果、充填物３８を介して流路形成母材１０’を冷却する領域において、温度ムラが生じるようになるのを確実に防止することができる。
【００６３】
具体的には、雰囲気の圧力は、１〜１０Ｐａ程度であるのが好ましく、４〜６Ｐａ程度であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果をより確実に発揮させることができる。
樹脂材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリパラキシリレン、ベンゾシクロブテン、ポリビニルフェノール、ノボラック樹脂のような芳香族系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる他、ネガ型およびポジ型のレジスト材料が挙げられる。
【００６４】
ネガ型のレジスト材料としては、ロジン−重クロム酸塩、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）−重クロム酸塩、セラック−重クロム酸塩、カゼイン−重クロム酸塩、ＰＶＡ−ジアゾ、アクリル系フォトレジスト等のような水溶性フォトレジスト、ポリケイ皮酸ビニル、環化ゴム−アジド、ポリビニルシンナミリデンアセタート、ポリケイ皮酸β−ビニロキシエチルエステル等のような油溶性フォトレジスト等が挙げられる。
【００６５】
また、ポジ型のレジスト材料としては、ｏ−ナフトキノンジアジド等のような油溶性フォトレジスト等が挙げられる。
また、このような樹脂材料には、金属粒子が含まれていてもよい。これにより、充填物３８の熱伝導率を向上させることができることから、充填物３８への金属粒子の充填量およびその種類を適宜設定することにより、充填物３８の熱伝導性を比較的容易に制御することができる。すなわち、充填物３８の熱容量と構造体３６の熱容量との差が小さくなるように比較的容易に制御することができる。
【００６６】
金属粒子としては、特に限定されないが、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｐｔ等の元素（原子）のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００６７】
金属粒子の粒径は、その平均粒径が５〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、金属粒子を樹脂材料中に分散させて、充填物３８の熱伝導率の向上を確実に図ることができる。
また、このような樹脂材料は、導電性を有するものを用いるのが好ましい。これにより、後工程［８−３］において、構造体３６が設けられた流路形成母材１０’をチャンバ内に設置する際に、静電チャック等により静電力を利用して流路形成母材１０’と非接触な状態で、チャンバ内に固定することができるという利点が得られる。
【００６８】
このような導電性を有する樹脂材料としては、前述したような樹脂材料に金属粒子を添加したものの他、例えば、金属アンミン錯体、金属シアノ錯体、金属ハロゲノ錯体のような金属錯体や、ポリチオフェン系化合物、カルバゾール系化合物、アリールアミン系化合物、トリアゾール系化合物のような導電性有機材料を添加したもの等が挙げられる。
なお、上述したように、空間３７に充填物３８が充填されるが、その充填量および熱伝導率は、後工程［８−３］において流路形成母材１０’の下側から冷却媒体ガスにより冷却する際に、流路形成母材１０’の各領域において、流路形成母材１０’から冷却媒体ガスへと伝達される熱量が等しくなるように、すなわち、充填物３８の熱容量と構造体３６の熱容量との差が小さくなるように設定（調整）すればよい。
【００６９】
換言すれば、熱伝導率が比較的低い場合には、充填量を少なく設定すればよく、熱伝導率が比較的高い場合には、充填量を多く設定すればよい。これにより、流路形成母材１０’が均一に冷却されることとなり、寸法精度に優れたインク流路を備える流路形成基板１０を得ることができる。
すなわち、充填物３８の充填量および熱伝導率の少なくとも一方を調整するという比較的容易な操作で、流路形成母材１０’に温度ムラが生じるのを確実に低減または防止して、インク流路を寸法精度に優れたものとすることができる。
【００７０】
［８−２］マスク形成工程
次に、図６（ｃ）に示すように、酸化膜５１上に、インク室１２、連通部１３およびインク供給路１４を形成する領域に対応した開口部を有するレジスト層（マスク）５６を形成する。
レジスト層５６は、例えば、フォトリソグラフィー法等により得ることができる。
【００７１】
具体的には、酸化膜５１上に、レジスト材料を塗布（供給）した後、インク室１２、連通部１３およびインク供給路１４の形状に対応したフォトマスクを介してこのレジスト材料を、ｉ線、紫外線および電子線等により露光・現像することにより得ることができる。
レジスト材料およびレジスト材料を塗布する方法としては、前記工程［８−１］で説明したレジスト材料、および、樹脂材料を含む溶液または分散液を塗布する方法と同様のものを用いることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、レジスト層５６は、レジスト材料を主材料として構成される場合について説明したが、このような場合に限定されず、例えば、レジスト層は、レジスト層５６の下層として金属層を備える積層体であってもよい。
これにより、次工程［８−３］において、当該レジスト層をマスクとして用いて、ドライエッチング法によりインク流路を形成する際に、流路形成母材１０’をエッチング（加工）するのにしたがって、このレジスト層もエッチングされるのをより好適に防止または抑制して、より寸法精度の優れたインク流路を形成することができる。
【００７３】
このような金属層としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｒのうちの少なくとも１種を主材料とするものが挙げられる。
なお、金属層は、酸化膜５１上のほぼ全面に金属膜を形成し、さらにこの金属膜上に前述したような方法でレジスト層５６を形成した後、レジスト層５６をマスクとして用いて、ウエットエッチング法により、この金属膜をレジスト層５６と同様の形状にエッチングすることにより得ることができる。
【００７４】
なお、ウエットエッチング法に用いるエッチング液としては、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨのようなアルカリ金属水酸化物の水溶液、Ｍｇ（ＯＨ）２のようなアルカリ土類金属水酸化物の水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの水溶液、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系有機溶媒等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
【００７５】
［８−３］エッチング工程
次に、図７（ａ）に示すように、流路形成母材１０’の下側すなわち充填物３８の下側から冷却媒体ガスを吹き付けて流路形成母材１０’を冷却する際に、充填物３８の存在により流路形成母材１０’に温度ムラが生じるのを低減または防止しつつ、流路形成母材１０’の上側の面に対して、ドライエッチング法を用いて、インク室１２と、連通部１３およびインク供給部１４で構成される凹部とを形成して、流路形成基板１０を得る（第２の工程）。
【００７６】
なお、本実施形態では、振動板の連通部１３に対向する領域には、貫通部１１０が設けられているため、このドライエッチングにより連通部１３が形成されると、貫通部１１０を介して連通部１３とリザーバ部３１とが連通されることにより、リザーバ１００が形成される。
ドライエッチング法は、チャンバと、チャンバ内にプラズマ発生用ガスを導入するための第１の導入バルブと、流路形成母材１０’を冷却する冷却媒体ガスを導入するための第２の導入バルブと、チャンバ内に対向するように設けられた一対の電極と、一方の電極側に設置された流路形成母材１０’を冷却媒体ガスが通過可能な連通孔を通じて冷却する冷却板と、流路形成母材１０’を固定するための設置台とを備えたドライエッチング装置を用いて行うものである。
【００７７】
すなわち、ドライエッチング法は、一方の電極と構造体３６とが対向するように流路形成母材１０’を、この電極側に設けられた設置台にセットし、チャンバ内を減圧する。そして、第２の導入バルブから導入した冷却媒体ガスを流路形成母材１０’の下側に吹き付けて冷却板および冷却媒体ガスの温度を伝えて冷却し、かつ、第１の導入バルブから導入したプラズマ発生用ガスを一対の電極間に供給した状態で、この電極間に高周波電圧を印加するものである。これにより、電極間の間でプラズマが発生し、これにより生じたイオンや電子がレジスト層５６を備える流路形成母材１０’の上面に衝突することによりインク室１２および凹部（インク流路）が形成されて、流路形成基板１０が得られる。
【００７８】
ここで、本発明の基板の製造方法によれば、流路形成母材１０’の下側に冷却媒体ガスを吹き付けることによりこの母材１０’を冷却する際に、複数の構造体３６同士の間に充填物３８が充填されていることから、冷却媒体ガスが流路形成母材１０’に直接接触する領域が存在するようになるのを防止することができる。これにより、構造体３６および充填物３８、または、充填物３８を介して、流路形成母材１０’から冷却媒体ガスへと伝達される熱量を、流路形成母材１０’の各領域において均一なものとすることができる。その結果、ドライエッチングを行うことにより基板の温度が上昇した流路形成母材１０’を均一に冷却すること、すなわち、流路形成母材１０’に温度ムラが生じるのを確実に低減または防止することができる。これにより、流路形成母材１０’の厚さ方向に対するエッチングレートに差が生じるのが確実に防止されて、寸法精度に優れた所定形状のインク流路を形成することができる。
【００７９】
プラズマ発生用ガスとしては、例えば、フッ素系ガス、塩素および臭素のうちの少なくとも１種を含有するハロゲン系ガス等が挙げられるが、本実施形態のように流路形成母材１０’がシリコン単結晶で構成される場合には、ＳＦ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＢｒＦ３、ＣＦ４／Ｏ２、Ｃｌ２、ＳＦ６／Ｎ２／Ａｒ、ＢＣｌ２／Ｃｌ２／Ａｒガスを用いるのが好ましく、特に、ＳＦ６およびＣ４Ｆ８ガスのうちのいずれかを単独で、またはこれらの混合ガスを用いるのが好ましい。これにより、流路形成母材１０’のエッチングを効率よく行うことができる。
【００８０】
冷却媒体ガスとしては、冷却効率に優れ、プラズマの発生に影響を与えないようなものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素のような不活性ガス等が挙げられ、これらの中でも、ヘリウムを主成分とするのが好ましい。ヘリウムは、特に冷却効果に優れるものであることから冷却媒体ガスとして好適に用いられる。
【００８１】
また、冷却板の温度すなわち冷却媒体ガスの温度は、−２０〜６０℃程度であるのが好ましく、−１０〜１０℃程度であるのがより好ましい。これにより、流路形成母材１０’を冷却して適切な温度を維持することができるようになる。
なお、本実施形態では、充填物３８に冷却媒体ガスを直接吹き付ける場合について説明したが、このような場合に限定されず、例えば、図８に示すように、流路形成母材１０’を冷却する際に、保護基板３９を充填物３８に接触（接合）させた状態で、保護基板３９に冷却媒体ガスを吹き付けるようにしてもよい。これにより、流路形成母材１０’を設置台に設置する際に、充填物３８が傷つけられるのを防止することができる。
【００８２】
なお、このような保護基板３９の接合は、前記工程［８−１］の後に、前述したような接合部剤３５ａを介した状態で充填物３８と保護基板３９とを接触させることにより行うことができる。
このような保護基板３９は、特に限定されないが、例えば、金属材料を主材料として構成されているのが好ましい。これにより、金属材料が熱伝導率の高い材料であることから、保護基板３９から冷却媒体ガスへと熱量の伝達がより円滑に行われて、流路形成母材１０’をより効率よく冷却することができる。また、前述したのと同様に、静電力を利用して静電チャック等に、この保護基板３９を介して流路形成母材１０’をチャンバ内に固定することができる。
このような金属材料としては、特に限定されないが、前記工程［８−１］で説明した金属粒子の構成材料と同様のものが挙げられる。
【００８３】
［８−４］除去工程
次に、レジスト層５６および充填物３８を同時または個別に除去する（第３の工程）。
なお、レジスト層５６の構成材料、および、充填物３８の構成材料として、それぞれ、前述したようなもののうち、ほぼ同様の化学的性質を有するものや、同一のものを選択した場合には、レジスト層５６および充填物３８を同時に除去することができる。
【００８４】
このようなレジスト層５６および充填物３８の除去は、例えば、大気圧または減圧下において酸素プラズマやオゾン蒸気に晒すこと、または、これらのものを溶解し得るアセトン、アルキルベンゼンスルホン酸のようなレジスト剥離液に浸漬することにより、レジスト層５６および充填物３８の全てまたはその一部を液状化することにより行うことができる。
【００８５】
［９］  ノズルプレート接合工程
次に、酸化膜５１を介して、インクを液滴として吐出するノズル孔３２１が複数設けられたノズルプレート３２０を流路形成基板１０の他方の面側に接合する。
［１０］  次に、リザーバ形成基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装すると共に、コンプライアンス基板４０を接合する。さらに、駆動ＩＣ１２０と下電極膜６０およびリード電極９０の接続部６０ａ，９０ａとの間を、ワイヤボンディングすることにより接続配線１３０を形成する。
以上のような工程を経て、ヘッド１が製造される。
【００８６】
なお、このようなヘッド１は、上述したような製造方法により１つずつ形成されるものであってもよいし、ウェハ上に、同時に多数形成した後、分割することにより得られるものであってもよい。
また、本実施形態では、第３の貫通孔１１３を形成した後に連通部１３を形成する場合について説明したが、このような場合に限定されず、例えば、連通部１３を形成した後に第３の貫通孔１１３を形成するようにしてもよい。すなわち、連通部１３を形成する際に弾性膜（薄膜）５０を残存させるようにしてもよい。
【００８７】
このような場合に、本発明の基板の製造方法を適用すると、空間３７中には充填物３８が充填されていることから、弾性膜５０に冷却媒体ガスが直接吹き付けられるのを防止して、構造体３６から露出する弾性膜５０の損傷を防止または抑制し得ることから、冷却媒体ガスにより弾性膜５０が突き破られる（貫通する）のを確実に阻止することができる。
さらに、本実施形態では、構造体としては、圧電素子（駆動素子）を備える駆動素子構造体を含むものを一例に説明したが、このような場合に限定されず、例えば、構造体は、配線、端子、絶縁体または光学素子等であってもよい。
【００８８】
また、本発明の基板の製造方法は、本実施形態のようにインクジェット式記録ヘッド１が備える基板の製造に適用できる他、例えば、振動子、センサーおよびジャイロ等が備える基板の製造方法に適用することができる。
以上、本発明の基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、本発明の基板の製造方法は、ドライエッチング法により板状の母材をエッチングして基板を製造する際に適用することができる他、例えば、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により板状の母材に成膜して基板を製造する際等に適用することができる。これにより、母材を均一に冷却することができることから、母材上に形成される膜が成長する速さが一定なものとなり、得られる膜を均一な厚さのものとすることができる。
また、本発明の基板の製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法は、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。
【実施例】
【００９０】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
（実施例）
＜１＞  まず、板状の面方位（１１０）のシリコン単結晶母材を用意し、純水を用いて洗浄した。
＜２＞  次に、この母材の一方の面に、真空蒸着法により、平均厚さ５００ｎｍのＡｌ膜を形成した。
【００９１】
＜３＞  次に、フォトリソグラフィー法により、１００ｎｍの幅を有するレジスト層を、一方の面の縦および横に５００ｎｍの間隔を隔てて、それぞれ、等間隔に形成した。
＜４＞  次に、前記工程＜３＞で形成したレジスト層をマスクとして用いて、ウエットエッチング法により、レジスト層の開口部で露出するＡｌ膜を除去することにより、母材の一方の面に、縦５００×横５００×高さ５００ｎｍの立方体をマトリクス状に形成した後、レジスト層を除去した。
【００９２】
＜５＞  次に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）−重クロム酸塩系のレジスト材料をスピンコート法により基板の一方の面側に供給した後、露光・現像することにより、立方体が形成された一方の面をレジスト層（充填物）により覆った。
＜６＞  次に、フォトリソグラフィー法により、縦８００×横８００ｎｍの正方形の中に幅２００ｎｍの形状「Ｅ」に対応した開口部を有するレジスト層をマトリクス状に形成した。
【００９３】
＜７＞  次に、チャンバ内に、一方の電極と一方の面とが対向するように母材を、この電極側に設けられた設置台にセットし、チャンバ内を減圧した。
そして、冷却媒体ガスとしてヘリウムを、プラズマ発生用ガスとしてＳＦ６とＣ４Ｆ８の混合ガスを用い、一方の面側から母材を冷却しつつ、ドライエッチング法により、レジスト層から露出している他方の面をエッチングした後、レジスト層と充填物とを除去した。
なお、ドライエッチング法によりシリコン単結晶母材をエッチングした際の各種条件は、以下に示すとおりである。
【００９４】
・エッチング時のチャンバ内の圧力：４Ｐａ
・冷却媒体ガスの温度            ：１０℃
・電極間に印加した高周波電圧    ：３ｋＶ
・高周波電圧の周波数            ：１３．５６ＭＨｚ
・エッチング時間                ：１０分
これにより、他方の面に深さ５００００ｎｍの形状「Ｅ」にほぼ対応した溝が形成された基板を得た。
なお、この溝を走査電子顕微鏡で観察したところ、側壁が底面に対してほぼ垂直に形成されていた。
【００９５】
（比較例）
前記＜５＞の工程を省略した以外は、前記実施例と同様にして、他方の面に深さ５００００ｎｍの形状「Ｅ」にほぼ対応した溝が形成された基板を得た。
そして、この溝を走査電子顕微鏡で観測したところ、実施例で形成された溝と比較して、その側壁がテーパー状に形成されていた。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの実施形態を示す平面図および断面図である。
【図３】インクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。
【図４】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図５】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図６】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図７】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図８】インクジェット記録式ヘッドの製造方法の他の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９７】
１……インクジェット式記録ヘッド  １０’……流路形成母材  １０……流路形成基板  １１……側壁  １２……インク室  １３……連通部  １４……インク供給路  ３２０……ノズルプレート  ３２１……ノズル孔  ３０……リザーバ形成基板  ３１……リザーバ部  ３２……圧電素子保持部  ３５……接着剤層  ３５ａ……接合部剤  ３６……構造体  ３７……空間  ３８……充填物  ３９……保護基板  ４０……コンプライアンス基板  ４１……封止膜  ４２……固定板  ４３……開口部  ５０……弾性膜  ５１……酸化膜  ５２……二酸化シリコン膜  ５５……絶縁体膜  ５６……レジスト層  ６０……下電極膜  ６０ａ、９０ａ……接続部  ７０……圧電体層  ７０’……第１の金属層  ８０……上電極膜  ８０’……第２の金属層  ９０……リード電極  ９１……密着層  ９２……金属層  １００……リザーバ  １１０……貫通部  １１１……第１の貫通孔  １１２……第２の貫通孔  １１３……第３の貫通孔  １２０……駆動ＩＣ  １３０……接続配線  ３００……圧電素子  ２……インクジェットプリンタ  ２２……装置本体  ２２１……トレイ  ２２２……排紙口  ２３……ヘッドユニット  ２３１……インクカートリッジ  ２３２……キャリッジ  ２４……印刷装置  ２４１……キャリッジモータ  ２４２……往復動機構  ２４３……キャリッジガイド軸  ２４４……タイミングベルト  ２５……給紙装置  ２５１……給紙モータ  ２５２……給紙ローラ  ２５２ａ……従動ローラ  ２５２ｂ……駆動ローラ  ２６……制御部  ２７……操作パネル  Ｐ……記録用紙
【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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【図８】
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