構造体の製造方法、液滴吐出ヘッド
【課題】ガラス基板に３次元の微小構造を形成させる構造体において、その構造を効率的に形成することができる技術を提供する。
【解決手段】この発明は、ガラス基板からなりそのガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔を有する構造体の製造方法であって、以下の２つの工程からなる。第１工程では、ガラス基板１の貫通孔２の内周面の形成が予定される内周面予定領域３にレーザ光４を照射してそのレーザ光４の焦点を内周面予定領域３内において走査することにより、内周面予定領域３に変質領域５を形成する。第２工程では、ガラス基板１に対してエッチングを行い、変質領域５に係る部位を除去することにより変質領域５で囲まれていた中子６を抜き落として貫通孔２を形成する。
【解決手段】この発明は、ガラス基板からなりそのガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔を有する構造体の製造方法であって、以下の２つの工程からなる。第１工程では、ガラス基板１の貫通孔２の内周面の形成が予定される内周面予定領域３にレーザ光４を照射してそのレーザ光４の焦点を内周面予定領域３内において走査することにより、内周面予定領域３に変質領域５を形成する。第２工程では、ガラス基板１に対してエッチングを行い、変質領域５に係る部位を除去することにより変質領域５で囲まれていた中子６を抜き落として貫通孔２を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板に３次元の微小構造を形成する構造体に関し、その微小構造を効率的に形成する構造体の製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の構造体の製造方法として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この製造方法は、以下の３つの工程からなる。
（１）ガラス基板の凹部（溝）を形成すべき領域の表面近傍にレーザ光を照射して、そのレーザ光の焦点をガラス基板の面方向に走査することにより、ガラス基板の表面近傍に第１の変質領域を作成する。
（２）ガラス基板の貫通孔を形成すべき領域にレーザ光を照射して、そのレーザ光の焦点をガラス基板の厚さ方向に走査することにより、ガラス基板の厚さ方向に延びる第２の変質領域を作成する。
（３）ガラス基板に対してエッチングを行い、第１の変質領域に沿った部位を除去して上記の凹部を形成するとともに、第２の変質領域に沿った部位を除去して上記の貫通孔を形成する。
【０００３】
しかし、従来の製造方法では、凹部の形成において、凹部の開口面積が大きくレーザ光で変質させる領域の体積が大きくなる場合には、レーザ光の照射に相当の時間が必要となって、その形成を効率的に行えない。
また、貫通孔の形成において、貫通孔の孔径が大きくレーザ光で変質させる領域の体積が大きくなる場合には、レーザ光の照射に相当の時間が必要となり、その形成を効率的に行えない。
【特許文献１】特開２００５−１５２６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ガラス基板に３次元の微小構造を形成する構造体において、その構造を効率的に形成することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
第１の発明は、ガラス基板からなり当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔を有する構造体の製造方法であって、ガラス基板の貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、内周面予定領域に変質領域を形成する第１工程と、ガラス基板に対してエッチングを行い、変質領域に係る部位を除去することにより変質領域で囲まれていた中子を抜き落として貫通孔を形成する第２工程と、を有する。
【０００６】
第２の発明は、ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔、およびガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、ガラス基板の連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点をガラス基板の面方向に走査することにより、面方向に第１変質領域を形成する第１工程と、ガラス基板の貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、内周面予定領域に第２変質領域を形成する第２工程と、ガラス基板に対してエッチングを行い、第１変質領域に沿った部位を除去して連通孔を形成するとともに、第２変質領域に係る部位を除去することにより第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として貫通孔を形成する第３工程と、を有する。
ここで、第２発明において、第１工程と第２工程は順序が逆でも良い。
【０００７】
第３の発明は、ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔と凹部、およびガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、ガラス基板に凹部を形成する第１工程と、ガラス基板の連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点をガラス基板の面方向に走査することにより、面方向に第１変質領域を形成する第２工程と、ガラス基板の貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、内周面予定領域に第２変質領域を形成する第３工程と、ガラス基板に対してエッチングを行い、第１変質領域に沿った部位を除去して連通孔を形成するとともに、第２変質領域に係る部位を除去することにより第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として貫通孔を形成する第４工程と、を有する。
ここで、第３発明において、第２工程と第３工程は順序が逆でも良い。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明において、第１工程は、ガラス基板の所定領域に加熱プレスによる型転写によって凹部を形成する。
第５の発明は、第１〜第４の発明において、レーザ光の焦点の内周面予定領域内における走査は、内周面予定領域の周方向に行い、かつ当該走査は内周面予定領域の深さ方向に所定間隔毎に順に行う。
第６の発明は、第１〜第４の発明において、レーザ光の焦点の内周面予定領域内における走査は、内周面予定領域の周方向に向けて行うとともに、当該周方向と交差する方向にジグザグ動作を繰り返しながら行う。
【０００９】
第７の発明は、第１〜第４の発明において、レーザ光の焦点の内周面予定領域内における走査は、内周面予定領域に沿って螺旋を描くように行う。
第８の発明は、第１〜第７の製造方法によって製造される構造体を用いた液滴吐出ヘッドである。
本発明によれば、ガラス基板に凹部、貫通孔、連通孔などの複雑な構造を形成する場合に、高効率、高精度、高品質な加工が可能となる。特に、その凹部の開口面積が大きくその貫通孔の孔径が大きな場合には、それらを効率的に加工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】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（構造体の製造方法の第１実施形態）
第１実施形態に係る構造体の製造方法について、図１を参照して説明する。
この製造方法は、ガラス基板からなる構造体に対して、その厚さ方向に貫通孔を形成する場合である。
まず、図１（Ａ）に示すように、ガラス基板１の貫通孔の形成が予定される領域であって、その貫通孔の内周面（内周壁）の形成が予定される内周面予定領域３にレーザ光４を照射する。このとき、そのレーザ光４の焦点を内周面予定領域３内において走査することにより、内周面予定領域３に変質領域を形成する。
【００１１】
ガラス基板１に形成される貫通孔２は、図１（Ｃ）に示すように所定の径からなるほぼ円筒状の孔である。この場合に、レーザ光４の焦点の内周面予定領域３内における走査は、例えば図１（Ａ）に示すように、内周面予定領域３の同一高さ（Ｘ−Ｙ平面内）において周方向に例えば一回行い、かつその走査を内周面予定領域３の深さ方向（Ｚ方向）に所定間隔ごとに順に複数回行う。この複数回の走査は、例えばガラス基板１の表面側から裏面側に向けて順に行う。
その後、レーザ光４による走査が終了すると、図１（Ｂ）に示すように、内周面予定領域３に変質領域５が形成され、ガラス基板１内にはその変質領域５で囲まれた中子６が形成される。
ここで、ガラス基板１としては、ソーダガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどの種々のガラスからなる基板が採用可能である。
【００１２】
また、ガラス基板１内に形成される変質領域とは、例えば密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいい、微小なクラックが生じる場合も含まれる。このような変質領域の意味は、後述の他の実施形態で述べる変質領域においても同様である。
このような変質領域をガラス基板１内に形成し得る限り、レーザ光４としては種々のものを採用し得る。上記のレーザ光４の好適な一例としては、パルスレーザ光であってそのパルス幅がフェムト秒オーダ（例えば、数１０〜数１００フェムト秒）であるフェムト秒レーザ光を用いる。
次に、図１（Ｃ）に示すように、ガラス基板１に対してエッチングを行い、変質領域５に係る部位を除去することにより変質領域５で囲まれていた中子６を抜き落としまたはくり抜いて貫通孔２を形成する。これにより、第１実施形態に係る構造体が完成する。
【００１３】
ここで、上記のエッチングとしては、フッ酸溶液を用いたウェットエッチングや、フッ素化合物ガスを用いたドライエッチングを採用することが可能である。ガラス基板１の変質領域５の部分では、それ以外の部分に比べてエッチング速度が速くなり、その変質領域５に沿った領域が優先的に除去されるようになる。このようなエッチングの具体的な内容やその意義については、後述の他の実施形態で実施される変質領域に対するエッチングにおいても同様である。
図２および図３は、上記のように形成された貫通孔の一例を示す電子顕微鏡による写真である。この例は、貫通孔の孔径が２００μｍの場合であり、図２が貫通孔の全体を示す写真、図３がその一部を拡大した写真である。
【００１４】
次に、ガラス基板１の内周面予定領域３内におけるレーザ光４の焦点の走査方法の他の例について、図４および図５を参照して説明する。
図４は、レーザ光４の焦点の内周面予定領域３内における走査が、図示のように、その内周面予定領域３に沿って螺旋を描くように行う場合である。
図５は、レーザ光４の焦点の内周面予定領域３内における走査が、図示のように、内周面予定領域３の周方向に向けて行うとともに、その周方向と交差する方向にジグザグ動作を繰り返しながら行う場合である。
【００１５】
例えば、内周面予定領域３の上端から下端に向けて上下方向（Ｚ方向）にレーザ光４の焦点を走査する（図５の直線４１を参照）。その下端まで走査が終了したら、その下端に沿って内周面予定領域３の周方向に所定距離だけ走査する（曲線４２を参照）。その走査が終了したら、下端から上端に向けて上下方向に走査する（直線４３を参照）。その上端まで走査が終了したら、その上端に沿って内周面予定領域３の周方向に所定距離だけ走査する（曲線４４を参照）。以後、これらの走査を繰り返して行う。
以上説明した製造方法によれば、ガラス基板に貫通孔を形成させる構造体であって、その貫通孔の孔径が大きな場合には効率的に加工（形成）することができる。
なお、上記の例では、ガラス基板１に形成する貫通孔の横断面が円形の場合について説明した。しかし、その貫通孔の横断面の形状は、円形のみならず四角形のような多角形や楕円などの各種の形状でも良く、この場合に上記のレーザ光の焦点の走査方法のいずれもが適用可能である。この点は、以下の各実施形態においても同様である。
【００１６】
（構造体の製造方法の第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る構造体の製造方法について、図６を参照して説明する。
この製造方法は、ガラス基板からなる構造体に対して、その厚さ方向に貫通孔のみならず所定の深さの凹部（溝）を形成するとともに、ガラス基板の内部であってその面方向（板面に沿う方向）に延びて凹部同士を連通する連通孔を形成する場合である。
まず、図６（Ａ）に示すように、ガラス基板１の一方の面側の所定領域において厚さ方向に所定深さの凹部（溝）７、８を形成する。この凹部７、８の形成は、エッチング法、加熱プレス法、ブラスト法、またはＬＩＢＷＥ法のうちのいずれかで行う。この例では、例えば加熱プレス法が使用される。
【００１７】
ここで、エッチング法は、ガラス基板１にエッチングを行って凹凸部を形成する加工法であり、フッ酸溶液を用いたウェットエッチングや、フッ素化合物ガスを用いたドライエッチングを採用することが可能である。加熱プレス法は、ガラス基板１に加熱プレスによる型転写によって凹凸部を形成する加工法である。また、ブラスト法は、ガラス基板１の表面に研掃材を叩きつけて凹凸部を形成する加工法である。さらに、ＬＩＢＷＥ法は、レーザ背面湿式加工法（Ｌａｓｅｒ−Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｂａｃｋｓｉｄｅ Ｗｅｔ Ｅｔｃｈｉｎｇ法）のことである（特許第３０１２９２６号公報参照）。
【００１８】
次に、図６（Ｂ）に示すように、ガラス基板１内であって凹部７と凹部８との間を連通する連通孔９が形成される領域に、レーザ光４を照射する。このとき、そのレーザ光４の焦点をその領域内において面方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域１０を形成する。
引き続き、図６（Ｃ）に示すように、ガラス基板１の貫通孔２の形成が予定される領域であって、その貫通孔の内周面（内周壁）の形成が予定される内周面予定領域３にレーザ光４を照射する。このとき、そのレーザ光４の焦点を内周面予定領域３内において走査することにより、内周面予定領域３に変質領域５を形成する。内周面予定領域３内におけるレーザ光４の焦点の走査は、上記の第１実施形態の各例が適用可能である。
【００１９】
レーザ光４による走査が終了すると、内周面予定領域３内の全域に変質領域５が形成され、ガラス基板１内にはその変質領域５で囲まれた中子６が形成される。
次に、図６（Ｄ）に示すように、ガラス基板１に対してエッチングを行い、変質領域１０に係る部位を除去することにより凹部７と凹部８を連通する連通孔９を形成するとともに、変質領域５に係る部位を除去することにより変質領域５で囲まれていた中子６を抜き落としまたはくり抜いて貫通孔２を形成する。これにより、第２実施形態に係る構造体が完成する。
【００２０】
以上説明した製造方法によれば、ガラス基板に凹部や貫通孔などの複雑な構造を形成する場合に、高精度、高品質、高効率な加工が可能となる。特に、その凹部の開口面積が大きくその貫通孔の孔径が大きな場合には、それらを効率的に加工（形成）できる。
なお、上記の例では、レーザ光４の照射を連通孔９が形成される領域に先に行い、その後に貫通孔２に係る内周面予定領域３に行うようにしたが、そのレーザ光４の照射の順序は問わない。
また、上記の連通孔９は、ガラス基板１内であって凹部７と凹部８との間を連通する連通孔とした場合について説明した。しかし、連通孔には、その連通孔以外に貫通孔同士を連通する連通孔、および凹部と連通孔を連通する連通孔も含まれ、これらの連通孔も上記と同様の手法で形成することができる。
【００２１】
（構造体の製造方法の第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る構造体の製造方法は、本発明に係るガラス基板からなる構造体としてインクジェットプリンタのような液滴吐出装置の構成要素の一部に適用した場合である。
具体的には、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド（インク吐出ヘッド）に適用した場合の例である。液滴吐出ヘッドは、ノズルプレート、アクチュエータ基板、および封止基板などから構成され、その各基板はそれぞれ複数区画形成されるとともに、接着結合したものである。
そして、この製造方法は、液滴吐出ヘッドの構成要素である封止基板を構造体とし、その封止基板の製造に係るものであるので、その封止基板の構造について図７および図８を参照して説明する。
【００２２】
図７は封止基板の平面図である。図８（Ａ）は図７のＡ−Ａ線視の断面図、図８（Ｂ）は図７のＢ−Ｂ線視の断面図、図８（Ｃ）は図７のＣ−Ｃ線視の断面図、図８（Ｄ）は封止基板の表面および裏面に形成される微小ピットの断面図である。
封止基板２０は、上述したガラス基板からなり、図７および図８に示すように、貫通孔２１ａ、２１ｂと、段差部２３ａ、２３ｂを含む貫通孔２２ａ、２２ｂと、段差部２３ａ、２３ｂ内に形成される島部（凸部）２４ａ、２４ｂと、凹部２５ａ、２５ｂと、貼り合わせアライメント用の貫通孔２６ａ〜２６ｃと、を備えている。
貫通孔２１ａ、２１ｂは、封止基板２０の中央であって封止基板２０の長手方向に形成され、実装配線に使用される。貫通孔２２ａ、２２ｂは、封止基板２０の貫通孔２１ａ、２１ｂが形成される外側の位置であって貫通孔２１ａ、２１ｂに沿う方向に形成され、インクキャビティに使用される。段差部２３ａ、２３ｂは、貫通孔２２ａ、２２ｂの近傍側であって貫通孔２２ａ、２２ｂの上部側の長手方向に形成される。
【００２３】
島部２４ａ、２４ｂは、段差部２３ａ、２３ｂ内に形成される。また、島部２４ａ、２４ｂには、封止基板２０の面方向に向けてトンネル状の連通孔２７ａ、２７ｂが形成されている（図８（Ｂ）参照）。連通孔２７ａ、２７ｂはインク整流構造を構成する。
凹部２５ａ、２５ｂは、封止基板２０の裏面側であって、貫通孔２１ａ、２１ｂと貫通孔２２ａ、２２ｂが配置される間の領域において、貫通孔２１ａ、２１ｂの長手方向に沿う方向に所定深さで形成される（図８（Ａ）（Ｂ）参照）。
貼り合わせアライメント用の貫通孔２６ａ〜２６ｃは、封止基板２０の３つの隅部に形成される。また、封止基板２０の表面および裏面のほぼ全体には、接着剤を逃がすための多数の微細ピット２８が規則的に形成される（図８（Ｄ）参照）。このため、封止基板２０を他の基板と接着剤を用いて接着結合して液滴吐出ヘッドを組み立てるときには、３つの貫通孔２６ａ〜２６ｃが位置合わせに使用され、多数の微細ピット２８は接着剤を逃がすために使用される。
【００２４】
次に、このような構造からなる封止基板２０の製造方法について、図９を参照して説明する。この製造方法は、第１実施形態および第２実施形態の製造方法を適用したものであるので、重複する説明は省略する。
まず、図９（Ａ）に示すように、ガラス基板からなる封止基板２０の表面側に段差部２３ａ、２３ｂおよび貫通孔２２ａ、２２ｂの上部側をそれぞれ形成し、このとき段差部２３ａ、２３ｂ内には島部２４ａ、２４ｂのそれぞれが残るようにする。また、封止基板２０の裏面側に凹部２５ａ、２５ｂをそれぞれ形成する。
これらの形成は、上述のエッチング法、加熱プレス法、ブラスト法、またはＬＩＢＷＥ法のうちのいずれかの加工法で行う。この例では、エッチング法または加熱プレス法が最適である。
【００２５】
次に、図９（Ｂ）に示すように、島部２４ａ、２４ｂ内であって、連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に、レーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の面方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域３０ａ、３０ｂをそれぞれ形成する。また、貫通孔２６ａ〜２６ｃが形成される領域に、レーザ光４を照射する（図７および図８（Ｃ）参照）。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の厚さ方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域（図示せず）をそれぞれ形成する。
【００２６】
引き続き、図９（Ｂ）に示すように、封止基板２０の貫通孔２１ａ、２１ｂの形成が予定される領域および貫通孔２２ａ、２２ｂのうちの残りの部分の形成が予定される領域であって、それらの貫通孔の内周面（内周壁）の形成が予定される内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂにレーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点を内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ内において走査することにより、内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂに変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを形成する。内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ内におけるレーザ光４の焦点の走査は、上記の第１実施形態の各例が適用可能である。
【００２７】
レーザ光４による走査が終了すると、図９（ｃ）に示すように、連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に変質領域３０ａ、３０ｂがそれぞれ形成され、連通孔２６ａ〜２６ｃが形成される領域に変質領域（図示せず）がそれぞれ形成される。また、内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂに変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂがそれぞれ形成される。さらに、封止基板２０内には、変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂのそれぞれで囲まれた中子６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂが形成される。
次に、図９（Ｄ）に示すように、封止基板２０に対してエッチングを行い、変質領域３０ａ、３０ｂに係る部位を除去することにより連通孔２７ａ、２７ｂをそれぞれ形成し、同様に連通孔２６ａ〜２６ｃをそれぞれ形成する。また、変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂに係る部位を除去することにより変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂで囲まれていた中子６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂを抜き落としまたはくり抜いて貫通孔２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂをそれぞれ形成する。
【００２８】
さらに、封止基板２０の表裏の両面のほぼ全域に、多数の微細ピット２８を例えば規則的に形成する。これにより、第３実施形態に係る封止基板２０が完成する。
以上説明した製造方法によれば、ガラス基板に凹部、貫通孔、連通孔などの複雑な構造を有する構造体を形成する場合に、高精度、高品質、高効率な加工が可能となる。特に、その凹部の開口面積が大きくその貫通孔の横断面積（孔径）が大きな場合には、それらを効率的に加工できる。
なお、上記の例では、レーザ光４の照射を連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に先に行い、その後に貫通孔２１ａ、２１ｂなどに係る内周面予定領域に行うようにしたが、そのレーザ光４の照射の順序は問わない。
【００２９】
（構造体の製造方法の第４実施形態）
この第４実施形態は、第３実施形態と同様に、液滴吐出ヘッドの構成要素である封止基板２０の製造方法の他の例であり、図１０を参照して説明する。
まず、図１０（Ａ）に示すように、ガラス基板からなる封止基板２０の表面側に段差部２３ａ、２３ｂおよび貫通孔２２ａ、２２ｂの上部側をそれぞれ形成し、このとき段差部２３ａ、２３ｂ内には島部２４ａ、２４ｂのそれぞれが残るようにする。また、封止基板２０の裏面側に凹部２５ａ、２５ｂをそれぞれ形成する。
これらの形成は、上述のエッチング法、加熱プレス法、ブラスト法、またはＬＩＢＷＥ法のうちのいずれかの加工法で行う。この例では、エッチング法または加熱プレス法が最適である。
【００３０】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、島部２４ａ、２４ｂ内であって、連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に、レーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の面方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域３０ａ、３０ｂをそれぞれ形成する。また、貫通孔２６ａ〜２６ｃが形成される領域に、レーザ光４を照射する（図７および図８（Ｃ）参照）。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の厚さ方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域（図示せず）をそれぞれ形成する。
引き続き、図１０（Ｂ）に示すように、封止基板２０の貫通孔２１ａ、２１ｂの形成が予定される領域および貫通孔２２ａ、２２ｂのうちの残りの部分の形成が予定される領域にレーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の厚さ方向に沿って走査することにより、その各領域に変質領域７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂを形成する。
【００３１】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、封止基板２０に対してエッチングを行い、変質領域３０ａ、３０ｂに係る各部位を除去することにより連通孔２７ａ、２７ｂをそれぞれ形成し、同様に連通孔２６ａ〜２６ｃをそれぞれ形成する。また、変質領域７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂに係る部位を除去することにより貫通孔２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂをそれぞれ形成する。
さらに、封止基板２０の表裏の両面のほぼ全域に、多数の微細ピット２８を例えば規則的に形成する。これにより、第４実施形態に係る封止基板２０が完成する。
以上説明した製造方法によれば、第３実施形態に係る製造方法と同様の効果を実現できる。
【００３２】
（その他）
上記の実施形態では、本発明に係るガラス基板からなる構造体をインクジェットプリンタのような液滴吐出装置、およびその液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに適用した場合について説明した。
しかし、本発明に係るガラス基板からなる構造体は、上記以外にガラスを用いた各種のＭＥＭＳデバイス（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓデバイス）などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態の製造方法で得られた貫通孔の一例の全体を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】その同じ貫通孔の電子顕微鏡写真の拡大部分を示すものである。
【図４】第１実施形態の製造方法におけるレーザ光の焦点の走査方法の他の例を説明する説明図である。
【図５】第１実施形態の製造方法におけるレーザ光の焦点の走査方法のさらに他の例を説明する説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【図７】本発明の第３実施形態の製造方法で製造される構造体の一例である、液滴吐出ヘッドの封止基板の構成を示す平面図である。
【図８】図７に示す封止基板の各部の断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・ガラス基板、２・・・貫通孔、３・・・内周面予定領域、４・・・レーザ光、５、１０・・・変質領域、６・・・中子、７、８・・・凹部（溝）、９・・・連通孔、２０・・・封止基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板に３次元の微小構造を形成する構造体に関し、その微小構造を効率的に形成する構造体の製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の構造体の製造方法として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この製造方法は、以下の３つの工程からなる。
（１）ガラス基板の凹部（溝）を形成すべき領域の表面近傍にレーザ光を照射して、そのレーザ光の焦点をガラス基板の面方向に走査することにより、ガラス基板の表面近傍に第１の変質領域を作成する。
（２）ガラス基板の貫通孔を形成すべき領域にレーザ光を照射して、そのレーザ光の焦点をガラス基板の厚さ方向に走査することにより、ガラス基板の厚さ方向に延びる第２の変質領域を作成する。
（３）ガラス基板に対してエッチングを行い、第１の変質領域に沿った部位を除去して上記の凹部を形成するとともに、第２の変質領域に沿った部位を除去して上記の貫通孔を形成する。
【０００３】
しかし、従来の製造方法では、凹部の形成において、凹部の開口面積が大きくレーザ光で変質させる領域の体積が大きくなる場合には、レーザ光の照射に相当の時間が必要となって、その形成を効率的に行えない。
また、貫通孔の形成において、貫通孔の孔径が大きくレーザ光で変質させる領域の体積が大きくなる場合には、レーザ光の照射に相当の時間が必要となり、その形成を効率的に行えない。
【特許文献１】特開２００５−１５２６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ガラス基板に３次元の微小構造を形成する構造体において、その構造を効率的に形成することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のような構成からなる。
第１の発明は、ガラス基板からなり当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔を有する構造体の製造方法であって、ガラス基板の貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、内周面予定領域に変質領域を形成する第１工程と、ガラス基板に対してエッチングを行い、変質領域に係る部位を除去することにより変質領域で囲まれていた中子を抜き落として貫通孔を形成する第２工程と、を有する。
【０００６】
第２の発明は、ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔、およびガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、ガラス基板の連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点をガラス基板の面方向に走査することにより、面方向に第１変質領域を形成する第１工程と、ガラス基板の貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、内周面予定領域に第２変質領域を形成する第２工程と、ガラス基板に対してエッチングを行い、第１変質領域に沿った部位を除去して連通孔を形成するとともに、第２変質領域に係る部位を除去することにより第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として貫通孔を形成する第３工程と、を有する。
ここで、第２発明において、第１工程と第２工程は順序が逆でも良い。
【０００７】
第３の発明は、ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔と凹部、およびガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、ガラス基板に凹部を形成する第１工程と、ガラス基板の連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点をガラス基板の面方向に走査することにより、面方向に第１変質領域を形成する第２工程と、ガラス基板の貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、内周面予定領域に第２変質領域を形成する第３工程と、ガラス基板に対してエッチングを行い、第１変質領域に沿った部位を除去して連通孔を形成するとともに、第２変質領域に係る部位を除去することにより第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として貫通孔を形成する第４工程と、を有する。
ここで、第３発明において、第２工程と第３工程は順序が逆でも良い。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明において、第１工程は、ガラス基板の所定領域に加熱プレスによる型転写によって凹部を形成する。
第５の発明は、第１〜第４の発明において、レーザ光の焦点の内周面予定領域内における走査は、内周面予定領域の周方向に行い、かつ当該走査は内周面予定領域の深さ方向に所定間隔毎に順に行う。
第６の発明は、第１〜第４の発明において、レーザ光の焦点の内周面予定領域内における走査は、内周面予定領域の周方向に向けて行うとともに、当該周方向と交差する方向にジグザグ動作を繰り返しながら行う。
【０００９】
第７の発明は、第１〜第４の発明において、レーザ光の焦点の内周面予定領域内における走査は、内周面予定領域に沿って螺旋を描くように行う。
第８の発明は、第１〜第７の製造方法によって製造される構造体を用いた液滴吐出ヘッドである。
本発明によれば、ガラス基板に凹部、貫通孔、連通孔などの複雑な構造を形成する場合に、高効率、高精度、高品質な加工が可能となる。特に、その凹部の開口面積が大きくその貫通孔の孔径が大きな場合には、それらを効率的に加工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】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（構造体の製造方法の第１実施形態）
第１実施形態に係る構造体の製造方法について、図１を参照して説明する。
この製造方法は、ガラス基板からなる構造体に対して、その厚さ方向に貫通孔を形成する場合である。
まず、図１（Ａ）に示すように、ガラス基板１の貫通孔の形成が予定される領域であって、その貫通孔の内周面（内周壁）の形成が予定される内周面予定領域３にレーザ光４を照射する。このとき、そのレーザ光４の焦点を内周面予定領域３内において走査することにより、内周面予定領域３に変質領域を形成する。
【００１１】
ガラス基板１に形成される貫通孔２は、図１（Ｃ）に示すように所定の径からなるほぼ円筒状の孔である。この場合に、レーザ光４の焦点の内周面予定領域３内における走査は、例えば図１（Ａ）に示すように、内周面予定領域３の同一高さ（Ｘ−Ｙ平面内）において周方向に例えば一回行い、かつその走査を内周面予定領域３の深さ方向（Ｚ方向）に所定間隔ごとに順に複数回行う。この複数回の走査は、例えばガラス基板１の表面側から裏面側に向けて順に行う。
その後、レーザ光４による走査が終了すると、図１（Ｂ）に示すように、内周面予定領域３に変質領域５が形成され、ガラス基板１内にはその変質領域５で囲まれた中子６が形成される。
ここで、ガラス基板１としては、ソーダガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどの種々のガラスからなる基板が採用可能である。
【００１２】
また、ガラス基板１内に形成される変質領域とは、例えば密度、屈折率、機械的強度、その他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいい、微小なクラックが生じる場合も含まれる。このような変質領域の意味は、後述の他の実施形態で述べる変質領域においても同様である。
このような変質領域をガラス基板１内に形成し得る限り、レーザ光４としては種々のものを採用し得る。上記のレーザ光４の好適な一例としては、パルスレーザ光であってそのパルス幅がフェムト秒オーダ（例えば、数１０〜数１００フェムト秒）であるフェムト秒レーザ光を用いる。
次に、図１（Ｃ）に示すように、ガラス基板１に対してエッチングを行い、変質領域５に係る部位を除去することにより変質領域５で囲まれていた中子６を抜き落としまたはくり抜いて貫通孔２を形成する。これにより、第１実施形態に係る構造体が完成する。
【００１３】
ここで、上記のエッチングとしては、フッ酸溶液を用いたウェットエッチングや、フッ素化合物ガスを用いたドライエッチングを採用することが可能である。ガラス基板１の変質領域５の部分では、それ以外の部分に比べてエッチング速度が速くなり、その変質領域５に沿った領域が優先的に除去されるようになる。このようなエッチングの具体的な内容やその意義については、後述の他の実施形態で実施される変質領域に対するエッチングにおいても同様である。
図２および図３は、上記のように形成された貫通孔の一例を示す電子顕微鏡による写真である。この例は、貫通孔の孔径が２００μｍの場合であり、図２が貫通孔の全体を示す写真、図３がその一部を拡大した写真である。
【００１４】
次に、ガラス基板１の内周面予定領域３内におけるレーザ光４の焦点の走査方法の他の例について、図４および図５を参照して説明する。
図４は、レーザ光４の焦点の内周面予定領域３内における走査が、図示のように、その内周面予定領域３に沿って螺旋を描くように行う場合である。
図５は、レーザ光４の焦点の内周面予定領域３内における走査が、図示のように、内周面予定領域３の周方向に向けて行うとともに、その周方向と交差する方向にジグザグ動作を繰り返しながら行う場合である。
【００１５】
例えば、内周面予定領域３の上端から下端に向けて上下方向（Ｚ方向）にレーザ光４の焦点を走査する（図５の直線４１を参照）。その下端まで走査が終了したら、その下端に沿って内周面予定領域３の周方向に所定距離だけ走査する（曲線４２を参照）。その走査が終了したら、下端から上端に向けて上下方向に走査する（直線４３を参照）。その上端まで走査が終了したら、その上端に沿って内周面予定領域３の周方向に所定距離だけ走査する（曲線４４を参照）。以後、これらの走査を繰り返して行う。
以上説明した製造方法によれば、ガラス基板に貫通孔を形成させる構造体であって、その貫通孔の孔径が大きな場合には効率的に加工（形成）することができる。
なお、上記の例では、ガラス基板１に形成する貫通孔の横断面が円形の場合について説明した。しかし、その貫通孔の横断面の形状は、円形のみならず四角形のような多角形や楕円などの各種の形状でも良く、この場合に上記のレーザ光の焦点の走査方法のいずれもが適用可能である。この点は、以下の各実施形態においても同様である。
【００１６】
（構造体の製造方法の第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る構造体の製造方法について、図６を参照して説明する。
この製造方法は、ガラス基板からなる構造体に対して、その厚さ方向に貫通孔のみならず所定の深さの凹部（溝）を形成するとともに、ガラス基板の内部であってその面方向（板面に沿う方向）に延びて凹部同士を連通する連通孔を形成する場合である。
まず、図６（Ａ）に示すように、ガラス基板１の一方の面側の所定領域において厚さ方向に所定深さの凹部（溝）７、８を形成する。この凹部７、８の形成は、エッチング法、加熱プレス法、ブラスト法、またはＬＩＢＷＥ法のうちのいずれかで行う。この例では、例えば加熱プレス法が使用される。
【００１７】
ここで、エッチング法は、ガラス基板１にエッチングを行って凹凸部を形成する加工法であり、フッ酸溶液を用いたウェットエッチングや、フッ素化合物ガスを用いたドライエッチングを採用することが可能である。加熱プレス法は、ガラス基板１に加熱プレスによる型転写によって凹凸部を形成する加工法である。また、ブラスト法は、ガラス基板１の表面に研掃材を叩きつけて凹凸部を形成する加工法である。さらに、ＬＩＢＷＥ法は、レーザ背面湿式加工法（Ｌａｓｅｒ−Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｂａｃｋｓｉｄｅ Ｗｅｔ Ｅｔｃｈｉｎｇ法）のことである（特許第３０１２９２６号公報参照）。
【００１８】
次に、図６（Ｂ）に示すように、ガラス基板１内であって凹部７と凹部８との間を連通する連通孔９が形成される領域に、レーザ光４を照射する。このとき、そのレーザ光４の焦点をその領域内において面方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域１０を形成する。
引き続き、図６（Ｃ）に示すように、ガラス基板１の貫通孔２の形成が予定される領域であって、その貫通孔の内周面（内周壁）の形成が予定される内周面予定領域３にレーザ光４を照射する。このとき、そのレーザ光４の焦点を内周面予定領域３内において走査することにより、内周面予定領域３に変質領域５を形成する。内周面予定領域３内におけるレーザ光４の焦点の走査は、上記の第１実施形態の各例が適用可能である。
【００１９】
レーザ光４による走査が終了すると、内周面予定領域３内の全域に変質領域５が形成され、ガラス基板１内にはその変質領域５で囲まれた中子６が形成される。
次に、図６（Ｄ）に示すように、ガラス基板１に対してエッチングを行い、変質領域１０に係る部位を除去することにより凹部７と凹部８を連通する連通孔９を形成するとともに、変質領域５に係る部位を除去することにより変質領域５で囲まれていた中子６を抜き落としまたはくり抜いて貫通孔２を形成する。これにより、第２実施形態に係る構造体が完成する。
【００２０】
以上説明した製造方法によれば、ガラス基板に凹部や貫通孔などの複雑な構造を形成する場合に、高精度、高品質、高効率な加工が可能となる。特に、その凹部の開口面積が大きくその貫通孔の孔径が大きな場合には、それらを効率的に加工（形成）できる。
なお、上記の例では、レーザ光４の照射を連通孔９が形成される領域に先に行い、その後に貫通孔２に係る内周面予定領域３に行うようにしたが、そのレーザ光４の照射の順序は問わない。
また、上記の連通孔９は、ガラス基板１内であって凹部７と凹部８との間を連通する連通孔とした場合について説明した。しかし、連通孔には、その連通孔以外に貫通孔同士を連通する連通孔、および凹部と連通孔を連通する連通孔も含まれ、これらの連通孔も上記と同様の手法で形成することができる。
【００２１】
（構造体の製造方法の第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る構造体の製造方法は、本発明に係るガラス基板からなる構造体としてインクジェットプリンタのような液滴吐出装置の構成要素の一部に適用した場合である。
具体的には、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド（インク吐出ヘッド）に適用した場合の例である。液滴吐出ヘッドは、ノズルプレート、アクチュエータ基板、および封止基板などから構成され、その各基板はそれぞれ複数区画形成されるとともに、接着結合したものである。
そして、この製造方法は、液滴吐出ヘッドの構成要素である封止基板を構造体とし、その封止基板の製造に係るものであるので、その封止基板の構造について図７および図８を参照して説明する。
【００２２】
図７は封止基板の平面図である。図８（Ａ）は図７のＡ−Ａ線視の断面図、図８（Ｂ）は図７のＢ−Ｂ線視の断面図、図８（Ｃ）は図７のＣ−Ｃ線視の断面図、図８（Ｄ）は封止基板の表面および裏面に形成される微小ピットの断面図である。
封止基板２０は、上述したガラス基板からなり、図７および図８に示すように、貫通孔２１ａ、２１ｂと、段差部２３ａ、２３ｂを含む貫通孔２２ａ、２２ｂと、段差部２３ａ、２３ｂ内に形成される島部（凸部）２４ａ、２４ｂと、凹部２５ａ、２５ｂと、貼り合わせアライメント用の貫通孔２６ａ〜２６ｃと、を備えている。
貫通孔２１ａ、２１ｂは、封止基板２０の中央であって封止基板２０の長手方向に形成され、実装配線に使用される。貫通孔２２ａ、２２ｂは、封止基板２０の貫通孔２１ａ、２１ｂが形成される外側の位置であって貫通孔２１ａ、２１ｂに沿う方向に形成され、インクキャビティに使用される。段差部２３ａ、２３ｂは、貫通孔２２ａ、２２ｂの近傍側であって貫通孔２２ａ、２２ｂの上部側の長手方向に形成される。
【００２３】
島部２４ａ、２４ｂは、段差部２３ａ、２３ｂ内に形成される。また、島部２４ａ、２４ｂには、封止基板２０の面方向に向けてトンネル状の連通孔２７ａ、２７ｂが形成されている（図８（Ｂ）参照）。連通孔２７ａ、２７ｂはインク整流構造を構成する。
凹部２５ａ、２５ｂは、封止基板２０の裏面側であって、貫通孔２１ａ、２１ｂと貫通孔２２ａ、２２ｂが配置される間の領域において、貫通孔２１ａ、２１ｂの長手方向に沿う方向に所定深さで形成される（図８（Ａ）（Ｂ）参照）。
貼り合わせアライメント用の貫通孔２６ａ〜２６ｃは、封止基板２０の３つの隅部に形成される。また、封止基板２０の表面および裏面のほぼ全体には、接着剤を逃がすための多数の微細ピット２８が規則的に形成される（図８（Ｄ）参照）。このため、封止基板２０を他の基板と接着剤を用いて接着結合して液滴吐出ヘッドを組み立てるときには、３つの貫通孔２６ａ〜２６ｃが位置合わせに使用され、多数の微細ピット２８は接着剤を逃がすために使用される。
【００２４】
次に、このような構造からなる封止基板２０の製造方法について、図９を参照して説明する。この製造方法は、第１実施形態および第２実施形態の製造方法を適用したものであるので、重複する説明は省略する。
まず、図９（Ａ）に示すように、ガラス基板からなる封止基板２０の表面側に段差部２３ａ、２３ｂおよび貫通孔２２ａ、２２ｂの上部側をそれぞれ形成し、このとき段差部２３ａ、２３ｂ内には島部２４ａ、２４ｂのそれぞれが残るようにする。また、封止基板２０の裏面側に凹部２５ａ、２５ｂをそれぞれ形成する。
これらの形成は、上述のエッチング法、加熱プレス法、ブラスト法、またはＬＩＢＷＥ法のうちのいずれかの加工法で行う。この例では、エッチング法または加熱プレス法が最適である。
【００２５】
次に、図９（Ｂ）に示すように、島部２４ａ、２４ｂ内であって、連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に、レーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の面方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域３０ａ、３０ｂをそれぞれ形成する。また、貫通孔２６ａ〜２６ｃが形成される領域に、レーザ光４を照射する（図７および図８（Ｃ）参照）。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の厚さ方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域（図示せず）をそれぞれ形成する。
【００２６】
引き続き、図９（Ｂ）に示すように、封止基板２０の貫通孔２１ａ、２１ｂの形成が予定される領域および貫通孔２２ａ、２２ｂのうちの残りの部分の形成が予定される領域であって、それらの貫通孔の内周面（内周壁）の形成が予定される内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂにレーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点を内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ内において走査することにより、内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂに変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを形成する。内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ内におけるレーザ光４の焦点の走査は、上記の第１実施形態の各例が適用可能である。
【００２７】
レーザ光４による走査が終了すると、図９（ｃ）に示すように、連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に変質領域３０ａ、３０ｂがそれぞれ形成され、連通孔２６ａ〜２６ｃが形成される領域に変質領域（図示せず）がそれぞれ形成される。また、内周面予定領域３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂに変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂがそれぞれ形成される。さらに、封止基板２０内には、変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂのそれぞれで囲まれた中子６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂが形成される。
次に、図９（Ｄ）に示すように、封止基板２０に対してエッチングを行い、変質領域３０ａ、３０ｂに係る部位を除去することにより連通孔２７ａ、２７ｂをそれぞれ形成し、同様に連通孔２６ａ〜２６ｃをそれぞれ形成する。また、変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂに係る部位を除去することにより変質領域５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂで囲まれていた中子６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂを抜き落としまたはくり抜いて貫通孔２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂをそれぞれ形成する。
【００２８】
さらに、封止基板２０の表裏の両面のほぼ全域に、多数の微細ピット２８を例えば規則的に形成する。これにより、第３実施形態に係る封止基板２０が完成する。
以上説明した製造方法によれば、ガラス基板に凹部、貫通孔、連通孔などの複雑な構造を有する構造体を形成する場合に、高精度、高品質、高効率な加工が可能となる。特に、その凹部の開口面積が大きくその貫通孔の横断面積（孔径）が大きな場合には、それらを効率的に加工できる。
なお、上記の例では、レーザ光４の照射を連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に先に行い、その後に貫通孔２１ａ、２１ｂなどに係る内周面予定領域に行うようにしたが、そのレーザ光４の照射の順序は問わない。
【００２９】
（構造体の製造方法の第４実施形態）
この第４実施形態は、第３実施形態と同様に、液滴吐出ヘッドの構成要素である封止基板２０の製造方法の他の例であり、図１０を参照して説明する。
まず、図１０（Ａ）に示すように、ガラス基板からなる封止基板２０の表面側に段差部２３ａ、２３ｂおよび貫通孔２２ａ、２２ｂの上部側をそれぞれ形成し、このとき段差部２３ａ、２３ｂ内には島部２４ａ、２４ｂのそれぞれが残るようにする。また、封止基板２０の裏面側に凹部２５ａ、２５ｂをそれぞれ形成する。
これらの形成は、上述のエッチング法、加熱プレス法、ブラスト法、またはＬＩＢＷＥ法のうちのいずれかの加工法で行う。この例では、エッチング法または加熱プレス法が最適である。
【００３０】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、島部２４ａ、２４ｂ内であって、連通孔２７ａ、２７ｂが形成される領域に、レーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の面方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域３０ａ、３０ｂをそれぞれ形成する。また、貫通孔２６ａ〜２６ｃが形成される領域に、レーザ光４を照射する（図７および図８（Ｃ）参照）。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の厚さ方向に沿って走査することにより、その領域に変質領域（図示せず）をそれぞれ形成する。
引き続き、図１０（Ｂ）に示すように、封止基板２０の貫通孔２１ａ、２１ｂの形成が予定される領域および貫通孔２２ａ、２２ｂのうちの残りの部分の形成が予定される領域にレーザ光４を照射する。このとき、レーザ光４の焦点をその領域内において封止基板２０の厚さ方向に沿って走査することにより、その各領域に変質領域７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂを形成する。
【００３１】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、封止基板２０に対してエッチングを行い、変質領域３０ａ、３０ｂに係る各部位を除去することにより連通孔２７ａ、２７ｂをそれぞれ形成し、同様に連通孔２６ａ〜２６ｃをそれぞれ形成する。また、変質領域７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂに係る部位を除去することにより貫通孔２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂをそれぞれ形成する。
さらに、封止基板２０の表裏の両面のほぼ全域に、多数の微細ピット２８を例えば規則的に形成する。これにより、第４実施形態に係る封止基板２０が完成する。
以上説明した製造方法によれば、第３実施形態に係る製造方法と同様の効果を実現できる。
【００３２】
（その他）
上記の実施形態では、本発明に係るガラス基板からなる構造体をインクジェットプリンタのような液滴吐出装置、およびその液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに適用した場合について説明した。
しかし、本発明に係るガラス基板からなる構造体は、上記以外にガラスを用いた各種のＭＥＭＳデバイス（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓデバイス）などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態の製造方法で得られた貫通孔の一例の全体を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】その同じ貫通孔の電子顕微鏡写真の拡大部分を示すものである。
【図４】第１実施形態の製造方法におけるレーザ光の焦点の走査方法の他の例を説明する説明図である。
【図５】第１実施形態の製造方法におけるレーザ光の焦点の走査方法のさらに他の例を説明する説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【図７】本発明の第３実施形態の製造方法で製造される構造体の一例である、液滴吐出ヘッドの封止基板の構成を示す平面図である。
【図８】図７に示す封止基板の各部の断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の製造方法の工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・ガラス基板、２・・・貫通孔、３・・・内周面予定領域、４・・・レーザ光、５、１０・・・変質領域、６・・・中子、７、８・・・凹部（溝）、９・・・連通孔、２０・・・封止基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板からなり当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔を有する構造体の製造方法であって、
前記ガラス基板の前記貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、前記内周面予定領域に変質領域を形成する第１工程と、
前記ガラス基板に対してエッチングを行い、前記変質領域に係る部位を除去することにより前記変質領域で囲まれていた中子を抜き落として前記貫通孔を形成する第２工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔、および前記ガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、
前記ガラス基板の前記連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を前記ガラス基板の面方向に走査することにより、前記面方向に第１変質領域を形成する第１工程と、
前記ガラス基板の前記貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、前記内周面予定領域に第２変質領域を形成する第２工程と、
前記ガラス基板に対してエッチングを行い、前記第１変質領域に沿った部位を除去して前記連通孔を形成するとともに、前記第２変質領域に係る部位を除去することにより前記第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として前記貫通孔を形成する第３工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項３】
ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔と凹部、および前記ガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、
前記ガラス基板に前記凹部を形成する第１工程と、
前記ガラス基板の前記連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を前記ガラス基板の面方向に走査することにより、前記面方向に第１変質領域を形成する第２工程と、
前記ガラス基板の前記貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、前記内周面予定領域に第２変質領域を形成する第３工程と、
前記ガラス基板に対してエッチングを行い、前記第１変質領域に沿った部位を除去して前記連通孔を形成するとともに、前記第２変質領域に係る部位を除去することにより前記第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として前記貫通孔を形成する第４工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程は、前記ガラス基板の所定領域に加熱プレスによる型転写によって前記凹部を形成することを特徴とする請求項３に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光の焦点の前記内周面予定領域内における走査は、前記内周面予定領域の周方向に行い、かつ当該走査は前記内周面予定領域の深さ方向に所定間隔毎に順に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ光の焦点の前記内周面予定領域内における走査は、前記内周面予定領域の周方向に向けて行うとともに、当該周方向と交差する方向にジグザグ動作を繰り返しながら行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の構造体の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ光の焦点の前記内周面予定領域内における走査は、前記内周面予定領域に沿って螺旋を描くように行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載の製造方法によって製造される構造体を用いたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１】
ガラス基板からなり当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔を有する構造体の製造方法であって、
前記ガラス基板の前記貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、前記内周面予定領域に変質領域を形成する第１工程と、
前記ガラス基板に対してエッチングを行い、前記変質領域に係る部位を除去することにより前記変質領域で囲まれていた中子を抜き落として前記貫通孔を形成する第２工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔、および前記ガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、
前記ガラス基板の前記連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を前記ガラス基板の面方向に走査することにより、前記面方向に第１変質領域を形成する第１工程と、
前記ガラス基板の前記貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、前記内周面予定領域に第２変質領域を形成する第２工程と、
前記ガラス基板に対してエッチングを行い、前記第１変質領域に沿った部位を除去して前記連通孔を形成するとともに、前記第２変質領域に係る部位を除去することにより前記第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として前記貫通孔を形成する第３工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項３】
ガラス基板からなり、当該ガラス基板の厚さ方向に形成される貫通孔と凹部、および前記ガラス基板内であって当該ガラス基板の面方向に延びる連通孔を有する構造体の製造方法であって、
前記ガラス基板に前記凹部を形成する第１工程と、
前記ガラス基板の前記連通孔が形成される領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を前記ガラス基板の面方向に走査することにより、前記面方向に第１変質領域を形成する第２工程と、
前記ガラス基板の前記貫通孔の内周面の形成が予定される内周面予定領域にレーザ光を照射して当該レーザ光の焦点を当該内周面予定領域内において走査することにより、前記内周面予定領域に第２変質領域を形成する第３工程と、
前記ガラス基板に対してエッチングを行い、前記第１変質領域に沿った部位を除去して前記連通孔を形成するとともに、前記第２変質領域に係る部位を除去することにより前記第２変質領域で囲まれていた中子を抜き落として前記貫通孔を形成する第４工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第１工程は、前記ガラス基板の所定領域に加熱プレスによる型転写によって前記凹部を形成することを特徴とする請求項３に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光の焦点の前記内周面予定領域内における走査は、前記内周面予定領域の周方向に行い、かつ当該走査は前記内周面予定領域の深さ方向に所定間隔毎に順に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ光の焦点の前記内周面予定領域内における走査は、前記内周面予定領域の周方向に向けて行うとともに、当該周方向と交差する方向にジグザグ動作を繰り返しながら行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の構造体の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ光の焦点の前記内周面予定領域内における走査は、前記内周面予定領域に沿って螺旋を描くように行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載の製造方法によって製造される構造体を用いたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２４０６４（Ｐ２０１０−２４０６４Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８３９８２（Ｐ２００８−１８３９８２）
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【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２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【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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