(57)【要約】【課題】エッチングによって作製される振動板のエッチング面状における凸状エッチング残りの発生を防止することで吐出特性を安定させた液体噴射ヘッドの製造方法、及び、その液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置を提供する。【解決手段】Ｓｉ基板の一方の面に高濃度ボロンドープ層が形成され、その面とは反対の他方の面から前記Ｓｉ基板の途中まで、濃度を３０ｗｔ％以下に調整したエッチング液でエッチングする第１のエッチング工程を行い、その後、前記第１のエッチング工程でエッチングしたところから前記高濃度ボロンドープ層に到達するまで前記第１のエッチング工程で用いたエッチング液より濃度の低いエッチング液でエッチングをする第２のエッチング工程を行うことで、流路形成基板の圧力室と、振動板を形成する。【選択図】図６
2007118393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力室と該圧力室の少なくとも一方の面を区画する振動板とを有する流路形成基板と、前記振動板を変形させることで圧力室の容積を変化させる駆動手段を備え、前記流路形成基板がＳｉ基板からなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記Ｓｉ基板の一方の面に高濃度ｐ型不純物層が形成され、その面とは反対の面から前記Ｓｉ基板の途中まで、濃度を３０ｗｔ％以下に調整したエッチング液でエッチングする第１のエッチング工程を行い、その後、前記第１のエッチング工程でエッチングしたところから前記高濃度ｐ型不純物層に到達するまで前記第１のエッチング工程で用いたエッチング液より濃度の低いエッチング液でエッチングをする第２のエッチング工程を行うことで、前記流路形成基板の圧力室と、前記振動板を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記エッチング液は、水酸化カリウム水溶液であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第２のエッチング工程で用いられるエッチング液の濃度が、０．５〜１０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記高濃度ｐ型不純物層が高濃度ボロンドープ層であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力室と該圧力室の少なくとも一方の面を区画し、請求項１から請求項４の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法で前記Ｓｉ基板をエッチングすることにより形成された振動板とを有する流路形成基板と、前記振動板を変形させることで圧力室の容積を変化させる駆動手段を備えた液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置。
【請求項６】
前記振動板の前記圧力室側の面の表面粗度（ＰＶ）が、０．２μｍ以下の粗面であることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記振動板の前記圧力室側の面に発生する凸状エッチング残りの最大高さが、０．３５μｍ以下であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドの製造方法、及び、その製造方法によって得られた液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドから液体状のインクをインク滴として吐出させて記録を行うインクジェット式記録装置（以下、プリンタという）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、ディスプレー製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。
【０００３】
この液体噴射装置の一種であるプリンタに搭載される記録ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力室と、この圧力室に供給する液体を導入する共通インク室と、この共通インク室と圧力室を連通して共通インク室内のインクを圧力室側に供給するインク供給路とを備え、駆動手段を作動させて圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることによって、圧力室内のインクをノズル開口からインク滴として吐出可能に構成されたものがある。この記録ヘッドとしては、種々の駆動方式のものがある。例えば、圧電振動子や発熱素子等の圧力発生素子を備え、この圧力発生素子を作動させることでインク滴を吐出するように構成されているものや、対向電極間に発生する静電気力により、圧力室を区画する弾性面（振動板）を弾性変形させてインク滴を吐出するように構成されているもの等がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような静電気力を駆動手段とする記録ヘッドでは、振動板の弾性変形の特性がインク滴の吐出特性に大きく影響するため、Ｓｉ基板をエッチングして形成した振動板の厚みにムラがあると振動板内での剛性が一定とならず、吐出特性が安定しないという問題があった。そこで、エッチング面の表面粗度を小さくし、振動板の厚み精度を向上させるべく、高濃度ボロンドープ層が形成され、酸化膜がパターンニングされているＳｉ基板を３５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で高濃度ボロンドープ層に達する直前までエッチングし、次いで５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液でエッチングを継続してエッチングストップさせる記録ヘッド製造方法が採られるようになった（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０７１８８２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記各文献の製造方法では、吐出特性の安定しない記録ヘッドは減少したが、依然としてなくなることはなかった。そして、この吐出特性の安定しない原因を追及したところ、流路形成基板における振動板をエッチングによって製作する際に、基材となるＳｉ基板（Ｓｉウェハー）の外周に位置するエッチング面に発生する凸状エッチング残りに起因していると推測された。そこで、この凸状エッチング残りのない振動板を備えた記録ヘッドの吐出特性を検査したところ、吐出特性が安定していることがわかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エッチングによって作製される振動板の凸状エッチング残りの発生を防止することで吐出特性を安定させた液体噴射ヘッドの製造方法、及び、その液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力室と該圧力室の少なくとも一方の面を区画する振動板とを有する流路形成基板と、前記振動板を変形させることで圧力室の容積を変化させる駆動手段を備え、前記流路形成基板がＳｉ基板からなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記Ｓｉ基板の一方の面に高濃度ｐ型不純物層が形成され、その面とは反対の面から前記Ｓｉ基板の途中まで、濃度を３０ｗｔ％以下に調整したエッチング液でエッチングする第１のエッチング工程を行い、その後、前記第１のエッチング工程でエッチングしたところから前記高濃度ｐ型不純物層に到達するまで前記第１のエッチング工程で用いたエッチング液より濃度の低いエッチング液でエッチングをする第２のエッチング工程を行うことで、前記流路形成基板の圧力室と、前記振動板を形成することを特徴とする。
なお、「３０ｗｔ％以下」については、０％を含まないものとする。
【０００９】
上記方法によれば、前記Ｓｉ基板の一方の面に高濃度ｐ型不純物層が形成され、その面とは反対の面から前記Ｓｉ基板の途中まで、濃度を３０ｗｔ％以下に調整したエッチング液でエッチングする第１のエッチング工程を行い、その後、前記第１のエッチング工程でエッチングしたところから前記高濃度ｐ型不純物層に到達するまで前記第１のエッチング工程で用いたエッチング液より濃度の低いエッチング液でエッチングをする第２のエッチング工程を行うことで、前記流路形成基板の圧力室と、前記振動板を形成するので、前記振動板のエッチングにより作られた圧力室側の底面の表面粗度を小さくでき、且つ、その面の凸状エッチング残りの最大高さを抑えることができる。これにより、振動板の厚みを高精度とすることができ、且つ、振動板の凸状エッチング残りの最大高さも許容範囲以下に抑えることができるので、振動板内の剛性を一定にすることができる。したがって、振動板の弾性変形を均一にでき、液体噴射ヘッドの吐出特性をより安定させることができる。
【００１０】
上記方法において、前記エッチング液は、水酸化カリウム水溶液であることが望ましい。
【００１１】
また、上記各方法において、前記第２のエッチング工程で用いられるエッチング液の濃度が、０．５〜１０ｗｔ％であることが望ましい。
【００１２】
上記方法によれば、第２のエッチング工程で用いられるエッチング液の濃度を、０．５〜１０ｗｔ％としたので、エッチングにより高濃度ｐ型不純物層が露出した時点で、高濃度ｐ型不純物層でエッチングレートを急激に低下させることができ、確実にエッチングストップすることができる。したがって、高濃度ｐ型不純物層で構成される振動板をさらに高精度で形成することができる。
【００１３】
また、上記各方法において、前記高濃度ｐ型不純物層が高濃度ボロンドープ層であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の液体噴射装置は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力室と該圧力室の少なくとも一方の面を区画し、上記各方法の何れかの液体噴射ヘッドの製造方法で前記Ｓｉ基板をエッチングすることにより形成された振動板とを有する流路形成基板と、前記振動板を変形させることで圧力室の容積を変化させる駆動手段を備えた液体噴射ヘッドを有する。
【００１５】
上記構成によれば、上記流路形成基板における振動板の厚みを高精度とすることができ、且つ、振動板の凸状エッチング残りの最大高さも許容範囲以下に抑えることができるので、この振動板内の剛性を一定にすることができる。したがって、振動板の弾性変形を均一にでき、液体噴射ヘッドの吐出特性をより安定させることができる。これにより、この液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置においては、記録画像の画質安定化を図ることができる。
【００１６】
上記構成において、前記振動板の前記圧力室側の面の表面粗度（ＰＶ）が、０．２μｍ以下の粗面であることを特徴とする。
【００１７】
また、上記各構成において、前記振動板の前記圧力室側の面に発生する凸状エッチング残りの最大高さが、０．３５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
上記これらの構成によれば、振動板の厚みムラを抑えて厚み精度が高くなるので、振動板内の剛性を一定にすることができる。したがって、振動板の弾性変形を均一にでき、液体噴射ヘッドにおける吐出特性を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以
下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの
態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、イ
ンクジェット式記録装置（インクジェット式プリンタ：以下、プリンタという）を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１は、プリンタ１の基本構成を説明する斜視図である。この図１に示すように、プリンタ１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取付けられると共に、インクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、記録ヘッド２（キャリッジ４）を記録紙６（吐出対象物の一種）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、ヘッド移動方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向であり、紙送り方向とは、副走査方向である。なお、インクカートリッジ３としては、キャリッジ４に装着するタイプでも、或いはプリンタ１の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド２に供給するタイプでもよい。以下、この記録ヘッド２について説明する。
【００２１】
図２は、本実施形態の記録ヘッド２の構成を示す分解斜視図であり、図３は、記録ヘッド２の圧力室長手方向の断面図である。記録ヘッド２（ヘッドチップ）は、シリコン製の流路形成基板１２の一方の面に、ガラス製の電極基板１４を、流路形成基板１２の他方の面に、シリコン製のノズル形成基板１３を各々配置して積層し、各部材間を接着剤によって接合することで３層構造となっている。
【００２２】
上記ノズル形成基板１３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口１５を列状に開設した板材である。上記流路形成基板１２には、その表面から異方性エッチングを施すことにより、インク流路となる溝部が形成されており、この溝部の開口部分がノズル形成基板１３によって塞がれることにより、各ノズル開口１５に対応して設けられた複数の圧力室１６、各圧力室共通のインクが導入される共通インク室１７、及び、共通インク室１７と各圧力室１６とを連通するインク供給路１８から成る一連のインク流路が区画される。
【００２３】
この流路形成基板１２において、共通インク室１７となる溝部の底面には、基板厚さ方向に貫通したインク導入口２４が開設されている。また、各圧力室１６となる溝部の底面には、ヘッド積層方向（図３において上下方向）に弾性変位可能な弾性面として機能する振動板１９が形成されている。すなわち、この振動板１９は、圧力室１６の少なくとも一方の面を区画するように構成される。そして、流路形成基板１２には共通電極端子２０が形成されており、この流路形成基板１２は導電性を有するので、上記振動板１９は、共通電極としても機能するようになっている。なお、流路形成基板１２における電極基板１４が接合される面には、無機ガラスからなる絶縁層（図示せず）が設けられている。また、本実施形態において、流路形成基板１２は、Ｓｉ基板をエッチング処理することによって作製される。この点については、後で詳述する。
【００２４】
上記電極基板１４は、ホウ珪酸ガラスによって作製されている。このホウ珪酸ガラスは、熱膨張率がシリコンと同程度である。このため、温度変化によるヘッド構成部材間の剥離が生じ難くなっている。この電極基板１４の流路形成基板１２に接合される面において、圧力室１６の振動板１９に対向する位置には、トレイ状に浅くエッチングされた凹部１４ａが、各圧力室１６に対応して形成されている。この凹部１４ａの底面には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの薄膜を積層して形成された個別電極２１がそれぞれ敷設されている。各個別電極２１は、各圧力室１６に対応して延在するセグメント電極２１ａと、外部に露出している電極端子部２１ｂとから構成されている。そして、電極基板１４を流路形成基板１２に接合すると、各圧力室１６の振動板１９と各個別電極２１のセグメント電極２１ａとが、狭小な隙間を形成した状態でそれぞれ対向する。この隙間は封止材２２によって封止されて密閉状態となっている。
【００２５】
また、この電極基板１４には、基板厚さ方向を貫通したインク導入路２３が形成されており、このインク導入路２３は、流路形成基板１２との接合状態でインク導入口２４と連通するようになっている。このインク導入路２３とインク導入口２４を通じて、例えばプリンタ１側に設けられたインクタンク（図示せず）からのインクが共通インク室１７内に導入されるようになっている。そして、共通インク室１７のインクは、この共通インク室１７から分岐したインク供給路１８を通って各圧力室１６に分配供給される。
【００２６】
流路形成基板１２の共通電極端子２０と、電極基板１４の個別電極２１との間には、駆動電圧供給源２５が電気的に接続されている。この駆動電圧供給源２５によって、各個別電極２１と共通電極端子２０との間に駆動電圧が印加される。これにより、共通電極として機能する振動板１９と個別電極２１との間に静電気力が発生し、この静電気力によって、振動板１９が弾性変形して個別電極２１側に撓み、セグメント電極２１ａの表面に吸着する。この結果、圧力室１６の容積が増加して、インク供給路１８を通じて共通インク室１７側からインクが圧力室１６内に流入する。そして、駆動電圧供給源２５からの駆動電圧が非印加状態となって静電気力が解除されると、振動板１９はその弾性力によってセグメント電極２１ａの表面から離れて初期状態に復帰する。その結果、圧力室１６の容積が急激に減少する。これにより、圧力室１６内のインクに圧力変動が生じ、この圧力変動によって圧力室１６内のインクの一部が、ノズル開口１５からインク滴として吐出される。即ち、振動板１９、共通電極端子２０、個別電極２１、及び駆動電圧供給源２５は、本発明における駆動手段として機能する。
【００２７】
本実施形態の記録ヘッド２における振動板１９は、高濃度ｐ型不純物層であって、例えば、２μｍの板厚に設定している。なお、高濃度ｐ型不純物層を形成する不純物としては、ボロン・ガリウム・アルミニウム等があるが、半導体分野においてはｐ型不純物を形成する不純物としてボロンが一般的であり、本実施形態においてもボロンを不純物としている。したがって、本発明における高濃度ｐ型不純物層は、高濃度ボロンドープ層としている。
【００２８】
次に、高濃度ｐ型不純物層を高濃度ボロンドープ層とした場合の流路形成基板１２を作製するための基材となるＳｉ基板としての基板２８の作製方法について説明する。図４は、基板２８の断面図であり、拡散工程図である。
【００２９】
まず、（１１０）面を面方位とするＳｉ基板の両面を鏡面研磨し、厚さ１８０μｍの基板２８を作製する（図４（ａ））。この基板２８を熱酸化炉に投入し、酸素及び水蒸気雰囲気中で１１００℃、４時間の熱酸化処理を施し、基板２８の表面に１．２μｍの酸化膜２９を形成する（図４（ｂ））。次に、基板２８の高濃度ボロンドープ層を形成する一方の面３０を除いた他の表面にレジストをコーティングし、このレジストを保護膜として一方の面３０に形成された酸化膜２９をフッ酸水溶液にて除去した後に、基板２８の一方の面３０を除いた他の表面にコーティングされたレジストを除去する（図４（ｃ））。ここで、拡散源となるＢ２Ｏ３を有機溶剤中に、例えば、３．１５ｗｔ％で分散させた拡散剤３２を、酸化膜２９を除去した一方の面３０に２０００ｒｐｍ、１分間の条件でスピンコーティングし、クリーンオーブン中で１４０℃、３０分間ベークする。このときの拡散剤３２の厚みは、１．２μｍとなる（図４（ｄ））。
【００３０】
そして、この拡散剤３２を一方の面３０にコーティングした基板２８を熱酸化炉にセットし、酸素雰囲気中、６００℃の条件で加熱し、拡散剤３２中の有機バインダーを酸化除去し、Ｂ２Ｏ３を焼成する。引き続き熱酸化炉内を窒素雰囲気にし、温度を１１００℃に上昇させ、そのままの温度を８時間保持し、ボロンを基板２８中に拡散させ、高濃度ボロンドープ層３３を形成する。このとき拡散剤３２（Ｂ２Ｏ３）と一方の面３０に形成された高濃度ボロンドープ層３３の界面にボロン化合物３４が形成される（図４（ｅ））。
【００３１】
再び高濃度ボロンドープ層３３を形成した一方の面３０を除いた他の表面にレジストをコーティングし、拡散剤３２をフッ酸水溶液によりエッチング除去する（図４（ｆ））。ここで、基板２８の一方の面３０に現れたボロン化合物３４は耐エッチング性が高く、ウェットエッチングによる除去が不可能なため、次のような手段で除去する。まず、基板２８のレジストを剥離した後、基板２８を熱酸化炉にセットし、酸素及び水蒸気雰囲気中、６００℃でボロン化合物３４を１時間酸化し、フッ酸水溶液によってエッチングが可能なＢ２Ｏ３＋ＳｉＯ２に化学変化させる。なお、酸化の温度が低いため拡散が進行することはないので、ボロン化合物３４を酸化せずにドライエッチングで除去することも可能である。そして、拡散面のボロン化合物を酸化してＢ２Ｏ３＋ＳｉＯ２に化学変化させた状態でさらに熱酸化して、高濃度ボロンドープ層３３側に１．２μｍの酸化膜３５を形成する（図４（ｇ））。続けて、基板２８の一方の面３０の反対の他方の面に形成された酸化膜２９に圧力室１６や共通インク室１７等を作り込むためのレジストパターニングを施し、フッ酸水溶液でエッチングし、酸化膜２９をパターニングする。その後、基板２８のレジストを剥離する。このようにして、流路形成基板１２の基材となる基板２８が作製される（図４（ｈ））。
【００３２】
なお、本実施形態では、上述したように、高濃度ボロンドープ層３３を塗布法で形成した方法を例示したが、これに限らず、ボロン拡散板をＳｉ基板に対向させて熱拡散を行う方法を用いてもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、上記の高濃度ｐ型不純物を拡散した基板２８のドーパントがボロンの場合、高濃度（約５×１０１９ｃｍ−３以上）の領域において、アルカリによるＳｉエッチングにおけるエッチングレートが非常に小さくなることを利用して、異方性エッチングにより流路形成基板１２が作製される。すなわち、振動板１９の形成領域を基板２８の高濃度ボロンドープ層３３とし、アルカリ異方性エッチングにより圧力室１６や共通インク室１７等を形成する際に、高濃度ボロンドープ層３３が露出した時点でエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチングストップ技術により、流路形成基板１２の振動板１９を、例えば、２μｍの板厚に作製するものである。以下、この振動板１９と圧力室１６の作製方法について説明する。
【００３４】
図５は、流路形成基板１２の製造工程を構成するエッチングの工程図であり、図６は、第１のエッチング工程に用いる水酸化カリウム水溶液の濃度とエッチング面（エッチングストップ時のエッチング面４０）の表面粗度(ＰＶ)・凸状エッチング残りの最大高さとの関係を示すグラフである。
【００３５】
本実施形態の記録ヘッド２における流路形成基板１２は、Ｓｉ基板である基板２８の一方の面３０に高濃度ｐ型不純物層として高濃度ボロンドープ層３３が形成され、その一方の面３０と反対の面（他方の面３１）から基板２８の途中まで、濃度を３０ｗｔ％以下に調整したエッチング液でエッチングする第１のエッチング工程を行い、その後、第１のエッチング工程でエッチングをしたところから高濃度ボロンドープ層３３に到達するまで、第１のエッチング工程で用いたエッチング液より濃度の低いエッチング液でエッチングをする第２のエッチング工程を行うことで、圧力室１６と該圧力室１６の少なくとも一方の面を区画する振動板１９とを形成している。なお、本実施形態のエッチング液は、一般的にＳｉ基板のエッチングに用いられる水酸化カリウム水溶液とする。また、「３０ｗｔ％以下」については、０ｗｔ％を含まないものとする。
【００３６】
ここで、本実施形態においては、振動板１９のエッチング面４０に凸状エッチング残りの最大高さを抑えるため、第１のエッチング工程に用いるエッチング液（水酸化カリウム水溶液）の濃度を如何に設定するかが肝要であり、図６に示すように、水酸化カリウム水溶液の濃度とエッチング面４０の表面粗度（ＰＶ）・凸状エッチング残りの最大高さとの関係の実験結果から、３０ｗｔ％以下と定めている。これは、エッチングによりＳｉ基板（Ｓｉウェハー）の外周に位置するエッチング面に発生する凸状エッチング残りの発生を防止するに当たって、エッチングに用いる水酸化カリウム水溶液の濃度と凸状エッチング残りの発生とに因果関係があることが判明したため、その実験を行うことによって、エッチング面の表面粗度を小さく抑えつつ、凸状エッチング残りの生じ難い水酸化カリウム水溶液の濃度の範囲を定めたものである。具体的には、従来のエッチング工程で用いられていた濃度３５ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液では、エッチングストップ時のエッチング面４０（圧力室１６の底面）の表面粗度ＰＶ＝０．１０μｍの粗面となり、振動板１９の厚みムラを抑えることはできるが、凸状エッチング残りの最大高さが、厚みが２．００μｍの振動板１９に対して約３．００μｍとなり、これにより、振動板１９内の剛性が一定でなくなる。したがって、振動板１９の弾性変形が均一でなくなり、記録ヘッド２の吐出特性が不安定となっていた。そして、図６に示すように、この水酸化カリウム水溶液の濃度が３０ｗｔ％より大きくなると、凸状エッチング残りの最大高さが、記録ヘッド２の吐出特性が不安定となる１．００μｍ以上となることがわかる。そこで、第１のエッチング工程に用いる水酸化カリウム水溶液を濃度３０ｗｔ％以下に調整することで、振動板１９のエッチング面４０の表面粗度ＰＶ＝０．２０μｍ以下の粗面、且つ、凸状エッチング残りの最大高さが０．３５μｍ以下にできることがわかった。そして、この濃度の条件で作製した振動板１９を備えた記録ヘッド２を用いて吐出特性検査を行ったところ、記録ヘッド２の吐出特性が安定することが確認できた。これにより、本実施形態における記録ヘッド２は、振動板１９の圧力室側の面が表面粗度ＰＶ＝０．２０μｍ以下の粗面、且つ、凸状エッチング残りの最大高さが０．３５μｍ以下のものを良品としている。
【００３７】
ところで、第１のエッチング工程に用いる水酸化カリウム水溶液は、濃度を低くするほど凸状エッチング残りの発生を抑えられるが、ただ単にその濃度を低くすればよいものではなく、図６に示すように、特にその濃度が２５ｗｔ％以下となると、エッチング面４０の表面粗度ＰＶ＝０．３０μｍの粗面となり、厚みムラにより振動板１９内の剛性が一定にならず、従来と同様に、弾性変形が均一でなくなることで記録ヘッド２の吐出特性が不安定になってしまう。したがって、本発明における第１のエッチング工程におけるエッチング液（水酸化カリウム水溶液）の濃度は、振動板の弾性変形の特性を考慮するとエッチング面の表面粗度と凸状エッチング残りの最大高さとのバランスが肝要であり、上記の実験結果より２５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下と設定することが望ましい。
特に、個々の製品バラツキを考慮すると、量産ではエッチング液の濃度を、凸状エッチング残りが殆ど発生しなくなる２７〜２８．５ｗｔ％とすることが好ましい。以下は、実験によりエッチング面の表面粗度と凸状エッチング残りの最大高さとの最もバランスの良いとされる２８．５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液を例に挙げて、エッチング工程について説明する。
【００３８】
上記基板２８は、図５（ａ）に示すように、一方の面３０に高濃度ボロンドープ層３３を形成し、この一方の面３０と反対の他方の面３１に圧力室１６や共通インク室１７等を作り込むためのレジストパターニングを施したならば、例えば、温度８０℃、濃度２８．５ｗｔ％に調整された水酸化カリウム水溶液からなるエッチング溶液を用いて、他方の面３１から基板２８の途中、すなわち、高濃度ボロンドープ層３３に達する直前（残り１０μｍ程度：エッチング面３８）まで異方性エッチングする（第１のエッチング工程：同図（ｂ））。
【００３９】
次に、第１のエッチング工程でエッチングしたエッチング面３８から高濃度ボロンドープ層３３に到達するまで、第１のエッチング工程で用いた濃度２８．５ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液より濃度の低い水酸化カリウム水溶液でエッチングをする第２のエッチング工程を行う。ここで、第２のエッチング工程の低濃度の水酸化カリウム水溶液において、従来と同様に濃度を設定している。すなわち、第１のエッチング工程でのエッチング面の表面粗度（１０μｍ程度）とエッチングストップの際の振動板１９の厚み精度（±０．３５μｍ以内）を考慮すると、水酸化カリウム水溶液の濃度と選択比の関係から、水酸化カリウム水溶液の濃度は、１０ｗｔ％以下に設定することが望ましい。そして、その濃度が０．５ｗｔ％以下になると、エッチング能力が不安定となり実用的でないことから、本実施形態における第２のエッチング工程で用いられるエッチング液（水酸化カリウム水溶液）の濃度を０．５〜１０ｗｔ％に設定している。そして、この濃度の範囲０．５〜１０ｗｔ％であれば、高濃度ｐ型不純物層（高濃度ボロンドープ層３３）でエッチングレートを極端に小さくすることができ、確実にエッチングストップすることができる。また、実験的に、第２のエッチング工程で用いられるエッチング液の濃度を２．５％に調整すると好適であることがわかった。
【００４０】
そこで、本実施形態においては、第１のエッチング工程が終了したならば、図５（ｂ）から（ｃ）に示すように、例えば、温度８０℃、濃度２．５ｗｔ％に調整された水酸化カリウム水溶液からなるエッチング溶液を用いて、第１のエッチング工程でのエッチング面３８からエッチングを継続し、高濃度ボロンドープ層３３まで到達したらエッチングストップさせる。これにより、流路形成基板１２における圧力室１６と、高濃度ボロンドープ層３３で構成された板厚が２μｍの振動板１９とを形成することができる。
【００４１】
最後に、基板２８のエッチング工程を経た後、基板２８に残留する酸化膜２９，３５をフッ酸水溶液を用いエッチング除去した後（図５（ｄ））、基板２８の表面全体に熱酸化によって酸化膜（図示せず）を０．１μｍで形成し、記録ヘッド２における流路形成基板１２が作製される。
【００４２】
このように、Ｓｉ基板である基板２８の高濃度ボロンドープ層３３が形成された一方の面３０と反対の面から基板２８の途中まで、濃度を３０ｗｔ％以下に調整した水酸化カリウム水溶液でエッチングする第１のエッチング工程を行い、その後、第１のエッチング工程のエッチング面３８から高濃度ボロンドープ層３３に到達するまで、第１のエッチング工程で用いた水酸化カリウム水溶液より濃度の低い水酸化カリウム水溶液でエッチングをする第２のエッチング工程を行うことで、圧力室１６と振動板１９とを形成すると、流路形成基板１２における振動板１９の圧力室１６側の面の表面粗度を小さくでき、その面の凸状エッチング残りの最大高さを抑えることができる。具体的には、振動板１９の圧力室１６側の面の表面粗度（ＰＶ）を０．２μｍ以下の粗面となり、厚みムラを抑えることができ、振動板１９の厚み精度を向上させることができる。また、振動板１９の圧力室１６側の面に発生する凸状エッチング残りの最大高さを０．３５μｍ以下とすることができ、振動板の厚みムラを抑えることができる。以上のことから、振動板１９の厚みを高精度とすることができ、且つ、振動板１９の凸状エッチング残りの最大高さも許容範囲以下に抑えることができるので、振動板１９内の剛性を一定にすることができる。したがって、振動板１９の弾性変形を均一にでき、記録ヘッド２の吐出特性をより安定させることができる。さらに、記録ヘッド２の製造工程においては、歩留りの向上に寄与することができる。また、第１のエッチング工程の水酸化カリウム水溶液の濃度を２７〜２８．５ｗｔ％とした場合は、凸状エッチング残りが振動板１９の圧力室１６側の面に殆ど発生することがないので、振動板１９内の剛性をより一定とすることができる。これにより、記録ヘッド２の吐出特性をより一層安定させることができる。そして、上記の製造方法で製造された記録ヘッド２を備えたプリンタ１においては、記録画像の画質安定化を図ることができる。
【００４３】
また、第２のエッチング工程に用いる水酸化カリウム水溶液の濃度を、０．５〜１０ｗｔ％に設定すると、エッチングにより高濃度ボロンドープ層３３が露出した時点で、高濃度ボロンドープ層３３でエッチングレートを急激に低下させることができ、確実にエッチングストップすることができる。したがって、高濃度ボロンドープ層３３で構成される振動板１９をさらに高精度で形成することができる。特に、上記の濃度を２．５ｗｔ％に設定した場合は、その効果が顕著になる。
【００４４】
また、以上では、液体噴射装置に搭載される液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録ヘッド２を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】プリンタの基本構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明を適用した記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドの圧力室長手方向の断面図である。
【図４】基板の断面図であり、拡散工程図である。
【図５】本発明の記録ヘッドにおける流路形成基板の製造工程を構成するエッチングの工程図である。
【図６】第１のエッチング工程に用いる水酸化カリウム水溶液の濃度とエッチング面の表面粗度・凸状エッチング残りの最大高さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１…プリンタ，２…記録ヘッド，３…インクカートリッジ，４…キャリッジ，５…プラテン，６…記録紙，７…キャリッジ移動機構，８…紙送り機構，１２…流路形成基板，１３…ノズル形成基板，１４…電極基板，１４ａ…凹部，１５…ノズル開口，１６…圧力室，１７…共通インク室，１８…インク供給路，１９…振動板，２０…共通電極端子，２１…個別電極，２１ａ…セグメント電極，２１ｂ…電極端子部，２２…封止材，２３…インク導入路，２４…インク導入口，２５…駆動電圧供給源，２８…基板，２９…酸化膜，３０…一方の面，３１…他方の面，３２…拡散剤，３３…高濃度ボロンドープ層，３４…ボロン化合物，３５…酸化膜，３８…エッチング面，４０…エッチング面
【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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