(57)【要約】【課題】ビームの分岐数を増やし、かつ０次光による影響を抑制するという相反する要求を両立した高スループットの製造技術を提供すること。【解決手段】(１）基板(20)を、第１の領域(21)がレーザー光の光軸(a)と交わらず、前記第１の領域と隣り合う第２の領域(22)が前記光軸と交わる状態に配置すること、（２）前記レーザー光を光学素子に入射させることにより、前記光軸上に位置する０次ビーム(L0)と、各々が前記０次ビームよりも相対的に高いエネルギーを有しており前記光軸から離れて位置する複数の分岐ビーム(L1)と、を発生させ、前記複数の分岐ビームを前記第１の領域に照射し、かつ前記０次ビームを前記第２の領域に照射すること、を含み、前記複数の分岐ビームの各照射位置に対応して前記基板に前記複数の貫通孔(23)が形成される、微細構造体の製造方法である。【選択図】図４
2009045656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を用いて、複数の貫通孔を備える微細構造体を製造する方法であって、
（ａ）基板を、第１の領域が前記レーザー光の光軸と交わらず、前記第１の領域と隣り合う第２の領域が前記光軸と交わる状態に配置すること、
（ｂ）前記レーザー光を光学素子に入射させることにより、前記光軸上に位置する０次ビームと、前記光軸から離れて位置する複数の分岐ビームと、を発生させ、前記複数の分岐ビームを前記第１の領域に照射し、かつ前記０次ビームを前記第２の領域に照射すること、
を含み、
前記複数の分岐ビームの各照射位置に対応して前記基板に前記複数の貫通孔が形成される、
微細構造体の製造方法。
【請求項２】
レーザー光を用いて、複数の孔を備える微細構造体を製造する方法であって、
（ａ）複数の第１の開口を有するマスクを基板の一面に形成すること、
（ｂ）前記基板を、前記複数の第１の開口のそれぞれと重なる第１の領域が前記レーザー光の光軸と交わらず、前記第１の領域と隣り合う第２の領域が前記光軸と交わる状態に配置すること、
（ｃ）前記レーザー光を光学素子に入射させることにより、前記光軸上に位置する０次ビームと、前記光軸から離れて位置する複数の分岐ビームと、を発生させ、前記複数の第１の開口の各々を介して前記複数の分岐ビームを前記第１の領域に照射し、かつ前記０次ビームを前記第２の領域に照射すること、
（ｄ）前記マスクを介して前記基板にエッチングを行うこと、
を含み、
前記複数の分岐ビームの各照射位置に対応して前記基板に前記複数の孔が形成される、
微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記（ａ）における前記マスクは、前記第２の領域と重なって配置された第２の開口を更に備え、
前記（ｄ）により、前記第２の開口に対応して前記基板に凹部が形成される、
請求項２に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記複数の孔の各々は、前記基板の一面から他面へ通じる貫通孔である、
請求項２又は３に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の微細構造体の製造方法を含む液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を用いて微細な構造を有するデバイス（例えば液滴吐出ヘッドなど）を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を複数のビームに分岐し、当該分岐された各ビームを用いて孔開けや切断などの加工を行う技術が知られている。レーザー光を複数のビームに分岐する手段の１つとして、光利用効率や使い易さの点から回折ビームスプリッタが使用される（例えば、特許文献１参照）。複数のビームを用いることにより、複数点を並行して加工できるため、加工スループットを高めることが可能となる。
【０００３】
しかし、回折ビームスプリッタに代表される光学素子を使用して分岐ビームを発生させる場合、特にビームの分岐数が増えると（例えば、１０分岐以上）、非回折成分である０次光（０次ビーム）の存在が問題となる。具体的には、光学素子を製作する際の寸法等の誤差により、０次光にエネルギーが残る。それにより、０次光が照射された位置に損傷を与える場合がある。そのため以下のような不都合が生じる。加工スループットを高めるには、できるだけビームの分岐数を増やしたいが、分岐数を増やそうとするほどに光学素子の製造誤差を抑えることが難しくなり、０次光に残るエネルギーが増える。すなわち、０次光に残るエネルギーを低くすることとビームの分岐数を増やすことは相反する要求であり、これら両立させることは難しい。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３７１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、ビームの分岐数を増やし、かつ０次光による影響を抑制するという相反する要求を両立した高スループットの製造技術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】
【０００６】
本発明に係る第１の態様は、レーザー光を用いて、複数の貫通孔を備える微細構造体を製造する方法であって、（ａ）基板を、第１の領域が前記レーザー光の光軸と交わらず、前記第１の領域と隣り合う第２の領域が前記光軸と交わる状態に配置すること、（ｂ）前記レーザー光を光学素子に入射させることにより、前記光軸上に位置する０次ビームと、前記光軸から離れて位置する複数の分岐ビームと、を発生させ、前記複数の分岐ビームを前記第１の領域に照射し、かつ前記０次ビームを前記第２の領域に照射すること、を含み、前記複数の分岐ビームの各照射位置に対応して前記基板に前記複数の貫通孔が形成される、微細構造体の製造方法である。
【０００７】
この本発明に係る製造方法では、０次ビーム（０次光）は光軸上に生じることを利用し、この０次ビーム以外の分岐ビームについては光軸から離れた位置に発生させることにより、両者を空間的に分離している。また、基板について第１の領域、第２の領域を設定し、第１の領域が光軸と交わらず第２の領域が光軸と交わるように基板を配置している。それにより、各分岐ビームが照射された第１の領域には、各分岐ビームに対応した貫通孔が形成される。また、第２の領域については、例えば、後の工程において全部或いは部分的に除去される部位を第２の領域と設定しておいたり、多少の加工痕が生じても影響がない（或いは影響が少ない）部位を第２の領域と設定しておくことにより、０次ビームにエネルギーが残留していてもそれによる影響を回避あるいは抑制できる。したがって、本発明に係る製造方法によれば、ビームの分岐数を増やし、かつ０次光による影響を抑制するという相反する要求を両立した高スループットの製造技術を提供することが可能となる。
【０００８】
本発明に係る第２の態様は、レーザー光を用いて、複数の孔を備える微細構造体を製造する方法であって、（ａ）複数の第１の開口を有するマスクを基板の一面に形成すること、（ｂ）前記基板を、前記複数の第１の開口と重なる第１の領域が前記レーザー光の光軸と交わらず、前記第１の領域と隣り合う第２の領域が前記光軸と交わる状態に配置すること、（ｃ）前記レーザー光を光学素子に入射させることにより、前記光軸上に位置する０次ビームと、前記光軸から離れて位置する複数の分岐ビームと、を発生させ、前記複数の第１の開口の各々を介して前記複数の分岐ビームを前記第１の領域に照射し、かつ前記０次ビームを前記第２の領域に照射すること、（ｄ）前記マスクを介して前記基板にエッチングを行うこと、を含み、前記複数の分岐ビームの各照射位置に対応して前記基板に前記複数の孔が形成される、微細構造体の製造方法である。
【０００９】
この本発明に係る製造方法においても、０次ビーム（０次光）は光軸上に生じることを利用し、この０次ビーム以外の分岐ビームについては光軸から離れた位置に発生させることにより、両者を空間的に分離している。また、基板について第１の領域、第２の領域を設定し、第１の領域は光軸を交わらず、基板の第２の領域は光軸を交わるように基板を配置している。それにより、各分岐ビームが照射された第１の領域には、各分岐ビームに対応した孔が形成される。ここでいう「孔」は、貫通孔であってもよいし、非貫通孔であってもよい。これらの孔に更にエッチングを加えることにより、孔の径や深さを増加させることができる。すなわち、孔が貫通孔であった場合には当該貫通孔の径をより大径化することができる。また、孔が非貫通孔であった場合には、エッチングにより孔の径と深さとが増加させることが可能であり、エッチングを十分に行うことにより貫通孔にすることもできる。また、第２の領域については、例えば、後の工程において全部或いは部分的に除去される部位を第２の領域と設定しておいたり、多少の加工痕が生じても影響がない（或いは影響が少ない）部位を第２の領域と設定しておくことにより、０次ビームにエネルギーが残留していてもそれによる影響を回避あるいは抑制できる。したがって、本発明に係る製造方法によれば、ビームの分岐数を増やし、かつ０次光による影響を抑制するという相反する要求を両立した高スループットの製造技術を提供することが可能となる。
【００１０】
好ましくは、前記（ａ）における前記マスクは、前記第２の領域と重なって配置された第２の開口を更に備え、前記（ｄ）により、前記第２の開口に対応して前記基板に凹部が形成される。
【００１１】
後に凹部を形成したい領域を第２の領域として割り当てることにより、第２の領域に０次ビームが照射されても何らの支障を生じない。また、例えば、各分岐ビームと０次ビームとのエネルギー差を設けた場合（各分岐ビームのエネルギー＞０次ビームのエネルギー）には、仮に第２の領域に０次ビームによる加工痕ができたとしても、当該加工痕は第１の領域に形成される各孔に比較して僅かなものとできる。これにより、エッチングの進度（エッチングレート）に差が生じる。したがって、上記（ｄ）において一括して基板にエッチングを行っても、第１の領域における各孔の深さと第２の領域における凹部の深さとを異ならせることが可能となる。すなわち、互いに深さの異なる孔と凹部とを容易に形成することができる。
【００１２】
上記したように、複数の孔の各々は、前記基板の一面から他面へ通じる貫通孔であってもよい。
【００１３】
上述したエッチングレートの差を利用した場合には、複数の貫通孔と凹部とを有する構造体、換言すれば互いに深さの異なる凹部を有する構造体を同一のエッチング工程で実現できる。これにより、工数や薬液等の使用量が削減される。
【００１４】
本発明に係る第３の態様は、上記何れかの微細構造体の製造方法を含むデバイスの製造方法である。本発明に係る微細構造体の製造方法は種々のデバイス製造に適用可能である。デバイスの典型的な一例としては、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）が挙げられる。
【００１５】
これにより、吐出対象となる液体の保持部、流路等として機能する空間である多数の貫通孔や凹部を有する液滴吐出ヘッドの製造工程を簡素化、高スループット化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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、一実施形態のレーザー加工装置の構成を説明する模式斜視図である。図１に示す本実施形態のレーザー加工装置１は、光源１０、レンズ１２、光学素子（回折光学素子）１４、ステージ１６、を含んで構成される。加工対象物としての基板（基材）２０は、ステージ１６上に配置される。基板２０は、例えばシリコンウェハである。
【００１８】
光源１０は、レーザー光Ｌを出力するものである。光源１０としては、例えばＱスイッチパルスレーザーを用いることができる。光源１０は、例えば、出力が５０〜１００Ｗ程度、パルス幅が５０ｎｍ程度、パルス繰り返し周期が１ｋＨｚ程度である。この光源１０から出力されたレーザー光Ｌは、当該レーザー光の光軸上に配置されたレンズ１２に入射し、当該レンズ１２によって集光される。レンズ１２によって集光されたレーザー光は、当該レーザー光の光軸上に配置された光学素子１４に入射する。
【００１９】
光学素子１４は、入射したレーザー光Ｌを複数のビームに分岐する分岐手段として機能する。光利用効率の良さや使いやすさの点からは、この光学素子１４は回折ビームスプリッタであることが好ましいが、これに限定されない。図示のように、レーザー光Ｌを光学素子１４を通すことにより、１つの０次ビーム（０次光）Ｌ０と複数の分岐ビームＬ１が発生する。発生した各ビームは、ステージ１６上に固定された基板２０に照射される。なお、説明のために、図中では分岐ビームＬ１の入射角度を実際よりも大きく描いてある。実際には、各分岐ビームＬ１は、ほぼ垂直に近い角度で入射する。
【００２０】
ステージ（基板移動手段）１６は、基板２０を真空吸着等によって固定し、当該基板２０の位置を二方向（図示のｘｙ方向）に自在に移動させる。また、ステージ１６は、このｘｙ方向と直交するｚ方向についても、基板２０の位置を自在に移動させる。
【００２１】
図２は、光学素子１４の機能を詳細に説明するための図である。図２では、光軸ａに沿った断面が模式的に示されている。上記のように、レンズ１２を通過して光学素子１４に入射したレーザー光Ｌは、１つの０次ビームＬ０と複数の分岐ビームＬ１に分岐される。０次ビームＬ０は光軸ａの上に位置し、複数の分岐ビームＬ１は光軸ａから離れて位置する。すなわち、複数の分岐ビームＬ１は、光軸から外れた位置に発生する。それにより、０次ビームＬ０と各分岐ビームＬ１とが空間的に分離される。０次ビームＬ０、複数の分岐ビームＬ１のそれぞれは面ｂで集光する。上記のステージ１６により、この面ｂに相当する位置に基板２０の一面が配置される。
【００２２】
より詳細には、面ｂにおける複数の分岐ビームＬ１からなるビームアレイＡＲの位置Ｘｍ、Ｙｎは以下のように決まる。
Ｘｍ＝ｍλｆ／ｐｘ              （１）
Ｙｎ＝ｎλｆ／ｐｙ              （２）
ただし、ｍ、ｎは回折次数（分岐ビームの各々に付けた番号）、λは光源１０から出力されるレーザー光Ｌの波長、ｆはレンズ１２の集光距離、ｐｘは光学素子１４のＸ方向の周期、ｐｙは光学素子１４のＹ方向の周期である。また、０次ビームＬ０が面ｂと交差する位置を座標の原点ｏとする。上記の（１）式、（２）式を用いて、複数の分岐ビームＬ１と０次ビームＬ０との相互の位置関係を自在に設定することができる。
【００２３】
図３は、光学素子１４の構造の一例を示す模式外観図である。光学素子１４は、例えば周期的な凹凸構造を有しており、図３（Ａ）にこの凹凸構造の１周期分が示されている。図３（Ａ）に示した１周期分の凹凸構造は、５１２×５１２個のピクセルから構成されている。図中では、１６段階の高さ（深さ）をグレースケール（階調表示）で表現している。黒色が最下部、白色が最上部であり、それらの間の高さは黒色と白色との中間色で表示されている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した１周期分の凹凸構造の更に一部を拡大して示したものである。このような光学素子１４を実現するには、図３（Ａ）に示した１周期分の構造を縦横（二次元状）に並べて所要の大きさ（例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍ）に設計する。次に、ステッパ露光プロセスやレーザー描画プロセス等の手段により、上記の設計した凹凸構造を基板（例えば石英基板）上に形成する。この光学素子１４によって、例えば９０本の分岐ビームが１／２ピッチだけずれた状態で規則的に２列に並んだビームアレイを生成することができる。この場合の光利用効率は約９０％であり、ビーム分岐の均一性は０．９以上であり、実用には十分である。ピッチの長さは例えば約２８４μｍである。
【００２４】
次に、本実施形態に係るレーザー加工装置１を用いて、複数の貫通孔を備える微細構造体を製造する方法を説明する。
【００２５】
図４は、第１の態様の微細構造体の製造方法を説明する模式断面図である。
図４（Ａ）に示すように、基板２０が、この基板２０の第１の領域２１がレーザー光の光軸ａと交わらず、かつこの第１の領域２１と隣り合う第２の領域２２が光軸ａと交わる状態に配置される。この基板２０の配置は上記したステージ１６によって実現される。第１の領域２１と第２の領域２２は、図示のように基板２０の一面２０ａにおいて隣り合って設定されている。第１の領域２１と第２の領域２２は接していてもよく、相互に分離していてもよい（以下同様）。
【００２６】
次に、レーザー光を光学素子１４に入射させることにより、光軸ａ上に位置する０次ビームＬ０と、光軸ａから離れて位置する複数の分岐ビームＬ１とを発生させる（図１、図２参照）。そして、図４（Ｂ）に示すように、基板２０の一面２０ａ側から、複数の分岐ビームＬ１が基板２０の第１の領域２１に照射される。また、予め第２の領域２２を光軸ａと交わる状態にセッティングしていたことにより、基板２０の一面２０ａ側から、０次ビームが基板２０の第２の領域２２に照射される。この工程においては、必要に応じて各ビームの照射が繰り返される（例えば、数十回以上）。ここで、各分岐ビームＬ１の各々が０次ビームＬ０よりも相対的に高いエネルギーを有していることも望ましい（以下も同様）。
【００２７】
上記した複数の分岐ビームＬ１の照射により、図４（Ｃ）に示すように、当該複数の分岐ビームＬ１の各照射位置に対応して基板２０に複数の貫通孔２３が形成される。各貫通孔２３の径は各分岐ビームの径に依存し、例えば数１０μｍオーダである。また、第２の領域２２においては、０次ビームＬ０のエネルギーを各分岐ビームよりも相対的に小さくしておいたことから、基板２０には０次ビームＬ０による加工痕は生じないか、或いは生じても僅かである。
【００２８】
このように、第１の態様の製造方法では、０次ビーム（０次光）は光軸上に生じることを利用し、この０次ビーム以外の分岐ビームについては光軸から離れた位置に発生させることにより、両者を空間的に分離している。また、基板について第１の領域、第２の領域を設定し、第１の領域が光軸を交わらず第２の領域が光軸を交わるように基板を配置している。それにより、第１の領域には、各分岐ビームに対応した貫通孔が形成される。また、第２の領域については、例えば、後の工程において全部或いは部分的に除去される部位を第２の領域と設定しておいたり、多少の加工痕が生じても影響がない（或いは影響が少ない）部位を第２の領域と設定しておくことにより、０次ビームにエネルギーが残留していてもそれによる影響を回避あるいは抑制できる。したがって、ビームの分岐数を増やし、かつ０次光による影響を抑制するという相反する要求を両立した高スループットの製造技術を提供することが可能となる。
【００２９】
図５は、第２の態様の微細構造体の製造方法を説明する模式断面図である。なお、上記した図４に示した製造方法と共通する事項については適宜説明を省略する。
【００３０】
図５（Ａ）に示すように、複数の開口（第１の開口）２５を有するマスク２４が基板２０の一面２０ａに形成される。マスク２４は、例えば酸化シリコン膜である。具体的には、基板２０の一面２０ａ上に周知の成膜技術を適宜採用して酸化シリコン膜が成膜され、その後、周知のパターニング技術を用いて各開口２５が形成される。なお、ポリイミド膜などの樹脂膜を用いてマスク２４を形成してもよい。
【００３１】
次に、図５（Ａ）に示すように、基板２０が、マスク２４の各開口２５と重なる第１の領域２１がレーザー光Ｌの光軸ａと交わらず、かつこの第１の領域２１と隣り合う第２の領域２２が光軸ａと交わる状態に配置される。この基板２０の配置は上記したステージ１６によって実現できる。
【００３２】
次に、レーザー光を光学素子１４に入射させることにより、光軸ａ上に位置する０次ビームＬ０と、光軸ａから離れて位置する複数の分岐ビームＬ１とを発生させる（図１、図２参照）。そして、図５（Ｂ）に示すように、基板２０の一面２０ａ側から、上記した複数の開口２５の各々を介して複数の分岐ビームＬ１が基板２０の第１の領域２１に照射される。また、基板２０の一面２０ａ側から、０次ビームが基板２０の第２の領域２２に照射される。この工程においては、必要に応じて各ビームの照射が繰り返される（例えば、数十回以上）。
【００３３】
上記した複数の分岐ビームＬ１の照射により、図５（Ｃ）に示すように、当該複数の分岐ビームＬ１の各照射位置に対応して基板２０の第１の領域２１に複数の貫通孔２３が形成される。各貫通孔２３の径は各分岐ビームの径に依存し、例えば数１０μｍオーダである。なお、本工程においては、基板２０の一面２０ａから他面２０ｂへ通じる貫通孔２３を形成する場合のほか、貫通しない孔（非貫通孔）が形成されてもよい。各分岐ビームのエネルギーや照射回数を適宜設定することにより、貫通孔とするか非貫通孔とするかを制御できる。
【００３４】
次に、図５（Ｄ）に示すように、マスク２４を介して基板２０に対してエッチングが行われる。それにより、複数の分岐ビームＬ１の各照射位置に対応して形成された各貫通孔２３がマスク２４の各開口２５に対応して径を拡げられ、各開口２５に対応する位置に各貫通孔２６が形成される。なお、上記の工程（図５（Ｃ））において貫通しない孔を形成した場合には、本工程におけるエッチング時間を制御することにより、各開口２５に対応して設けられる孔を貫通孔とすることも非貫通孔とすることも可能である。
【００３５】
第２の態様の製造方法においても、０次ビーム（０次光）は光軸上に生じることを利用し、この０次ビーム以外の分岐ビームについては光軸から離れた位置に発生させることにより、両者を空間的に分離している。また、基板について第１の領域、第２の領域を設定しておき、第１の領域が光軸を交わらず第２の領域が光軸を交わるように基板を配置している。それにより、第１の領域には、各分岐ビームに対応した孔が形成される。これらの孔に更にエッチングを加えることにより、孔の径や深さを増加させることができる。すなわち、孔が貫通孔であった場合には当該貫通孔の径をより大径化することができる。また、孔が非貫通孔であった場合には、エッチングにより孔の径と深さとが増加させることが可能であり、エッチングを十分に行うことにより貫通孔にすることができる。また、第２の領域については、例えば、後の工程において全部或いは部分的に除去される部位を第２の領域と設定しておいたり、多少の加工痕が生じても影響がない（或いは影響が少ない）部位を第２の領域と設定しておくことにより、０次ビームにエネルギーが残留していてもそれによる影響を回避あるいは抑制できる。したがって、ビームの分岐数を増やし、かつ０次光による影響を抑制するという相反する要求を両立した高スループットの製造技術を提供することが可能となる。
【００３６】
図６は、第３の態様の微細構造体の製造方法を説明する模式断面図である。なお、上記した図４、図５に示した製造方法と共通する事項については適宜説明を省略する。
【００３７】
図６（Ａ）に示すように、複数の開口（第１の開口）２５と、１つの開口（第２の開口）２７とを有するマスク２４が基板２０の一面２０ａに形成される。開口２７は、図示のように第２の領域２２と重なって配置される。なお、複数の第２の開口を設けてもよい。
【００３８】
次に、図６（Ａ）に示すように、基板２０が、マスク２４の各開口２５と重なる第１の領域２１がレーザー光の光軸ａと交わらず、かつ開口２７と重なる第２の領域２２が光軸ａと交わる状態に配置される。
【００３９】
次に、図６（Ｂ）に示すように、基板２０の一面２０ａ側から、上記した複数の開口２５の各々を介して複数の分岐ビームＬ１が基板２０の第１の領域２１に照射される。また、基板２０の一面２０ａ側から、開口２７を介して０次ビームが基板２０の第２の領域２２に照射される。この工程においては、必要に応じて各ビームの照射が繰り返される（例えば、数十回以上）。
【００４０】
上記した複数の分岐ビームＬ１の照射により、図６（Ｃ）に示すように、当該複数の分岐ビームＬ１の各照射位置に対応して基板２０の第１の領域２１に複数の貫通孔２３が形成される。
【００４１】
次に、図６（Ｄ）に示すように、マスク２４を介して基板２０に対してエッチングが行われる。それにより、複数の分岐ビームＬ１の各照射位置に対応して形成された各貫通孔２３がマスク２４の各開口２５に対応して径を拡げられ、各開口２５に対応する位置に各貫通孔２６が形成される。また、開口２７に対応する位置に凹部（非貫通孔）２８が形成される。すなわち、基板２０の各開口２５に対応する位置においては既に分岐ビームＬ１による貫通孔２３（又は非貫通孔）が設けられており、これに対して基板２０の開口２７に対応する位置には、例え存在しても僅かな窪み等の加工痕であるため、基板２０に対して同時にエッチングを行ってもエッチングの進行度合いに差を生じる。このエッチングレートの差を利用することにより、貫通孔２６と、非貫通孔である凹部２８とを共通のエッチング工程によって形成することが可能となる。
【００４２】
第３の態様の製造方法によれば、上記第２の態様の製造方法と同様の効果が得られるとともに以下の効果も得られる。すなわち、後に凹部を形成したい領域を第２の領域として割り当てることにより、第２の領域に０次ビームが照射されても何らの支障を生じない。また、各分岐ビームと０次ビームとの間にエネルギー差を設けた場合には、仮に第２の領域に０次ビームによる加工痕ができたとしても、当該加工痕は第１の領域に形成される各孔に比較して僅かなものである。これにより、エッチングレートに差が生じる。したがって、一括して基板にエッチングを行っても、第１の領域における各孔の深さと第２の領域における凹部の深さとを異ならせることが可能となる。上述したエッチングレートの差を利用することにより、複数の貫通孔と凹部とを有する構造体、換言すれば互いに深さの異なる凹部を有する構造体を同一のエッチング工程で実現できる。これにより、工数や薬液等の使用量が削減される。
【００４３】
上述した本実施形態に係る製造方法は種々の微細な構造体（構造物）の製造に適用することが可能である。以下に、本実施形態に係る製造技術を適用して製造される微細な構造体の具体例の１つとして液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を説明する。
【００４４】
図７は、一例の液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。また、図８は、この液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態のVIII−VIII断面を示す断面図である。この一例の液滴吐出ヘッド１００は、ノズル基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するタイプのものであり、また可動部が静電気力により駆動される静電駆動方式のものである。液滴吐出ヘッド１００は、印刷装置に組み込んで用いられるほか、種々のデバイス製造装置にも用いられる。
【００４５】
図７に示す液滴吐出ヘッド１００は、ノズル基板１０１、リザーバ基板１０２、キャビティ基板１０３、電極基板１０４の４つの基板を含む。リザーバ基板１０２の一面にはノズル基板１０１が接合され、リザーバ基板１０２の他面にはキャビティ基板１０３が接合されている。キャビティ基板１０３のリザーバ基板１０２が接合された面と反対の面には、電極基板１０４が接合されている。なお、他にドライバＩＣ等も設けられる場合があるが、説明の便宜上、適宜省略してある。
【００４６】
ノズル基板１０１は、例えば厚さ１００μｍのシリコン基板からなり、このシリコン基板を一面から他面へ貫通する複数のノズル孔１０５を有する（図８参照）。なお、図７中では代表して２つのノズル孔１０５にのみ符号が付されている。本例では、複数のノズル孔１０５は図示のように２列に配置されている。これらの各ノズル孔１０５から微少量の液体が吐出される。
【００４７】
リザーバ基板１０２は、例えばシリコン基板からなり、このシリコン基板の一面に、液体を圧力室１０７へ供給するための凹部であるリザーバ部１１０が２つ形成されている。各リザーバ部１１０の底面には、リザーバ部から圧力室１０７へ液体（インク）を移送するための貫通孔である供給孔１０９と、同じく貫通孔であり、外部から液体を供給するためのインク供給孔１１１が形成されている。このインク供給孔１１１と連通する貫通孔であるインク供給孔１２１、１３１がキャビティ基板１０３、電極基板１０４のそれぞれにも形成されている。またリザーバ基板１０２の各リザーバ部１１０に挟まれた位置には、貫通孔である複数のノズル連通孔１０６が形成されている。なお、図７中では代表して２つのノズル連通孔１０６にのみ符号が付されている。
【００４８】
キャビティ基板１０３は、例えばシリコン基板からなり、このシリコン基板の一面に、底壁が振動板１０８（図８参照）となる圧力室１０７が複数形成されている。図７中では、代表して２つの圧力室１０７にのみ符号が付されている。また、キャビティ基板１０３は、上記のように貫通孔であるインク供給孔１２１が形成されている。
【００４９】
電極基板１０４は、上記のように貫通孔であるインク供給孔１３１が形成されている。また、電極基板１０４には、複数の個別電極１１７が形成されている。図８に示すように、電極基板１０４とキャビティ基板１０３とが接合されることにより、各個別電極１１７と各振動板１０８との間に隙間が生じ、この隙間が振動室として機能する。この振動室としての隙間は例えば０．２μｍ程度である。
【００５０】
このような液滴吐出ヘッド１００の製造時に、本実施形態に係る製造方法を適用することが可能である。例えば、貫通孔である複数のノズル孔１０５を有するノズル基板１０１を製造する際に、上記した第１の態様若しくは第２の態様の製造方法を適用することが可能である。また、貫通孔である複数の供給孔１０９と、凹部である２つのリザーバ部１１０を有するリザーバ基板１０２を製造する際に、上記した第３の態様の製造方法を適用することが可能である。
【００５１】
図９は、本実施形態の製造方法をノズル基板１０１の製造に適用する場合における第１の領域および第２の領域の配置について説明する図である。ノズル基板１０１を模式的に表した平面図が示されている。この例では、ノズル基板１０１の各ノズル孔１０５が形成されるべき領域が第１の領域１５１と設定され、この第１の領域１５１と隣り合う領域が第２の領域１５２と設定される。そして、ノズル基板１０１は、第１の領域１５１がレーザー光の光軸と交わらず、第２の領域がレーザー光の光軸と交わる状態に配置される。この配置状態にし、上述した実施形態と同様にして、複数の分岐ビームＬ１を第１の領域１５１に照射し、０次ビームＬ０を第２の領域１５２に照射する。更に、第２の態様が適用される場合であれば、予め第１の領域１５１と重なるノズル基板１０１上の位置に複数の開口を有するマスクを設けておくとともに、各ビームの照射後にエッチングが行われる。それにより、第１の領域１５１に各ノズル孔１０５が形成される。各ノズル孔１０５は、例えば９０ｄｐｉのアレイが互いに１／２ピッチだけずれて２列に並んでいる。ピッチの長さは約２８４μｍである。上述した（１）式、（２）式に基づき、例えばλ＝５３２ｎｍ、ｆ＝１００ｍｍ、ｐ＝１８８μｍとすると、Ｘｍ＝ｍ×２８４μｍ、Ｙｎ＝ｎ×２８４μｍとなる。そこで、上下のビームアレイの間隔を３×２８４μｍ＝８５２μｍ、ビームアレイの中心を０次ビームの位置（原点）から、Ｘｍ＝０．０μｍ、Ｙｎ＝７×２８４μｍ＝１９９８μｍの位置に定める。この条件によれば、９０ｄｐｉのアレイが互いに１／２ピッチだけずれて２列に並び、ピッチの長さが約２８４μｍである複数のノズル孔１０５を形成できる。本実施形態の製造方法を適用することにより、このような１８０個（＝９０×２）のノズル孔１０５を一括形成することが可能となり、生産性が高まる。
【００５２】
図１０は、本実施形態の製造方法をリザーバ基板１０２の製造に適用する場合における第１の領域および第２の領域の配置について説明する図である。リザーバ基板１０２を模式的に表した平面図が示されている。この例では、リザーバ基板１０２の各供給孔１０９が形成されるべき領域が第１の領域１５１と設定され、いずれかのリザーバ部１１０が形成されるべき領域であって第１の領域１５１と隣り合う領域が第２の領域１５２と設定される。そして、リザーバ基板１０２は、第１の領域１５１がレーザー光の光軸と交わらず、第２の領域がレーザー光の光軸と交わる状態に配置される。この配置状態にし、上述した第３の実施形態と同様にして、複数の分岐ビームＬ１を第１の領域１５１に照射し、０次ビームＬ０を第２の領域１５２に照射する。第１の領域１５１と重なるリザーバ基板１０２上の位置に複数の開口（第１の開口）が設けられ、第２の領域１５２と重なるリザーバ基板１０２上の位置に開口（第２の開口）が設けられたマスクが予めリザーバ基板１０２上に形成される。各ビームの照射後に、リザーバ基板１０２に対してエッチングが行われる。それにより、第１の領域１５１に各供給孔１０９が形成され、第２の領域１５２に凹部であるリザーバ部１１０が形成される。各供給孔１０９は、上記の各ノズル孔１０５に対応し、９０ｄｐｉのアレイが互いに１／２ピッチだけずれて２列に並んでいる。ピッチの長さは約２８４μｍである。この状態を実現するための（１）式、（２）式に基づく条件は上記と同様である。本実施形態の製造方法を適用することにより、このような１８０個（＝９０×２）の供給孔１０９を一括形成することが可能となり、生産性が高まる。
【００５３】
このように本実施形態によれば、吐出対象となる液体の保持、流動等をさせるための液体流路としての多数の貫通孔や凹部を有する液滴吐出ヘッドの製造工程を簡素化、高スループット化することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、本実施形態に係る製造方法の典型的な応用例として液滴吐出ヘッドを示したが、本発明に係る微細構造体の製造方法を応用可能なデバイスはこれに限定されない。また、上記実施形態において示した材料、条件（例えば、レーザーの種類等）は具体例の１つに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、一実施形態のレーザー加工装置の構成を説明する模式斜視図である。
【図２】図２は、光学素子の機能を詳細に説明するための図である。
【図３】図３は、光学素子の構造の一例を示す模式外観図である。
【図４】図４は、第１の態様の微細構造体の製造方法を説明する模式断面図である。
【図５】図５は、第２の態様の微細構造体の製造方法を説明する模式断面図である。
【図６】図６は、第３の態様の微細構造体の製造方法を説明する模式断面図である。
【図７】図７は、一例の液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図８】図８は、液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態のVIII−VIII断面を示す断面図である。
【図９】図９は、本実施形態の製造方法をノズル基板の製造に適用する場合における第１の領域および第２の領域の配置について説明する図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の製造方法をリザーバ基板の製造に適用する場合における第１の領域および第２の領域の配置について説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１；レーザー加工装置、１０；光源、１２；レンズ、１４；光学素子、１６；ステージ、２０；基板、２１；第１の領域、２２；第２の領域、２３；貫通孔、２４；マスク、２５；開口、２６；貫通孔、２７；開口、２８；凹部、１００；液滴吐出ヘッド、１０１；ノズル基板、１０２；リザーバ基板、１０３；キャビティ基板、１０４；電極基板、１０５；ノズル孔、１０６；ノズル連通孔、１０７；圧力室、１０８；振動板、１０９；供給孔、１１０；リザーバ部、１１１；インク供給孔、１１７；個別電極、１２１；インク供給孔、１３１；インク供給孔、１５１；第１の領域、１５２；第２の領域、ａ；光軸、Ｌ；レーザー光、Ｌ０；０次ビーム、Ｌ１；分岐ビーム
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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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３】
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【図６】
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