ノズル基板の製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法
【課題】シリコン基板の薄板化の工程で発生する異物を効率的に除去でき、歩留まりを向上することが可能なノズル基板の製造方法等を提供する。
【解決手段】シリコン基板１００の一方の面に、ノズル孔１１の噴射口部分となる第１の凹部と、第１の凹部に連通し、液滴の導入口部分となる第２の凹部とを形成する工程と、シリコン基板１００の一方の面に、ノズル孔１１から吐出する液滴に対する耐液体性及び耐エッチング性を有するＳｉＮ膜１０６を形成する工程と、ＳｉＮ膜１０６の上にＳｉＯ2膜１０７を形成する工程と、シリコン基板１００の一方の面に支持基板１２０を貼り合わせる工程と、シリコン基板１００を他方の面から薄板化する工程と、支持基板１２０をシリコン基板１００から剥離する工程と、支持基板１２０を剥離したシリコン基板１００のＳｉＯ2膜１０７をエッチング除去する工程とを有する。
【解決手段】シリコン基板１００の一方の面に、ノズル孔１１の噴射口部分となる第１の凹部と、第１の凹部に連通し、液滴の導入口部分となる第２の凹部とを形成する工程と、シリコン基板１００の一方の面に、ノズル孔１１から吐出する液滴に対する耐液体性及び耐エッチング性を有するＳｉＮ膜１０６を形成する工程と、ＳｉＮ膜１０６の上にＳｉＯ2膜１０７を形成する工程と、シリコン基板１００の一方の面に支持基板１２０を貼り合わせる工程と、シリコン基板１００を他方の面から薄板化する工程と、支持基板１２０をシリコン基板１００から剥離する工程と、支持基板１２０を剥離したシリコン基板１００のＳｉＯ2膜１０７をエッチング除去する工程とを有する。
【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ノズル基板の製造方法及び液滴吐出
ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載さ
れるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、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基板と、このノズル基板に接合され
ノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する圧力室、リザーバ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。駆動手段としては、静電気力を利
用する方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標
）方式等がある。
【０００３】
近年、インクジェットヘッドに対して、印字、画質等の高品位化の要求が一段と強まり
、そのため高密度化並びに吐出性能の向上が強く要求されている。このような背景から、
インクジェットヘッドのノズル部に関して、従来より様々な工夫、提案がなされている。
【０００４】
インクジェットヘッドにおいて、インク吐出特性を改善するためには、ノズル孔部での
流路抵抗を調整し、ノズル長さが最適な長さになるように基板の厚みを調整することが望
ましい。また、ノズル形状を、全体として円筒状のノズル孔とするのではなく、径を異な
らせた第１ノズル部と第２ノズル部とからなる２段ノズル形状とし、ノズル孔に加わるイ
ンク圧力の方向をノズル軸線方向に揃えることで吐出特性を改善する方法もある。
【０００５】
これらの要求を満たしたノズル基板を製造する方法として、従来、予めシリコン基板を
所望の厚みに研削した後、シリコン基板の両面にそれぞれドライエッチング加工を施して
第１ノズル部及び第２ノズル部を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この方法では、ドライエッチングで第１ノズル部と第２ノズル部を形成
する前にシリコン基板を研削して薄板化するため、製造工程の途中でシリコン基板が割れ
たり、欠けたりしてしまうことがあるという課題があった。さらに、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Ｈｅガス等で冷却を行うが、ノズル孔
の貫通時にＨｅガスがリークしてエッチングが不可能になる場合があった。
【０００７】
そこで、従来、予めシリコン基板にノズル孔となる凹部を形成し、その凹部形成面側に
支持基板を貼り合わせ、シリコン基板の凹部形成面と反対面側から所望の厚さになるまで
研削を行い、薄板化と同時にノズル孔を貫通させる方法があった（例えば、特許文献２参
照）。
【０００８】
また、特許文献２と略同様の方法を用い、シリコン基板と支持基板との貼り合わせの方
法を異ならせた方法として、例えば特許文献３の方法がある。この方法は、接着性を有す
る樹脂をノズル孔となる凹部内に埋め込むようにしてシリコン基板の表面全体に塗布し、
樹脂を硬化させることでシリコン基板と支持基板との貼り合わせを行うようにしたもので
ある（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−５７９８１号公報（第２−３頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００６−１５９６６１号公報（図４−図６）
【特許文献３】特開２００６−３１５２１７号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献２の方法では、シリコン基板の研削によりノズル部を貫通させるため、ノ
ズル孔内に研削屑が詰まり、歩留まりが低下するという問題があった。
【００１１】
また、特許文献３の方法では、ノズル孔となる凹部内に樹脂が充填されるため、シリコ
ン基板を薄板化する際にノズル孔となる凹部内に研削屑が詰まるのを防止できるという利
点がある。しかし、その一方で、支持基板を剥がす際に、ノズル孔内に充填された樹脂を
除去しきれずノズル孔となる凹部内に残存してしまい、樹脂を除去する工程が必要となり
歩留まりが低下するという結果を招いていた。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、ノズル基板となる被加工基板の薄板化の
工程で発生する異物を効率的に除去でき、歩留まりを向上することが可能なノズル基板の
製造方法及び液滴吐出ヘッド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】
【００１３】
本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板の一方の面に、液滴を吐出するため
のノズル孔の噴射口部分となる第１の凹部と、第１の凹部に連通し、液滴の導入口部分と
なる第２の凹部とを形成する工程と、被加工基板の一方の面に、ノズル孔から吐出する液
滴に対する耐液体性及び耐エッチング性を有する第１の膜を形成する工程と、第１の膜の
上に第２の膜を形成する工程と、第１の膜と第２の膜を形成した被加工基板の一方の面に
、支持基板を貼り合わせる工程と、被加工基板を他方の面から薄板化し、第１の凹部の先
端を開口する工程と、支持基板を被加工基板から剥離する工程と、支持基板を剥離した被
加工基板の第２の膜をエッチング除去する工程とを有するものである。
これにより、薄板化の際にノズル孔内に研削屑が付着したとしても、最後のエッチング
工程の際に第２の膜とともにリフトオフにより除去することができる。このように、薄板
化の工程で発生する異物を効率的に除去でき、歩留まりを向上することができる。
【００１４】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板と支持基板とを両面接着シー
トを用いて貼り合わせるものである。
このように、被加工基板と支持基板との貼り合わせは、両面接着シートを用いて行うこ
とができる。
【００１５】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板と支持基板とを樹脂を用いて
貼り合わせるものである。
このように、被加工基板と支持基板との貼り合わせは、樹脂を用いて行うことができる
。
【００１６】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板を薄板化する工程において、
バックグラインド、ドライポリッシュ、ＣＭＰの何れかの方法を用いてシリコン基板を研
磨加工するものである。
被加工基板の薄板化加工をバックグラインド、ドライポリッシュ、ＣＭＰの何れかの方
法を用いることにより、被加工基板の表面をきれいに仕上げることが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第１の膜を、ＳｉＮ、ＤＬＣ、Ｔｉ、Ｔ
ｉＮ、 ＴｉＯ2、ＨｆＯ、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5 、ＩＴＯの何れかで構成するものである。
このように、第１の膜として、ＳｉＮ、ＤＬＣ、Ｔｉ、ＴｉＮ、 ＴｉＯ2、ＨｆＯ、Ｚ
ｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＩＴＯの何れかの膜を用いることができる。
【００１８】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第２の膜はＳｉＯ2 膜であり、第２の膜
をエッチング除去する工程では、沸酸を用いてエッチングするものである。
このように、第２の膜として形成したＳｉＯ2 膜を、沸酸を用いてエッチングできる。
【００１９】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第１の凹部及び第２の凹部はそれぞれ円
筒状であり、第２の凹部の径は第１の凹部の径よりも大きいものである。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第１の凹部が円筒状であり、第２の凹部
が第１の凹部から離れるに従って断面積が漸増するテーパー状であるものである。
このように、ノズル孔の形状として、上記形状を採用することができる。また、このよ
うな２段形状とすることにより、液滴を吐出する際の直進性を向上させることができ、安
定したインク吐出特性を発揮させることができる。
【００２０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するための複数のノズル
孔と、各ノズル孔に連通して設けられて液滴に圧力を加えるための圧力室と、圧力室に液
滴を供給する液滴供給路と、液滴を吐出するための吐出圧力を圧力室に発生させる圧力発
生手段とを有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、複数のノズル孔を有するノズル基
板を、上記の何れかのノズル基板の製造方法により製造するものである。
これにより、歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のノズル基板の製造方法で製造されたノズル基板を備える液滴吐出ヘッド
の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、静電駆
動式のインクジェットヘッドについて図１及び図２を参照して説明する。なお、アクチュ
エータ（圧力発生手段）は静電駆動方式に限られたものではなく、その他の圧電素子や発
熱素子等を利用する方式であってもよい。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図
であり、一部を断面で表してある。図２は、図１の右半分の概略構成を示すインクジェッ
トヘッドの断面図である。なお、図１及び図２では、通常使用される状態とは上下逆に示
されている。
【００２３】
本実施の形態のインクジェットヘッド１０は、図１及び図２に示すように、複数のノズ
ル孔１１が所定のピッチで設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にイ
ンク供給路が設けられたキャビティ基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して
個別電極３１が配設された電極基板３とを貼り合わせることにより構成されている。
【００２４】
以下、各基板の構成を更に詳しく説明する。
ノズル基板１は、後述する製造方法により、所要の厚さ（例えば厚さが２８０μｍから
６０μｍ程度）に薄くされたシリコン基板から作製されている。
インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、例えば径の異なる２段の円筒状に形成され
たノズル孔部分、すなわち径が小さくインク滴の噴射口部分となる第１ノズル部１１ａと
、第１ノズル部１１ａに連通し、第１ノズル部１１ａよりも径が大きく液滴の導入部分と
なる第２ノズル部１１ｂとから構成されている。第１ノズル部１１ａ及び第２ノズル部１
１ｂは基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられており、第１ノズル部１１ａは先端が
ノズル基板１の表面に開口し、第２ノズル部１１ｂはノズル基板１の裏面（キャビティ基
板２と接合される接合側の面）に開口している。
【００２５】
このように、ノズル孔１１を第１ノズル部１１ａとこれよりも径の大きい第２ノズル部
１１ｂとから２段に構成することにより、インク滴を吐出する際の直進性を向上させるこ
とができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができる。すなわち、インク滴の飛
翔方向のばらつきがなくなり、またインク滴の飛び散りがなく、インク滴の吐出量のばら
つきを抑制することができる。また、ノズル密度を高密度化することが可能である。
【００２６】
また、ノズル基板１の吐出面（キャビティ基板２と接合される面とは反対の表面）には
撥インク膜（図示せず）が形成されており、ノズル基板１の裏面には、ノズル孔１１から
吐出する液体に対しての耐液体性（本例では吐出液体がインク滴であるため、耐アルカリ
性）を有する窒化シリコン（ＳｉＮ）膜１０６（図２参照）がインク保護膜として形成さ
れている。なお、本例のインク保護膜には、耐アルカリ性の他、後述の製造方法との関係
から後述の（Ｏ）の工程のウェットエッチングに対する耐エッチング性（具体的にはフッ
酸に対する耐エッチング性）も必要とされており、窒化シリコンの他に例えばＤＬＣ（Ｄ
ｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｔ
ｉＯ2（酸化チタン）、ＨｆＯ（酸化ハフニウム）、ＺｒＯ2 （酸化ジルコニウム）、Ｔ
ａ2Ｏ5（５酸化タンタル）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫
酸化物）を用いることもできる。
【００２７】
キャビティ基板２は、例えば厚さが５２５μｍのシリコン基板から作製されている。こ
のシリコン基板にウェットエッチングを施すことにより、インク流路の圧力室２１となる
凹部２５、オリフィス２３となる凹部２６、及びリザーバ２４となる凹部２７が形成され
る。凹部２５は前記ノズル孔１１に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、
図２に示すようにノズル基板１とキャビティ基板２を接合した際、各凹部２５は圧力室２
１を構成し、それぞれノズル孔１１に連通しており、またインク供給口である前記オリフ
ィス２３ともそれぞれ連通している。そして、圧力室２１（凹部２５）の底壁が振動板２
２となっている。
【００２８】
凹部２６は、細溝状のオリフィス２３を構成し、この凹部２６を介して凹部２５（圧力
室２１）と凹部２７（リザーバ２４）とが連通している。
凹部２７は、インク等の液状材料を貯留するためのものであり、各圧力室２１に共通の
リザーバ（共通インク室）２４を構成する。そして、リザーバ２４（凹部２７）はそれぞ
れオリフィス２３を介して全ての圧力室２１に連通している。なお、オリフィス２３（凹
部２６）は前記ノズル基板１の裏面（キャビティ基板２との接合側の面）に設けることも
できる。また、リザーバ２４の底部には後述する電極基板３を貫通する孔が設けられ、こ
の孔のインク供給孔３４を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給される
ようになっている。
【００２９】
また、キャビティ基板２の全面には例えば熱酸化によりＳｉＯ2 膜からなる絶縁膜２８
（図２参照）が膜厚０．１μｍで施されている。この絶縁膜２８は、インクジェットヘッ
ドを駆動させた時の絶縁破壊や短絡を防止する目的で設けられる。
【００３０】
電極基板３は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製される。中でも、キャビティ
基板２のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適して
いる。これは、電極基板３とキャビティ基板２を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が
近いため、電極基板３とキャビティ基板２との間に生じる応力を低減することができ、そ
の結果剥離等の問題を生じることなく電極基板３とキャビティ基板２を強固に接合するこ
とができるからである。なお、前記ノズル基板１も同様の理由から硼珪酸系のガラス基板
を用いることができる。
【００３１】
電極基板３には、キャビティ基板２の各振動板２２に対向する面の位置にそれぞれ凹部
３２が設けられている。凹部３２は、エッチングにより深さ約０．３μｍで形成されてい
る。そして、各凹部３２内には、一般に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）
からなる個別電極３１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成される。したが
って、振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ（空隙）は、この凹部３２
の深さ、個別電極３１及び振動板２２を覆う絶縁膜２８の厚さにより決まることになる。
このギャップはインクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響するため、高精度に形成さ
れる。
【００３２】
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とを有する。端子部３１ｂは、図２に示すように、配線のためにキャビティ
基板２の末端部が開口された電極取り出し部３０内に露出している。
【００３３】
上述したように、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３は、図２に示すよう
に貼り合わせることによりインクジェットヘッド１０の本体部が作製される。すなわち、
キャビティ基板２と電極基板３は陽極接合により接合され、そのキャビティ基板２の上面
（図２において上面）にノズル基板１が接着等により接合される。さらに、振動板２２と
個別電極３１との間に形成される電極間ギャップの開放端部はエポキシ等の樹脂による封
止材３５で封止される。これにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップへ侵入するのを防止
することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。
【００３４】
そして最後に、図２に簡略化して示すように、ドライバＩＣ等の駆動制御回路５が各個
別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上に設けられた共通電極２９とに前記フレ
キシブル配線基板（図示せず）を介して接続される。
以上により、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００３５】
次に、以上のように構成されるインクジェットヘッド１０の動作を説明する。
駆動制御回路５は、個別電極３１に電荷の供給及び停止を制御する発振回路である。こ
の発振回路は例えば２４ｋＨｚで発振し、個別電極３１に例えば０Ｖと３０Ｖのパルス電
位を印加して電荷供給を行う。発振回路が駆動し、個別電極３１に電荷を供給して正に帯
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間に静電気力（クーロ
ン力）が発生する。したがって、この静電気力により振動板２２は個別電極３１に引き寄
せられて撓む（変位する）。これによって圧力室２１の容積が増大する。そして、個別電
極３１への電荷の供給を止めると振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、圧力
室２１の容積が急激に減少するため、そのときの圧力により圧力室２１内のインクの一部
がインク滴としてノズル孔１１より吐出する。振動板２２が次に同様に変位すると、イン
クがリザーバ２４からオリフィス２３を通じて圧力室２１内に補給される。
【００３６】
本実施形態のインクジェットヘッド１０は、前述したように、ノズル孔１１がノズル基
板１の表面（吐出面）に対して垂直な筒状の第１ノズル部１１ａと、この第１ノズル部１
１ａと同軸上に設けられ第１ノズル部１１ａよりも径の大きい第２ノズル部１１ｂとから
構成されているため、インク滴をノズル孔１１の中心軸方向に真っ直ぐに吐出させること
ができ、きわめて安定した吐出特性を有する。
【００３７】
なお、ノズル孔１１の第１ノズル部１１ａ及び第２ノズル部１１ｂの横断面形状は特に
限定されるものではなく、角形や円形などに形成される。但し、円形にする方が吐出特性
や加工性の面で有利となるので好ましい。
【００３８】
次に、このインクジェットヘッド１０の製造方法を用いて説明する。図３は本発明の実
施の形態に係るノズル基板を示す上面図、図４〜図６はノズル基板の製造工程を示す断面
図（図３をＡ−Ａ線で切断した断面図）である。なお、キャビティ基板及び電極基板の製
造方法は従来公知の方法（例えば、特開２００７−０７６１４１号公報参照）を採用でき
、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３９】
以下、ノズル基板１の製造工程を、図４〜図６を用いて説明する。
（Ａ）まず、被加工基板として、基板厚み２８０μｍのシリコン基板１００を用意し、熱
酸化装置（図示せず）にセットして酸化温度１０７５℃、酸化時間４時間、酸素と水蒸気
の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基板１００の表面に膜厚１μｍのＳｉＯ
2 膜１０１を均一に成膜する。
（Ｂ）シリコン基板１００の接合面（キャビティ基板２と接合されることとなる面）１０
０ａにレジスト１０２をコーティングし、ノズル孔１１の第２ノズル部１１ｂとなる部分
１１０ａをパターニングする。
【００４０】
（Ｃ）シリコン基板１００を、バッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：Ｂｕｆｆｅｒｅｄ
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でハ
ーフエッチングし、ＳｉＯ2 膜１０１を薄くする。このとき、インク吐出側の面１００ｂ
のＳｉＯ2 膜１０１もエッチングされ、ＳｉＯ2 膜１０１の厚みが薄くなる。
（Ｄ）レジスト１０２を硫酸＋過酸化水素水による洗浄により剥離する。
（Ｅ）再度、シリコン基板１００の接合面１００ａ側にレジスト１０３をコーティングし
、ノズル孔１１の第２ノズル部１１ｂとなる部分１１０ｂをパターニングする。
【００４１】
（Ｆ）そして、ＲＩＥドライエッチングを用いてノズル孔となる部分１１０ｂのＳｉＯ2
膜１０１を開口する。このとき、インク吐出側の面１００ｂのＳｉＯ2 膜１０１もエッチ
ングされ、完全に除去される。
（Ｇ）レジスト１０３を、硫酸＋過酸化水素水による洗浄により剥離する。
【００４２】
（Ｈ）次に、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）放電に
よるドライエッチングによってＳｉＯ2 膜１０１の開口部を、例えば深さ２５μｍで垂直
に異方性ドライエッチングして、ノズル孔１１の第１ノズル部１１ａとなる第１の凹部１
０４を形成する。この場合、エッチングガスとして、例えば、Ｃ4Ｆ8（フッ化炭素）、Ｓ
Ｆ6 （フッ化硫黄）を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用すればよい。ここで
、Ｃ4Ｆ8は第１の凹部１０４の側面方向にエッチングが進行しないように第１の凹部１０
４の側面を保護するために使用し、ＳＦ6 は第１の凹部１０４の垂直方向のエッチングを
促進するために使用する。
【００４３】
（Ｉ）次に、ノズル孔１１の第２ノズル部１１ｂとなる部分１１０ｃのＳｉＯ2 膜１０１
のみが無くなるように、例えばバッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：Ｂｕｆｆｅｒｅｄ
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でハ
ーフエッチングする。
（Ｊ）そして、再度ＩＣＰ放電によるドライエッチングによりＳｉＯ2 膜１０１の開口部
を、例えば４０μｍの深さで垂直に異方性ドライエッチングし、第２ノズル部１１ｂとな
る第２の凹部１０５を形成する。
【００４４】
（Ｋ）次に、シリコン基板１００の表面に残るＳｉＯ2 膜１０１をフッ酸水溶液で除去し
た後、シリコン基板１００にインク保護膜（第１の膜）としての例えばＳｉＮ膜１０６を
成膜する。この成膜方法は特に限定されず熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタ等を用い
ることができる。
（Ｌ）そして、ＳｉＮ膜１０６上に第２の膜としてのＳｉＯ2膜１０７を形成する。
【００４５】
（Ｍ）次に、シリコン基板１００の接合面１００ａに、両面接着シート５０を介して、ガ
ラス等の透明材料よりなる支持基板１２０を貼り付ける。この両面接着シート５０には、
例えば、セルファＢＧ（登録商標：積水化学工業）を用いる。両面接着シート５０は自己
剥離層５１を持ったシート（自己剥離型シート）で、その両面には接着面を有し、その一
方の面にはさらに自己剥離層５１を備え、この自己剥離層５１は紫外線または熱などの刺
激によって接着力が低下するようになっている。
本実施の形態では、両面接着シート５０の接着面のみからなる面５０ａを支持基板１２
０の面と向かい合わせ、両面接着シート５０の自己剥離層５１を備えた側の面５０ｂをシ
リコン基板１００の接合面１００ａと向かい合わせ、これらの面を減圧環境下（１０Ｐａ
以下）、例えば真空中で貼り合わせる。こうすることによって、接着界面に気泡が残らず
、きれいな接着が可能になる。接着界面に気泡が残ると、研磨加工で薄板化されるシリコ
ン基板１００の板厚がばらつく原因となる。
このように自己剥離層５１を備えた両面接着シート５０を用いて支持基板１２０を貼り
合わせるようにしたので、シリコン基板１００の薄板化加工時には、シリコン基板１００
に支持基板１２０を強固に接着してシリコン基板１００を破損することなく加工すること
ができ、処理後には後述するように支持基板１２０をシリコン基板１００から容易に剥離
することができる。
【００４６】
（Ｎ）次に、シリコン基板１００のインク吐出側の面１００ｂ側からバックグラインダー
（図示せず）によって研削加工を行い、第１の凹部１０４の先端が開口するまでシリコン
基板１００を薄く（薄板化）する。これにより、第１ノズル部１１ａ及び第２ノズル部１
１ｂからなるノズル孔１１が形成される。薄板化後、さらに、ポリッシャー、ＣＭＰ装置
によってインク吐出側の面１００ｂを研磨しても良い。
【００４７】
（Ｏ）支持基板１２０側からＵＶ光を照射し、両面接着シート５０の自己剥離層５１をシ
リコン基板１００の接合面１００ａ面から剥離させ、支持基板１２０をシリコン基板１０
０から取り外す。そして、シリコン基板１００をバッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：Ｂ
ｕｆｆｅｒｅｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）でエッチングし、シリコン基板
１００表面のＳｉＯ2 膜１０７を除去する。これにより、工程（Ｎ）の研削加工の際にノ
ズル孔１１内に研削屑が付着しても、その研削屑がＳｉＯ2 膜１０７とともにリフトオフ
により除去される。
以上の工程を経ることにより、シリコン基板１００よりノズル基板１を形成する。
【００４８】
次に、上記のようにして構成したノズル基板１の接合面１００ａに、予め陽極接合され
たキャビティ基板２と電極基板３との接合基板のキャビティ基板２側の表面を貼り合せる
（接合工程は図示せず）。
以上の工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合
体を形成し、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００４９】
このように、本発明に係るノズル基板の製造方法では、ノズル基板１となるシリコン基
板１００にノズル孔１１となる凹部（第１の凹部１０４、第２の凹部１０５）を形成し、
シリコン基板１００の凹部形成面側に、耐インク性及び耐エッチング性を有するインク保
護膜１０６と、最終的にエッチング除去されるＳｉＯ2 膜１０７とを順次形成する。そし
て、シリコン基板１００を研削により薄板化し、その後、インク保護膜１０６をエッチン
グストップ層としてＳｉＯ2 膜１０７をエッチングする。このようにすることにより、薄
板化の際にノズル孔１１内に研削屑が付着したとしても、最後のエッチング工程の際にＳ
ｉＯ2 膜１０７とともにリフトオフにより除去することができる。このように、薄板化の
工程で発生する異物を効率的に除去でき、歩留まりを向上することができる。
【００５０】
なお、本例では、支持基板１２０を両面接着シート５０を用いて貼り合わせるようにし
たが、従来の特許文献２と同様に、樹脂を用いて貼り合わせを行うようにしてもよい。こ
の場合も、ノズル基板１から樹脂を剥離した後もノズル孔１１内に残存する樹脂部分を上
記（Ｏ）のエッチング工程で除去することができる。
【００５１】
なお、この実施の形態では、ノズル孔１１を径の異なる２つの円柱状のノズル部で形成
した例を示しているが、本発明のノズル基板の製造方法では、ノズル孔１１の形状はこの
形状に限定するものではない。例えば、図７に示すように第２ノズル部１１ｂを第１ノズ
ル部１１ａから離れるに従ってノズル断面積が漸増するテーパー状としても良い。また、
テーパー状の第２ノズル部１１ｂの製造方法は特に限定するものではなく、従来公知の方
法（例えば、特開平１０−３１５４６１号公報）を採用できる。
【００５２】
また、本実施の形態では、ノズル基板、キャビティ基板及び電極基板を備えた３層構造
のインクジェットヘッドにおけるノズル基板の製造方法について説明したが、ノズル基板
、リザーバ基板、キャビティ基板及び電極基板を備えた４層構造のインクジェットヘッド
（例えば、特開平２００７−５０５２２号公報）におけるノズル基板の製造方法としても
、本発明を適用できる。
【００５３】
上記の実施の形態では、ノズル基板１の製造方法及びインクジェットヘッドの製造方法
について述べたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術
思想の範囲内で種々変更することができる。例えば、ノズル孔より吐出される液状材料を
変更することにより、図８に示すインクジェットプリンタのほか、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、プリント配線基板製造装置に
て製造する配線基板の配線部分の形成、生体液滴の吐出（プロテインチップやＤＮＡチッ
プの製造）など、様々な用途の液滴吐出装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態のノズル基板を備えた液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドの概略縦断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るノズル基板を示す上面図。
【図４】ノズル基板の製造方法を示す製造工程の断面図。
【図５】図４に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図７】ノズル孔の他の構成例を示す図。
【図８】本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドを使用したインクジェットプリンタの斜視図。
【符号の説明】
【００５５】
１ ノズル基板、２ キャビティ基板、３ 電極基板、１０ インクジェットヘッド、
１１ ノズル孔、２１ 圧力室、２２ 振動板（圧力発生手段）、３１ 個別電極（圧力
発生手段）、３４ インク供給孔、５０ 両面接着シート、１００ シリコン基板、１０
４ 第１の凹部、１０５ 第２の凹部、１０６ ＳｉＮ膜（第１の膜、インク保護膜）、
１０７ ＳｉＯ2膜（第２の膜）、１２０ 支持基板。
【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ノズル基板の製造方法及び液滴吐出
ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載さ
れるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、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基板と、このノズル基板に接合され
ノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する圧力室、リザーバ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。駆動手段としては、静電気力を利
用する方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標
）方式等がある。
【０００３】
近年、インクジェットヘッドに対して、印字、画質等の高品位化の要求が一段と強まり
、そのため高密度化並びに吐出性能の向上が強く要求されている。このような背景から、
インクジェットヘッドのノズル部に関して、従来より様々な工夫、提案がなされている。
【０００４】
インクジェットヘッドにおいて、インク吐出特性を改善するためには、ノズル孔部での
流路抵抗を調整し、ノズル長さが最適な長さになるように基板の厚みを調整することが望
ましい。また、ノズル形状を、全体として円筒状のノズル孔とするのではなく、径を異な
らせた第１ノズル部と第２ノズル部とからなる２段ノズル形状とし、ノズル孔に加わるイ
ンク圧力の方向をノズル軸線方向に揃えることで吐出特性を改善する方法もある。
【０００５】
これらの要求を満たしたノズル基板を製造する方法として、従来、予めシリコン基板を
所望の厚みに研削した後、シリコン基板の両面にそれぞれドライエッチング加工を施して
第１ノズル部及び第２ノズル部を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この方法では、ドライエッチングで第１ノズル部と第２ノズル部を形成
する前にシリコン基板を研削して薄板化するため、製造工程の途中でシリコン基板が割れ
たり、欠けたりしてしまうことがあるという課題があった。さらに、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Ｈｅガス等で冷却を行うが、ノズル孔
の貫通時にＨｅガスがリークしてエッチングが不可能になる場合があった。
【０００７】
そこで、従来、予めシリコン基板にノズル孔となる凹部を形成し、その凹部形成面側に
支持基板を貼り合わせ、シリコン基板の凹部形成面と反対面側から所望の厚さになるまで
研削を行い、薄板化と同時にノズル孔を貫通させる方法があった（例えば、特許文献２参
照）。
【０００８】
また、特許文献２と略同様の方法を用い、シリコン基板と支持基板との貼り合わせの方
法を異ならせた方法として、例えば特許文献３の方法がある。この方法は、接着性を有す
る樹脂をノズル孔となる凹部内に埋め込むようにしてシリコン基板の表面全体に塗布し、
樹脂を硬化させることでシリコン基板と支持基板との貼り合わせを行うようにしたもので
ある（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−５７９８１号公報（第２−３頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００６−１５９６６１号公報（図４−図６）
【特許文献３】特開２００６−３１５２１７号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献２の方法では、シリコン基板の研削によりノズル部を貫通させるため、ノ
ズル孔内に研削屑が詰まり、歩留まりが低下するという問題があった。
【００１１】
また、特許文献３の方法では、ノズル孔となる凹部内に樹脂が充填されるため、シリコ
ン基板を薄板化する際にノズル孔となる凹部内に研削屑が詰まるのを防止できるという利
点がある。しかし、その一方で、支持基板を剥がす際に、ノズル孔内に充填された樹脂を
除去しきれずノズル孔となる凹部内に残存してしまい、樹脂を除去する工程が必要となり
歩留まりが低下するという結果を招いていた。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、ノズル基板となる被加工基板の薄板化の
工程で発生する異物を効率的に除去でき、歩留まりを向上することが可能なノズル基板の
製造方法及び液滴吐出ヘッド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】
【００１３】
本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板の一方の面に、液滴を吐出するため
のノズル孔の噴射口部分となる第１の凹部と、第１の凹部に連通し、液滴の導入口部分と
なる第２の凹部とを形成する工程と、被加工基板の一方の面に、ノズル孔から吐出する液
滴に対する耐液体性及び耐エッチング性を有する第１の膜を形成する工程と、第１の膜の
上に第２の膜を形成する工程と、第１の膜と第２の膜を形成した被加工基板の一方の面に
、支持基板を貼り合わせる工程と、被加工基板を他方の面から薄板化し、第１の凹部の先
端を開口する工程と、支持基板を被加工基板から剥離する工程と、支持基板を剥離した被
加工基板の第２の膜をエッチング除去する工程とを有するものである。
これにより、薄板化の際にノズル孔内に研削屑が付着したとしても、最後のエッチング
工程の際に第２の膜とともにリフトオフにより除去することができる。このように、薄板
化の工程で発生する異物を効率的に除去でき、歩留まりを向上することができる。
【００１４】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板と支持基板とを両面接着シー
トを用いて貼り合わせるものである。
このように、被加工基板と支持基板との貼り合わせは、両面接着シートを用いて行うこ
とができる。
【００１５】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板と支持基板とを樹脂を用いて
貼り合わせるものである。
このように、被加工基板と支持基板との貼り合わせは、樹脂を用いて行うことができる
。
【００１６】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、被加工基板を薄板化する工程において、
バックグラインド、ドライポリッシュ、ＣＭＰの何れかの方法を用いてシリコン基板を研
磨加工するものである。
被加工基板の薄板化加工をバックグラインド、ドライポリッシュ、ＣＭＰの何れかの方
法を用いることにより、被加工基板の表面をきれいに仕上げることが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第１の膜を、ＳｉＮ、ＤＬＣ、Ｔｉ、Ｔ
ｉＮ、 ＴｉＯ2、ＨｆＯ、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5 、ＩＴＯの何れかで構成するものである。
このように、第１の膜として、ＳｉＮ、ＤＬＣ、Ｔｉ、ＴｉＮ、 ＴｉＯ2、ＨｆＯ、Ｚ
ｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＩＴＯの何れかの膜を用いることができる。
【００１８】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第２の膜はＳｉＯ2 膜であり、第２の膜
をエッチング除去する工程では、沸酸を用いてエッチングするものである。
このように、第２の膜として形成したＳｉＯ2 膜を、沸酸を用いてエッチングできる。
【００１９】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第１の凹部及び第２の凹部はそれぞれ円
筒状であり、第２の凹部の径は第１の凹部の径よりも大きいものである。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、第１の凹部が円筒状であり、第２の凹部
が第１の凹部から離れるに従って断面積が漸増するテーパー状であるものである。
このように、ノズル孔の形状として、上記形状を採用することができる。また、このよ
うな２段形状とすることにより、液滴を吐出する際の直進性を向上させることができ、安
定したインク吐出特性を発揮させることができる。
【００２０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するための複数のノズル
孔と、各ノズル孔に連通して設けられて液滴に圧力を加えるための圧力室と、圧力室に液
滴を供給する液滴供給路と、液滴を吐出するための吐出圧力を圧力室に発生させる圧力発
生手段とを有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、複数のノズル孔を有するノズル基
板を、上記の何れかのノズル基板の製造方法により製造するものである。
これにより、歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のノズル基板の製造方法で製造されたノズル基板を備える液滴吐出ヘッド
の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、静電駆
動式のインクジェットヘッドについて図１及び図２を参照して説明する。なお、アクチュ
エータ（圧力発生手段）は静電駆動方式に限られたものではなく、その他の圧電素子や発
熱素子等を利用する方式であってもよい。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図
であり、一部を断面で表してある。図２は、図１の右半分の概略構成を示すインクジェッ
トヘッドの断面図である。なお、図１及び図２では、通常使用される状態とは上下逆に示
されている。
【００２３】
本実施の形態のインクジェットヘッド１０は、図１及び図２に示すように、複数のノズ
ル孔１１が所定のピッチで設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にイ
ンク供給路が設けられたキャビティ基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して
個別電極３１が配設された電極基板３とを貼り合わせることにより構成されている。
【００２４】
以下、各基板の構成を更に詳しく説明する。
ノズル基板１は、後述する製造方法により、所要の厚さ（例えば厚さが２８０μｍから
６０μｍ程度）に薄くされたシリコン基板から作製されている。
インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、例えば径の異なる２段の円筒状に形成され
たノズル孔部分、すなわち径が小さくインク滴の噴射口部分となる第１ノズル部１１ａと
、第１ノズル部１１ａに連通し、第１ノズル部１１ａよりも径が大きく液滴の導入部分と
なる第２ノズル部１１ｂとから構成されている。第１ノズル部１１ａ及び第２ノズル部１
１ｂは基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられており、第１ノズル部１１ａは先端が
ノズル基板１の表面に開口し、第２ノズル部１１ｂはノズル基板１の裏面（キャビティ基
板２と接合される接合側の面）に開口している。
【００２５】
このように、ノズル孔１１を第１ノズル部１１ａとこれよりも径の大きい第２ノズル部
１１ｂとから２段に構成することにより、インク滴を吐出する際の直進性を向上させるこ
とができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができる。すなわち、インク滴の飛
翔方向のばらつきがなくなり、またインク滴の飛び散りがなく、インク滴の吐出量のばら
つきを抑制することができる。また、ノズル密度を高密度化することが可能である。
【００２６】
また、ノズル基板１の吐出面（キャビティ基板２と接合される面とは反対の表面）には
撥インク膜（図示せず）が形成されており、ノズル基板１の裏面には、ノズル孔１１から
吐出する液体に対しての耐液体性（本例では吐出液体がインク滴であるため、耐アルカリ
性）を有する窒化シリコン（ＳｉＮ）膜１０６（図２参照）がインク保護膜として形成さ
れている。なお、本例のインク保護膜には、耐アルカリ性の他、後述の製造方法との関係
から後述の（Ｏ）の工程のウェットエッチングに対する耐エッチング性（具体的にはフッ
酸に対する耐エッチング性）も必要とされており、窒化シリコンの他に例えばＤＬＣ（Ｄ
ｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｔ
ｉＯ2（酸化チタン）、ＨｆＯ（酸化ハフニウム）、ＺｒＯ2 （酸化ジルコニウム）、Ｔ
ａ2Ｏ5（５酸化タンタル）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫
酸化物）を用いることもできる。
【００２７】
キャビティ基板２は、例えば厚さが５２５μｍのシリコン基板から作製されている。こ
のシリコン基板にウェットエッチングを施すことにより、インク流路の圧力室２１となる
凹部２５、オリフィス２３となる凹部２６、及びリザーバ２４となる凹部２７が形成され
る。凹部２５は前記ノズル孔１１に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、
図２に示すようにノズル基板１とキャビティ基板２を接合した際、各凹部２５は圧力室２
１を構成し、それぞれノズル孔１１に連通しており、またインク供給口である前記オリフ
ィス２３ともそれぞれ連通している。そして、圧力室２１（凹部２５）の底壁が振動板２
２となっている。
【００２８】
凹部２６は、細溝状のオリフィス２３を構成し、この凹部２６を介して凹部２５（圧力
室２１）と凹部２７（リザーバ２４）とが連通している。
凹部２７は、インク等の液状材料を貯留するためのものであり、各圧力室２１に共通の
リザーバ（共通インク室）２４を構成する。そして、リザーバ２４（凹部２７）はそれぞ
れオリフィス２３を介して全ての圧力室２１に連通している。なお、オリフィス２３（凹
部２６）は前記ノズル基板１の裏面（キャビティ基板２との接合側の面）に設けることも
できる。また、リザーバ２４の底部には後述する電極基板３を貫通する孔が設けられ、こ
の孔のインク供給孔３４を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給される
ようになっている。
【００２９】
また、キャビティ基板２の全面には例えば熱酸化によりＳｉＯ2 膜からなる絶縁膜２８
（図２参照）が膜厚０．１μｍで施されている。この絶縁膜２８は、インクジェットヘッ
ドを駆動させた時の絶縁破壊や短絡を防止する目的で設けられる。
【００３０】
電極基板３は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製される。中でも、キャビティ
基板２のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適して
いる。これは、電極基板３とキャビティ基板２を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が
近いため、電極基板３とキャビティ基板２との間に生じる応力を低減することができ、そ
の結果剥離等の問題を生じることなく電極基板３とキャビティ基板２を強固に接合するこ
とができるからである。なお、前記ノズル基板１も同様の理由から硼珪酸系のガラス基板
を用いることができる。
【００３１】
電極基板３には、キャビティ基板２の各振動板２２に対向する面の位置にそれぞれ凹部
３２が設けられている。凹部３２は、エッチングにより深さ約０．３μｍで形成されてい
る。そして、各凹部３２内には、一般に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）
からなる個別電極３１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成される。したが
って、振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ（空隙）は、この凹部３２
の深さ、個別電極３１及び振動板２２を覆う絶縁膜２８の厚さにより決まることになる。
このギャップはインクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響するため、高精度に形成さ
れる。
【００３２】
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とを有する。端子部３１ｂは、図２に示すように、配線のためにキャビティ
基板２の末端部が開口された電極取り出し部３０内に露出している。
【００３３】
上述したように、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３は、図２に示すよう
に貼り合わせることによりインクジェットヘッド１０の本体部が作製される。すなわち、
キャビティ基板２と電極基板３は陽極接合により接合され、そのキャビティ基板２の上面
（図２において上面）にノズル基板１が接着等により接合される。さらに、振動板２２と
個別電極３１との間に形成される電極間ギャップの開放端部はエポキシ等の樹脂による封
止材３５で封止される。これにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップへ侵入するのを防止
することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。
【００３４】
そして最後に、図２に簡略化して示すように、ドライバＩＣ等の駆動制御回路５が各個
別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上に設けられた共通電極２９とに前記フレ
キシブル配線基板（図示せず）を介して接続される。
以上により、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００３５】
次に、以上のように構成されるインクジェットヘッド１０の動作を説明する。
駆動制御回路５は、個別電極３１に電荷の供給及び停止を制御する発振回路である。こ
の発振回路は例えば２４ｋＨｚで発振し、個別電極３１に例えば０Ｖと３０Ｖのパルス電
位を印加して電荷供給を行う。発振回路が駆動し、個別電極３１に電荷を供給して正に帯
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間に静電気力（クーロ
ン力）が発生する。したがって、この静電気力により振動板２２は個別電極３１に引き寄
せられて撓む（変位する）。これによって圧力室２１の容積が増大する。そして、個別電
極３１への電荷の供給を止めると振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、圧力
室２１の容積が急激に減少するため、そのときの圧力により圧力室２１内のインクの一部
がインク滴としてノズル孔１１より吐出する。振動板２２が次に同様に変位すると、イン
クがリザーバ２４からオリフィス２３を通じて圧力室２１内に補給される。
【００３６】
本実施形態のインクジェットヘッド１０は、前述したように、ノズル孔１１がノズル基
板１の表面（吐出面）に対して垂直な筒状の第１ノズル部１１ａと、この第１ノズル部１
１ａと同軸上に設けられ第１ノズル部１１ａよりも径の大きい第２ノズル部１１ｂとから
構成されているため、インク滴をノズル孔１１の中心軸方向に真っ直ぐに吐出させること
ができ、きわめて安定した吐出特性を有する。
【００３７】
なお、ノズル孔１１の第１ノズル部１１ａ及び第２ノズル部１１ｂの横断面形状は特に
限定されるものではなく、角形や円形などに形成される。但し、円形にする方が吐出特性
や加工性の面で有利となるので好ましい。
【００３８】
次に、このインクジェットヘッド１０の製造方法を用いて説明する。図３は本発明の実
施の形態に係るノズル基板を示す上面図、図４〜図６はノズル基板の製造工程を示す断面
図（図３をＡ−Ａ線で切断した断面図）である。なお、キャビティ基板及び電極基板の製
造方法は従来公知の方法（例えば、特開２００７−０７６１４１号公報参照）を採用でき
、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３９】
以下、ノズル基板１の製造工程を、図４〜図６を用いて説明する。
（Ａ）まず、被加工基板として、基板厚み２８０μｍのシリコン基板１００を用意し、熱
酸化装置（図示せず）にセットして酸化温度１０７５℃、酸化時間４時間、酸素と水蒸気
の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基板１００の表面に膜厚１μｍのＳｉＯ
2 膜１０１を均一に成膜する。
（Ｂ）シリコン基板１００の接合面（キャビティ基板２と接合されることとなる面）１０
０ａにレジスト１０２をコーティングし、ノズル孔１１の第２ノズル部１１ｂとなる部分
１１０ａをパターニングする。
【００４０】
（Ｃ）シリコン基板１００を、バッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：Ｂｕｆｆｅｒｅｄ
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でハ
ーフエッチングし、ＳｉＯ2 膜１０１を薄くする。このとき、インク吐出側の面１００ｂ
のＳｉＯ2 膜１０１もエッチングされ、ＳｉＯ2 膜１０１の厚みが薄くなる。
（Ｄ）レジスト１０２を硫酸＋過酸化水素水による洗浄により剥離する。
（Ｅ）再度、シリコン基板１００の接合面１００ａ側にレジスト１０３をコーティングし
、ノズル孔１１の第２ノズル部１１ｂとなる部分１１０ｂをパターニングする。
【００４１】
（Ｆ）そして、ＲＩＥドライエッチングを用いてノズル孔となる部分１１０ｂのＳｉＯ2
膜１０１を開口する。このとき、インク吐出側の面１００ｂのＳｉＯ2 膜１０１もエッチ
ングされ、完全に除去される。
（Ｇ）レジスト１０３を、硫酸＋過酸化水素水による洗浄により剥離する。
【００４２】
（Ｈ）次に、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）放電に
よるドライエッチングによってＳｉＯ2 膜１０１の開口部を、例えば深さ２５μｍで垂直
に異方性ドライエッチングして、ノズル孔１１の第１ノズル部１１ａとなる第１の凹部１
０４を形成する。この場合、エッチングガスとして、例えば、Ｃ4Ｆ8（フッ化炭素）、Ｓ
Ｆ6 （フッ化硫黄）を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用すればよい。ここで
、Ｃ4Ｆ8は第１の凹部１０４の側面方向にエッチングが進行しないように第１の凹部１０
４の側面を保護するために使用し、ＳＦ6 は第１の凹部１０４の垂直方向のエッチングを
促進するために使用する。
【００４３】
（Ｉ）次に、ノズル孔１１の第２ノズル部１１ｂとなる部分１１０ｃのＳｉＯ2 膜１０１
のみが無くなるように、例えばバッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：Ｂｕｆｆｅｒｅｄ
Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）等のフッ化水素酸（ＨＦ）系のエッチング液でハ
ーフエッチングする。
（Ｊ）そして、再度ＩＣＰ放電によるドライエッチングによりＳｉＯ2 膜１０１の開口部
を、例えば４０μｍの深さで垂直に異方性ドライエッチングし、第２ノズル部１１ｂとな
る第２の凹部１０５を形成する。
【００４４】
（Ｋ）次に、シリコン基板１００の表面に残るＳｉＯ2 膜１０１をフッ酸水溶液で除去し
た後、シリコン基板１００にインク保護膜（第１の膜）としての例えばＳｉＮ膜１０６を
成膜する。この成膜方法は特に限定されず熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタ等を用い
ることができる。
（Ｌ）そして、ＳｉＮ膜１０６上に第２の膜としてのＳｉＯ2膜１０７を形成する。
【００４５】
（Ｍ）次に、シリコン基板１００の接合面１００ａに、両面接着シート５０を介して、ガ
ラス等の透明材料よりなる支持基板１２０を貼り付ける。この両面接着シート５０には、
例えば、セルファＢＧ（登録商標：積水化学工業）を用いる。両面接着シート５０は自己
剥離層５１を持ったシート（自己剥離型シート）で、その両面には接着面を有し、その一
方の面にはさらに自己剥離層５１を備え、この自己剥離層５１は紫外線または熱などの刺
激によって接着力が低下するようになっている。
本実施の形態では、両面接着シート５０の接着面のみからなる面５０ａを支持基板１２
０の面と向かい合わせ、両面接着シート５０の自己剥離層５１を備えた側の面５０ｂをシ
リコン基板１００の接合面１００ａと向かい合わせ、これらの面を減圧環境下（１０Ｐａ
以下）、例えば真空中で貼り合わせる。こうすることによって、接着界面に気泡が残らず
、きれいな接着が可能になる。接着界面に気泡が残ると、研磨加工で薄板化されるシリコ
ン基板１００の板厚がばらつく原因となる。
このように自己剥離層５１を備えた両面接着シート５０を用いて支持基板１２０を貼り
合わせるようにしたので、シリコン基板１００の薄板化加工時には、シリコン基板１００
に支持基板１２０を強固に接着してシリコン基板１００を破損することなく加工すること
ができ、処理後には後述するように支持基板１２０をシリコン基板１００から容易に剥離
することができる。
【００４６】
（Ｎ）次に、シリコン基板１００のインク吐出側の面１００ｂ側からバックグラインダー
（図示せず）によって研削加工を行い、第１の凹部１０４の先端が開口するまでシリコン
基板１００を薄く（薄板化）する。これにより、第１ノズル部１１ａ及び第２ノズル部１
１ｂからなるノズル孔１１が形成される。薄板化後、さらに、ポリッシャー、ＣＭＰ装置
によってインク吐出側の面１００ｂを研磨しても良い。
【００４７】
（Ｏ）支持基板１２０側からＵＶ光を照射し、両面接着シート５０の自己剥離層５１をシ
リコン基板１００の接合面１００ａ面から剥離させ、支持基板１２０をシリコン基板１０
０から取り外す。そして、シリコン基板１００をバッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ：Ｂ
ｕｆｆｅｒｅｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）でエッチングし、シリコン基板
１００表面のＳｉＯ2 膜１０７を除去する。これにより、工程（Ｎ）の研削加工の際にノ
ズル孔１１内に研削屑が付着しても、その研削屑がＳｉＯ2 膜１０７とともにリフトオフ
により除去される。
以上の工程を経ることにより、シリコン基板１００よりノズル基板１を形成する。
【００４８】
次に、上記のようにして構成したノズル基板１の接合面１００ａに、予め陽極接合され
たキャビティ基板２と電極基板３との接合基板のキャビティ基板２側の表面を貼り合せる
（接合工程は図示せず）。
以上の工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合
体を形成し、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００４９】
このように、本発明に係るノズル基板の製造方法では、ノズル基板１となるシリコン基
板１００にノズル孔１１となる凹部（第１の凹部１０４、第２の凹部１０５）を形成し、
シリコン基板１００の凹部形成面側に、耐インク性及び耐エッチング性を有するインク保
護膜１０６と、最終的にエッチング除去されるＳｉＯ2 膜１０７とを順次形成する。そし
て、シリコン基板１００を研削により薄板化し、その後、インク保護膜１０６をエッチン
グストップ層としてＳｉＯ2 膜１０７をエッチングする。このようにすることにより、薄
板化の際にノズル孔１１内に研削屑が付着したとしても、最後のエッチング工程の際にＳ
ｉＯ2 膜１０７とともにリフトオフにより除去することができる。このように、薄板化の
工程で発生する異物を効率的に除去でき、歩留まりを向上することができる。
【００５０】
なお、本例では、支持基板１２０を両面接着シート５０を用いて貼り合わせるようにし
たが、従来の特許文献２と同様に、樹脂を用いて貼り合わせを行うようにしてもよい。こ
の場合も、ノズル基板１から樹脂を剥離した後もノズル孔１１内に残存する樹脂部分を上
記（Ｏ）のエッチング工程で除去することができる。
【００５１】
なお、この実施の形態では、ノズル孔１１を径の異なる２つの円柱状のノズル部で形成
した例を示しているが、本発明のノズル基板の製造方法では、ノズル孔１１の形状はこの
形状に限定するものではない。例えば、図７に示すように第２ノズル部１１ｂを第１ノズ
ル部１１ａから離れるに従ってノズル断面積が漸増するテーパー状としても良い。また、
テーパー状の第２ノズル部１１ｂの製造方法は特に限定するものではなく、従来公知の方
法（例えば、特開平１０−３１５４６１号公報）を採用できる。
【００５２】
また、本実施の形態では、ノズル基板、キャビティ基板及び電極基板を備えた３層構造
のインクジェットヘッドにおけるノズル基板の製造方法について説明したが、ノズル基板
、リザーバ基板、キャビティ基板及び電極基板を備えた４層構造のインクジェットヘッド
（例えば、特開平２００７−５０５２２号公報）におけるノズル基板の製造方法としても
、本発明を適用できる。
【００５３】
上記の実施の形態では、ノズル基板１の製造方法及びインクジェットヘッドの製造方法
について述べたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術
思想の範囲内で種々変更することができる。例えば、ノズル孔より吐出される液状材料を
変更することにより、図８に示すインクジェットプリンタのほか、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、プリント配線基板製造装置に
て製造する配線基板の配線部分の形成、生体液滴の吐出（プロテインチップやＤＮＡチッ
プの製造）など、様々な用途の液滴吐出装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態のノズル基板を備えた液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドの概略縦断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るノズル基板を示す上面図。
【図４】ノズル基板の製造方法を示す製造工程の断面図。
【図５】図４に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図７】ノズル孔の他の構成例を示す図。
【図８】本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドを使用したインクジェットプリンタの斜視図。
【符号の説明】
【００５５】
１ ノズル基板、２ キャビティ基板、３ 電極基板、１０ インクジェットヘッド、
１１ ノズル孔、２１ 圧力室、２２ 振動板（圧力発生手段）、３１ 個別電極（圧力
発生手段）、３４ インク供給孔、５０ 両面接着シート、１００ シリコン基板、１０
４ 第１の凹部、１０５ 第２の凹部、１０６ ＳｉＮ膜（第１の膜、インク保護膜）、
１０７ ＳｉＯ2膜（第２の膜）、１２０ 支持基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工基板の一方の面に、液滴を吐出するためのノズル孔の噴射口部分となる第１の凹
部と、前記第１の凹部に連通し、液滴の導入口部分となる第２の凹部とを形成する工程と
、
前記被加工基板の一方の面に、前記ノズル孔から吐出する液滴に対する耐液体性及び耐
エッチング性を有する第１の膜を形成する工程と、
前記第１の膜の上に第２の膜を形成する工程と、
前記第１の膜と前記第２の膜を形成した前記被加工基板の一方の面に、支持基板を貼り
合わせる工程と、
前記被加工基板を他方の面から薄板化し、前記第１の凹部の先端を開口する工程と、
前記支持基板を前記被加工基板から剥離する工程と、
前記支持基板を剥離した前記被加工基板の前記第２の膜をエッチング除去する工程と
を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項２】
前記被加工基板と前記支持基板とを両面接着シートを用いて貼り合わせることを特徴と
する請求項１記載のノズル基板の製造方法。
【請求項３】
前記被加工基板と前記支持基板とを樹脂を用いて貼り合わせることを特徴とする請求項
１記載のノズル基板の製造方法。
【請求項４】
前記被加工基板を薄板化する工程では、バックグラインド、ドライポリッシュ、ＣＭＰ
の何れかの方法を用いて前記被加工基板を研磨加工することを特徴とする請求項１乃至請
求項３の何れかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１の膜は、ＳｉＮ、ＤＬＣ、Ｔｉ、ＴｉＮ、 ＴｉＯ2 、ＨｆＯ、ＺｒＯ2、Ｔａ
2Ｏ5、ＩＴＯの何れかで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記
載のノズル基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２の膜はＳｉＯ2 膜であり、前記第２の膜をエッチング除去する工程では、沸酸
を用いてエッチングすることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のノズル
基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の凹部及び前記第２の凹部はそれぞれ円筒状であり、前記第２の凹部の径は前
記第１の凹部の径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の
ノズル基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１の凹部は円筒状であり、前記第２の凹部は前記第１の凹部から離れるに従って
断面積が漸増するテーパー状であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記
載のノズル基板の製造方法。
【請求項９】
液滴を吐出するための複数のノズル孔と、各ノズル孔に連通して設けられて液滴に圧力
を加えるための圧力室と、前記圧力室に液滴を供給する液滴供給路と、液滴を吐出するた
めの吐出圧力を前記圧力室に発生させる圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッドの製造方
法であって、
前記複数のノズル孔を有するノズル基板を、請求項１乃至請求項８の何れかに記載のノ
ズル基板の製造方法により製造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１】
被加工基板の一方の面に、液滴を吐出するためのノズル孔の噴射口部分となる第１の凹
部と、前記第１の凹部に連通し、液滴の導入口部分となる第２の凹部とを形成する工程と
、
前記被加工基板の一方の面に、前記ノズル孔から吐出する液滴に対する耐液体性及び耐
エッチング性を有する第１の膜を形成する工程と、
前記第１の膜の上に第２の膜を形成する工程と、
前記第１の膜と前記第２の膜を形成した前記被加工基板の一方の面に、支持基板を貼り
合わせる工程と、
前記被加工基板を他方の面から薄板化し、前記第１の凹部の先端を開口する工程と、
前記支持基板を前記被加工基板から剥離する工程と、
前記支持基板を剥離した前記被加工基板の前記第２の膜をエッチング除去する工程と
を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項２】
前記被加工基板と前記支持基板とを両面接着シートを用いて貼り合わせることを特徴と
する請求項１記載のノズル基板の製造方法。
【請求項３】
前記被加工基板と前記支持基板とを樹脂を用いて貼り合わせることを特徴とする請求項
１記載のノズル基板の製造方法。
【請求項４】
前記被加工基板を薄板化する工程では、バックグラインド、ドライポリッシュ、ＣＭＰ
の何れかの方法を用いて前記被加工基板を研磨加工することを特徴とする請求項１乃至請
求項３の何れかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１の膜は、ＳｉＮ、ＤＬＣ、Ｔｉ、ＴｉＮ、 ＴｉＯ2 、ＨｆＯ、ＺｒＯ2、Ｔａ
2Ｏ5、ＩＴＯの何れかで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記
載のノズル基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２の膜はＳｉＯ2 膜であり、前記第２の膜をエッチング除去する工程では、沸酸
を用いてエッチングすることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のノズル
基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の凹部及び前記第２の凹部はそれぞれ円筒状であり、前記第２の凹部の径は前
記第１の凹部の径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の
ノズル基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１の凹部は円筒状であり、前記第２の凹部は前記第１の凹部から離れるに従って
断面積が漸増するテーパー状であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記
載のノズル基板の製造方法。
【請求項９】
液滴を吐出するための複数のノズル孔と、各ノズル孔に連通して設けられて液滴に圧力
を加えるための圧力室と、前記圧力室に液滴を供給する液滴供給路と、液滴を吐出するた
めの吐出圧力を前記圧力室に発生させる圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッドの製造方
法であって、
前記複数のノズル孔を有するノズル基板を、請求項１乃至請求項８の何れかに記載のノ
ズル基板の製造方法により製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２８４８２５（Ｐ２００８−２８４８２５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３３８００（Ｐ２００７−１３３８００）
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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