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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139835
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド製造方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/16 20060101AFI20241003BHJP
B41J 2/14 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B41J2/16 305
B41J2/14 603
B41J2/14 613
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023050749
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤井 正寛
(72)【発明者】
【氏名】北原 浩司
(72)【発明者】
【氏名】四谷 真一
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼部 本規
【テーマコード（参考）】
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C057AF72
2C057AF93
2C057AG44
2C057AP02
2C057AP31
2C057AP33
2C057AP35
2C057AP53
2C057AQ02
2C057BA03
2C057BA14
(57)【要約】
【課題】高精細な孔を有するフィルターを容易に形成可能な液体吐出ヘッド製造方法、を提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッド製造方法は、圧電素子と、複数の圧力室を含む圧力室基板と、複数の圧力室に液体を供給する第１共通供給流路を含む連通板と、複数の圧力室に連通する複数のノズルを含むノズル基板と、第１共通供給流路に液体を供給する第２共通供給流路と、第２共通供給流路に設けられたフィルターと、を含み、圧電素子が配置された空間を封止し、半導体基板で形成された封止基板と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、封止基板の第１面のうちの第２共通供給流路に対応する第１部分表面には、封止基板の表面上に金属膜が形成され、第１面のうちの第２共通供給流路に対応しない第２部分表面には、封止基板の表面上に金属膜が形成されていない状態で、金属アシスト化学エッチングを行うことで、フィルターを形成する第１工程を含む。
【選択図】図３
【解決手段】液体吐出ヘッド製造方法は、圧電素子と、複数の圧力室を含む圧力室基板と、複数の圧力室に液体を供給する第１共通供給流路を含む連通板と、複数の圧力室に連通する複数のノズルを含むノズル基板と、第１共通供給流路に液体を供給する第２共通供給流路と、第２共通供給流路に設けられたフィルターと、を含み、圧電素子が配置された空間を封止し、半導体基板で形成された封止基板と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、封止基板の第１面のうちの第２共通供給流路に対応する第１部分表面には、封止基板の表面上に金属膜が形成され、第１面のうちの第２共通供給流路に対応しない第２部分表面には、封止基板の表面上に金属膜が形成されていない状態で、金属アシスト化学エッチングを行うことで、フィルターを形成する第１工程を含む。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電素子と、
複数の圧力室を含む圧力室基板と、
前記複数の圧力室に共通に連通し、前記複数の圧力室に液体を供給する第１共通供給流路を含む連通板と、
前記複数の圧力室に連通する複数のノズルを含むノズル基板と、
前記第１共通供給流路に連通し、前記第１共通供給流路に液体を供給する第２共通供給流路と、前記第２共通供給流路に設けられたフィルターと、を含み、前記圧電素子が配置された空間を封止し、半導体基板で形成された封止基板と、を有する液体吐出ヘッド製造方法であって、
前記封止基板が有する第１面のうちの前記第２共通供給流路に対応する第１部分表面に金属膜が形成され、前記第１面のうちの前記第２共通供給流路に対応しない第２部分表面に前記金属膜が形成されていない状態で、金属アシスト化学エッチングを行うことで、前記フィルターを形成する第１工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド製造方法。
複数の圧力室を含む圧力室基板と、
前記複数の圧力室に共通に連通し、前記複数の圧力室に液体を供給する第１共通供給流路を含む連通板と、
前記複数の圧力室に連通する複数のノズルを含むノズル基板と、
前記第１共通供給流路に連通し、前記第１共通供給流路に液体を供給する第２共通供給流路と、前記第２共通供給流路に設けられたフィルターと、を含み、前記圧電素子が配置された空間を封止し、半導体基板で形成された封止基板と、を有する液体吐出ヘッド製造方法であって、
前記封止基板が有する第１面のうちの前記第２共通供給流路に対応する第１部分表面に金属膜が形成され、前記第１面のうちの前記第２共通供給流路に対応しない第２部分表面に前記金属膜が形成されていない状態で、金属アシスト化学エッチングを行うことで、前記フィルターを形成する第１工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項2】
前記第１工程は、
前記第１面上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層を形成した後に、前記第１部分で開口し、前記第２部分で開口しないように前記レジスト層をパターニングし、
前記レジスト層をパターニングした後に、前記第１面上に前記金属膜を形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
前記第１面上にレジスト層を形成し、
前記レジスト層を形成した後に、前記第１部分で開口し、前記第２部分で開口しないように前記レジスト層をパターニングし、
前記レジスト層をパターニングした後に、前記第１面上に前記金属膜を形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項3】
前記レジスト層を形成する前に、前記第１面上に酸化膜を形成し、
前記酸化膜上に前記レジスト層を形成し、
前記レジスト層をパターニングした後であって、前記金属膜を形成する前に、前記酸化膜をエッチングすることにより、前記酸化膜のうち前記第１部分上の部分を開口させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
前記酸化膜上に前記レジスト層を形成し、
前記レジスト層をパターニングした後であって、前記金属膜を形成する前に、前記酸化膜をエッチングすることにより、前記酸化膜のうち前記第１部分上の部分を開口させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項4】
前記酸化膜をエッチングすることにより、前記第１面と前記レジスト層の間に隙間を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項5】
前記第１工程では、
前記第１面上に前記金属膜を形成した後、前記レジスト層を除去する、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
前記第１面上に前記金属膜を形成した後、前記レジスト層を除去する、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項6】
前記連通板は、前記複数の圧力室に共通に連通し、前記複数の圧力室から液体を排出する第１共通排出流路をさらに含み、
前記封止基板は、前記第１共通排出流路から液体を排出する第２共通排出流路をさらに含み、
前記第１面のうちの前記第２共通排出流路に対応する第３部分表面には、前記封止基板の表面上に前記金属膜が形成された状態で、金属アシスト化学エッチングを行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
前記封止基板は、前記第１共通排出流路から液体を排出する第２共通排出流路をさらに含み、
前記第１面のうちの前記第２共通排出流路に対応する第３部分表面には、前記封止基板の表面上に前記金属膜が形成された状態で、金属アシスト化学エッチングを行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項7】
前記第１部分には、前記第２共通供給流路と重なる領域を覆い、かつ、前記フィルターが有する貫通孔に対応する部分表面に前記金属膜が存在するようにして、前記金属膜が形成される、
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項8】
前記第３部分には、前記第２共通排出流路と重なる領域のうちの周縁表面に前記金属膜が存在し、当該領域の中央表面には前記金属膜が存在しないようにして、前記金属膜が形成されることを特徴とする、
請求項６に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
請求項６に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項9】
前記第１工程において、フッ化水素および酸化剤を含む溶液を用いて、前記金属アシスト化学エッチングを行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項10】
前記金属膜は、金で構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項11】
前記封止基板が有する前記第１面とは反対側の第２面のうちの前記第２共通供給流路に対応する第４部分上に第２酸化膜を形成し、かつ前記第２面のうちの前記第２共通供給流路に対応しない第５部分上に前記第２酸化膜が形成されていない状態で、異方性ウエットエッチングを行うことで、前記第２共通供給流路を形成する第２工程を、さらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド製造方法。
【請求項12】
圧電素子と、
複数の圧力室と、第３共通供給流路と、前記第３共通供給流路に設けられたフィルターとを含む圧力室基板と、
前記複数の圧力室に共通に連通し、前記複数の圧力室に液体を供給する第１共通供給流路を含む連通板と、
前記複数の圧力室に連通する複数のノズルを含むノズル基板と、
前記第１共通供給流路に連通し、前記第１共通供給流路に液体を供給する第２共通供給流路と、を含み、前記圧電素子が配置された空間を封止し、半導体基板で形成された封止基板と、を有する液体吐出ヘッド製造方法であって、
前記圧力室基板が有する第３面のうちの前記第３共通供給流路に対応する部分表面に金属膜が形成され、前記第３面のうちの前記第３共通供給流路に対応しない部分表面に前記金属膜が形成されていない状態で、金属アシスト化学エッチングを行うことで、前記フィルターを形成する第１工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド製造方法。
複数の圧力室と、第３共通供給流路と、前記第３共通供給流路に設けられたフィルターとを含む圧力室基板と、
前記複数の圧力室に共通に連通し、前記複数の圧力室に液体を供給する第１共通供給流路を含む連通板と、
前記複数の圧力室に連通する複数のノズルを含むノズル基板と、
前記第１共通供給流路に連通し、前記第１共通供給流路に液体を供給する第２共通供給流路と、を含み、前記圧電素子が配置された空間を封止し、半導体基板で形成された封止基板と、を有する液体吐出ヘッド製造方法であって、
前記圧力室基板が有する第３面のうちの前記第３共通供給流路に対応する部分表面に金属膜が形成され、前記第３面のうちの前記第３共通供給流路に対応しない部分表面に前記金属膜が形成されていない状態で、金属アシスト化学エッチングを行うことで、前記フィルターを形成する第１工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出ヘッド製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インクジェットプリンターは、印刷用途だけでなく、液体化できる材料を任意の場所に塗布できる装置として注目されている。インクジェットプリンターは、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドを備える。液体吐出ヘッドとして、圧力室の壁面を構成する振動板を圧電素子により振動させることで、圧力室に充填された液体をノズルから吐出するヘッドが知られている。
【0003】
特許文献１に記載のヘッドは、インクカートリッジに挿入されるインク供給針と、インクカートリッジが固定されるカートリッジケースと、カートリッジケースに固定されたヘッド本体とを備える。インク供給針およびカートリッジケースは、供給流路を有しており、インク供給針およびカートリッジケースの間には、フィルターが設けられる。このフィルターによって、インク内の気泡および異物が除去される。フィルターは、インク供給針およびカートリッジケースに溶着されている。
【0004】
特許文献２に記載のヘッドは、ノズルからインク滴を噴射するヘッド本体と、ヘッド本体にインクを供給する流路ユニットとを備える。流路ユニットの内部には、フィルターが設けられる。フィルターによって、インクに含まれる気泡および異物が除去される。フィルターは、流路ユニットに溶着されている。
【0005】
特許文献３に記載のヘッドは、ノズルが形成されたノズルプレートと、キャビティプレートとを含む。キャビティプレートは、ダイヤフラムを有しており、ダイヤフラムにはフィルター孔が形成されている。フィルター孔によって、微細な異物が除去される。このフィルター孔は、ＩＣＰ放電によるドライエッチングにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１１－１９４７５３号公報
【特許文献2】特開２０１６－０４９７２５号公報
【特許文献3】特開２０００－３３４９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１および２に記載のフィルターは、別部品に組み付けられ、溶着により接合される。これでは、フィルターを別部材に組付けなければならず、構成が複雑で、製造が困難である。また、フィルターのフィルタリングの性能を上げるためにはフィルターの孔径のサイズを小さくし、かつ精度を高くする必要がある。フィルターが有する孔の形成は、エッチング等により形成される。孔径のサイズを小さくし、かつ精度を高くすることは非常に難しく、かつ製造コストがかかってしまう。
【0008】
特許文献３に記載のフィルターは、ＩＣＰ放電によるドライエッチングにより形成される。かかる方法によれば、微細な孔を形成することができる。その一方、高価な真空装置が必要であり、かつ、エッチング加工に使用するガスは六フッ化硫黄等の温室効果ガスを除外する必要がある。このため、装置が高価であり、かつ、環境への負荷が増大しないよう配慮しなくてはならず、製造が容易であるとは言い難い。
【0009】
したがって、従来の方法では、高精細な孔を有するフィルターを容易に形成することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の好適な態様に係る液体吐出ヘッド製造方法は、圧電素子と、複数の圧力室を含む圧力室基板と、前記複数の圧力室に共通に連通し、前記複数の圧力室に液体を供給する第１共通供給流路を含む連通板と、前記複数の圧力室に連通する複数のノズルを含むノズル基板と、前記第１共通供給流路に連通し、前記第１共通供給流路に液体を供給する第２共通供給流路と、前記第２共通供給流路に設けられたフィルターと、を含み、前記圧電素子が配置された空間を封止し、半導体基板で形成された封止基板と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記封止基板の第１面のうちの前記第２共通供給流路に対応する第１部分表面には、前記封止基板の表面上に金属膜が形成され、前記第１面のうちの前記第２共通供給流路に対応しない第２部分表面には、前記封止基板の表面上に前記金属膜が形成されていない状態で、金属アシスト化学エッチングを行うことで、前記フィルターを形成する第１工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係る液体吐出装置の構成を例示する概略図である。
【図14】金属アシスト化学エッチング工程を説明するための図である。
【図15】第２実施形態における封止基板の製造方法の流れを示す図である。
【図22】第３実施形態の液体吐出ヘッドの一部を示す断面図である。
【図24】液体吐出ヘッド製造方法の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
１．第１実施形態
１－１．液体吐出装置１の全体構成
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１を例示する構成図である。以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向と表記し、Ｘ１方向とは反対の方向をＸ２方向と表記する。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ１方向と表記し、Ｙ１方向とは反対の方向をＹ２方向と表記する。Ｚ軸に沿う一方向をＺ１方向と表記し、Ｚ１方向とは反対の方向をＺ２方向と表記する。
１－１．液体吐出装置１の全体構成
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１を例示する構成図である。以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向と表記し、Ｘ１方向とは反対の方向をＸ２方向と表記する。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ１方向と表記し、Ｙ１方向とは反対の方向をＹ２方向と表記する。Ｚ軸に沿う一方向をＺ１方向と表記し、Ｚ１方向とは反対の方向をＺ２方向と表記する。
【0013】
また、「要素αと要素βとが連通する」とは、要素αと要素βとが直接的に連通する場合のほか、要素αと要素βとが他の要素を介して間接的に連通する場合も含まれる。「要素Ａ上の要素β」とは、要素αと要素βとが直接的に接触する構成に限定されず、要素Ａと要素βとが直接的に接触していない構成も含まれる。「要素Ａ表面の要素Ｂ」とは、要素Ａに要素Ｂが接触していることを示す。
【0014】
図１に示す液体吐出装置１は、液体の一例であるインクを媒体１２に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体１２として利用される。液体吐出装置１には、インクを貯留する液体容器１４が設置される。液体容器１４としては、例えば、液体吐出装置１に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、および、インクを補充可能なインクタンクが挙げられる。なお、液体容器１４に貯留されるインクの種類は任意である。
【0015】
液体吐出装置１は、制御ユニット２０と搬送機構２２と移動機構２４と循環機構２６と液体吐出ヘッド３とを備える。制御ユニット２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の１または複数の処理回路と半導体メモリー等の１または複数の記憶回路とを含み、液体吐出装置１の各要素を統括的に制御する。搬送機構２２は、制御ユニット２０による制御のもとで媒体１２をＹ軸に沿った方向に搬送する。
【0016】
移動機構２４は、制御ユニット２０による制御のもとで液体吐出ヘッド３をＸ軸に沿って往復させる。Ｘ軸は、媒体１２が搬送される方向に沿うＹ軸に交差する。第１実施形態の移動機構２４は、液体吐出ヘッド３を収容する略箱型の搬送体２４２と、搬送体２４２が固定された搬送ベルト２４４とを備える。なお、複数の液体吐出ヘッド３を搬送体２４２に搭載した構成、または、液体容器１４を液体吐出ヘッド３とともに搬送体２４２に搭載した構成も採用され得る。
【0017】
循環機構２６は、液体容器１４が接続される。循環機構２６は、制御ユニット２０による制御のもとで、液体吐出ヘッド３にインクを供給するとともに、液体吐出ヘッド３から排出されるインクを液体吐出ヘッド３への再供給のために回収する機構である。循環機構２６は、例えば、インクを貯留するサブタンクと、インクを流動させるためのポンプと、を有する。循環機構２６を備えることで、インクの粘度上昇を抑えたり、インク内の気泡の滞留を低減したりすることができる。
【0018】
液体吐出ヘッド３は、制御ユニット２０による制御のもとで、液体容器１４から循環機構２６を介して供給されるインクを媒体１２に吐出する。搬送機構２２による媒体１２の搬送と搬送体２４２の反復的な往復とに並行して各液体吐出ヘッド３が媒体１２にインクを吐出することで、媒体１２の表面に画像が形成される。
【0019】
１－２．液体吐出ヘッド３の全体構成
図２は、図１に示す液体吐出ヘッド３の一部斜視図である。図３は、図２に示す液体吐出ヘッド３の断面図である。Ｚ軸は、液体吐出ヘッド３によるインクの吐出方向に沿う軸線である。また、Ｚ１方向またはＺ２方向から見ることを「平面視」とする。
図２は、図１に示す液体吐出ヘッド３の一部斜視図である。図３は、図２に示す液体吐出ヘッド３の断面図である。Ｚ軸は、液体吐出ヘッド３によるインクの吐出方向に沿う軸線である。また、Ｚ１方向またはＺ２方向から見ることを「平面視」とする。
【0020】
【0021】
図２および図３に例示される通り、液体吐出ヘッド３は、ノズル基板３７と流路構造体３０と複数の圧電素子３４と封止基板３６と配線基板４０とを備える。ノズル基板３７、流路構造体３０、および封止基板３６のそれぞれは、詳細な図示はしないが、Ｙ軸に沿った長尺な板状部材である。
【0022】
ノズル基板３７は、複数のノズルＮが形成された板状部材である。複数のノズルＮのそれぞれは、インクを吐出する円形状の貫通孔である。複数のノズルＮは、Ｙ軸に沿って直線状に配列される。ノズルＮの数は、例えば、４００程度である。ノズル基板３７は、例えばシリコンの単結晶基板等の半導体基板を加工することで製造される。
【0023】
流路構造体３０は、複数のノズルＮのそれぞれにインクを供給するための流路が内部に形成された構造体である。流路構造体３０は、連通板３１と圧力室基板３２とを含む。連通板３１と圧力室基板３２とは、Ｚ２方向に積層される。連通板３１おけるＺ１方向の表面にノズル基板３７が配置される。圧力室基板３２おけるＺ２方向の表面に封止基板３６が配置される。
【0024】
流路構造体３０には、第１共通供給流路Ｒ１と第３共通供給流路Ｒ７と複数の圧力室Ｃ１と複数の第１連通流路Ｒ３と複数の第２連通流路Ｒ４と第１共通排出流路Ｒ５と第３共通排出流路Ｒ８とが形成される。連通板３１および圧力室基板３２のそれぞれは、凹部または貫通孔を有しており、これら凹部または貫通孔によって各流路が形成される。なお、図３では、複数の圧力室Ｃ１、複数の第１連通流路Ｒ３および複数の第２連通流路Ｒ４のうち、１つの圧力室Ｃ１、およびこれに対応する１つの第１連通流路Ｒ３および１つの第２連通流路Ｒ４が図示される。
【0025】
第１共通供給流路Ｒ１および第３共通供給流路Ｒ７のそれぞれは、Ｙ軸に沿う長尺状に形成された空間である。第３共通供給流路Ｒ７は、圧力室基板３２の内壁面で構成され、第１共通供給流路Ｒ１と第２共通供給流路Ｒ２とを連通する。第１共通供給流路Ｒ１は、第３共通供給流路Ｒ７を介して複数の圧力室Ｃ１に共通に連通し、複数の圧力室Ｃ１にインクを供給する。
【0026】
圧力室Ｃ１は、ノズルＮごとに形成され、Ｘ１方向に延在する長尺状の空間である。複数の圧力室Ｃ１は、互いに離間してＹ軸に沿って配列される。圧力室Ｃ１は、第１共通供給流路Ｒ１に連通する。圧力室Ｃ１のＸ１方向における一端には、第１連通流路Ｒ３を介してノズルＮが連通する。
【0027】
第１連通流路Ｒ３および第２連通流路Ｒ４のぞれぞれは、ノズルＮごとに形成された空間である。複数の第１連通流路Ｒ３は、互いに離間してＹ軸に沿って配列される。複数の第２連通流路Ｒ４は、互いに離間してＹ軸に沿って配列される。第１連通流路Ｒ３は、ノズルＮに対してＸ２方向に設けられ、圧力室Ｃ１に連通する。第２連通流路Ｒ４は、ノズルＮに対してＸ１方向に設けられ、第１共通排出流路Ｒ５に連通する。
【0028】
第１共通排出流路Ｒ５および第３共通排出流路Ｒ８のそれぞれは、Ｙ軸に沿う長尺状に形成された空間である。第３共通排出流路Ｒ８は、圧力室基板３２の内壁面で構成され、第１共通排出流路Ｒ５と第２共通排出流路Ｒ６とを連通する。第１共通排出流路Ｒ５は、第２連通流路Ｒ４および第１連通流路Ｒ３を介して複数の圧力室Ｃ１に共通に連通し、複数の圧力室Ｃ１からインクを排出する。
【0029】
流路構造体３０において、インクは、第３共通供給流路Ｒ７、第１共通供給流路Ｒ１、複数の圧力室Ｃ１、複数の第１連通流路Ｒ３、複数の第２連通流路Ｒ４、第１共通排出流路Ｒ５、および第３共通排出流路Ｒ８の順に流れる。
【0030】
また、圧力室基板３２の一部は、振動板３３を構成する。振動板３３は、封止基板３６に接触し、平面視で、複数の圧力室Ｃ１、第１共通供給流路Ｒ１、および第１共通排出流路Ｒ５に重なる。振動板３３は、弾性的に変形可能である。また、圧力室基板３２は、第３面３０６と、第３面３０６とは反対側の第４面３０７とを有する。振動板３３の表面は、第３面３０６の一部で構成される。第３面３０６は、封止基板３６に接触する。第４面３０７は、連通板３１に接触する。
【0031】
連通板３１および圧力室基板３２は、例えばシリコンの単結晶基板等の半導体基板を加工することで製造される。なお、連通板３１および圧力室基板３２のそれぞれは、単一部材で構成されてもよいし、複数の部材の組み合わせにより構成されてもよい。
【0032】
封止基板３６は、複数の圧電素子３４を保護するとともに流路構造体３０の機械的な強度を補強する構造体である。さらに、封止基板３６は、インクを循環させるための流路を有する。封止基板３６は、第１面３０１および第２面３０２を含む。第２面３０２は第１面３０１と反対側の面である。第２面３０２は、圧力室基板３２に接触する。
【0033】
封止基板３６には、第２共通供給流路Ｒ２と第２共通排出流路Ｒ６と配線用空間３６１と複数の第１空間Ｈ１と複数の第２空間Ｈ２と複数の第３空間Ｈ３とが形成される。封止基板３６は、凹部または貫通孔を有しており、これら凹部または貫通孔によって各流路または空間が形成される。なお、図３では、複数の第１空間Ｈ１と複数の第２空間Ｈ２と複数の第３空間Ｈ３のうち、１つの第１空間Ｈ１、およびこれに対応する１つの第２空間Ｈ２および１つの第３空間Ｈ３が図示される。
【0034】
第２共通供給流路Ｒ２は、封止基板３６を貫通する孔であって、Ｙ軸に沿う長尺状に形成された空間である。第２共通供給流路Ｒ２は、第３共通供給流路Ｒ７を介して第１共通供給流路Ｒ１に連通し、第１共通供給流路Ｒ１にインクを供給する。第２共通排出流路Ｒ６は、封止基板３６を貫通する孔であって、Ｙ軸に沿う長尺状に形成された空間である。第２共通排出流路Ｒ６は、第３共通排出流路Ｒ８を介して第１共通排出流路Ｒ５に連通し、第１共通排出流路Ｒ５からインクを排出する。配線用空間３６１は、封止基板３６を貫通する孔であって、Ｙ軸に沿う長尺状に形成された空間である。なお、図示の例では、配線用空間３６１を形成する内壁面は、Ｚ軸に平行であるが、Ｚ軸に対して傾斜してもよい。傾斜している場合、配線基板４０の実装時に用いられる治具との干渉を防止することができる。また、傾斜している場合、配線基板４０の実装スペースを小型にできる。
【0035】
第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３は、ノズルＮごとに形成された空間であって、振動板３３と封止基板３６とによって囲まれた空間である。複数の第１空間Ｈ１は、互いに離間してＹ軸に沿って配列される。複数の第２空間Ｈ２は、互いに離間してＹ軸に沿って配列される。複数の第３空間Ｈ３は、互いに離間してＹ軸に沿って配列される。複数の第１空間Ｈ１に対してＸ２方向に複数の第２空間Ｈ２が配置され、複数の第１空間Ｈ１に対してＸ１方向に複数の第３空間Ｈ３が配置される。複数の第１空間Ｈ１には、複数の圧電素子３４が１対１で配置される。
【0036】
第２空間Ｈ２は、振動板３３を介して第１共通供給流路Ｒ１と隔てらえており、第１共通供給流路Ｒ１のインクの圧力変動に応じた振動板３３の変形を吸収するコンプライアンス空間である。第３空間Ｈ３は、振動板３３を介して第１共通排出流路Ｒ５と隔てらえており、第１共通排出流路Ｒ５のインクの圧力変動に応じた振動板３３の変形を吸収するコンプライアンス空間である。第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３が設けられることで、インクの吐出およびインクの循環を安定化させることができる。なお、図示の例では、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３を形成する各内側面は、Ｚ軸に平行であるが、Ｚ軸に対して傾斜してもよい。
【0037】
かかる封止基板３６、圧力室基板３２、および連通板３１が積層されることで、３次元的なインク流路が構成される。
【0038】
また、封止基板３６は、フィルター３６０を有する。フィルター３６０は、第２共通供給流路Ｒ２のインク供給口に設けられる。フィルター３６０は、インクに混入する気泡および異物を取り除くために設けられる。異物を取り除くことで、ノズルＮの詰まりを防止することができる。また、気泡を取り除くことで、圧力室Ｃ１での圧力伝搬の遅延を抑制することができる。このようなことから、フィルター３６０が設けられることで、安定したインク吐出を確保することができる。
【0039】
圧電素子３４は、振動板３３のうち圧力室Ｃ１とは反対側の第３面３０６上に圧力室Ｃ１ごとに配置される。圧電素子３４は、平面視でＸ軸に沿う長尺状の受動素子である。圧電素子３４は、駆動信号が印加されることで、インクを吐出するためのエネルギーを生成するエネルギー生成素子の例示である。ここではエネルギー生成素子として機械的エネルギーを生成する圧電素子を記載するが、振動板３３を有する系であれば、熱エネルギーを生成する電気熱変換素子でも良い。また、圧電素子３４は、駆動信号が印加されることで駆動する駆動素子でもある。圧電素子３４は、配線基板４０と導通し、パルス電圧が印加されて収縮し、振動板３３を撓ませて、圧力室Ｃ１を加圧する。
【0040】
配線用空間３６１には、配線基板４０が配置される。配線基板４０は、圧力室基板３２に接合される。配線基板４０は、制御ユニット２０と液体吐出ヘッド３とを電気的に接続するための複数の配線が形成された実装部品である。配線基板４０としては、例えばＴＣＰ（Tape Carrier Package）またはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等が用いられる。圧電素子３４を駆動するための駆動信号および基準電圧が配線基板４０から各圧電素子３４に供給される。
【0041】
かかる液体吐出ヘッド３では、インクは、第２共通供給流路Ｒ２から流入し、第３共通供給流路Ｒ７および第１共通供給流路Ｒ１を介して圧力室Ｃ１へと導かれる。圧電素子３４が駆動することで圧力室Ｃ１の圧力が変動し、この圧力の変動によって、ノズルＮからインク滴が吐出される。これと同時に、インクは、第１共通排出流路Ｒ５、第３共通排出流路Ｒ８および第２共通排出流路Ｒ６を通って還流する。このように、インクは、前述の循環機構２６の動作により、第１共通供給流路Ｒ１、第３共通供給流路Ｒ７、第２共通供給流路Ｒ２、圧力室Ｃ１、第１連通流路Ｒ３、第２連通流路Ｒ４、第１共通排出流路Ｒ５、第３共通排出流路Ｒ８、および第２共通排出流路Ｒ６をこの順に循環する。
【0042】
１－３．封止基板３６
図４は、図３に示す封止基板３６の平面図である。図４に示すように、封止基板３６には、２つの第２共通供給流路Ｒ２、１つの第２共通排出流路Ｒ６、および２つの配線用空間３６１が形成される。第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６、および配線用空間３６１は、互いに離間し、Ｘ軸に沿って並ぶ。第２共通排出流路Ｒ６は、封止基板３６のＸ軸に沿った中心軸Ａ０に重なる。中心軸Ａ０は、前述の液体吐出ヘッド３の左右面対称の基準である仮想面ａと平面視で一致する。第２共通排出流路Ｒ６は、２つの第２共通供給流路Ｒ２で共通である。
図４は、図３に示す封止基板３６の平面図である。図４に示すように、封止基板３６には、２つの第２共通供給流路Ｒ２、１つの第２共通排出流路Ｒ６、および２つの配線用空間３６１が形成される。第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６、および配線用空間３６１は、互いに離間し、Ｘ軸に沿って並ぶ。第２共通排出流路Ｒ６は、封止基板３６のＸ軸に沿った中心軸Ａ０に重なる。中心軸Ａ０は、前述の液体吐出ヘッド３の左右面対称の基準である仮想面ａと平面視で一致する。第２共通排出流路Ｒ６は、２つの第２共通供給流路Ｒ２で共通である。
【0043】
また、封止基板３６には、フィルター３６０が設けられる。フィルター３６０は、Ｙ１方向に延在する。フィルター３６０は、平面視で、第２共通供給流路Ｒ２に重なる。フィルター３６０は、封止基板３６の一部で構成されるメンブレンフィルターである。
【0044】
図５は、図４に示すフィルター３６０の一部の拡大図である。図６は、図５に示すフィルター３６０の断面図である。図５および図６に示すように、フィルター３６０は、複数の貫通孔Ｈ０を有する。複数の貫通孔Ｈ０は、フィルター３６０を貫通する孔である。各貫通孔Ｈ０の平面形状は、例えば、円形である。複数の貫通孔Ｈ０は、互いに離間し、等間隔に配置される。なお、複数の貫通孔Ｈ０は、等間隔で配置されなくてもよい。
【0045】
複数の貫通孔Ｈ０の中心Ｏ１同士の間の距離、すなわち中心間距離Ｌ１は、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下である。各貫通孔Ｈ０の幅Ｄ０、すなわち直径は、例えば、１０μｍ以上２０μ以下である。フィルター３６０が有する複数の貫通孔Ｈ０の数は、例えば、２万個以上４万個以下である。フィルター３６０の開口率は、例えば、２０％以上５０％以下である。
【0046】
これら中心間距離Ｌ１、幅Ｄ０、複数の貫通孔Ｈ０の数、および開口率は、インクの粘度、およびインクの吐出頻度に応じて、フィルター３６０の圧力損失が高くなることによる吐出精度の低下を抑制するよう設定される。例えば、１つのノズル基板３７が有するノズルＮの数が４００ノズルであり、インクの吐出頻度が５．８ｐｌ×８０ｋＨｚ／ノズルであり、かつ、２５℃におけるインクの粘度が３．２ｍＰａ．ｓである場合、フィルター３６０の圧力損失は約２００Ｐａ以下である。かかる圧力損失であれば、吐出精度の影響は低く抑えられる。
【0047】
各貫通孔Ｈ０を形成する内壁面には、図示省略するが、液体保護膜が成膜される。液体保護膜は、例えば、酸化ケイ素膜および酸化タンタル（ＴａＯｘ）膜の積層構造である。インク保護膜は、例えば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）により形成される。
【0048】
なお、前述の図３に示す例では、第２共通供給流路Ｒ２に対応する箇所にフィルター３６０が設けられており、第２共通排出流路Ｒ６に対応する箇所には、フィルターが設けられていない。しかし、第２共通排出流路Ｒ６に対応する箇所にフィルターを設けてもよい。当該箇所にフィルターを設ける場合、当該フィルターは、フィルター３６０よりも孔径および開口率が大きくなるように設計してよい。第２共通排出流路Ｒ６に対応する箇所にフィルターを設けることで、インクの逆流による異物の流入を防止し、液体吐出ヘッド３のインク流路における異物および気泡の滞留を防止することができる。
【0049】
１－４．封止基板３６の製造方法
図７は、図３に示す封止基板３６の製造方法の流れを示す図である。液体吐出ヘッド製造方法は、封止基板３６の製造方法を含む。図７に示すように封止基板３６の製造方法は、第２工程Ｓ２００および第１工程Ｓ１００を含む。第２工程Ｓ２００は、封止基板３６の第２面３０２から加工する工程である。第１工程Ｓ１００は、封止基板３６の第１面３０１から加工する工程である。また、第１工程Ｓ１００では、後で説明するが、金属アシスト化学エッチングが用いられる。金属アシスト化学エッチングは、ＭＡＣＥと略される。金属アシスト化学エッチングを用いることで、フィルター３６０の微細な貫通孔Ｈ０を高精度に形成することができる。なお、封止基板３６の製造方法は、フィルター３６０の製造方法を含む。
図７は、図３に示す封止基板３６の製造方法の流れを示す図である。液体吐出ヘッド製造方法は、封止基板３６の製造方法を含む。図７に示すように封止基板３６の製造方法は、第２工程Ｓ２００および第１工程Ｓ１００を含む。第２工程Ｓ２００は、封止基板３６の第２面３０２から加工する工程である。第１工程Ｓ１００は、封止基板３６の第１面３０１から加工する工程である。また、第１工程Ｓ１００では、後で説明するが、金属アシスト化学エッチングが用いられる。金属アシスト化学エッチングは、ＭＡＣＥと略される。金属アシスト化学エッチングを用いることで、フィルター３６０の微細な貫通孔Ｈ０を高精度に形成することができる。なお、封止基板３６の製造方法は、フィルター３６０の製造方法を含む。
【0050】
図８は、図７に示す第２工程Ｓ２００の流れを示す図である。図８に示すように、第２工程Ｓ２００は、第３酸化膜形成工程Ｓ２０と、第１ウエットエッチング工程Ｓ２１と、第２酸化膜形成工程Ｓ２２と、第２ウエットエッチング工程Ｓ２３とを含む。
【0051】
【0052】
図９（ａ）は、第３酸化膜形成工程Ｓ２０を説明するための図である。図９（ａ）に示すように、第３酸化膜形成工程Ｓ２０では、封止基板３６の外表面にパターニングされた第３酸化膜５１が形成される。第３酸化膜５１は、具体的には酸化シリコン膜である。したがって、封止基板３６の第１面３０１および第２面３０２に第３酸化膜５１が形成される。第３酸化膜５１の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０２μｍ以上０．２μｍ以下である。
【0053】
封止基板３６の第２面３０２は、第４部分３０２１と第５部分３０２２と第６部分３０２３と第８部分３０２４と第９部分３０２５と第１０部分３０２６と第１１部分３０２７とを含む。第４部分３０２１は、前述の第２共通供給流路Ｒ２に対応する部分である。第６部分３０２３は、第２共通排出流路Ｒ６に対応する部分である。第８部分３０２４は、配線用空間３６１に対応する部分である。第９部分３０２５は、第１空間Ｈ１に対応する部分である。第１０部分３０２６は、第２空間Ｈ２に対応する部分である。第１１部分３０２７は、第３空間Ｈ３に対応する部分である。第５部分３０２２は、第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６、配線用空間３６１、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３に対応しない部分である。
【0054】
第９部分３０２５、第１０部分３０２６、および第１１部分３０２７は、後述の第１ウエットエッチングにより除去される部分である。第４部分３０２１、第６部分３０２３、および第８部分３０２４は、後述の第２ウエットエッチングにより除去される部分である。第５部分３０２２は、第１ウエットエッチングおよび第２ウエットエッチングにより除去されない部分である。
【0055】
本工程において、第３酸化膜５１は、第９部分３０２５、第１０部分３０２６、および第１１部分３０２７上に形成されず、第４部分３０２１、第５部分３０２２、第６部分３０２３、および第８部分３０２４上に形成される。したがって、第３酸化膜５１は、平面視で、第９部分３０２５、第１０部分３０２６、および第１１部分３０２７上に重ならず、第４部分３０２１、第５部分３０２２、第６部分３０２３、および第８部分３０２４に重なる。
【0056】
パターニングされた第３酸化膜５１は、例えば、以下のように形成される。熱酸化またはＣＶＤ法により、封止基板３６の外表面の全域に一様に第３酸化膜５１を形成する。当該第３酸化膜５１の一部がレジストマスクを用いたエッチングにより除去される。例えばバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより当該第３酸化膜５１の一部が除去される。この結果、パターニングされた第３酸化膜５１が得られる。
【0057】
図９（ｂ）は、第１ウエットエッチング工程Ｓ２１を説明するための図である。図９（ｂ）に示すように、第１ウエットエッチング工程Ｓ２１では、封止基板３６の一部が第１ウエットエッチングにより除去される。第１ウエットエッチングは、異方性ウエットエッチングである。例えば、水酸化カリウムを用いた異方性ウエットエッチングにより封止基板３６の一部が除去される。第９部分３０２５、第１０部分３０２６、および第１１部分３０２７が除去され、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３が形成される。
【0058】
第１ウエットエッチングが終了した後、次の工程の前に、第３酸化膜５１は、除去される。例えば、バッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより、第３酸化膜５１が除去される。なお、第３酸化膜５１は、除去されなくてもよく、後述の第２酸化膜５２の一部として用いられてもよい。
【0059】
図９（ｃ）は、第２酸化膜形成工程Ｓ２２を説明するための図である。図９（ｃ）に示すように、第２酸化膜形成工程Ｓ２２では、封止基板３６の外表面にパターニングされた第２酸化膜５２が形成される。第２酸化膜５２は、具体的には酸化シリコン膜である。したがって、封止基板３６の第１面３０１および第２面３０２に第２酸化膜５２が形成される。第２酸化膜５２の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０２μｍ以上０．２μｍ以下である。
【0060】
本工程において、第２酸化膜５２は、第４部分３０２１、第６部分３０２３、および第８部分３０２４上には形成されず、第５部分３０２２上に形成される。したがって、第２酸化膜５２は、平面視で、第４部分３０２１、第６部分３０２３、および第８部分３０２４に重ならず、第５部分３０２２に重なる。また、第２酸化膜５２は、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３を形成する各内壁面上に形成される。
【0061】
パターニングされた第２酸化膜５２は、例えば、以下のように形成される。熱酸化またはＣＶＤ法により、封止基板３６の外表面の全域に一様に第２酸化膜５２を形成する。当該第２酸化膜５２の一部がレジストマスクを用いたエッチングにより除去される。例えばバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより当該第２酸化膜５２の一部が除去される。この結果、パターニングされた第２酸化膜５２が得られる。
【0062】
図９（ｄ）および図９（ｅ）は、第２ウエットエッチング工程Ｓ２３を説明するための図である。図９（ｄ）に示すように、第２ウエットエッチング工程Ｓ２３では、封止基板３６の一部が第２ウエットエッチングにより除去される。第２ウエットエッチングは、異方性ウエットエッチングである。例えば、水酸化カリウムを用いた異方性ウエットエッチングにより封止基板３６の一部が除去される。第４部分３０２１、第６部分３０２３、および第８部分３０２４が除去され、第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６の一部、および配線用空間３６１の一部が形成される。
【0063】
図９（ｅ）に示すように、第１ウエットエッチングが終了した後、第２酸化膜５２は、除去される。例えば、バッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより、第２酸化膜５２が除去される。なお、第２酸化膜５２は、除去されなくてもよく、後述の第１工程Ｓ１００で用いられる酸化膜４１の一部として使用してもよい。
【0064】
図１０は、図７に示す第１工程Ｓ１００の流れを示す図である。図１０に示すように、第１工程Ｓ１００は、酸化膜形成工程Ｓ１０、保護膜形成工程Ｓ１１、レジスト層形成工程Ｓ１２、レジスト層パターニング工程Ｓ１３、酸化膜エッチング工程Ｓ１４、金属膜形成工程Ｓ１５、レジスト層除去工程Ｓ１６、および金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７を含む。
【0065】
図１１は、図１０の酸化膜形成工程Ｓ１０からレジスト層パターニング工程Ｓ１３までを説明するための図である。図１１（ａ）は、酸化膜形成工程Ｓ１０を説明するための図である。図１１（ａ）に示すように、酸化膜形成工程Ｓ１０では、封止基板３６の外表面の全域に酸化膜４１が形成される。したがって、酸化膜４１は、第１面３０１および第２面３０２上に形成される。なお、酸化膜４１は、第１面３０１上にのみ形成され、第２面３０２上に形成されなくてもよい。酸化膜４１は、具体的には酸化シリコン膜である。例えば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法または熱酸化により酸化膜４１が形成される。酸化膜４１の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０２μｍ以上０．２μｍ以下である。
【0066】
図１１（ｂ）は、保護膜形成工程Ｓ１１を説明するための図である。図１１（ｂ）に示すように、保護膜形成工程Ｓ１１では、封止基板３６の第２面３０２上に保護膜４２が形成される。具体的には、保護膜４２は、第２面３０２上の酸化膜４１上に形成される。保護膜４２は、例えば、ダイヤモンドライクカーボン等で構成される。ダイヤモンドライクカーボンは、ＤＬＣと略される。例えば、ＣＶＤ法またはスパッタリング法により保護膜４２が形成される。
【0067】
図１１（ｃ）は、レジスト層形成工程Ｓ１２を説明するための図である。図１１（ｃ）に示すように、レジスト層形成工程Ｓ１２では、封止基板３６の第１面３０１上にレジスト層４３を形成する。具体的には、第１面３０１上に形成された酸化膜４１上にレジスト層４３を形成する。レジストを酸化膜４１上に塗布し、遠心力を利用して酸化膜４１上にレジスト層４３を形成する。レジスト層４３の厚みは、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上３μｍ以下である。
【0068】
図１１（ｄ）および１１（ｅ）のそれぞれは、レジスト層パターニング工程Ｓ１３を説明するための図である。図１１（ｄ）に示すように、レジスト層パターニング工程Ｓ１３では、レジスト層４３の一部を除去することにより、レジスト層４３をパターニングする。
【0069】
封止基板３６の第１面３０１は、第１部分３０１１と第２部分３０１２と第３部分３０１３と第７部分３０１４とを含む。第１部分３０１１は、第２共通供給流路Ｒ２に平面視で重なり、フィルター３６０に対応する部分である。第３部分３０１３は、第２共通排出流路Ｒ６に対応する部分である。第７部分３０１４は、配線用空間３６１に対応する部分である。第２部分３０１２は、第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６および配線用空間３６１に対応しない部分である。第１部分３０１１、第３部分３０１３、および第７部分３０１４は、後述の金属アシスト化学エッチングにより除去される部分である。第２部分３０１２は、金属アシスト化学エッチングにより除去されない部分である。
【0070】
レジスト層パターニング工程Ｓ１３では、第１部分３０１１、第３部分３０１３、および第７部分３０１４で開口し、第２部分３０１２で開口しないようレジスト層４３をパターニングする。
【0071】
図１１（ｅ）に示すように、レジスト層４３をパターニングした後、リフローベークを行う。この結果、パターニングされたレジスト層４３は、表面張力によって、Ｚ２方向の面がＺ１方向の面よりも狭い状態になる。
【0072】
【0073】
図１２（ａ）は、酸化膜エッチング工程Ｓ１４を説明するための図である。図１２（ａ）に示すように、酸化膜エッチング工程Ｓ１４では、酸化膜４１の一部をエッチングにより除去することにより、酸化膜４１がパターニングされる。例えば、レジスト層４３をマスクとして、バッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより、酸化膜４１の一部が除去される。バッファードフッ酸は、ＢＨＦと略される。
【0074】
酸化膜エッチング工程Ｓ１４では、第１面３０１とレジスト層４３との間に隙間Ｇが形成される。すなわち、酸化膜エッチング工程Ｓ１４では、隙間Ｇが形成される程度に、酸化膜４１の一部が除去される。特に、封止基板３６がシリコンを含む場合、フッ酸を用いたウエットエッチングを行うことにより、隙間Ｇを形成し易い。また、隙間Ｇが形成されることで、パターニングされた酸化膜４１は、平面視でパターニングされたレジスト層４３に覆われている。
【0075】
図１２（ｂ）は、金属膜形成工程Ｓ１５を説明するための図である。図１２（ｂ）に示すように、金属膜形成工程Ｓ１５では、封止基板３６の第１面３０１上に金属膜４４を形成する。具体的には、第１面３０１上に配置されたレジスト層４３上に金属膜４４を形成する。金属膜４４は、例えば、スパッタリング法等により成膜される。金属膜４４は、例えば、プラチナ、ルテニウム、プラチナ、パラジウム、モリブデン、クロム、銅、タンタル、チタン、またはイリジウムを含む。
【0076】
前述のように、第１面３０１とレジスト層４３との間には隙間Ｇが形成される。このため、金属膜４４は、第１面３０１に接触する部分４４１と、レジスト層４３に接触する部分４４２とを含む。隙間Ｇが設けられることで、部分４４１と部分４４２とは連続しておらず、分断される。
【0077】
図１２（ｃ）は、レジスト層除去工程Ｓ１６を説明するための図である。図１２（ｃ）に示すように、レジスト層除去工程Ｓ１６では、レジスト層４３が除去される。この除去に伴い、レジスト層４３上に接触する金属膜４４の部分４４２も同時に除去される。この結果、複数の部分４４１で構成される金属膜４４が第１面３０１上に形成される。
【0078】
金属膜４４は、第１部分３０１１、第３部分３０１３、および第７部分３０１４表面に形成され、第２部分３０１２表面には形成されない。したがって、金属膜４４は、平面視で、第１部分３０１１、第３部分３０１３、および第７部分３０１４に重なり、第２部分３０１２に重ならない。また、金属膜４４は、第１部分３０１１、第３部分３０１３、および第７部分３０１４に接触しており、第２部分３０１２には接触していない。また、金属膜４４は、平面視で第３部分３０１３が有する周縁３０１３ａに形成され、第２部分３０１２の中心には形成されない。同様に、金属膜４４は、平面視で第７部分３０１４の周縁３０１４ａに形成され、第７部分３０１４の中心部には形成されない。
【0079】
図１２（ｄ）および（ｅ）のそれぞれは、金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７を説明するための図である。図１２（ｄ）に示すように、金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７では、金属アシスト化学エッチングにより封止基板３６の一部を除去する。例えば、フッ化水素および酸化剤を含む溶媒を用いた金属アシスト化学エッチングが最適である。
【0080】
金属アシスト化学エッチングでは、金属膜４４の材料の触媒作用による封止基板３６の酸化と、溶媒による封止基板３６の酸化物のエッチングと、金属膜４４と封止基板３６とのクーロン力による吸着とが繰り返される。これらが繰り返されることで、Ｚ１方向に穴を形成することが可能である。
【0081】
図１２（ｅ）に示すように、封止基板３６の一部を除去した後、金属膜４４が除去される。また、酸化膜４１および保護膜４２も除去される。酸化膜４１は、例えば、バッファードフッ酸を用いたウエットエッチングにより除去される。保護膜４２は、例えばプラズマアッシングにより除去される。この結果、封止基板３６に、第２共通供給流路Ｒ２に設けられたフィルター３６０、第２共通排出流路Ｒ６の残部、および配線用空間３６１の残部が形成される。
【0082】
以上により、封止基板３６に、フィルター３６０、第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６、配線用空間３６１、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２、および第３空間Ｈ３が形成される。
【0083】
図１３は、図７に示す第１工程Ｓ１００におけるフィルター３６０の製造を説明するための図である。図１３は、フィルター３６０の一部が拡大して図示される。図１１および図１２では、フィルター３６０が有する複数の貫通孔Ｈ０の形成の詳細な図示が省略されている。よって、図１３を用いて、フィルター３６０の製造工程の一部を説明する。
【0084】
図１３（ａ）は、レジスト層パターニング工程Ｓ１３を説明するための図である。図１３（ａ）に示すように、封止基板３６の第１面３０１が有する第１部分３０１１は、孔対応部３０１１ａと非孔対応部３０１１ｂとを含む。孔対応部３０１１ａは、第１部分３０１１のうち貫通孔Ｈ０に対応する部分である。非孔対応部３０１１ｂは、第１部分３０１１のうち貫通孔Ｈ０以外に対応する部分である。レジスト層パターニング工程Ｓ１３では、貫通孔Ｈ０で開口し、貫通孔Ｈ０で開口しないようレジスト層４３をパターニングする。また、レジスト層４３をパターニングした後、リフローベークが行われる。
【0085】
図１３（ｂ）は、酸化膜エッチング工程Ｓ１４を説明するための図である。図１３（ｂ）に示すように、酸化膜エッチング工程Ｓ１４では、酸化膜４１の一部をエッチングにより除去することにより、酸化膜４１がパターニングされる。この結果、酸化膜４１のうち孔対応部３０１１ａに対応する部分が除去される。また、第１面３０１とレジスト層４３との間に隙間Ｇが形成される。
【0086】
図１３（ｃ）は、金属膜形成工程Ｓ１５を説明するための図である。図１３（ｃ）に示すように、金属膜形成工程Ｓ１５では、封止基板３６のレジスト層４３上に金属膜４４を形成する。金属膜４４は、第１面３０１に接触する部分４４１と、レジスト層４３に接触する部分４４２とを含む。
【0087】
図１３（ｄ）は、レジスト層除去工程Ｓ１６を説明するための図である。図１３（ｄ）に示すように、レジスト層除去工程Ｓ１６では、レジスト層４３が除去される。この除去に伴い、部分４４２も同時に除去される。この結果、複数の部分４４１で構成される金属膜４４が第１面３０１表面に形成される。
【0088】
金属膜４４は、孔対応部３０１１ａ表面に形成され、非孔対応部３０１１ｂ表面には形成されない。したがって、金属膜４４は、平面視で、孔対応部３０１１ａに重なり、非孔対応部３０１１ｂに重ならない。また、金属膜４４は、孔対応部３０１１ａに接触しており、非孔対応部３０１１ｂには接触していない。
【0089】
図１３（ｅ）のそれぞれは、金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７を説明するための図である。図１３（ｅ）に示すように、金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７では、金属アシスト化学エッチングにより孔対応部３０１１ａが除去される。この結果、複数の貫通孔Ｈ０を有するフィルター３６０が形成される。
【0090】
図１４は、金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７を説明するための図である。図１４（ａ）に示すように、前述の金属膜４４は、複数の貫通孔Ｈを有する。各貫通孔Ｈは、金属膜４４をＺ１方向に貫通する。複数の貫通孔Ｈは、金属膜４４の多孔質化により設けられ、レジスト層除去工程Ｓ１６において形成されてもよいし、金属膜形成工程Ｓ１５で形成される金属膜４４において形成されてもよい。また、以下では、フッ化水素および酸化剤を含む溶媒を用いた場合を例に金属アシスト化学エッチングについて説明する。
【0091】
図１４（ａ）に示すように、溶媒に含まれるフッ化水素が金属膜４４と反応し、金属膜４４の材料の触媒作用により封止基板３６が酸化する。この結果、封止基板３６の酸化物が形成される。図１４（ｂ）の複数の矢印で示すように、溶媒は、金属膜４４の複数の貫通孔Ｈを移動する。溶媒は、貫通孔Ｈから封止基板３６と金属膜４４との間に侵入する。侵入した溶媒に含まれる酸化剤により封止基板３６の酸化物が溶解する。図１０（ｃ）に示すように、金属膜４４と封止基板３６とのクーロン力により、封止基板３６に金属膜４４が吸着する。図１４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示す状態が繰り替えされることで、Ｚ１方向に穴が形成される。
【0092】
前述のように、封止基板３６の製造方法は、金属アシスト化学エッチングを行うことにより、フィルター３６０を形成する第１工程Ｓ１００を含む。第１工程Ｓ１００では、封止基板３６が有する第１面３０１のうちの第２共通供給流路Ｒ２に対応する第１部分３０１１表面に金属膜４４を形成し、かつ第１面３０１のうちの第２共通供給流路Ｒ２に対応しない第２部分３０１２表面に金属膜４４が形成されていない状態で金属アシスト化学エッチングが行われる。この結果、第２共通供給流路Ｒ２に設けられたフィルター３６０が形成される。
【0093】
金属アシスト化学エッチングでは、ドライエッチングの様なマイクロローディング効果がないため、これを用いることで、高アスペクト比の半導体貫通孔の微細加工が可能となり、フィルター３６０が有する複数の貫通孔Ｈ０を、開口率や開口数に関わらず、アスペクト比が異なる配線用空間３６１や第２共通排出流路Ｒ６等の半導体貫通孔と同時に、高精細に形成することができる。
【0094】
ウエハー毎の加工となるドライエッチングでは加工するウエハー数の増大に伴い加工時間が膨大となり、生産性と製造のための真空装置への投資効率が低下するおそれがある。さらに、従来のドライエッチングでは、温室効果ガスの除害が必要であり、環境負荷が増大する。一方、金属アシスト化学エッチングによれば多数のウエハーを一括してエッチング処理することが可能で、当該加工時間が膨大にかかることが低減される。さらに、製造時の環境負荷が低い。
【0095】
また、結晶方位に沿った異方性ウエットエッチングでは貫通孔Ｈ０の幅Ｄ１、中心間距離Ｌ１、および開口率を制御することが難しい。一方、金属アシスト化学エッチングによれば、目的とする幅Ｄ１、中心間距離Ｌ１、および開口率を有する貫通孔Ｈ０を形成し易い。加えて、金属アシスト化学エッチングを用いることで、封止基板３６の一部を用いてフィルター３６０を形成することができる。このため、封止基板３６と別体でフィルター３６０を形成し、当該フィルター３６０を封止基板３６に溶着する必要がない。
【0096】
以上のように、金属アシスト化学エッチングを用いることで、高価な真空装置を必要とせずに、目的とする高精細な貫通孔Ｈ０を有するフィルター３６０を容易に形成することができる。よって、かかるフィルター３６０を備えることで、安定したインク吐出が確保された吐出性能に優れる液体吐出ヘッド３を提供することができる。
【0097】
前述のように、第１工程Ｓ１００は、レジスト層形成工程Ｓ１２と、レジスト層パターニング工程Ｓ１３と、金属膜形成工程Ｓ１５とを含む。レジスト層形成工程Ｓ１２では、封止基板３６の第１面３０１上にレジスト層４３を形成する。レジスト層パターニング工程Ｓ１３では、レジスト層４３を形成した後に、第１部分３０１１で開口し、第２部分３０１２で開口しないようにレジスト層４３をパターニングする。金属膜形成工程Ｓ１５では、レジスト層４３をパターニングした後に、第１面３０１上に金属膜４４を形成する。
【0098】
パターニングされたレジスト層４３を用いることで、金属膜４４を非エッチング領域である第２部分３０１２の表面に工程上一度も触れさせずに第１部分３０１１に対応する金属膜４４を形成することが可能となる。すなわち、金属膜４４を目的とする箇所に形成する以外の部分には原子レベルで金属を拡散、残留させずに、目的とする箇所のみに金属膜４４を形成することを可能にしている。
【0099】
前述のように、第１工程Ｓ１００は、酸化膜形成工程Ｓ１０と、酸化膜エッチング工程Ｓ１４とを含む。酸化膜形成工程Ｓ１０では、レジスト層４３を形成する前に、第１面３０１上に酸化膜４１を形成する。その後、レジスト層形成工程Ｓ１２において酸化膜４１上にレジスト層４３が形成される。また、酸化膜エッチング工程Ｓ１４では、レジスト層４３をパターニングした後であって、金属膜４４を形成する前に、酸化膜４１をエッチングすることにより、酸化膜４１のうち第１部分３０１１上の部分を開口させる。
【0100】
このため、第１面３０１とレジスト層４３と間に酸化膜４１が形成される。酸化膜４１が形成されることで、後の工程での酸化膜４１からのレジスト層４３の剥離、すなわち、レジスト剥離による第１面３０１表面への金属膜４４のパターニングがし易い。具体的には、レジスト層４３および酸化膜４１のそれぞれが第１部分３０１１に開口していることで、前述のように、第１部分３０１１に対応する金属膜４４を形成し易い。
【0101】
さらに、酸化膜エッチング工程Ｓ１４では、酸化膜４１をエッチングすることにより、第１面３０１とレジスト層４３の間に隙間Ｇを形成する。隙間Ｇが形成されることで、隙間Ｇが形成されない場合に比べ、後の工程で金属膜４４をパターニングし易い。隙間Ｇが設けられることで、金属膜４４を第１面３０１に接触する部分４４１とレジスト層４３に接触する部分４４２とに、金属膜４４の成膜時に分離し、金属膜４４をレジスト層４３の剥離時にその輪郭を明瞭なままにして簡単に分断することができる。
【0102】
第１工程Ｓ１００は、レジスト層除去工程Ｓ１６を含む。レジスト層除去工程Ｓ１６では、第１面３０１上に金属膜４４を形成した後、レジスト層４３を除去する。前述のようにレジスト層４３を除去することにより、部分４４２で構成される金属膜４４が第１面３０１上に形成される。このため、簡単にパターニングされた金属膜４４を形成することができる。微細な形状の金属膜４４であっても、かかる方法によれば、簡単かつ高精度に目的とする形状および配置のパターンを有する金属膜４４を形成することができる。
【0103】
第１工程Ｓ１００において、フッ化水素および酸化剤を含む溶媒を用いて、金属アシスト化学エッチングが行われることが好ましい。フッ化水素を用いることで封止基板３６の酸化物をエッチングにより除去し易い。酸化剤を用いることで、金属膜４４を触媒として封止基板３６を酸化させることができる。このため、金属アシスト化学エッチングを効率良く行うことができる。
【0104】
酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、過酸化水素水（H2O2）、および硝酸（HNO3）が挙げられる。特に、封止基板３６が酸化シリコンを含む場合、封止基板３６の酸化物の効率的な形成のために、酸化剤は過酸化水素水であることが好ましい。なお、溶媒の種類はフッ化水素および酸化剤を含むことに限定されない。
【0105】
金属膜４４は、前述のように、例えば、プラチナ、ルテニウム、プラチナ、パラジウム、モリブデン、クロム、銅、タンタル、チタン、またはイリジウムを含む。これらの中でも金属膜４４は、金で構成されることが好ましい。金は、触媒反応に特に優れるためである。また、溶媒に含まれる酸化剤が過酸化水素水である場合、金の触媒反応を好適に発揮させることができる。
【0106】
封止基板３６としては、半導体材料を含む基板であれば特に限定されないが、シリコン基板であることが好ましく、Ｎ型の単結晶シリコン基板であることが特に好ましい。Ｎ型を採用することで、キャリア電子の作用により金属アシスト化学エッチングを効率的に行うことができる。また、高いエッチングレートであっても面粗が生じ難く、高品質である。
【0107】
また、前述のように、第１部分３０１１には、第２共通供給流路Ｒ２と重なる領域を覆い、かつ、フィルター３６０が有する貫通孔Ｈ０に対応する部分である孔対応部３０１１ａ表面に金属膜４４が存在するようにして、金属膜４４が形成される。このため、フィルター３６０のうち、孔対応部３０１１ａを金属アシスト化学エッチングにより選択的に除去することができる。よって、目的とする箇所に貫通孔Ｈ０を形成することができる。フィルター３６０が有する貫通孔Ｈ０は、幅Ｄ１、および中心間距離Ｌ１が非常に微細である。金属アシスト化学エッチングを用いることで、このような微細な形状を高精細に形成することができる。
【0108】
また、第１工程Ｓ１００において、第１部分３０１１に加えて、第３部分３０１３および第７部分３０１４上に金属膜４４を形成した状態で、金属アシスト化学エッチングが行われることで、フィルター３６０、第２共通排出流路Ｒ６の一部および配線用空間３６１の一部が一括で形成される。金属アシスト化学エッチングによれば、ドライエッチングのようにエッチングパターンの平面区画形成面積の違いによるエッチングレートの差、すなわちマイクロローディング効果が生じない。このため、フィルター３６０、第２共通排出流路Ｒ６の一部、および配線用空間３６１の一部を一括で均一に簡単かつ迅速に形成することができる。つまり、Ｘ－Ｙ平面に平行な断面積が異なる孔を一括で簡単かつ迅速に形成することができる。このため、加工時間を短くすることができる。
【0109】
また、前述のように、第２共通排出流路Ｒ６と重なる領域である第３部分３０１３のうちの周縁３０１３ａ表面に金属膜４４が存在し、第３部分３０１３の中央表面には金属膜４４が存在しないようにして、金属膜４４が形成される。第３部分３０１３の全域が金属膜４４で覆われる場合、金属膜４４の平面積が増加することにより、金属膜４４に反り等が生じるおそれがある。これに対し、周縁３０１３ａにだけ金属膜４４を形成することで、当該反りの発生のおそれを抑制しつつ、封止基板３６のうち第２共通排出流路Ｒ６に対応する第３部分３０１３を除去することができる。
【0110】
また、配線用空間３６１に対応する第７部分３０１４についても同様に、周縁３０１４ａに金属膜４４が設けられることで、金属膜４４の反りを抑制しつつ、封止基板３６のうち配線用空間３６１に対応する第７部分３０１４を除去することができる。なお、金属膜４４は、第３部分３０１３の全域に設けられてもよい。同様に、金属膜４４は、第７部分３０１４の全域に設けられてもよい。
【0111】
また、封止基板３６の製造方法は、第２工程Ｓ２００を含む。第２工程Ｓ２００では、第２共通排出流路Ｒ６が形成される。第２共通排出流路Ｒ６は、封止基板３６が有する第２面３０２のうちの第２共通排出流路Ｒ６に対応する第４部分３０２１上に第２酸化膜５２を形成し、第２面３０２のうちの第２共通排出流路Ｒ６に対応しない第５部分３０２２上に第２酸化膜５２が形成されていない状態で、異方性ウエットエッチングを行うことで形成される。
【0112】
フィルター３６０の貫通孔Ｈ０の幅Ｄ１よりも大きな幅の孔で構成される第２共通排出流路Ｒ６を形成する場合、異方性ウエットエッチングを用いることは製造時間の短縮化の観点から有効である。したがって、封止基板３６の形成において、例えば孔のサイズに応じて異方性ウエットエッチングおよび金属アシスト化学エッチングを併用することで、目的とする構成の封止基板３６を迅速かつ容易に形成することができる。
【0113】
また、封止基板３６の製造方法は、第２工程Ｓ２００と第１工程Ｓ１００とがこの順番で行われる。金属アシスト化学エッチングを用いることで、位置精度が高い加工が実現される。このため、第２面３０２と第１面３０１の加工をこの順に行うことで、第２共通供給流路Ｒ２に設けられたフィルター３６０を形成することができる。さらに、第２共通排出流路Ｒ６、および配線用空間３６１のそれぞれを直接接続させることができる。
【0114】
なお、本実施形態では、第２共通排出流路Ｒ６、および配線用空間３６１の各断面積は一定であったが、一定でなくてもよい。例えば、第２工程Ｓ２００で形成される第２共通排出流路Ｒ６の一部の断面積よりも、第１工程Ｓ１００で形成される第２共通排出流路Ｒ６の残部の断面積が大きくてもよい。同様に、第２工程Ｓ２００で形成される配線用空間３６１の一部の断面積よりも、第１工程Ｓ１００で形成される配線用空間３６１の残部の断面積が大きくてもよい。
【0115】
２．第２実施形態
以下、第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が前述の第１実施形態と同様である要素については、前述の第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が前述の第１実施形態と同様である要素については、前述の第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0116】
図１５は、第２実施形態における封止基板３６Ａの製造方法の流れを示す図である。本実施形態における封止基板３６の製造方法は、第２工程Ｓ２０１と、第１工程Ｓ１００と、第２工程Ｓ２０２とを含む。第１実施形態の第２工程Ｓ２００が、２つの第２工程Ｓ２０１および第２工程Ｓ２０２に分割されている。
【0117】
【0118】
【0119】
図１８は、図１６に示す１つ目の第２工程Ｓ２０１を説明するための図である。本実施形態では、封止基板３６Ａを構成する半導体基板としてＳＯＩ基板が用いられる。ＳＯＩ基板の仕様は特に限定されない。例えば、当該半導体基板で構成される封止基板３６Ａは、結晶方位１００のＮ型の単結晶シリコン基板３０３、酸化シリコン膜３０４、および結晶方位１１０のＰ型の単結晶シリコン基板３０５の積層体である。ＳＯＩ基板の仕様を同例の構成とすることで、ＳＯＩ基板の結晶方位１００のＮ型の単結晶シリコン基板３０３ではＭＡＣＥにより均一で垂直なシリコン孔加工を可能とし、結晶方位１１０のＰ型の単結晶シリコン基板３０５では流路壁を１１１面で構成する異方性ウエットエッチングによる高精度のシリコン溝加工が可能である。以て、それぞれの流路形状・寸法を作り込める最適なシリコン加工が可能な構成としたＳＯＩ基板の仕様とすることができる。
【0120】
図１８（ａ）は、第３酸化膜形成工程Ｓ２０を説明するための図である。図１８（ａ）に示すように、第３酸化膜形成工程Ｓ２０では、封止基板３６の外表面にパターニングされた第３酸化膜５１が形成される。第３酸化膜５１は、第９部分３０２５、第１０部分３０２６、および第１１部分３０２７上に形成されず、第４部分３０２１、第５部分３０２２、第６部分３０２３、および第８部分３０２４上に形成される。
【0121】
図１８（ｂ）および（ｃ）は、第１ウエットエッチング工程Ｓ２１を説明するための図である。図１８（ｂ）に示すように、第１ウエットエッチング工程Ｓ２１では、封止基板３６の一部が第１ウエットエッチングにより除去される。第１ウエットエッチングとしての異方性ウエットエッチングにより、第９部分３０２５、第１０部分３０２６、および第１１部分３０２７が除去され、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３が形成される。
【0122】
図１８（ｃ）に示すように、第１ウエットエッチング終了後、次の工程の前に、例えば、第３酸化膜５１は除去される。
【0123】
図１９は、図１５に示す第１工程Ｓ１００を説明するための図である。第１工程Ｓ１００は、第１実施形態と同様である。図１９（ａ）は、第１工程Ｓ１００のうちのレジスト層除去工程Ｓ１６を説明するための図である。図１９（ａ）に示すように、レジスト層除去工程Ｓ１６では、第１実施形態と同様に、複数の部分４４１で構成される金属膜４４が第１面３０１上に形成される。金属膜４４は、第１部分３０１１、第３部分３０１３、および第７部分３０１４に接触しており、第２部分３０１２には接触していない。
【0124】
図１９（ｂ）および（ｃ）のそれぞれは、第１工程Ｓ１００のうちの金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７を説明するための図である。図１９（ｂ）に示すように、金属アシスト化学エッチングにより封止基板３６の一部が除去される。第１部分３０１１、第３部分３０１３、および第７部分３０１４が除去される。また、図１９（ｃ）に示すように、封止基板３６の一部を除去した後、金属膜４４が除去される。また、酸化膜４１および保護膜４２も除去される。この結果、封止基板３６に、フィルター３６０、第２共通排出流路Ｒ６の一部、および配線用空間３６１の一部が形成される。
【0125】
図２０は、図１９に示すフィルター３６０の製造を説明するための図である。図２０（ａ）は、レジスト層除去工程Ｓ１６を説明するための図である。図２０（ａ）に示すように、レジスト層除去工程Ｓ１６では、金属膜４４は、孔対応部３０１１ａ表面に形成され、非孔対応部３０１１ｂ表面には形成されない。よって、金属膜４４は、孔対応部３０１１ａに接触しており、非孔対応部３０１１ｂには接触していない。
【0126】
図２０（ｂ）は、金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７を説明するための図である。図２０（ｂ）に示すように、金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７では、金属アシスト化学エッチングにより孔対応部３０１１ａが除去される。この結果、複数の貫通孔Ｈ０が形成される。
【0127】
図２１は、図１７に示す２つ目の第２工程Ｓ２０２を説明するための図である。図２１（ａ）は、第２酸化膜形成工程Ｓ２２を説明するための図である。図２１（ａ）に示すように、第２酸化膜形成工程Ｓ２２では、封止基板３６Ａの外表面にパターニングされた第２酸化膜５２が形成される。第２酸化膜５２は、第４部分３０２１、第６部分３０２３、および第８部分３０２４上には形成されず、第５部分３０２２上に形成される。
【0128】
図２１（ｂ）および（ｃ）は、第２ウエットエッチング工程Ｓ２３を説明するための図である。図２１（ｂ）に示すように、第２ウエットエッチング工程Ｓ２３では、封止基板３６の一部が第２ウエットエッチングにより除去される。第２ウエットエッチングとしての異方性ウエットエッチングにより、第４部分３０２１、第６部分３０２３、および第８部分３０２４が除去される。この結果、第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６の残部、および配線用空間３６１の残部が形成される。
【0129】
図２１（ｃ）に示すように、第２ウエットエッチング終了後、第２酸化膜５２は除去される。
【0130】
以上により、封止基板３６Ａに、フィルター３６０、第２共通供給流路Ｒ２、第２共通排出流路Ｒ６、配線用空間３６１、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２、および第３空間Ｈ３が形成される。
【0131】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、金属アシスト化学エッチングが用いられることで、高価な真空装置を必要とせずに、目的とする高精細な貫通孔Ｈ０を有するフィルター３６０を容易に形成することができる。よって、かかるフィルター３６０を備えることで、安定したインク吐出が確保された吐出性能に優れる液体吐出ヘッド３を提供することができる。
【0132】
また、封止基板３６Ａの形成において、異方性ウエットエッチングおよび金属アシスト化学エッチングを併用することで、目的とする構成の封止基板３６Ａを迅速かつ容易に形成することができる。
【0133】
加えて、ＳＯＩ基板の酸化シリコン膜３０４によりそれぞれのエッチングが停止するので、Ｚ軸に沿った方向の寸法は、ＳＯＩ基板を構成するそれぞれの単結晶シリコン基板３０３、３０５の厚みにより決定づけることができるので、ＳＯＩ基板の厚み精度を高めることで、目的とする厚みのフィルター３６０を高い精度で形成することが可能となる。
【0134】
３．第３実施形態
以下、第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が前述の第１実施形態と同様である要素については、前述の第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が前述の第１実施形態と同様である要素については、前述の第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0135】
図２２は、第３実施形態における液体吐出ヘッド３Ｂの一部を示す図である。図２２に示す液体吐出ヘッド３Ｂでは、封止基板３６にフィルター３６０が設けられておらず、圧力室基板３２にフィルター３２０が設けられる。具体的には、フィルター３２０は、第３共通供給流路Ｒ７に設けられる。フィルター３２０は、フィルター３６０と配置が異なる以外、同様である。したがって、フィルター３２０の構成および機能は、フィルター３６０の構成および機能と同じである。
【0136】
図２３は、図２２に示す圧力室基板３２の製造を説明するための図である。圧力室基板３２の製造方法は、第１実施形態の封止基板３６の製造方法を用いることができる。したがって、第２工程Ｓ２００および第１工程Ｓ１００は、第１実施形態と同様である。
【0137】
図２３（ａ）は、第１工程Ｓ１００のうちのレジスト層除去工程Ｓ１６を説明するための図である。図２３（ａ）に示すように、レジスト層除去工程Ｓ１６では、複数の部分４４１で構成される金属膜４４が第３面３０６上に形成される。金属膜４４は、前述のフィルター３２０に対応する部分３０６１の表面、および第３共通排出流路Ｒ８に対応する部分３０６３の表面に形成される。部分３０６１は、第３共通供給流路Ｒ７に平面視で重なる領域である。部分３０６３は、平面視で第３共通排出流路Ｒ８に重なる領域である。一方、金属膜４４は、部分３０６１および３０６３に対応しない部分３０６２の表面に形成されない。金属膜４４は、部分３０６１および部分３０６３に接触し、部分３０６２に接触しない。
【0138】
図２３（ｂ）は、第１工程Ｓ１００のうちの金属アシスト化学エッチング工程Ｓ１７を説明するための図である。図２３（ｂ）に示すように、金属アシスト化学エッチングにより圧力室基板３２の一部が除去される。部分３０６１および部分３０６３が除去され、第３共通供給流路Ｒ７に設けられたフィルター３２０、および第３共通排出流路Ｒ８の一部が形成される。
【0139】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、金属アシスト化学エッチングが用いられることで、高価な真空装置を必要とせずに、目的とする高精細な貫通孔Ｈ０を有するフィルター３２０を容易に形成することができる。よって、かかるフィルター３２０を備えることで、安定したインク吐出が確保された吐出性能に優れる液体吐出ヘッド３Ｂを提供することができる。
【0140】
なお、前述の第１実施形態の製造方法が適用された圧力室基板３２の製造方法に変えて、第２実施形態の製造方法を適用することも可能である。
【0141】
４．液体吐出ヘッド３の製造方法
図２４は、液体吐出ヘッド３の製造方法の流れを示す図である。前述のように、液体吐出ヘッド３は、封止基板３６と、圧力室基板３２と、連通板３１と、ノズル基板３７と、を有する。
図２４は、液体吐出ヘッド３の製造方法の流れを示す図である。前述のように、液体吐出ヘッド３は、封止基板３６と、圧力室基板３２と、連通板３１と、ノズル基板３７と、を有する。
【0142】
図２４に示す例では、ステップＳＳ１において、複数の圧力室基板３２を含む圧力室基板ウエハー、複数のノズル基板３７を含むノズル基板ウエハー、および複数の連通板３１を含む連通板ウエハーをそれぞれ個別に形成する。ステップＳＳ２において、これらウエハーを直接接合する。その後、各流路を形成する壁面に対して液体保護層を成膜する。なお、液体保護層は直接接合前に成膜してもよい。また、ステップＳＳ３において、複数の封止基板３６を含む封止基板ウエハーを形成し、各流路に対して液体保護層を成膜する。
【0143】
前述の液体保護層は、例えば、タンタル酸化物、または酸化ハフニウムを含む。タンタル酸化物の化学式は、ＴａＯｘで表される。酸化ハフニウムの化学式は、ＨｆＯｘで表される。液体保護層は、例えば、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法で形成される。
【0144】
ステップＳＳ４で、圧力室基板ウエハー、ノズル基板ウエハーおよび連通板ウエハーに対して封止基板ウエハーを接合することで、これらウエハーを含む構造物を製造する。ステップＳＳ５において当該構造物をレーザースクラブ等で割断してチップ化する。ステップＳＳ６において、チップを実装パッドにＣＯＦ実装する。ＣＯＦは、Chip On Filmの略である。その後、ステップＳＳ７において、インク配管部品等のケース部品を接着等により組み立てる。これにより、液体吐出ヘッド３が得られる。
【0145】
５．変形例
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【0146】
前述の各実施形態では、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３を形成した後、第２共通供給流路Ｒ２、配線用空間３６１および第２共通排出流路Ｒ６が形成される。しかし、第２共通供給流路Ｒ２、配線用空間３６１および第２共通排出流路Ｒ６を形成した後に、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３が形成されてもよい。また、第２共通供給流路Ｒ２、配線用空間３６１および第２共通排出流路Ｒ６の各一部と同時に、第１空間Ｈ１、第２空間Ｈ２および第３空間Ｈ３は形成されてもよい。
【0147】
液体吐出ヘッド３は、循環機構２６を有していなくてもよい。すなわち、液体吐出ヘッド３は、インクが循環しない構成であってもよい。この場合、第２共通排出流路Ｒ６および第１共通排出流路Ｒ５は省略される。
【0148】
金属膜４４は、スパッタリング法等により形成されるが、金属膜４４は、無電解めっきにより形成されてもよい。この場合、酸化膜４１の成膜は省略してもよい。レジスト膜がマスクとして用いられる。
【0149】
第１実施形態で例示した液体吐出装置１は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を吐出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。
【符号の説明】
【0150】
１…液体吐出装置、３…液体吐出ヘッド、３Ｂ…液体吐出ヘッド、１２…媒体、１４…液体容器、２０…制御ユニット、２２…搬送機構、２４…移動機構、２６…循環機構、３０…流路構造体、３１…連通板、３２…圧力室基板、３３…振動板、３４…圧電素子、３６…封止基板、３６Ａ…封止基板、３７…ノズル基板、４０…配線基板、４１…酸化膜、４２…保護膜、４３…レジスト層、４４…金属膜、５１…第３酸化膜、５２…第２酸化膜、２４２…搬送体、２４４…搬送ベルト、３０１…第１面、３０２…第２面、３０３…単結晶シリコン基板、３０４…酸化シリコン膜、３０５…単結晶シリコン基板、３０６…第３面、３０７…第４面、３２０…フィルター、３６０…フィルター、３６１…配線用空間、４４１…部分、４４２…部分、３０１１…第１部分、３０１１ａ…孔対応部、３０１１ｂ…非孔対応部、３０１２…第２部分、３０１３…第３部分、３０１３ａ…周縁、３０１４…第７部分、３０１４ａ…周縁、３０２１…第４部分、３０２２…第５部分、３０２３…第６部分、３０２４…第８部分、３０２５…第９部分、３０２６…第１０部分、３０２７…第１１部分、３０６１…部分、３０６２…部分、３０６３…部分、Ａ０…中心軸、Ｃ１…圧力室、Ｇ…隙間、Ｈ０…貫通孔、Ｈ１…第１空間、Ｈ２…第２空間、Ｈ３…第３空間、Ｌ１…中心間距離、Ｎ…ノズル、Ｏ１…中心、Ｒ１…第１共通供給流路、Ｒ２…第２共通供給流路、Ｒ３…第１連通流路、Ｒ４…第２連通流路、Ｒ５…第１共通排出流路、Ｒ６…第２共通排出流路、Ｒ７…第３共通供給流路、Ｒ８…第３共通排出流路、Ｓ１００…第１工程、Ｓ２００…第２工程、Ｓ２０１…第２工程、Ｓ２０２…第２工程、Ｓ１０…酸化膜形成工程、Ｓ１１…保護膜形成工程、Ｓ１２…レジスト層形成工程、Ｓ１３…レジスト層パターニング工程、Ｓ１４…酸化膜エッチング工程、Ｓ１５…金属膜形成工程、Ｓ１６…レジスト層除去工程、Ｓ１７…金属アシスト化学エッチング工程、Ｓ２０…第３酸化膜形成工程、Ｓ２１…第１ウエットエッチング工程、Ｓ２２…第２酸化膜形成工程、Ｓ２３…第２ウエットエッチング工程、ＳＳ１…ステップ、ＳＳ２…ステップ、ＳＳ３…ステップ、ＳＳ４…ステップ、ＳＳ５…ステップ、ＳＳ６…ステップ、ＳＳ７…ステップ、ａ…仮想面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】