(57)【要約】【課題】吐出品質と信頼性が向上したシリコンノズルプレートを得る。【解決手段】第１の酸化シリコン膜４１を挟んで貼り合されたシリコン支持基板４６とシリコン層４８とを含むＳＯＩ基板４０のシリコン層４８及び第１の酸化シリコン膜４１をエッチングしてシリコン支持基板４６に達するノズル孔２１を形成する第１工程と、ＳＯＩ基板４０を加熱して、ノズル孔２１の内壁面１４を含むシリコン層４８の表面に第２の酸化シリコン膜４２を形成し、かつ第１工程により露出したシリコン支持基板４６の表面に第３の酸化シリコン膜４３を形成する第２工程と、ＳＯＩ基板４０のシリコン層４８側の面に支持部材５５を貼り合せる第３工程と、ＳＯＩ基板４０をシリコン支持基板４６側から薄板化して、シリコン支持基板４６を除去する第４工程と、第３の酸化シリコン膜４３を除去してノズル孔２１を開口させる第５工程と、を有するシリコンノズルプレート１の製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の酸化シリコン膜を挟んで貼り合されたシリコン支持基板とシリコン層との積層構造を含むＳＯＩ基板の前記シリコン層及び前記第１の酸化シリコン膜を局所的にエッチングして、前記シリコン支持基板に達するノズル孔を形成する第１の工程と、
前記ＳＯＩ基板を加熱して、前記ノズル孔の内壁面を含む前記シリコン層の表面に第２の酸化シリコン膜を形成し、かつ、前記第１の工程により露出した前記シリコン支持基板の表面に第３の酸化シリコン膜を形成する第２の工程と、
前記ＳＯＩ基板の前記シリコン層側の面に支持部材を貼り合せる第３の工程と、
前記ＳＯＩ基板を前記シリコン支持基板側から薄板化して、前記シリコン支持基板を除去する第４の工程と、
前記第３の酸化シリコン膜を除去して前記ノズル孔を開口させる第５の工程と、
を有することを特徴とするシリコンノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシリコンノズルプレートの製造方法であって、
前記第１の酸化シリコン膜は、前記シリコン支持基板と前記シリコン層との何れかの表面を熱酸化して形成された膜であることを特徴とするシリコンノズルプレートの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のシリコンノズルプレートの製造方法であって、
前記第４の工程は、前記シリコン支持基板を研削して薄板化する第６の工程と、薄板化された前記シリコン支持基板を前記第１の酸化シリコン膜及び前記第３の酸化シリコン膜に対して選択的にエッチングして除去する第７の工程を順に行う工程であることを特徴とするシリコンノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のシリコンノズルプレートの製造方法であって、
前記第１の工程は、前記シリコン支持基板側の第１のノズル孔と該第１のノズル孔に連通する該第１のノズル孔よりも断面積が大きい第２のノズル孔とで構成される前記ノズル孔を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法で製造されたことを特徴とするシリコンノズルプレートを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５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、液滴を吐出するためのノズル孔を有するシリコンノズルプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙等の媒体上に液滴を吐出して画像等を形成する装置として、液滴吐出装置が注目されている。液滴吐出装置は、複数のノズルを備える液滴吐出ヘッドと媒体とを相対的に移動させつつノズル孔から液滴を吐出することで画像等を形成できる。液滴吐出ヘッドは、一般に、インク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（接着）されノズルプレートとの間で上記ノズル孔に連通する圧力室、リザーバー等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部により圧力室に圧力を加えることによりインク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。そしてノズルプレートとしては、シリコン基板にノズル孔の形成等の加工を施して得られるシリコンノズルプレートが多用されている。
【０００３】
従来のシリコンノズルプレートは、例えば特許文献１に示すように、シリコン基板に薄板化工程を施して製造される。薄板化工程とは具体的に言うと、シリコン基板をキャビティ基板に接合される側の面（接着面）から所定の深さまでエッチングしてノズル穴を形成した後、反対側の吐出面（液滴が吐出される側の面）側から該シリコン基板を研削等により薄板化して、上述のノズル穴を、シリコン基板を貫通するノズル孔とする工程である。ここで、吐出される液滴（液体材料）がアルカリ性の場合、シリコンを侵食する可能性がある。そのため、上述の薄板化工程後に、該吐出面にＣＶＤ法等の手法でインク保護膜を形成することが一般的に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９２１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の製造方法には、以下に記載するような課題がある。第１として、シリコン基板を均一に薄型化することは困難であるため、薄板化された後の基板の厚さで規定されるノズル孔の長さ（深さ）に、ばらつきが生じ得ることである。第２として、ＣＶＤ法で形成されるインク保護膜が脆弱なことである。ＣＶＤ法によるインク保護膜は吐出面上に別途積層されるため、シリコン基板を熱酸化して形成される酸化シリコン膜に比べて剥離等が生じやすい。しかし、薄板化された後のシリコン基板に高温の熱処理を施すことは困難である。そのため、従来の製造方法では、吐出面に熱酸化シリコンからなる密着性の高いインク保護膜を形成することは困難であった。第３として、欠け（チッピング）の発生の可能性である。シリコン基板は靭性が比較的低いため、従来の製造方法では、研削等により薄板化する際にノズル孔の開口部に欠け等の欠陥が発生する可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかるシリコンノズルプレートの製造方法は、第１の酸化シリコン膜を挟んで貼り合されたシリコン支持基板とシリコン層との積層構造を含むＳＯＩ基板の上記シリコン層及び上記第１の酸化シリコン膜を局所的にエッチングして、上記シリコン支持基板に達するノズル孔を形成する第１の工程と、上記ＳＯＩ基板を加熱して、上記ノズル孔の内壁面を含む上記シリコン層の表面に第２の酸化シリコン膜を形成し、かつ、上記第１の工程により露出した上記シリコン支持基板の表面に第３の酸化シリコン膜を形成する第２の工程と、上記ＳＯＩ基板の上記シリコン層側の面に支持部材を貼り合せる第３の工程と、上記ＳＯＩ基板を上記シリコン支持基板側から薄板化して、上記シリコン支持基板を除去する第４の工程と、上記第３の酸化シリコン膜を除去して上記ノズル孔を開口させる第５の工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
このような製造方法であれば、ノズル孔の長さ（深さ）がＳＯＩ基板のシリコン層の膜厚で規定されるため、ノズル孔の長さのばらつきを低減できる。したがってこのような製造方法であれば、液滴吐出ヘッドの構成要素として用いた場合において該液滴吐出ヘッドの吐出品質を向上させられるシリコンノズルプレートを得ることができる。
【０００９】
［適用例２］上述のシリコンノズルプレートの製造方法であって、上記第１の酸化シリコン膜は、上記シリコン支持基板と上記シリコン層との何れかの表面を熱酸化して形成された膜であることを特徴とするシリコンノズルプレートの製造方法。
【００１０】
このような製造方法であれば、ＳＯＩ基板を構成する第１の酸化シリコン膜の少なくとも一部を、吐出面すなわち第５の工程においてノズル孔が開口される側の面に残すことができる。そして、残された該第１の酸化シリコン膜をインク保護膜として利用できる。したがってこのような製造方法であれば吐出面に、ノズル孔の開口後に別途積層された酸化シリコン膜に比べて密着性等が向上したインク保護膜を形成でき、信頼性の向上したシリコンノズルプレートを得ることができる。
【００１１】
［適用例３］上述のシリコンノズルプレートの製造方法であって、上記第４の工程は、上記シリコン支持基板を研削して薄板化する第６の工程と、薄板化された上記シリコン支持基板を上記第１の酸化シリコン膜及び上記第３の酸化シリコン膜に対して選択的にエッチングして除去する第７の工程を順に行う工程であることを特徴とするシリコンノズルプレートの製造方法。
【００１２】
このような製造方法であれば、ノズル孔の開口部を、研削工程を経ずにエッチングのみで形成できる。したがって、このような製造方法であればノズル孔のエッジ部における欠けの発生を低減でき、信頼性が向上したシリコンノズルプレートを高い歩留まりで製造できる。
【００１３】
［適用例４］上述のシリコンノズルプレートの製造方法であって、上記第１の工程は、上記シリコン支持基板側の第１のノズル孔と該第１のノズル孔に連通する該第１のノズル孔よりも断面積が大きい第２のノズル孔とで構成される上記ノズル孔を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズルプレートの製造方法。
【００１４】
このような製造方法であれば、吐出面に至るまでのインクの流動抵抗が軽減され、かつ微小な液滴を吐出可能なノズル孔を形成できる。したがってこのような製造方法であれば、吐出品質をより一層向上させることが可能なシリコンノズルプレートを得ることができる。
【００１５】
［適用例５］上述の製造方法で製造されたことを特徴とするシリコンノズルプレートを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【００１６】
このような製造方法であれば、吐出品質および信頼性の向上したシリコンノズルプレートを製造できる。したがって上述の構成であれば、液滴吐出ヘッドの吐出品質及び信頼性を向上できる。
【００１７】
［適用例６］上述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。
【００１８】
このような構成であれば、液滴吐出装置の吐出品質及び信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態の製造方法の対象となるシリコンノズルプレートを構成要素とする液滴吐出ヘッドの斜視展開図。
【図２】液滴吐出ヘッドの要部の縦断面図。
【図３】第１の実施形態のシリコンノズルプレートの製造方法を示す工程断面図。
【図４】第１の実施形態のシリコンノズルプレートの製造方法を示す工程断面図。
【図５】第１の実施形態のシリコンノズルプレートの製造方法を示す工程断面図。
【図６】第１の実施形態のシリコンノズルプレートの製造方法を示す工程断面図。
【図７】第１の実施形態のシリコンノズルプレートの製造方法を示す工程断面図。
【図８】撥水膜を形成した状態を示すノズル孔のエッジ部の拡大断面図。
【図９】液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態にかかるシリコンノズルプレートの製造方法について、図面を参照しつつ述べる。上述したようにシリコンノズルプレートは、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を構成する要素であるため、該液滴吐出ヘッドも含めて説明する。なお本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではない。また、以下の各図においては、各構成要素を図面で認識可能な程度の寸法とするため、該構成要素の縮尺を実際とは異ならせてある。
【００２１】
（第１の実施形態）
＜液滴吐出ヘッド＞
図１は、本実施形態の製造方法の対象となるシリコンノズルプレート１を構成要素とする液滴吐出ヘッド８の斜視展開図である。図２は、液滴吐出ヘッド８の要部の縦断面図である。図１に示すように、液滴吐出ヘッド８は、液滴が吐出される側の面である吐出面１５において長手方向に２列に並ぶように形成されたノズル孔２１を備えている。図２は、該長手方向に直交する線における断面図であり、図１の右半分の概略構成を示す断面図である。液滴吐出ヘッド８は、図１に示すように、シリコンノズルプレート１と、各ノズル孔２１に対して独立にインク流路が設けられたキャビティ基板３と、キャビティ基板３の振動板２２に対応する個別電極３１が形成された電極基板４とを接着して構成されている。
【００２２】
シリコンノズルプレート１は、後述するＳＯＩ基板４０（図３等参照）に所定の加工を施して形成された板状の部品であり、基材としては単結晶シリコンからなるシリコン層４８が用いられている。すなわちシリコンノズルプレート１は、シリコン層４８に所定の加工が施されることで形成された部品である。
【００２３】
シリコンノズルプレート１は、所定のピッチで２列に形成されたノズル孔２１を有している。ノズル孔２１は、インクを液滴として吐出するための孔であり、液滴を吐出する小径の第１のノズル孔２１ａと、液滴を導入する大径の第２のノズル孔２１ｂとから構成されている。第１のノズル孔２１ａが開口している側の面が吐出面１５であり、第２のノズル孔２１ｂが開口している側の面が接着面１６である。そして、シリコンノズルプレート１の厚さ方向の面、すなわち表裏の２面に直交する面が端面１３であり、ノズル孔２１の孔面が内壁面１４である。
なお本明細書では、上述の４種類の面（１３，１４，１５，１６）を、完成した状態のシリコンノズルプレート１の表面ではなく、シリコン層４８の表面のいずれかの場所（領域）を意味するものと定義している。
【００２４】
一般的にインクはアルカリ性であり、単結晶シリコン材料を侵食（エッチング）等する可能性がある。そのため、上述の４種類の面には、基材である単結晶シリコンをインクから保護するために、酸化シリコンからなるインク保護膜が形成されている。かかるインク保護膜のうち、吐出面１５に形成されているインク保護膜が第１の酸化シリコン膜４１であり、他の３面に形成されているインク保護膜が第２の酸化シリコン膜４２である。双方の酸化シリコン膜（４１，４２）は、上述の単結晶シリコン材料を熱酸化して形成されている。なお、シリコンノズルプレート１を大面積のＳＯＩ基板４０（図３等参照）を分割して形成する場合においては、端面１３にはインク保護膜が形成されない場合もあり得る。
【００２５】
キャビティ基板３も、シリコンノズルプレート１と同様に単結晶シリコン材料からなり、シリコンノズルプレート１の接着面１６側に接着されている。キャビティ基板３には、シリコンノズルプレート１のノズル孔２１の各々に連通するインク流路が異方性ウェットエッチングにより形成されている。インク流路は、底壁を振動板２２とし吐出室２５となる吐出凹部２５０と、共通のインク室であるリザーバー２３となるリザーバー凹部２３０と、リザーバー凹部２３０と各吐出凹部２５０とを連通するオリフィス２４となるオリフィス凹部２４０と、で構成されている。リザーバー２３は各吐出室２５に共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２４を介してそれぞれの吐出室２５に連通している。
【００２６】
キャビティ基板３の全面若しくは少なくとも電極基板４との対向する領域には、絶縁性材料である酸化シリコンからなる絶縁膜２９が形成されている。かかる絶縁膜２９は、液滴吐出ヘッド８を駆動させたときに、絶縁破壊やショートの発生を防止する機能を果たしている。
【００２７】
電極基板４はガラス基材からなり、キャビティ基板３の各振動板２２に対向する位置には、夫々凹部３１０が形成されている。そして、各凹部３１０内には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１がスパッタにより形成されている。
【００２８】
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを備えており、端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板３の末端部が開口された電極取出し部３６内に露出している。そして、ＩＣドライバー等の駆動回路５を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板３上の共通電極２７とが接続されている。また、電極基板４には、インクを供給するためにリザーバー２３と連通するインク供給口３５が形成されている。そして、該インク供給口は図示しないインクタンクに接続されている。振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ３４の開放端部は、内部に水分や塵埃などが入らないようにエポキシ等の樹脂による封止材３３により封止されている。
【００２９】
電極基板４と上述のキャビティ基板３とは、個別電極３１と振動板２２とが所定（例えば、０．１μｍ）のギャップ３４を介して対向配置するように陽極接着されている。これにより、ギャップ３４を介して対峙する個別電極３１と絶縁膜２９を有する振動板２２とで、吐出室２５に所要の圧力を加えることができる静電アクチュエーターが構成される。
【００３０】
液滴吐出ヘッド８は、以下に記載する動作により、インクを液滴として吐出する。まず、駆動回路５が駆動し、個別電極３１に電荷を供給してこれを正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、個別電極３１と振動板２２の間に静電引力が発生する。この静電引力によって、振動板２２は個別電極３１に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室２５の容積が増大する。個別電極３１への電荷の供給を止めると静電引力が消滅し、振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室２５の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２５内のインクの一部がインクの液滴としてノズル孔２１から吐出面１５側に吐出される。
【００３１】
＜シリコンノズルプレートの製造方法＞
次に、上述のシリコンノズルプレート１の製造方法について述べる。図３（ａ）〜図７（ｎ）は、本実施形態のシリコンノズルプレート１の製造方法を示す工程断面図である。上記各図は、図２に示すノズル孔２１と該ノズル孔の周辺を拡大して示す、要部の拡大断面図である。ただし、上下方向を反転して図示している。以下、工程順に述べる。
【００３２】
まず、図３（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板４０の表面（すなわち表裏両面）に、第４の酸化シリコン膜４４を形成する。ＳＯＩ基板４０は、第１の酸化シリコン膜４１を挟むように貼り合されたシリコン支持基板４６とシリコン層４８とからなる。したがってＳＯＩ基板４０は、シリコン支持基板４６と第１の酸化シリコン膜４１とシリコン層４８との積層体である。なお、以下の説明において、シリコン支持基板４６側を「下側」又は「下方」と称する。そしてシリコン層４８側を「上側」又は「上方」と称する。
【００３３】
ＳＯＩ基板４０を構成する各要素の厚さは、シリコン支持基板４６が７２５μｍ、第１の酸化シリコン膜４１が２．５μｍ、シリコン層４８が７５μｍ、である。そして上述の第４の酸化シリコン膜４４の膜厚は１．０μｍである。上述の各厚さのうち、シリコン層４８の厚さは将来的に形成されるノズル孔２１の長さ（以下、「ノズル長」と称する。）となる。したがって、シリコン層４８の層厚は、目的とするノズル長に合せて設定する必要がある。第１の酸化シリコン膜４１も、薄膜化された上でノズル長の一部となる。したがって、シリコン層４８の層厚は、薄膜化された後の第１の酸化シリコン膜４１の膜厚も考慮して設定する必要がある。一方、シリコン支持基板４６はシリコンノズルプレート１の構成要素とした残らないため、比較的自由に厚さを設定できる。
上述したように、ノズル孔２１はシリコン層４８をパターニングすなわち局所的に除去して形成される。したがって、シリコン層４８と上側の第４の酸化シリコン膜４４との界面が、接着面１６となる。そして、シリコン層４８と第１の酸化シリコン膜４１との界面が、吐出面１５となる。
【００３４】
シリコン支持基板４６とシリコン層４８は、共に単結晶シリコンからなる。そして第１の酸化シリコン膜４１は、シリコン層４８を酸化して形成された膜である。ＳＯＩ基板４０は、以下の工程で形成される。まず、一方の単結晶シリコン基板（符号無し）の表面を熱酸化して、第１の酸化シリコン膜４１を形成する。そして、該一方の単結晶シリコン基板を、もう一方の単結晶シリコン基板であるシリコン支持基板４６に、第１の酸化シリコン膜４１を挟むように貼り合せて加熱により接着する。そして、一方の単結晶シリコン基板を研磨等により薄板化して、シリコン層４８とする。なお、第１の酸化シリコン膜４１及び第４の酸化シリコン膜４４の形成方法は、ＷＥＴ酸化とドライ酸化のどちらを用いてもよい。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板４０の上側に第４の酸化シリコン膜４４を介して第１のレジスト層５７を形成する。そして該第１のレジスト層を露光現像処理によりパターニングして、第２のノズル孔形成領域１２１ｂに開口部を形成する。第２のノズル孔形成領域１２１ｂは、平面視で将来的に形成される第２のノズル孔２１ｂと重なる領域である。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示すように、上述の開口部における第４の酸化シリコン膜４４をエッチングにより除去して、シリコン層４８を露出させる。上述のエッチングは異方性が必要とされるため、ドライエッチングで行うことが好ましい。そして次に、図４（ｄ）に示すように、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）等を用いて第１のレジスト層５７を除去する。
【００３７】
次に、図４（ｅ）に示すように、ＳＯＩ基板４０の上側に第４の酸化シリコン膜４４を介して第２のレジスト層５８を形成する。そして該第２のレジスト層を露光現像処理によりパターニングして、第１のノズル孔形成領域１２１ａに開口部を形成する。第１のノズル孔形成領域１２１ａは、平面視で将来的に形成される第１のノズル孔２１ａと重なる領域である。
【００３８】
次に、図４（ｆ）に示すように、第２のレジスト層５８で覆われていない領域、すなわち第１のノズル孔形成領域１２１ａのシリコン層４８を、４０μｍ以上の深さまでハーフエッチングする。上述のハーフエッチングも異方性が必要とされるため、ドライエッチングで行うことが好ましい。そして次に、図５（ｇ）に示すように、第２のレジスト層５８を除去する。
【００３９】
次に、図５（ｈ）に示すように、第４の酸化シリコン膜４４をマスクとして、シリコン層４８をエッチングする。かかるエッチングは、第１のノズル孔形成領域１２１ａにおいては第１の酸化シリコン膜４１が露出し、かつ第２のノズル孔形成領域１２１ｂにおいてはシリコン層４８が３５μｍ〜４０μｍの深さまでハーフエッチングされる様に行う。上述の、図４（ｆ）に示すエッチングにおいて第１のノズル孔形成領域１２１ａのシリコン層４８は４０μｍ以上の深さまでハーフエッチングされているため、第２のノズル孔形成領域１２１ｂのシリコン層４８を３５μｍ〜４０μｍの深さまでハーフエッチングすることにより、第１のノズル孔形成領域１２１ａにおいては第１の酸化シリコン膜４１を露出させることができる。
【００４０】
次に、図５（ｉ）に示すように、第１のノズル孔形成領域１２１ａにおいて第１の酸化シリコン膜４１をエッチングしてシリコン支持基板４６を露出させる。そして、上側の第４の酸化シリコン膜４４を除去する。かかる処理により、第１のノズル孔２１ａと第２のノズル孔２１ｂとからなるノズル孔２１が形成される。ノズル孔２１を形成するまでの工程が、本実施形態の製造方法における第１の工程である。なお、第１の工程が終了した段階においても、ノズル孔２１はシリコン支持基板４６で塞がれており、開口していない。したがって正確には「孔」ではなく、「穴」若しくは「凹部」である。しかし本明細書では、開口する前の段階でもノズル孔２１と称している。
【００４１】
本実施形態の製造方法では、上記第１の工程で上側の第４の酸化シリコン膜４４も完全に除去して、接着面１６を露出させている。しかし後述するように、シリコン層４８の上面すなわち接着面１６には再度酸化シリコン膜を形成する。したがって第１の工程では、上側の第４の酸化シリコン膜４４を必ずしも完全に除去する必要はない。
【００４２】
次に、図６（ｊ）に示すように、ＳＯＩ基板４０を熱酸化して、上述のノズル孔２１の形成により露出したシリコン層４８の表面すなわち内壁面１４と接着面１６に第２の酸化シリコン膜４２を形成する。そして、第１のノズル孔２１ａの形成により露出したシリコン支持基板４６の表面に第３の酸化シリコン膜４３を形成する。かかる２つの領域に酸化シリコン膜（４２，４３）を形成する工程が、第２の工程である。上述の酸化シリコン膜（４２，４３）の膜厚は０．１μｍ〜５．０μｍの範囲が好ましく、本実施形態では１．０μｍとしている。なお、本工程における酸化シリコン膜の形成方法は、ＷＥＴ酸化とドライ酸化のどちらを用いてもよい。
【００４３】
次に、図６（ｋ）に示すように、ＳＯＩ基板４０の上側に両面テープ５６を用いて支持部材５５を貼付する。かかる工程が第３の工程である。そして、ＳＯＩ基板４０を下側から研削して、シリコン支持基板４６を薄板化する。かかる薄板化の工程が第６の工程である。第３の工程が実施された時点で、ＳＯＩ基板４０の下側には第４の酸化シリコン膜４４が残されている。したがって第６の工程では、まず、下側の第４の酸化シリコン膜４４を完全に除去する。そしてさらに、シリコン支持基板４６を所定の厚さまで薄板化する。
【００４４】
シリコン支持基板４６を研削処理のみで完全に除去しない理由は、第１の酸化シリコン膜４１が（研削処理により）損傷することを抑制するためである。したがって上述の所定の厚さは、第１の酸化シリコン膜４１を充分に保護できる厚さ、具体的には、１．０μｍ〜５．０μｍ程度が確保されていることが好ましい。
【００４５】
次に、図６（ｌ）に示すように、研削処理により薄板化されたシリコン支持基板４６を酸化シリコン材料に対して選択的にエッチングして完全に除去する。上述のエッチングは、ＷＥＴエッチングとドライエッチングのどちらを用いてもよい。かかる、選択的なエッチング処理を行う工程が第７の工程である。したがって、シリコン支持基板４６は、第６の工程と第７の工程とにより除去される。
【００４６】
次に、図７（ｍ）に示すように、第３の酸化シリコン膜４３を除去してノズル孔２１を開口させる。かかる工程、すなわちノズル孔２１を開口させる工程が第５の工程である。本工程は、第３の酸化シリコン膜４３が除去された後に第２の酸化シリコン膜４２もエッチングされることを低減するためにドライエッチングにより行うことが好ましい。また、本工程は酸化シリコン材料をエッチングできる条件で行うため、第３の酸化シリコン膜４３と共に第１の酸化シリコン膜４１も同時にエッチングされ薄膜化される。したがって、第１の酸化シリコン膜４１は、本工程で薄膜化されてもインク保護膜として機能するように、ＳＯＩ基板４０の構成要素である時点において充分に厚く形成されている必要がある。
【００４７】
酸化シリコン膜をインク保護膜として機能させるためには、略１．０μｍの膜厚が確保されていることが好ましい。そのため上述の第２の工程では、第２の酸化シリコン膜４２と第３の酸化シリコン膜４３とを１．０μｍの膜厚に形成している。上述の第５の工程でノズル孔２１を開口させるためには、膜厚１．０μｍの第３の酸化シリコン膜４３を除去する必要があり、その際、第１の酸化シリコン膜４１も同程度エッチングされて薄膜化される。したがって、シリコンノズルプレート１が完成した状態で第１の酸化シリコン膜４１をインク保護膜として機能させるためには、初期状態すなわちＳＯＩ基板４０の構成要素である時点における第１の酸化シリコン膜４１の膜厚を、第２の工程で形成される第２の酸化シリコン膜４２と第３の酸化シリコン膜４３の膜厚の２倍以上の膜厚すなわち２．０μｍ以上としておく必要がある。本実施形態の製造方法では、若干の余裕を見て、初期状態における第１の酸化シリコン膜４１の膜厚を、第２の酸化シリコン膜４２等の膜厚の２．５倍の２．５μｍとしている。その結果、第３の酸化シリコン膜４３を除去する際に若干のオーバーエッチングが行われても、１．０μｍ以上の膜厚の第１の酸化シリコン膜４１を残すことが可能となっている。
【００４８】
なお、シリコンノズルプレート１が完成した状態において、第１の酸化シリコン膜４１の膜厚と第２の酸化シリコン膜４２の膜厚とは、一致していなくても問題は無い。すなわち、第５の工程における薄膜化を考慮して初期状態における第１の酸化シリコン膜４１を充分に厚くした結果、シリコンノズルプレート１が完成した状態において、第１の酸化シリコン膜４１が第２の酸化シリコン膜４２の膜厚よりも充分に厚くなっていても特に問題は無い。
【００４９】
最後に、図７（ｎ）に示すように、支持部材５５と両面テープ５６を除去する。以上の工程により、単結晶シリコンからなるシリコン層４８を基材としており、少なくとも接着面１６と吐出面１５と内壁面１４とには該単結晶シリコンを熱酸化して形成されたインク保護膜を有するシリコンノズルプレート１を得ることができる。
【００５０】
本実施形態の製造方法により得られたシリコンノズルプレート１は以下に述べるような特徴を有している。まず、ノズル長の均一性が向上していることである。上述の工程断面図（図３〜図７）で示したように、ＳＯＩ基板４０を構成するシリコン層４８を貫通する孔がノズル孔２１となる。したがって、ノズル孔２１のノズル長の均一性は、シリコン層４８の層厚均一性により決定されることとなる。
【００５１】
上述したように、シリコン層４８は単結晶シリコン基板を研削（及び研磨）して形成されている。具体的には、シリコン層４８は、第１の酸化シリコン膜４１を介してシリコン支持基板４６と接着された単結晶シリコン基板を、反対側の面から研削等して形成されている。すなわち、シリコン層４８は、厚いシリコン支持基板４６で支持された状態で研削等されて形成されている。したがって、シリコン層４８の層厚は、従来のシリコンノズルプレートのように、支持部材に両面テープ等で貼付された状態で研削された場合と比べて高い均一性を有している。したがって、本実施形態の製造方法により得られたシリコンノズルプレート１はノズル長の均一性の向上したノズル孔２１を有している。そして、本実施形態の製造方法により得られたシリコンノズルプレート１を液滴吐出ヘッド８の構成要素とした場合、高い吐出品質を実現できる。
【００５２】
第２の特徴としては、全てのインク保護膜が単結晶シリコンを熱酸化して形成された酸化シリコン膜で形成されていることが挙げられる。本実施形態の製造方法で得られたシリコンノズルプレート１は、少なくとも内壁面１４と吐出面１５と接着面１６の３面にインク保護膜として単結晶シリコンを熱酸化して形成された酸化シリコン膜（４１，４２）が形成されている。単結晶シリコンを熱酸化して形成された酸化シリコン膜は、ＣＶＤ法等の気相成長法で形成された酸化シリコン膜に比べて密着性が高く剥離等が発生しにくい傾向を有している。したがって、かかるインク保護膜を有するシリコンノズルプレート１は信頼性が向上しており、長期間安定的に使用できる。
なお上述したように、シリコンノズルプレート１を大面積の基板を分割して形成する場合、端面１３はシリコン層４８が露出する場合もあり得る。しかし端面１３にインクが付着する可能性は少ないため、特に問題は無い。
【００５３】
また、本実施形態の製造方法は、ノズル孔（の開口部）のエッジ部における欠け（チッピング）等の発生を低減できるという効果を有している。本実施形態のシリコンノズルプレートの製造方法は、ノズル孔２１の形成後すなわちノズル孔２１が開口した後に研削工程を実施していない。
【００５４】
従来のシリコンノズルプレートの製造方法は、シリコン基板に凹部すなわち該基板を貫通しない穴を形成後、該シリコン基板を反対側の面から研削してノズル孔２１を形成している。すなわち上述の凹部を開口させている。したがって、開口後すなわちノズル孔２１が形成された後も、暫くは研削工程が継続される。その結果、ノズル孔２１のエッジ部に欠けが発生する可能性が生じている。かかる欠けが発生したシリコンノズルプレートは不良として廃棄される。したがって従来のシリコンノズルプレートの製造方法は、歩留まりの向上が困難であった。
【００５５】
本実施形態のシリコンノズルプレートの製造方法は、上述したようにノズル孔２１が開口した後に研削工程を実施しないため、上述の欠けの発生が低減されている。そのため、歩留まりが向上しており、製造コストも低減されている。
【００５６】
＜撥水膜及び親水膜＞
上記第１の実施形態の製造方法で得られたシリコンノズルプレート１は、表面にインク保護膜としての酸化シリコン膜（４１，４２）が露出している。しかし、本発明のインクノズルプレートの製造方法は上述の方法に限定されるものではなく、酸化シリコン膜（４１，４２）の表面に撥水膜等を形成する工程を加えても良い。
【００５７】
図８は、上述の工程をさらに実施して、吐出面１５に撥水膜５１を形成した状態を示すノズル孔２１のエッジ部の拡大断面図である。第１の酸化シリコン膜４１の上側に、撥水膜５１が形成されている。かかる構成のインクノズルプレートであれば、吐出されたインク液滴が第１の酸化シリコン膜４１上に残留する現象を低減できるため、インク液滴を安定的に吐出できる。すなわちかかる構成のインクノズルプレートであれば、吐出品質を向上できる。
【００５８】
なお、撥水膜５１は、フッ素原子を含むシリコン化合物を主成分とする膜である。撥水膜５１を形成する工程とは、撥水材料をディップコート又は蒸着する工程である。撥水膜５１は、第１の酸化シリコン膜４１の表面に、例えばフッ素（Ｆ）原子を含む撥水材料（例えばシランカップリング材）をディップコート又は蒸着により塗布することにより形成できる。
【００５９】
（第２の実施形態）
＜液滴吐出装置＞
次に第２の実施形態として、上述のシリコンノズルプレート１を構成要素とする液滴吐出ヘッド８を搭載した液滴吐出装置について説明する。図９は、上述の液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図である。上述したように、シリコンノズルプレート１はノズル長の均一性が向上している。したがって、かかるシリコンノズルプレート１を構成要素とする液滴吐出ヘッド８を搭載したインクジェットプリンターは、吐出品質が向上しており高品質の画像等を印刷できる。
【００６０】
また、上述のシリコンノズルプレート１は、インク保護膜として気相成長法で形成された膜ではなくシリコン層４８を熱酸化して形成された膜を用いているため、信頼性が向上している。したがって、かかるシリコンノズルプレート１を構成要素とする液滴吐出ヘッド８を搭載したインクジェットプリンターも信頼性が向上しており、長期間安定的に使用できる。
【００６１】
本発明の実施の形態は、上述の各実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００６２】
（変形例１）
上述の実施形態では、ノズル孔２１を小径の第１のノズル孔２１ａと大径の第２のノズル孔２１ｂとを組み合せて形成していた。すなわち断面が凸状であった。しかし、ノズル孔２１はかかる構成に限定される物ではなく、単一の孔すなわち断面がストレート形状の孔で構成することもできる。かかる構成のノズル孔２１は、インク液滴を吐出する際の抵抗が増大するという短所もあるが、製造コスト低減できるという長所も有している。
【００６３】
（変形例２）
上述の実施形態では、第４の酸化シリコン膜４４を、シリコン層４８又はシリコン支持基板４６を熱酸化することにより形成していた。しかし、第４の酸化シリコン膜４４の形成方法は上述の熱酸化法に限定されるものではなく、例えばＣＶＤ法等の気相成長法を用いて形成することもできる。第４の酸化シリコン膜４４はノズル孔２１の形成時のマスクとして用いられる膜であり、シリコンノズルプレート１の構成要素とし残る膜ではない。すなわち、第１の酸化シリコン膜４１及び第２の酸化シリコン膜４２とは異なり、インク保護膜として形成される膜ではない。したがって、形成方法はコスト等を考慮して、任意に選択できる。
【符号の説明】
【００６４】
１…シリコンノズルプレート、３…キャビティ基板、４…電極基板、５…駆動回路、８…液滴吐出ヘッド、１３…端面、１４…内壁面、１５…吐出面、１６…接着面、２１…ノズル孔、２１ａ…第１のノズル孔、２１ｂ…第２のノズル孔、２２…振動板、２３…リザーバー、２４…オリフィス、２５…吐出室、２７…共通電極、２９…絶縁膜、３１…個別電極、３１ａ…リード部、３１ｂ…端子部、３３…封止材、３４…ギャップ、３５…インク供給口、３６…電極取出し部、４０…ＳＯＩ基板、４１…第１の酸化シリコン膜、４２…第２の酸化シリコン膜、４３…第３の酸化シリコン膜、４４…第４の酸化シリコン膜、４６…シリコン支持基板、４８…シリコン層、５１…撥水膜、５５…支持部材、５６…両面テープ、５７…第１のレジスト膜、５８…第２のレジスト膜、１２１ａ…第１のノズル孔形成領域、１２１ｂ…第２のノズル孔形成領域、２３０…リザーバー凹部、２４０…オリフィス凹部、２５０…吐出凹部、３１０…凹部。
【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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