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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-30
(45)【発行日】2024-05-10
(54)【発明の名称】ノズル基板の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20240501BHJP
B41J 2/16 20060101ALI20240501BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 105A
B41J2/16
B41J2/16 517
B41J2/16 507
B41J2/16 505
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022513830
(86)(22)【出願日】2020-04-10
(86)【国際出願番号】 JP2020016103
(87)【国際公開番号】W WO2021205643
(87)【国際公開日】2021-10-14
【審査請求日】2022-12-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鮫島 幸一
(72)【発明者】
【氏名】中野 陽介
(72)【発明者】
【氏名】角谷 武志
【審査官】宇多川 勉
(56)【参考文献】
【文献】特表２０２０－５０９９４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００４／１１２１１９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｂ４１Ｊ ２／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
貫通孔を具備したノズル部を有するノズル基板の製造方法であって、シリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、
複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成する第１工程と、
ドライエッチングによりシリコン基板又はＳＯＩ基板をエッチングする第２工程を有し、
前記第２工程では、シリコンをエッチングするガスと酸素ガス（但し、堆積用のフッ化炭素系のガスを含むものを除く）を使用し、
シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行って、
湾曲形状を有する貫通孔を具備したノズル部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】
前記第２工程で使用するシリコンをエッチングするガスが、６フッ化硫黄（ＳＦ6）であることを特徴とする請求項１に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項3】
前記第２工程におけるドライエッチングが、深掘りＲＩＥ装置によるボッシュプロセスを用いた深掘りエッチングであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項4】
前記第２工程において、エッチングするガスと酸素ガスとの混合比を２段階以上で変化させ、１段目では酸素ガスの比率を低くし、２段目以降は１段目より酸素ガスの混合比率を高く設定してエッチングすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項5】
前記第２工程でドライエッチングした前記シリコン基板又はＳＯＩ基板の反対側面を、エッチング又は研削により所定の厚さにトリミングし、仮固定していた基板を外し、貫通孔を形成することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項6】
前記第１工程で形成するレジスト層の厚さが、１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項7】
連通路基板を、前記ノズル部に接合することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項8】
前記ＳＯＩ基板の支持層に連通路を形成した後、前記連通路の底面部に位置する活性層に前記第１工程及び第２工程に従って、テーパー構造を有する貫通孔を形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【請求項9】
前記ノズル部上にＮｉ電鋳を形成したのち、当該Ｎｉ電鋳に連通路を構成することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノズル基板の製造方法に関し、更に詳しくは、ノズル径の寸法精度と、ノズル部の湾曲部を高精度で所望の形状で形成することができるノズル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの吐出精度を向上させるため、テーパー形状のノズルの出口付近のみをストレートに加工するノズル基板（以下、ノズルプレートともいう。）が提案されている。ノズルにストレート部を形成することにより、ノズルの加工時における孔径の寸法精度が安定するため、各ノズルにおけるインク吐出量を一定に保つ効果が期待できる。
【0003】
このようなノズル基板の製造方法が、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【0004】
特許文献１には、酸化膜上にシリコン単結晶層を形成した構造のシリコンウェハであるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板にテーパー連通路とストレート開口部を形成した漏斗型のノズル基板の製造方法が開示されている。
【0005】
特許文献１に記載の方法は、ＳＯＩ基板を使用し、ＢＯＸ層（Ｂｕｒｉｅｄ Ｏｘｉｄｅ 熱酸化膜層）止めでＩＣＰ深掘り加工し、ＢＯＸ層側にストレート開口部（ノズルストレート部ともいう。）を形成し、次いで、ストレート開口部を酸化膜で保護して、例えば、ウェット異方性エッチングによりテーパー連通路（テーパー部ともいう。）を形成する方法である。特許文献１で記載の方法では、射出時のノズルストレート開口部を形成した後、テーパー連通路を形成するパターンでは、それぞれの中心線での芯ずれが生じるという問題を抱えている。
【0006】
また、特許文献２には、ストレート部の深堀加工をする第１の工程と、樹脂を充填する第２の工程と、充填した樹脂の一部を除去し、垂直孔部を等方性ドライエッチングする第３の工程と、それらを繰り返して、複合曲面を有する漏斗形状のノズル基板の製造方法が開示されている。
【0007】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、曲面部を形成する第３の工程時に、基板表面もエッチングされることになり、後にノズル長となる基板厚さが精度よく形成できないという問題を抱えている。加えて、エッチング分布がノズル長に影響する問題がある。また、ノズル孔に均一に樹脂を充填することは製造技術上難しく、充填不十分な孔があれば、第３の工程時にもノズル部でエッチングが進行し、結果として不良ノズルが生じてしまう問題がある。
【0008】
また、特許文献３には、滑らかに湾曲させた開口部を有するフォトレジスト層を形成し、ドライエッチングによってレジスト層の表面の輪郭に沿ってフォトレジスト層を徐々にエッチングするとともに、垂直壁を有する穴部を漏斗形状に変形させる工程を含む、ノズル基板の製造方法が開示されている。特許文献３で開示されている方法であれば、基板表面はレジストに覆われているため、ノズル長さに影響が出ることはない。
【0009】
しかしながら、特許文献３では、フォトレジストを加熱により湾曲させており、基板（例えば、シリコン基板）とレジストとを同程度のエッチング速度でエッチングしていくため、レジスト層は１０μｍ以上に厚く形成する必要がある。ノズル径の寸法精度を向上させるには、レジストは薄いほうが好ましく、特許文献３で開示されている方法では、ノズル径精度と湾曲部の形成を両立させる点に問題がある。
【0010】
また、湾曲部は、実質的にレジストの形状が転写されるため、湾曲部の形状を自由に変えることも難しい。
【0011】
従って、ノズル径とノズル長の寸法精度と、ノズル部の湾曲部（以下、テーパー部又はテーパー形状ともいう。）を所望の形状で、かつ高精度で形成することができるノズル基板の製造方法の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】特許第５５１９２６３号公報
【文献】特開２００９－１８４２３号公報
【文献】特開２０１３－２３０６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、ノズル径の寸法精度と、ノズル部の湾曲部を高精度で所望の形状で形成することができるノズル基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、ノズル基板の製造方法であって、シリコン等の基板上に、レジスト層を形成した後、シリコンをドライエッチングするガスと酸素ガスの混合比を複数回にわたり変化させながら、湾曲構造を有する貫通孔を形成することにより、ノズル径の寸法精度と、ノズル部の湾曲部を高精度で所望の形状で形成することができることを見出し、本発明に至った。
【0015】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【0016】
１．貫通孔を具備したノズル部を有するノズル基板の製造方法であって、
シリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、
複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成する第１工程と、
ドライエッチングによりシリコン基板又はＳＯＩ基板をエッチングする第２工程を有し、
前記第２工程では、シリコンをエッチングするガスと酸素ガス（但し、堆積用のフッ化炭素系のガスを含むものを除く）を使用し、
シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行って、
湾曲形状を有する貫通孔を具備したノズル部を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。
シリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、
複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成する第１工程と、
ドライエッチングによりシリコン基板又はＳＯＩ基板をエッチングする第２工程を有し、
前記第２工程では、シリコンをエッチングするガスと酸素ガス（但し、堆積用のフッ化炭素系のガスを含むものを除く）を使用し、
シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行って、
湾曲形状を有する貫通孔を具備したノズル部を有することを特徴とするノズル基板の製造方法。
【0017】
２．前記第２工程で使用するシリコンをエッチングするガスが、６フッ化硫黄（ＳＦ6）であることを特徴とする第１項に記載のノズル基板の製造方法。
【0018】
３．前記第２工程におけるドライエッチングが、深掘りＲＩＥ装置によるボッシュプロセスを用いた深掘りエッチングであることを特徴とする第１項又は第２項に記載のノズル基板の製造方法。
【0019】
４．前記第２工程において、エッチングするガスと酸素ガスとの混合比を２段階以上で変化させ、１段目では酸素ガスの比率を低くし、２段目以降は１段目より酸素ガスの混合比率を高く設定してエッチングすることを特徴とする第１項から第３項のいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【0020】
５．前記第２工程でドライエッチングした前記シリコン基板又はＳＯＩ基板の反対側面を、エッチング又は研削により所定の厚さにトリミングし、仮固定していた基板を外し、貫通孔を形成することを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【0021】
６．前記第１工程で形成するレジスト層の厚さが、１０μｍ未満であることを特徴とする第１項から第５項までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【0022】
７．連通路基板を、前記ノズル部に接合することを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【0023】
８．前記ＳＯＩ基板の支持層に連通路を形成した後、
前記連通路の底面部に位置する活性層に前記第１工程及び第２工程に従って、テーパー構造を有する貫通孔を形成する
ことを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
前記連通路の底面部に位置する活性層に前記第１工程及び第２工程に従って、テーパー構造を有する貫通孔を形成する
ことを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【0024】
９．前記ノズル部上にＮｉ電鋳を形成したのち、当該Ｎｉ電鋳に連通路を構成することを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載のノズル基板の製造方法。
【発明の効果】
【0025】
上記手段によれば、ノズル径の寸法精度と、ノズル部の湾曲部を高精度で所望の形状で形成することができるノズル基板の製造方法を提供することができる。
【0026】
本発明で規定する構成からなるノズル基板の製造方法の技術的特徴とその効果の発現機構は、以下のとおりである。
【0027】
前述の様に、従来、湾曲部の形状を有するノズル基板の作製方法としては、前記特許文献３に記載されているように、例えば、シリコン基板上に厚膜のフォトレジスト層を形成した後、ドライエッチングにより、フォトレジスト層の表面の輪郭に沿って、当該フォトレジスト層を徐々に除去するとともに、垂直壁を有する貫通部を湾曲状（以下、「テーパー形状」ともいう。）に変形させる方法である。しかしながら、当該方法では、フォトレジスト層としては約１０μｍ以上とする厚膜設計であり、貫通孔（以下、「ノズル孔」ともいう。）を高い寸法精度で形成することが難しく、かつ、形成される湾曲部（以下、「テーパー部」ともいう。）の形状は、フォトレジスト層の形状が転写されるため、湾曲部（テーパー部）を設計する自由度や湾曲部の形成精度が低い。
【0028】
本発明のノズル基板の製造方法では、上記問題に対し、第１工程として、シリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成し、次いで、第２工程では、ドライエッチングによりシリコン基板又はＳＯＩ基板をエッチングして貫通孔を形成するが、ドライエッチング時に、エッチングガスとして、シリコンをエッチングするガス、例えば、６フッ化硫黄（ＳＦ6）と酸素ガスを使用し、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行うことにより、所望の湾曲形状を有する貫通孔を高精度で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】ドライエッチング時のシリコンをエッチングするガスと酸素ガスとの混合比違いにより形成される湾曲形状の一例を示す図
【図2】本発明の代表的な貫通孔の湾曲形状を説明するための模式図
【図3】本発明のノズル基板に湾曲形状を有する貫通孔の形成ステップの一例を示す断面図（実施形態１）
【図4】ＳＯＩ基板のノズル部上に、一体型の連通路を形成するステップの一例を示す断面図のその１（実施形態２）
【図5】ＳＯＩ基板のノズル部上に、一体型の連通路を形成するステップの一例を示す断面図のその２（実施形態２）
【図6】ＳＯＩ基板のノズル部上に、一体型の連通路を形成するステップの他の一例を示す断面図のその１（実施形態３）
【図7】ＳＯＩ基板のノズル部上に、一体型の連通路を形成するステップの他の一例を示す断面図のその２（実施形態３）
【図8】ＳＯＩ基板のノズル部上に、一体型の連通路を形成するステップの他の一例を示す断面図のその３（実施形態３）
【図9】ＳＯＩ基板のノズル部上に、接合型の連通路を形成するステップの一例を示す断面図のその１（実施形態４）
【図10】ＳＯＩ基板のノズル部上に、接合型の連通路を形成するステップの一例を示す断面図（実施形態４）
【図11】シリコン基板のノズル部上に、接合型（仮固定）の連通路を形成するステップの一例を示す断面図のその１（実施形態５）
【図12】シリコン基板のノズル部上に、接合型（仮固定）の連通路を形成するステップの一例を示す断面図のその２（実施形態５）
【図13】シリコン基板のノズル部上に、接合型の連通路を形成するステップの一例を示す断面図（実施形態６）
【図14】シリコン基板のノズル部上に、接合型の連通路を形成するステップの他の一例を示す断面図のその１（実施形態７）
【図15】シリコン基板のノズル部上に、接合型の連通路を形成するステップの他の一例を示す断面図のその２（実施形態７）
【図16】シリコン基板のノズル部上に、Ｎｉ電鋳型の連通路を形成するステップの一例を示す断面図（実施形態８）
【図17】インクジェットヘッドの構成の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0030】
本発明のノズル基板の製造方法は、貫通孔を具備したノズル部を有するノズル基板の製造方法であって、シリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成する第１工程と、ドライエッチングによりシリコン基板又はＳＯＩ基板をエッチングする第２工程を有し、前記第２工程では、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスを使用し、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行って、湾曲形状を有する貫通孔を具備したノズル部を有することを特徴とする。この特徴は、下記各実施形態に係る発明に共通する技術的特徴である。
【0031】
本発明の実施形態としては、本発明の効果発現の観点から、前記第２工程で使用するシリコンをエッチングするガスとして、６フッ化硫黄（ＳＦ6）を適用することが、より高精度で所望の湾曲形状を形成できる点で好ましい。
【0032】
また、前記第２工程におけるドライエッチングが、深掘りＲＩＥ装置によるボッシュプロセスを用いた深掘りエッチングであることが、高精度で所望の湾曲形状とノズル径を有する貫通孔を形成することができる点で好ましい。
【0033】
また、前記第２工程において、エッチングするガスと酸素ガスとの混合比を２段階以上で変化させ、１段目では酸素ガスの比率を低くし、２段目以降は１段目より酸素ガスの混合比率を高く設定してエッチングすることにより、貫通孔として、ストレート部からテーパー角を連続的に変化させながら、所望の湾曲形状を安定して、かつ高精度で形成することができる点で好ましい。
【0034】
また、前記第２工程でドライエッチングした前記シリコン基板又はＳＯＩ基板の反対側面を、エッチング又は研削により所定の厚さにトリミング、もしくは仮固定していた基板を外し、貫通孔を形成することが、安定してノズル基板を製造することができる点で好ましい。
【0035】
また、前記第１工程で形成するレジスト層の厚さを１０μｍ未満とすることが、ドライエッチング時にレジスト層の膜厚の影響を受けることなく、形成するノズル径の精度を高めることができる点で好ましい。
【0036】
また、連通路基板を、前記ノズル部に接合してインク供給する連通路を形成する方法が、インクジェットヘッドの組み立ての容易性が高くなる点で好ましい。
【0037】
また、前記ＳＯＩ基板の支持層に連通路を形成した後、前記連通路の底面部に位置する活性層に前記第１工程及び第２工程に従って、テーパー構造を有する貫通孔を形成するノズル基板の製造方法が、連通路基板とノズル基板の組立がない為、各基板間の位置ずれが無く、加工時の厚さが厚く、ハンドリングがし易く、完成したノズル基板が厚くなり、インクジェットヘッドの組み立てがし易くなる点で好ましい。
【0038】
また、前記ノズル部上にＮｉ電鋳を形成したのち、当該Ｎｉ電鋳を加工して連通路を構成する方法が、インクジェットヘッドの組み立ての容易性が高くなる点で好ましい。
【0039】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「～」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
【0040】
《ノズル基板の製造方法》
本発明の貫通孔を有するノズル基板（以下、「ノズルプレート」ともいう。）の製造方法は、シリコン基板上又は酸化膜上にシリコン単結晶層を形成した構造のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板上に、複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成する第１工程と、ドライエッチングによりシリコン基板又はＳＯＩ基板をエッチングする第２工程を有し、前記第２工程では、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスを使用し、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行い、湾曲形状を有する貫通孔を形成することを特徴とする。
本発明の貫通孔を有するノズル基板（以下、「ノズルプレート」ともいう。）の製造方法は、シリコン基板上又は酸化膜上にシリコン単結晶層を形成した構造のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板上に、複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成する第１工程と、ドライエッチングによりシリコン基板又はＳＯＩ基板をエッチングする第２工程を有し、前記第２工程では、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスを使用し、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行い、湾曲形状を有する貫通孔を形成することを特徴とする。
【0041】
〔湾曲形状を有する貫通孔の形成方法〕
本発明の特徴である湾曲形状（テーパー形状）を有する貫通孔（ノズル孔）の具体的な形成方法について、図を交えて説明する。
本発明の特徴である湾曲形状（テーパー形状）を有する貫通孔（ノズル孔）の具体的な形成方法について、図を交えて説明する。
【0042】
本発明において、ノズル基板に湾曲形状を有する貫通孔を形成する方法は、上記のように、シリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、複数の孔を有するレジストパターンを有するレジスト層を形成した後、シリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を２段階以上で変化させながらエッチングを行って、湾曲形状（テーパー形状）を有する貫通孔（ノズル孔）を形成する。
【0043】
図を用いて、本発明に係るシリコンをエッチングするガスと酸素ガスの混合比を変化したときのエッチングにより形成される湾曲構造について説明する。
【0044】
図１は、ドライエッチング時のシリコンをエッチングするガスと酸素ガスとの混合比（以下、流量比ともいう。）の違いにより形成される湾曲形状の一例を示す形状写真とグラフである。
【0045】
図１では、シリコンをエッチングするガスとして６フッ化硫黄（ＳＦ6）を用い、酸素とＳＦ6の混合比率（Ｏ／ＳＦ6 体積比率）を０、０．５、１．０、１．５と変化させたときに形成される湾曲形状の一例である。
【0046】
図１の１－５には、横軸にエッチングガスであるＯ／ＳＦ6の流量比を、縦軸に形成される湾曲部のテーパー角をプロットしたグラフを示してある。
【0047】
図１の１－１で示すように、酸素を全く使用せずに、ＳＦ6ガス単独でエッチングを行った場合（Ｏ／ＳＦ6＝０）には、形成される湾曲部のテーパー角は０度で、ストレート形状のノズル孔（貫通部）が形成される。
【0048】
これに対し、図１の１－２で示すように、酸素ガスの比率を高め、６フッ化硫黄（ＳＦ6）ガスに対し、流量とし０．５倍の条件（Ｏ／ＳＦ6＝０．５）とすることにより、テーパー角が１０度の湾曲形状を有するノズル孔（貫通部）が形成される。
【0049】
更に、図１の１－３で示すように、酸素ガスの比率を高め、６フッ化硫黄（ＳＦ6）ガスと、同流量（Ｏ／ＳＦ6＝１．０）とすることにより、テーパー角が２０度の湾曲形状を有するノズル孔（貫通部）を形成することができる。
【0050】
更に、図１の１－４で示すように、酸素ガスの比率を高め、６フッ化硫黄（ＳＦ6）ガスに対し、流量とし１．５倍の条件（Ｏ／ＳＦ6＝１．５）とすることにより、テーパー角が６０度の湾曲形状を有するノズル孔（貫通部）が形成される。
【0051】
このように、ノズル基板１であるシリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジストを形成した後、シリコンをエッチングするガス（例えば、ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を多段階にわたり変化させながら、エッチングを行うことにより、所望のテーパー形状パターンを有する湾曲形状を有するノズル孔（貫通孔）を高い寸法精度で形成することができる。
【0052】
図２に、本発明の代表的な２つ以上のテーパー角を有する湾曲部からなる貫通孔の構造を示す。
【0053】
図２で示すノズル基板１では、紙面上部よりエッチングを行い、ノズル基板１の最下段領域２（インク吐出面側）には、酸素ガスを適用せず、Ｏ／ＳＦ6＝０で形成したテーパー角０度のストレート部Ｓが形成される。
【0054】
次いで、その上の中間領域３では、ＳＦ6ガスに対する酸素ガスの比率を０～１．５まで連続的に変化させて、テーパー角が０～６０度までの湾曲構造の第１のテーパーＴ１を形成する。
【0055】
次いで、最後の最上段領域４では、ＳＦ6ガスに対する酸素ガスの比率を１．５として、テーパー角が６０度の湾曲構造の第２のテーパー部Ｔ２を形成して、貫通孔Ｋを形成する。
【0056】
〔湾曲形状の貫通孔の形成方法：実施形態１〕
基板１に湾曲形状を有する貫通孔を形成する具体的なステップについて、図を交えて説明する。
基板１に湾曲形状を有する貫通孔を形成する具体的なステップについて、図を交えて説明する。
【0057】
図３は、本発明のノズル基板に湾曲形状を有する貫通孔の形成ステップの一例を示す断面図である（実施形態１）。
【0058】
（ステップＳＡ－１）
図３のステップＳＡ－１では、ノズル基板１としてシリコン基板又はＳＯＩ基板を準備する。
図３のステップＳＡ－１では、ノズル基板１としてシリコン基板又はＳＯＩ基板を準備する。
【0059】
〈基板〉
本発明に適用可能なノズル基板１としては、シリコン基板又はＳＯＩ基板である。シリコン基板（以下、ベアＳｉともいう。）は、表面が（１００）面である単結晶のシリコン基板であり、厚さが１００～２００μｍ程度のシリコンからなる板状部材である。ノズル基板を構成する基材としてシリコン基板を用いることで、高精度にノズルプレートの加工を行うことができ、位置の誤差や形状のばらつきの少ないノズルプレートを形成することができる。
本発明に適用可能なノズル基板１としては、シリコン基板又はＳＯＩ基板である。シリコン基板（以下、ベアＳｉともいう。）は、表面が（１００）面である単結晶のシリコン基板であり、厚さが１００～２００μｍ程度のシリコンからなる板状部材である。ノズル基板を構成する基材としてシリコン基板を用いることで、高精度にノズルプレートの加工を行うことができ、位置の誤差や形状のばらつきの少ないノズルプレートを形成することができる。
【0060】
また、ノズル基板としては、ノズル孔を形成するＳｉの活性層及び支持層を有し、活性層と支持層の間に酸化膜層（ＢＯＸ層ともいう。）を挟んだＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）も用いることができる。
【0061】
（ステップＳＡ－２：レジスト層の形成）
図３のステップＳＡ－２では、ノズル基板１上に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。
図３のステップＳＡ－２では、ノズル基板１上に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。
【0062】
〈レジスト層形成材料〉
本発明に適用可能なレジスト層の形成材料としては、ポジ型フォトレジスト又はネガ型フォトレジストを用いることができる。ポジ型フォトレジスト及びネガ型フォトレジストとしては、公知の材料を用いることができる。例えば、ネガ型フォトレジストとしては、日本ゼオン社製のＺＰＮ－１１５０－９０を用いることができる。また、ポジ型フォトレジストとしては、東京応化工業社製のＯＦＰＲ－８００ＬＢ、同ＯＥＢＲ－ＣＡＰ１１２ＰＭを用いることができる。
本発明に適用可能なレジスト層の形成材料としては、ポジ型フォトレジスト又はネガ型フォトレジストを用いることができる。ポジ型フォトレジスト及びネガ型フォトレジストとしては、公知の材料を用いることができる。例えば、ネガ型フォトレジストとしては、日本ゼオン社製のＺＰＮ－１１５０－９０を用いることができる。また、ポジ型フォトレジストとしては、東京応化工業社製のＯＦＰＲ－８００ＬＢ、同ＯＥＢＲ－ＣＡＰ１１２ＰＭを用いることができる。
【0063】
レジスト層はスピンコーター等を用いて、例えば、４．５μｍの厚さになるように塗布して形成し、その後、例えば、１２０℃の条件でプリベーク処理を行う。
【0064】
密着性向上のため、レジスト層塗布の前に、ノズル基材表面にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）処理を施してもよい。ＨＭＤＳ処理とは、ヘキサメチルジシラザンと呼ばれる有機材料で、例えば、東京応化社製のＯＡＰ（ヘキサメチルジシラザン）などが使用できる。レジスト塗布同様、スピンコーターで塗布しても良いし、ヘキサメチルジシラザン蒸気に曝しても密着性向上の効果が期待できる。
【0065】
所定のマスクを使用し、アライナー等で露光する。例えば、コンタクトアライナーの場合、約５００ｍＪ／ｃｍ2の光量で行う。その後、現像液（例えば、東京応化製 ＮＭＤ－３）に浸漬し、上記レジストの感光部を除去し、その後、例えば、１５０℃の条件でポストベーク処理を行うことにより、ノズル基材上に、レジストパターンを有するレジスト層を形成する。なお、ノズル孔のテーパー部をより大きな径とする場合には、ポストベーク温度を２６０℃以上の条件としても良い。
【0066】
（ステップＳＡ－３：最下段領域２の形成）
ステップＳＡ－３では、第１段階として、ドライエッチングＥにより、ノズル基板１の最下段領域２（インク吐出面側）に、６フッ化硫黄（ＳＦ6）単独ガス（Ｇ１：Ｏ／ＳＦ6＝０）を用いて、テーパー角０度のストレート部を形成する。
ステップＳＡ－３では、第１段階として、ドライエッチングＥにより、ノズル基板１の最下段領域２（インク吐出面側）に、６フッ化硫黄（ＳＦ6）単独ガス（Ｇ１：Ｏ／ＳＦ6＝０）を用いて、テーパー角０度のストレート部を形成する。
【0067】
〈ドライエッチング〉
ステップＳＡ－３で適用するドライエッチングＥとしては、深掘りＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ、略称：Ｄ－ＲＩＥ）であり、基板を低温に冷やす低温ＲＩＥ装置や、放電形式に誘導結合方式を採用したドライエッチング装置であるＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）－ＲＩＥ装置等を用いて行うことができる。深掘りＲＩＥは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の一つで、アスペクト比の高い（狭くて深い）形状の加工が行える。深く掘る方法としては、通常、高密度プラズマを用い、被加工基板を低温に冷やす方法と、ボッシュプロセスと呼ばれるエッチング技術を用いる方法を挙げることができる。
ステップＳＡ－３で適用するドライエッチングＥとしては、深掘りＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ、略称：Ｄ－ＲＩＥ）であり、基板を低温に冷やす低温ＲＩＥ装置や、放電形式に誘導結合方式を採用したドライエッチング装置であるＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）－ＲＩＥ装置等を用いて行うことができる。深掘りＲＩＥは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の一つで、アスペクト比の高い（狭くて深い）形状の加工が行える。深く掘る方法としては、通常、高密度プラズマを用い、被加工基板を低温に冷やす方法と、ボッシュプロセスと呼ばれるエッチング技術を用いる方法を挙げることができる。
【0068】
また、プロセスガスとして、ＳＦ6、Ｃ4Ｆ8、Ｏ2、ＢＦ3、ＣＨＦ3やＣＦ4などを用いる。
【0069】
放電形式に誘導結合方式を採用したドライエッチング装置であるＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）－ＲＩＥエッチング（以下、ＩＣＰ－ＲＩＥ装置ともいう。）で適用するプロセスガスとしては、ＳＦ6、Ｃ4Ｆ8、Ｏ2などを用い、成膜とエッチングをサイクル的に繰り返す、ボッシュプロセスを使用することで、高精度で垂直な深掘導抗を形成することができ、本発明においては、シリコンのエッチング期間に使用するガスとして６フッ化硫黄（ＳＦ6）と酸素ガス、デポジション期間に使用するガスとしてＣ4Ｆ8ガスを使用することが好ましい。
【0070】
（ステップＳＡ－４：中間領域３の形成）
次いで、同じくドライエッチングＥにより、ＳＦ6ガスに対する酸素ガスの比率を０～１．５まで連続的に変化させた混合ガスＧ２を用い、テーパー角が０～６０度までの湾曲構造の第１のテーパーＴ１である中間領域３を形成する。
次いで、同じくドライエッチングＥにより、ＳＦ6ガスに対する酸素ガスの比率を０～１．５まで連続的に変化させた混合ガスＧ２を用い、テーパー角が０～６０度までの湾曲構造の第１のテーパーＴ１である中間領域３を形成する。
【0071】
ステップＳＡ－４では、ステップＳ－３における最下段領域２（ストレード部）の形成に引き続き、中間領域３（テーパー角が０～６０度までの湾曲構造）をドライエッチングにより形成するが、この時、先に形成した最下段領域２（ストレード部）の形状が下部に移動しながら、中間領域３が形成される。最下段領域２（ストレード部）は、ストレート部の側壁がマスク効果を発現し、下部に移動する。この最下段領域２（ストレード部）が下部に移動する間に、レジスト５の開口部が広がることにより、ストレート部の上部に、所定のテーパー角を有する中間領域３が形成される。
【0072】
（ステップＳＡ－５：最上段領域４の形成）
ステップＳＡ－５では、上記ステップＳ－４と同様の方法で、中間領域３（テーパー角が０～６０度までの湾曲構造）上に、ドライエッチングにより、ＳＦ6ガスに対する酸素ガスの比率を１．５とした混合ガスＧ３を用い、テーパー角が６０度の湾曲構造の第２のテーパー部Ｔ２である最上段領域４を形成する。
ステップＳＡ－５では、上記ステップＳ－４と同様の方法で、中間領域３（テーパー角が０～６０度までの湾曲構造）上に、ドライエッチングにより、ＳＦ6ガスに対する酸素ガスの比率を１．５とした混合ガスＧ３を用い、テーパー角が６０度の湾曲構造の第２のテーパー部Ｔ２である最上段領域４を形成する。
【0073】
（ステップＳＡ－６：レジスト層の除去）
上記方法により、最下段領域２であるストレート部と、テーパー角が０～６０度までの湾曲構造の第１のテーパーＴ１である中間領域３と、テーパー角が６０度の湾曲構造の第２のテーパー部Ｔ２である最上段領域４から構成される貫通孔Ｋを形成した後、最上面のレジスト層５を除去して、湾曲形状を有するノズル基板１を形成する。
上記方法により、最下段領域２であるストレート部と、テーパー角が０～６０度までの湾曲構造の第１のテーパーＴ１である中間領域３と、テーパー角が６０度の湾曲構造の第２のテーパー部Ｔ２である最上段領域４から構成される貫通孔Ｋを形成した後、最上面のレジスト層５を除去して、湾曲形状を有するノズル基板１を形成する。
【0074】
レジスト層の除去方法としては、レジストを形成する材料により異なるが、例えば、アセトン、酸溶液やアルカリ溶液を用いたウェットプロセスや、酸素プラズマを用いたドライプロセスにより除去することができる。
【0075】
《連通路を具備したノズル基板の作製》
湾曲形状を有するシリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、連通路を形成したノズル基板（ノズルプレート）の具体的な作製方法について説明する。
湾曲形状を有するシリコン基板上又はＳＯＩ基板上に、連通路を形成したノズル基板（ノズルプレート）の具体的な作製方法について説明する。
【0076】
【0077】
初めに、図４を用いステップＳＢ－１～ＳＢ－５まで説明する。
【0078】
（ステップＳＢ－１：ＳＯＩ基板の準備）
図４に示すステップＳＢ－１では、ノズル基板として、ＳＯＩ基板を準備する。本発明に適用可能なＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板は、図４のステップＳＢ－１で示すように、ノズル孔を形成するＳｉより構成される活性層１Ａ及び支持層１Ｂを有し、活性層１Ａと支持層１Ｂの間にＢＯＸ層７（酸化膜層ともいう。）が形成されており、活性層１Ａの表面には、活性層側保護膜８Ａが形成されている。ただし、ステップＳＢ－６にある固定基板９がある場合には、活性層保護膜はなくてもよい。
図４に示すステップＳＢ－１では、ノズル基板として、ＳＯＩ基板を準備する。本発明に適用可能なＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板は、図４のステップＳＢ－１で示すように、ノズル孔を形成するＳｉより構成される活性層１Ａ及び支持層１Ｂを有し、活性層１Ａと支持層１Ｂの間にＢＯＸ層７（酸化膜層ともいう。）が形成されており、活性層１Ａの表面には、活性層側保護膜８Ａが形成されている。ただし、ステップＳＢ－６にある固定基板９がある場合には、活性層保護膜はなくてもよい。
【0079】
〈ＢＯＸ層（酸化膜層）〉
支持層１Ｂの表面に対し、熱酸化処理を施すことにより、ＳｉＯ2から構成されるＢＯＸ層（酸化膜層）を形成する。
支持層１Ｂの表面に対し、熱酸化処理を施すことにより、ＳｉＯ2から構成されるＢＯＸ層（酸化膜層）を形成する。
【0080】
Ｓｉの熱酸化処理としては、酸素ガスを使うドライ酸化と、水蒸気を使うウェット酸化方式がある。加熱温度は、ドライ酸化の場合で９００～１２００℃程度であり、ウェット酸化の場合で８００～１１００℃程度である。例えば、ウェット酸化を用いた場合、１０００℃、４時間程度の加熱によって、シリコン基板の全面に、厚さ１μｍの熱酸化膜（ＳｉＯ2）を形成することができる。
【0081】
〈活性層側保護膜〉
活性層側保護膜８Ａとしては、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、金属膜（アルミニウム等）、有機膜（ポリイミド、ポリアミド、パリレン等）の材料を選択、又は組み合わせて用いることができる。活性層側保護膜８Ａの厚さは、特には限られないが、例えば、１０μｍ以下とすることができる。ノズル先端は吐出性能に影響することがから、導電性の金属膜がより好ましい。
活性層側保護膜８Ａとしては、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、金属膜（アルミニウム等）、有機膜（ポリイミド、ポリアミド、パリレン等）の材料を選択、又は組み合わせて用いることができる。活性層側保護膜８Ａの厚さは、特には限られないが、例えば、１０μｍ以下とすることができる。ノズル先端は吐出性能に影響することがから、導電性の金属膜がより好ましい。
【0082】
（ステップＳＢ－２：レジスト層の形成）
次いで、実施形態２のステップＳＡ－２（レジスト層の形成）と同様の方法により、レジスト層５のパターンを形成した。
次いで、実施形態２のステップＳＡ－２（レジスト層の形成）と同様の方法により、レジスト層５のパターンを形成した。
【0083】
（ステップＳＢ－３：連通路の形成）
次いで、レジスト層５上より、エッチング処理を施して、支持層連通路６Ａを形成する。
次いで、レジスト層５上より、エッチング処理を施して、支持層連通路６Ａを形成する。
【0084】
エッチング処理方法としては、実施形態３のステップＳＡ－３に記載の深掘りＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）の他に、ウェットエッチング、例えば、等方性ウェットエッチング、異方性ウェットエッチング等を適用することができる。エッチングにより支持層連通路６Ａを形成した後、レジスト層５を上記と同様の方法で除去する。
【0085】
〈等方性ウェットエッチング〉
本発明に係る連通路形成に適用可能な等方性ウェットエッチングとしては、例えば、フッ硝酸を用いたウェットエッチングが用いられる。例えば、ＳＯＩを１０ｍｍ程度の振幅で揺動させながら、フッ硝酸に浸漬させ、支持層１Ｃに支持層連通路６Ａを形成する。
本発明に係る連通路形成に適用可能な等方性ウェットエッチングとしては、例えば、フッ硝酸を用いたウェットエッチングが用いられる。例えば、ＳＯＩを１０ｍｍ程度の振幅で揺動させながら、フッ硝酸に浸漬させ、支持層１Ｃに支持層連通路６Ａを形成する。
【0086】
〈異方性ウェットエッチング〉
本発明に係る支持層連通路６Ａの形成に適用可能な異方性ウェットエッチングとしては、ウェットエッチング液としては、一般的なものを使用することができ、例えば、ＫＯＨ溶液を使用すれば、シリコンの結晶面選択性が良好であり、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を使用すれば、マスク層（ＳｉＯ2）とシリコン基材との選択性が良好となり、好ましい。
本発明に係る支持層連通路６Ａの形成に適用可能な異方性ウェットエッチングとしては、ウェットエッチング液としては、一般的なものを使用することができ、例えば、ＫＯＨ溶液を使用すれば、シリコンの結晶面選択性が良好であり、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を使用すれば、マスク層（ＳｉＯ2）とシリコン基材との選択性が良好となり、好ましい。
【0087】
例えば、ＫＯＨの４０質量％水溶液を用い、７０℃でウェットエッチングを行うことにより、図４のステップＳ３－３で示すような支持層連通路６Ａを形成することができる。
【0088】
（ステップＳＢ－４：ＢＯＸ層の除去）
次いで、支持層連通路６Ａを形成した後、支持層連通路６Ａの底面に露出しているＢＯＸ層７（酸化膜層）の除去を、ＲＩＥ（反応性ドライエッチング）又はウェットエッチングにより行う。
次いで、支持層連通路６Ａを形成した後、支持層連通路６Ａの底面に露出しているＢＯＸ層７（酸化膜層）の除去を、ＲＩＥ（反応性ドライエッチング）又はウェットエッチングにより行う。
【0089】
（ステップＳＢ－５：支持層側保護膜（レジスト層）の形成）
次いで、支持層連通路６Ａを形成した後、支持層側保護膜８Ｂを、レジスト材料を用いて形成する。レジスト材料の付与は、支持層連通路６Ａを含め段差構造を有しているため、スピンコートでは均一にレジスト材料を付与することができないため、スプレー塗布方式又は電着レジストを適用することが好ましい。次いで、ノズル形成部をマスクで保護した後、露光及び現像を行う。露光は、コンタクト方式、プロジェクション方式、ステッパー方式等を適用することができる。
次いで、支持層連通路６Ａを形成した後、支持層側保護膜８Ｂを、レジスト材料を用いて形成する。レジスト材料の付与は、支持層連通路６Ａを含め段差構造を有しているため、スピンコートでは均一にレジスト材料を付与することができないため、スプレー塗布方式又は電着レジストを適用することが好ましい。次いで、ノズル形成部をマスクで保護した後、露光及び現像を行う。露光は、コンタクト方式、プロジェクション方式、ステッパー方式等を適用することができる。
【0090】
次いで、図５を用いて、ステップＳＢ－６～ＳＢ－９について説明する。
【0091】
（ステップＳＢ－６：固定基板の付与）
図５に示すステップＳＢ－６では、活性層１Ａ側に、Ｓｉ単体、ガラス基板、金属基板等から構成されている固定基板９を接合する。接合に用いる接合材としては、エポキシ樹脂等の接着剤、又は発泡剥離シート等を適用することができる。ただし、活性層側保護膜８Ａが金属膜である場合には、固定基板９を用いなくてもよい。
図５に示すステップＳＢ－６では、活性層１Ａ側に、Ｓｉ単体、ガラス基板、金属基板等から構成されている固定基板９を接合する。接合に用いる接合材としては、エポキシ樹脂等の接着剤、又は発泡剥離シート等を適用することができる。ただし、活性層側保護膜８Ａが金属膜である場合には、固定基板９を用いなくてもよい。
【0092】
（ステップＳＢ－７：貫通孔の形成）
次いで、図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、活性層１Ａにテーパー形状Ｔを有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。
次いで、図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、活性層１Ａにテーパー形状Ｔを有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。
【0093】
（ステップＳＢ－８：貫通孔の形成）
次いで、ステップＳＢ－８では、活性層１Ａ側に付与した固定基板９を、加熱等で取り外す。
次いで、ステップＳＢ－８では、活性層１Ａ側に付与した固定基板９を、加熱等で取り外す。
【0094】
（ステップＳＢ－９：レジストの除去）
最後に、レジスト８Ｂ及び活性層１Ａ表面の活性層側保護膜８Ａ（金属膜）を、ウェットエッチング法を用いて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有するノズルプレートＮＰを作製する。
最後に、レジスト８Ｂ及び活性層１Ａ表面の活性層側保護膜８Ａ（金属膜）を、ウェットエッチング法を用いて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有するノズルプレートＮＰを作製する。
【0095】
ノズルプレートＮＰのサイズとしては、例えば、連通路６Ａの内径としては、１００μｍ程度であり、支持層連通路基板の高さとしては、１００μｍ程度であり、活性層１Ａの厚さとしては３０μｍ程度で有り、ノズル孔Ｎのインク吐出面側のサイズとしては２０μｍ程度である。
【0096】
〔実施形態３：連通路一体型のノズル基板の作製２（支持層表面に支持層側保護膜（酸化膜）を付与）〕
上記説明した実施形態２のステップＳＢ－５では、支持層側保護膜８Ｂとしてレジスト材料により、支持層１Ｂに形成した支持層連通路６Ａの表面を保護する方法に対し、実施形態３では、支持層側保護膜１０として、熱酸化、ＣＶＤ等により酸化膜や窒化膜を支持層１Ｂ及び支持層連通路６Ａの表面に形成する方法である。
上記説明した実施形態２のステップＳＢ－５では、支持層側保護膜８Ｂとしてレジスト材料により、支持層１Ｂに形成した支持層連通路６Ａの表面を保護する方法に対し、実施形態３では、支持層側保護膜１０として、熱酸化、ＣＶＤ等により酸化膜や窒化膜を支持層１Ｂ及び支持層連通路６Ａの表面に形成する方法である。
【0097】
【0098】
【0099】
（ステップＳＣ－５：支持層側保護膜（酸化膜）１０の形成）
図７に示すステップＳＣ－５では、支持層連通路６Ａを形成した後、支持層連通路基板１Ｃの表面と、支持層連通路６Ａの表面に、支持層側保護膜（酸化膜）１０を形成する。
図７に示すステップＳＣ－５では、支持層連通路６Ａを形成した後、支持層連通路基板１Ｃの表面と、支持層連通路６Ａの表面に、支持層側保護膜（酸化膜）１０を形成する。
【0100】
支持層側保護膜（酸化膜）１０の形成方法の一例を以下に説明する。
【0101】
支持層側保護膜（酸化膜）１０の形成方法としては、熱酸化法、陽極酸化法、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等を適用することができる。
【0102】
〈熱酸化法による支持層側保護膜の形成〉
熱酸化法により、ＳｉＯ2から構成される支持層側保護膜を形成する。熱酸化法としては、酸素ガスを使うドライ酸化と、水蒸気を使うウェット酸化方式があり、熱酸化として、いずれの方式も採用することができる。加熱温度は、ドライ酸化の場合で９００～１２００℃程度であり、ウェット酸化の場合で８００～１１００℃程度である。例えば、ウェット酸化を用いた場合、１０００℃、４時間程度の加熱によって、シリコン基板の全面に、支持層側保護膜（酸化膜）１０として、厚さ１μｍの熱酸化膜を形成することができる。
熱酸化法により、ＳｉＯ2から構成される支持層側保護膜を形成する。熱酸化法としては、酸素ガスを使うドライ酸化と、水蒸気を使うウェット酸化方式があり、熱酸化として、いずれの方式も採用することができる。加熱温度は、ドライ酸化の場合で９００～１２００℃程度であり、ウェット酸化の場合で８００～１１００℃程度である。例えば、ウェット酸化を用いた場合、１０００℃、４時間程度の加熱によって、シリコン基板の全面に、支持層側保護膜（酸化膜）１０として、厚さ１μｍの熱酸化膜を形成することができる。
【0103】
〈陽極酸化法による支持層側保護膜の形成〉
陽極酸化法は、酸化したい導電性の素材であるシリコン基板を電解液中に浸し、シリコン基板を陽極（正極、＋極）として通電することによって、シリコン基板表面で電解液中の酸素と結合させ、前記シリコン基板表面から酸化膜（ＳｉＯ2）を成長させて支持層側保護膜（酸化膜）を形成する方法である。
陽極酸化法は、酸化したい導電性の素材であるシリコン基板を電解液中に浸し、シリコン基板を陽極（正極、＋極）として通電することによって、シリコン基板表面で電解液中の酸素と結合させ、前記シリコン基板表面から酸化膜（ＳｉＯ2）を成長させて支持層側保護膜（酸化膜）を形成する方法である。
【0104】
〈化学気相成長法（ＣＶＤ法）による支持層側保護膜の形成〉
シリコン基板における凹凸構造を形成した表面全体に、化学気相成長法によって支持層側保護膜を堆積して形成する方法で、例えば、テトラエトキシシラン（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＴＥＯＳ）が加温され、キャリアガスによってバブリングされることによってＴＥＯＳガスが生成され、このＴＥＯＳガスに、例えば、酸素やオゾン等の酸化ガス及び、例えば、ヘリウム等の希釈ガスが混合されて原料ガスが生成される。そして、この原料ガスが、プラズマＣＶＤ装置や常温オゾンＣＶＤ装置等のＣＶＤ装置に導入され、ＣＶＤ装置内のシリコン基板の表面に、支持層側保護膜（酸化膜）１０として所定の厚さ（例えば、約１μｍ等）のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）が形成される。
シリコン基板における凹凸構造を形成した表面全体に、化学気相成長法によって支持層側保護膜を堆積して形成する方法で、例えば、テトラエトキシシラン（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＴＥＯＳ）が加温され、キャリアガスによってバブリングされることによってＴＥＯＳガスが生成され、このＴＥＯＳガスに、例えば、酸素やオゾン等の酸化ガス及び、例えば、ヘリウム等の希釈ガスが混合されて原料ガスが生成される。そして、この原料ガスが、プラズマＣＶＤ装置や常温オゾンＣＶＤ装置等のＣＶＤ装置に導入され、ＣＶＤ装置内のシリコン基板の表面に、支持層側保護膜（酸化膜）１０として所定の厚さ（例えば、約１μｍ等）のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）が形成される。
【0105】
〈スパッタ法による支持層側保護膜の形成〉
スパッタ法によって支持層側保護層（酸化膜）１０を堆積して形成する場合には、例えば、真空チャンバー内に支持層側保護膜として成膜させたい物質（例えば、石英等）のターゲットが設置され、高電圧を印加することによってイオン化されたアルゴン等の希ガス元素（普通はアルゴンを用いる）が前記ターゲットに照射および衝突される。この衝突によって前記ターゲットの表面の原子がはじき飛ばされ、はじき飛ばされた原子（スパッタリング粒子）が、シリコン基材の凹凸部の各表面に到達することで、支持層連通路基板１Ｃの表面と、支持層連通路６Ａの表面に、前記スパッタリング粒子が降り積もって堆積して支持層側保護膜（酸化膜）１０が成膜される。
スパッタ法によって支持層側保護層（酸化膜）１０を堆積して形成する場合には、例えば、真空チャンバー内に支持層側保護膜として成膜させたい物質（例えば、石英等）のターゲットが設置され、高電圧を印加することによってイオン化されたアルゴン等の希ガス元素（普通はアルゴンを用いる）が前記ターゲットに照射および衝突される。この衝突によって前記ターゲットの表面の原子がはじき飛ばされ、はじき飛ばされた原子（スパッタリング粒子）が、シリコン基材の凹凸部の各表面に到達することで、支持層連通路基板１Ｃの表面と、支持層連通路６Ａの表面に、前記スパッタリング粒子が降り積もって堆積して支持層側保護膜（酸化膜）１０が成膜される。
【0106】
〈真空蒸着法による支持層側保護膜の形成〉
真空蒸着法により支持層側保護膜（酸化膜）１０を形成する方法としては、真空チャンバー内で支持層側保護膜として成膜させたい物質（蒸着源）と対面させるようにシリコン基板を配置し、蒸着源を加熱することによって発生した気体状態の成膜物質（蒸着物質）が支持層連通路基板１Ｃの表面と、支持層連通路６Ａの表面に照射され、蒸着物質が降り積もって堆積し成膜される。
真空蒸着法により支持層側保護膜（酸化膜）１０を形成する方法としては、真空チャンバー内で支持層側保護膜として成膜させたい物質（蒸着源）と対面させるようにシリコン基板を配置し、蒸着源を加熱することによって発生した気体状態の成膜物質（蒸着物質）が支持層連通路基板１Ｃの表面と、支持層連通路６Ａの表面に照射され、蒸着物質が降り積もって堆積し成膜される。
【0107】
その他には、酸化膜以外でも、ＣＦ系膜形成方法等も適用することができる。
【0108】
（ステップＳＣ－６：支持層側保護膜（酸化膜）１０の一部除去）
次いで、形成した支持層側保護膜（酸化膜）１０のうち、支持層連通路６Ａの底面部と支持層連通路基板１Ｃの表面部に対し、ドライエッチング（例えば、深掘りＲＩＥ又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等）を用いて、支持層側保護膜（酸化膜）１０を除去する。
次いで、形成した支持層側保護膜（酸化膜）１０のうち、支持層連通路６Ａの底面部と支持層連通路基板１Ｃの表面部に対し、ドライエッチング（例えば、深掘りＲＩＥ又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等）を用いて、支持層側保護膜（酸化膜）１０を除去する。
【0109】
（ステップＳＣ－７：レジスト層の形成）
次いで、ステップＳＣ－７で示すように、支持層側保護膜（酸化膜）１０、支持層連通路基板１Ｃ表面及びノズル孔形成部以外の領域の底面部にレジスト層５を付与する。レジスト層の形成方法は、前記と同様である。
次いで、ステップＳＣ－７で示すように、支持層側保護膜（酸化膜）１０、支持層連通路基板１Ｃ表面及びノズル孔形成部以外の領域の底面部にレジスト層５を付与する。レジスト層の形成方法は、前記と同様である。
【0110】
（ステップＳＣ－８：固定基板の付与）
図７に示すステップＳＣ－８では、活性層１Ａ側に、Ｓｉ単体、ガラス基板、金属基板等から構成されている固定基板９を接合する。接合に用いる接合材としては、エポキシ樹脂等の接着剤、又は発泡剥離シート等を適用することができる。ただし、活性層側保護膜８Ａが金属膜である場合には、固定基板９を用いなくてもよい。
図７に示すステップＳＣ－８では、活性層１Ａ側に、Ｓｉ単体、ガラス基板、金属基板等から構成されている固定基板９を接合する。接合に用いる接合材としては、エポキシ樹脂等の接着剤、又は発泡剥離シート等を適用することができる。ただし、活性層側保護膜８Ａが金属膜である場合には、固定基板９を用いなくてもよい。
【0111】
（ステップＳＣ－９：貫通孔の形成）
次いで、図８のステップＳＣ－９に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、活性層１Ａにテーパー形状Ｔを有するノズル孔Ｎである貫通孔を形成する。
次いで、図８のステップＳＣ－９に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、活性層１Ａにテーパー形状Ｔを有するノズル孔Ｎである貫通孔を形成する。
【0112】
（ステップＳＣ－１０：貫通孔の形成）
次いで、ステップＳＣ－１０では、活性層１Ａ側に付与した固定基板９を、加熱等で取り外す。
次いで、ステップＳＣ－１０では、活性層１Ａ側に付与した固定基板９を、加熱等で取り外す。
【0113】
（ステップＳＣ－１１：レジストの除去）
最後に、レジスト５、支持層側保護膜（酸化膜）１０及び活性層１Ａ側面部の活性層側保護膜８Ａ（金属膜）を、ウェットエッチング法を用いて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有するノズルプレートＮＰを作製する。
最後に、レジスト５、支持層側保護膜（酸化膜）１０及び活性層１Ａ側面部の活性層側保護膜８Ａ（金属膜）を、ウェットエッチング法を用いて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有するノズルプレートＮＰを作製する。
【0114】
ノズルプレートＮＰのサイズとしては、例えば、連通路６Ａの内径としては、１００μｍ程度であり、支持層連通路基板の高さとしては、１００μｍ程度であり、活性層１Ａの厚さとしては３０μｍ程度で有り、ノズル孔Ｎのインク吐出面側のサイズとしては２０μｍ程度である。
【0115】
〔実施形態４：ＳＯＩを用いた連通路接合型のノズル基板の作製〕
実施形態４は、基板としてＳＯＩを用い、湾曲型貫通孔を形成した後、連通路基板を接合して、連通路を有するノズルプレートを形成する方法である。
実施形態４は、基板としてＳＯＩを用い、湾曲型貫通孔を形成した後、連通路基板を接合して、連通路を有するノズルプレートを形成する方法である。
【0116】
【0117】
〈ステップＳＤ－１：ＳＯＩの準備〉
図９のステップＳＤ－１で示すように、活性層１Ａ、ＢＯＸ層７及び支持層１Ｂから構成するＳＯＩ基板を準備する。
図９のステップＳＤ－１で示すように、活性層１Ａ、ＢＯＸ層７及び支持層１Ｂから構成するＳＯＩ基板を準備する。
【0118】
〈ステップＳＤ－２：活性層表面にレジスト層を付与〉
次いで、活性層１Ａ表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
次いで、活性層１Ａ表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
【0119】
〈ステップＳＤ－３：貫通路の形成〉
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、活性層１Ａに湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、活性層１Ａに湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
【0120】
〈ステップＳＤ－４：レジスト層の除去〉
次いで、活性層１Ａ表面のレジスト層５を、実施形態１のステップＳＡ－６に記載した方法と同様にして、例えば、アセトン、酸溶液やアルカリ溶液を用いたウェットプロセスや、酸素プラズマを用いたドライプロセスにより除去する。
次いで、活性層１Ａ表面のレジスト層５を、実施形態１のステップＳＡ－６に記載した方法と同様にして、例えば、アセトン、酸溶液やアルカリ溶液を用いたウェットプロセスや、酸素プラズマを用いたドライプロセスにより除去する。
【0121】
〈ステップＳＤ－５：連通路基板の接合〉
次いで、図１０のステップＳＤ－５の記載のように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成した活性層１Ａ上に、接着層１１を介して、連通路基板６を接合する。
次いで、図１０のステップＳＤ－５の記載のように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成した活性層１Ａ上に、接着層１１を介して、連通路基板６を接合する。
【0122】
接着層としては、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤、Ｓｉ－Ｓｉ又はＳｉ－ＳｉＯ2－Ｓｉの活性化接合、又はＡｕ等を間に挟んだＳｉ－Ａｕ接合方法を適用することができる。また、接合する連通路基板６としては、シリコン（Ｓｉ）、金属材料、樹脂材料等を挙げることができる。なお、連通路基板６の構成材料としては、連通路の接合時や後工程で熱がかかる場合、構成材料間の熱膨張率の差により、「反り」が生じる可能性があるため、ＳＯＩ構成材料（Ｓｉ）と熱膨張率が近似した連通路基板を選択することが好ましい。
【0123】
〈ステップＳＤ－６：支持層の除去〉
次いで、ステップＳＤ－６では、背面側に有する支持層１Ｂを、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去する。
次いで、ステップＳＤ－６では、背面側に有する支持層１Ｂを、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去する。
【0124】
〈ステップＳＤ－７：ＢＯＸ層の除去〉
次いで、実施形態２のステップＳＢ－４と同様にして、活性層１Ａの背面に露出しているＢＯＸ層（酸化膜層）を、例えば、ＲＩＥ（反応性ドライエッチング）又はウェットエッチングにより除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、連通路基板６を接合したノズルプレートＮＰを作製する。
次いで、実施形態２のステップＳＢ－４と同様にして、活性層１Ａの背面に露出しているＢＯＸ層（酸化膜層）を、例えば、ＲＩＥ（反応性ドライエッチング）又はウェットエッチングにより除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、連通路基板６を接合したノズルプレートＮＰを作製する。
【0125】
ノズルプレートＮＰのサイズとしては、特に制限はないが、一例としては、連通路６Ａの内径が１００μｍ程度であり、支持層連通路基板の高さとしては、１００μｍ程度であり、活性層１Ａの厚さとしては３０μｍ程度で有り、ノズル孔Ｎのインク吐出面側のサイズとしては２０μｍ程度である。
【0126】
〔実施形態５：シリコン基板及び固定基板を用いた連通路接合型のノズル基板の作製〕
図１１及び図１２は、シリコン基板を用いたノズル基板上に、固定基板を用いて連通路接合型（仮固定）の連通路を形成する製造ステップの一例を示す断面図である。
図１１及び図１２は、シリコン基板を用いたノズル基板上に、固定基板を用いて連通路接合型（仮固定）の連通路を形成する製造ステップの一例を示す断面図である。
【0127】
〈ステップＳＥ－１：シリコン基板の準備〉
シリコン基板側保護膜８Ｃを有するシリコン基板１を準備する。シリコン基板側保護膜８Ｃとしては、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、金属膜等により形成することができ、ノズルのインク吐出面側におけるインクの吐出安定性の観点から、導電性を有する金属膜が好ましい。
シリコン基板側保護膜８Ｃを有するシリコン基板１を準備する。シリコン基板側保護膜８Ｃとしては、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、金属膜等により形成することができ、ノズルのインク吐出面側におけるインクの吐出安定性の観点から、導電性を有する金属膜が好ましい。
【0128】
〈ステップＳＥ－２：固定基板の仮接合〉
次いで、ステップＳＥ－２として、シリコン基板側保護膜８Ｃの下部に、固定基板９を接合する。固定基板９としては、シリコン基板、ガラス基板、金属基板、樹脂基板等を挙げることができる。この段階で、シリコン基板１を任意の厚さに、研削及び／又は研磨により調整してもよい。
次いで、ステップＳＥ－２として、シリコン基板側保護膜８Ｃの下部に、固定基板９を接合する。固定基板９としては、シリコン基板、ガラス基板、金属基板、樹脂基板等を挙げることができる。この段階で、シリコン基板１を任意の厚さに、研削及び／又は研磨により調整してもよい。
【0129】
Ｓｉ基板と固定基板の接着には、エポキシ樹脂等の接着剤、又は発泡剥離シート等を適用することができる。
【0130】
〈ステップＳＥ－３：レジスト層の付与〉
次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
【0131】
〈ステップＳＥ－４：貫通路の形成〉
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりドライエッチングガス（ＳＦ６）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりドライエッチングガス（ＳＦ６）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
【0132】
〈ステップＳＥ－５：レジスト層の除去〉
次いで、シリコン基板１表面のレジスト層５を、実施形態１のステップＳＡ－６に記載した方法と同様にして、例えば、アセトン、酸溶液やアルカリ溶液を用いたウェットプロセスや、酸素プラズマを用いたドライプロセスにより除去する。
次いで、シリコン基板１表面のレジスト層５を、実施形態１のステップＳＡ－６に記載した方法と同様にして、例えば、アセトン、酸溶液やアルカリ溶液を用いたウェットプロセスや、酸素プラズマを用いたドライプロセスにより除去する。
【0133】
〈ステップＳＥ－６：連通路基板の接合〉
次いで、図１２のステップＳＥ－６に示すように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、接着層１１を介して、連通路基板６を接合して、連通路６Ａを形成する。
次いで、図１２のステップＳＥ－６に示すように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、接着層１１を介して、連通路基板６を接合して、連通路６Ａを形成する。
【0134】
接着層としては、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤、Ｓｉ－Ｓｉ又はＳｉ－ＳｉＯ2－Ｓｉの活性化接合、又はＡｕ等を間に挟んだＳｉ－Ａｕ接合方法を適用することができる。また、接合する連通路基板６としては、シリコン（Ｓｉ）、金属材料、樹脂材料等を挙げることができる。なお、連通路基板の構成材料としては、連通路の接合時や後工程で熱がかかる場合、構成材料間の熱膨張率の差により、「反り」が生じる可能性があるため、ＳＯＩ構成材料（Ｓｉ）と熱膨張率が近似した連通路基板を選択することが好ましい。
【0135】
〈ステップＳＥ－７：固定基板の除去〉
図１２のステップＳＥ－７で示すように、シリコン基板１の背面に形成した固定基板９を外す。
図１２のステップＳＥ－７で示すように、シリコン基板１の背面に形成した固定基板９を外す。
【0136】
〈ステップＳＥ－８：シリコン基板側保護膜の除去〉
最後に、シリコン基板１の背面に露出しているシリコン基板側保護膜８Ｃを、例えば、ＲＩＥ（反応性ドライエッチング）又はウェットエッチングにより除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、連通路基板６を接合したノズルプレートＮＰを作製する。
最後に、シリコン基板１の背面に露出しているシリコン基板側保護膜８Ｃを、例えば、ＲＩＥ（反応性ドライエッチング）又はウェットエッチングにより除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、連通路基板６を接合したノズルプレートＮＰを作製する。
【0137】
〔実施形態６：基板としてベアＳｉを用いた連通路接合型のノズル基板の作製〕
図１３に、シリコン基板（ベアＳｉ）を用い、連通路接合型のノズル基板の作製ステップを示す。
図１３に、シリコン基板（ベアＳｉ）を用い、連通路接合型のノズル基板の作製ステップを示す。
【0138】
〈ステップＳＦ－１：シリコン基板（ベアＳｉ）の準備〉
シリコン単体で形成されるシリコン基板１を準備する。
シリコン単体で形成されるシリコン基板１を準備する。
【0139】
〈ステップＳＦ－２：レジスト層の形成〉
次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
【0140】
〈ステップＳＦ－３：貫通孔の形成〉
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりドライエッチングガス（ＳＦ６）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりドライエッチングガス（ＳＦ６）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
【0141】
〈ステップＳＦ－４：連通路の接合〉
次いで、図１３のステップＳＦ－４で示すように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、接着層１１を介して、連通路基板６を接合して、連通路６Ａを形成する。
次いで、図１３のステップＳＦ－４で示すように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、接着層１１を介して、連通路基板６を接合して、連通路６Ａを形成する。
【0142】
接着層としては、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤、Ｓｉ－Ｓｉ又はＳｉ－ＳｉＯ2－Ｓｉの活性化接合、又はＡｕ等を間に挟んだＳｉ－Ａｕ接合方法を適用することができる。また、接合する連通路基板６としては、シリコン（Ｓｉ）、金属材料（例えば、ＮｉやＳＵＳ）、樹脂材料等を挙げることができる。なお、連通路基板の構成材料としては、連通路の接合時や後工程で熱がかかる場合、構成材料間の熱膨張率の差により、「反り」が生じる可能性があるため、ＳＯＩ構成材料（Ｓｉ）と熱膨張率が近似した連通路基板を選択することが好ましい。
【0143】
〈ステップＳＦ－５：シリコン基板背面の除去及びノズル孔出し〉
次いで、シリコン基板１の背面を、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、連通路基板６を接合したノズルプレートＮＰを作製する。
次いで、シリコン基板１の背面を、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、連通路基板６を接合したノズルプレートＮＰを作製する。
【0144】
ノズルプレートＮＰのサイズとしては、特に制限はないが、一例としては、連通路６Ａの内径が１００μｍ程度であり、支持層連通路基板の高さとしては、１００μｍ程度であり、活性層１Ａの厚さとしては３０μｍ程度で有り、ノズル孔Ｎのインク吐出面側のサイズとしては２０μｍ程度である。
【0145】
〔実施形態７：基板としてベアＳｉを用い、連通路後接合型のノズル基板の作製〕
次いで、図１４及び図１５を用いて、基板としてベアＳｉを用い、固定基板を用いてノズル孔を形成した後、連通路を最後に接合するノズルプレートの製造ステップを説明する。
次いで、図１４及び図１５を用いて、基板としてベアＳｉを用い、固定基板を用いてノズル孔を形成した後、連通路を最後に接合するノズルプレートの製造ステップを説明する。
【0146】
〈ステップＳＧ－１：シリコン基板（ベアＳｉ）の準備〉
シリコン単体で形成されるシリコン基板１を準備する。
シリコン単体で形成されるシリコン基板１を準備する。
【0147】
〈ステップＳＧ－２：レジスト層の付与〉
次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
【0148】
〈ステップＳＧ－３：貫通孔（ノズル孔）の形成〉
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりエッチングガス（ＳＦ6）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
【0149】
〈ステップＳＧ－４：固定用基板の仮接合〉
次いで、ステップＳＧ－４として、シリコン基板１の上面に、固定基板９を仮接合する。固定基板としては、シリコン基板、ガラス基板、金属基板、樹脂基板等を挙げることができる。
次いで、ステップＳＧ－４として、シリコン基板１の上面に、固定基板９を仮接合する。固定基板としては、シリコン基板、ガラス基板、金属基板、樹脂基板等を挙げることができる。
【0150】
〈ステップＳＧ－５：シリコン基板背面の除去・ノズル孔出し〉
次いで、ステップＳＧ－５として、シリコン基板１の背面を、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを貫通させる。
次いで、ステップＳＧ－５として、シリコン基板１の背面を、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを貫通させる。
【0151】
〈ステップＳＧ－６：ダイシングテープの貼り付け〉
上記方法で研削したシリコン基板１の背面に、ダンシングテープ１１を貼り付ける。
上記方法で研削したシリコン基板１の背面に、ダンシングテープ１１を貼り付ける。
【0152】
〈ステップＳＧ－７：固定用基板の取り外し〉
次いで、シリコン基板１の表面に仮接合した固定用基板９を外す。
次いで、シリコン基板１の表面に仮接合した固定用基板９を外す。
【0153】
〈ステップＳＧ－８：連通路の接合〉
次いで、ステップＳＧ－８で示すように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、連通路基板６を接合して、連通路６Ａを形成する。
次いで、ステップＳＧ－８で示すように、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、連通路基板６を接合して、連通路６Ａを形成する。
【0154】
〈ステップＳＧ－９：ダイシングテープの除去〉
最後に、シリコン基板１の背面に付与したダンシングテープ１１を外して、ノズルプレートＮＰを作製する。
最後に、シリコン基板１の背面に付与したダンシングテープ１１を外して、ノズルプレートＮＰを作製する。
【0155】
ノズルプレートＮＰのサイズとしては、特に制限はないが、一例としては、連通路６Ａの内径が１００μｍ程度であり、支持層連通路基板の高さとしては、１００μｍ程度であり、活性層１の厚さとしては３０μｍ程度で有り、ノズル孔Ｎのインク吐出面側のサイズとしては２０μｍ程度である。
【0156】
〔実施形態８：連通路をＮｉ電鋳で形成したノズル基板の作製〕
図１６に、シリコン基板（ベアＳｉ）を用い、連通路としてＮｉ電鋳を用いて形成するノズル基板の作製ステップを示す。
図１６に、シリコン基板（ベアＳｉ）を用い、連通路としてＮｉ電鋳を用いて形成するノズル基板の作製ステップを示す。
【0157】
〈ステップＳＨ－１：シリコン基板（ベアＳｉ）の準備及びレジスト層の形成〉
シリコン単体で形成されるシリコン基板１を準備する。次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
シリコン単体で形成されるシリコン基板１を準備する。次いで、シリコン基板１の表面に、ノズル孔に対応するサイズの開口径を有するレジスト層５を形成する。形成方法は、実施形態１のステップＳＡ－２に記載した方法に従って形成することができる。
【0158】
〈ステップＳＨ－２：貫通孔の形成〉
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりドライエッチングガス（ＳＦ６）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
次いで、前記図３に記載の方法に従って、ドライエッチングによりドライエッチングガス（ＳＦ６）と酸素ガスの混合比を所望の条件で変化させながら、シリコン基板１に湾曲形状を有するノズル孔である貫通孔Ｋを形成する。貫通孔Ｋの形成方法は、実施形態１～３に記載した方法と同様であり、その詳細は割愛する。
【0159】
〈ステップＳＨ－３：Ｎｉ製シート層の接合〉
次いで、レジストを除去した後、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、常法に従って、Ｎｉ製のシード層を形成する。
次いで、レジストを除去した後、湾曲形状を有する貫通孔Ｋを形成したシリコン基板１上に、常法に従って、Ｎｉ製のシード層を形成する。
【0160】
〈ステップＳＨ－４：Ｎｉ製シード層に連通路形成〉
次いで、シード層を介して、Ｎｉ電鋳１３（厚付型電気鋳造法）を形成したのち、研削又は研磨により、Ｎｉ電鋳により構成されるＮｉ連通路基板１３Ａを形成する。
次いで、シード層を介して、Ｎｉ電鋳１３（厚付型電気鋳造法）を形成したのち、研削又は研磨により、Ｎｉ電鋳により構成されるＮｉ連通路基板１３Ａを形成する。
【0161】
〈ステップＳＨ－５：シリコン基板背面の除去及びノズル孔出し〉
次いで、シリコン基板１の背面を、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、Ｎｉ電鋳により形成した連通路基板６を有するノズルプレートＮＰを作製する。
次いで、シリコン基板１の背面を、研削法、研磨法、ドライエッチング、ウェットエッチングを、それぞれ単独、又は適宜組み合わせて除去して、湾曲形状Ｔのノズル孔Ｎを有し、Ｎｉ電鋳により形成した連通路基板６を有するノズルプレートＮＰを作製する。
【0162】
ノズルプレートＮＰのサイズとしては、特に制限はないが、一例としては、連通路６Ａの内径が１００μｍ程度であり、支持層連通路基板の高さとしては、１００μｍ程度であり、活性層１Ａの厚さとしては３０μｍ程度で有り、ノズル孔Ｎのインク吐出面側のサイズとしては２０μｍ程度である。
【0163】
《インクジェットヘッド》
本発明に係るノズル基板（ノズルプレート）を具備するインクジェットヘッドについて説明する。
本発明に係るノズル基板（ノズルプレート）を具備するインクジェットヘッドについて説明する。
【0164】
〔インクジェットヘッドの構成〕
図１７は、本発明に係るノズル基板を具備したインクジェットヘッドの構成の一例を示す断面図である。
図１７は、本発明に係るノズル基板を具備したインクジェットヘッドの構成の一例を示す断面図である。
【0165】
【0166】
インクジェットヘッド１０１は、ヘッドチップ１０２と、共通インク室１７０と、支持基板１８０と、配線部材１０３と、駆動部１０４などから構成されている。
【0167】
ヘッドチップ１０２は、ノズルＮからインクを吐出させるための構成であり、複数、図１７では４枚の板状の基板が積層形成されている。ヘッドチップ１０２における最下方の基板が、本発明に係るノズル基板１１０（ノズルプレート）である。ノズル基板１１０には、本発明に係る湾曲構造（テーパー構造）の貫通孔を有する複数のノズルＮが設けられて、当該ノズルＮの開口部からノズル基板１１０の露出面（インク吐出面１０１ａ）に対して略垂直にインクが、記録媒体上に吐出可能とされる。ノズル基板１１０のインク吐出面１０１ａとは反対側には、上方（図１７のＺ方向）に向かって順番に圧力室基板１２０（チャンバープレート）、スペーサー基板１４０及び配線基板１５０が接着されて積層されている。以下では、これらノズル基板１１０、圧力室基板１２０、スペーサー基板１４０及び配線基板１５０の各基板を、各々積層基板（１１０、１２０、１４０、１５０）などとも記す。
【0168】
これらの積層基板（１１０、１２０、１４０、１５０）には、ノズルＮに連通するインク流路が設けられており、配線基板１５０の露出される側（＋Ｚ方向側）の面で開口されている。この配線基板１５０の露出面上には、全ての開口を覆うように共通インク室１７０が設けられている。共通インク室１７０のインク室形成部材（不図示）内に貯留されるインクは、配線基板１５０の開口から各ノズルＮへ供給される。
【0169】
なお、図１７に記載のノズル基板１１０においては、本発明の特徴ある湾曲構造を有するノズルＮにおける貫通孔、連通路の詳細な記載は省略してある。
【0170】
インク流路の途中には、圧力室１２１（インク貯留部）が設けられている。圧力室１２１は、圧力室基板１２０を上下方向（Ｚ方向）に貫通して設けられており、圧力室１２１の上面は、圧力室基板１２０とスペーサー基板１４０との間に設けられた振動板１３０により構成されている。圧力室１２１内のインクには、振動板１３０を介して圧力室１２１と隣り合って設けられている格納部１４１内の圧電素子１６０の変位（変形）によって振動板１３０及び圧力室１２１が変形することで、圧力変化が付与される。圧力室１２１内のインクに適切な圧力変化が付与されることで、圧力室１２１に連通するノズルＮからインク流路内のインクが液滴として吐出される。
【0171】
支持基板１８０は、ヘッドチップ２の上面に接合されており、共通インク室１７０のインク室形成部材（不図示）を保持している。支持基板１８０には、インク室形成部材（不図示）の下面の開口とほぼ同じ大きさ及び形状の開口が設けられており、共通インク室１７０内のインクは、インク室形成部材の下面の開口、及び支持基板１８０の開口を通ってヘッドチップ１０２の上面に供給される。
【0172】
配線部材１０３は、例えば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）などであり、配線基板１５０の配線に接続されている。この配線を介して格納部１４１内の配線１５１及び接続部１５２（導電部材）に伝えられる駆動信号により圧電素子１６０が変位動作する。配線部材１０３は、支持基板１８０を貫通して引き出されて駆動部１０４に接続される。
【0173】
駆動部１０４は、インクジェット記録装置の制御部からの制御信号や、電力供給部からの電力供給などを受けて、各ノズルＮからのインク吐出動作や非吐出動作に応じて、圧電素子１６０の適切な駆動信号を配線部材１０３に出力する。駆動部１０４は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などで構成されている。
【0174】
上記のような構成からなるインクジェットヘッドは、本発明のノズル基材の製造方法で製造したノズル基材を具備して製造することができる。
【0175】
本発明のノズル径の寸法精度と、ノズルの湾曲部とストレート開口部を、中心軸のばらつきがなく、高精度で形成することができるノズル基材の製造方法により製造したノズル基材をインクジェットヘッドに具備して製造することにより、上記特徴を備えたノズル基板を構成するテーパー連通路により、インクジェットヘッドのインク吐出時における圧力室の圧力変動やインクメニスカス位置の変動に対しても、安定して高精度なインク射出特性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0176】
本発明のノズル基板の製造方法により、ノズル径の寸法精度と、ノズル部の湾曲部を高精度で所望の形状で形成することができ、ノズル基板を具備したインクジェットヘッドは、出射安定性及び出射精度の優れ、様々な分野のインクを用いたインクジェット記録方法に好適に利用できる。
【符号の説明】
【0177】
１ ノズル基板
１Ａ 活性層
１Ｂ、１Ｃ 支持層
１Ｃ 支持層連通路基板
２ 最下段領域
３ 中間領域
４ 最上段領域
５ レジスト層
６ 連通路基板
６Ａ 支持層連通路
７ ＢＯＸ層
８Ａ 活性層側保護膜
８Ｂ 支持層層側保護膜（レジスト層）
８Ｃ シリコン基板側保護膜
９ 固定基板
１０ 支持層側保護膜（酸化膜）
１１ ダンシングテープ
１３ Ｎｉ電鋳
１３Ａ Ｎｉ連通路基板
１０１ インクジェットヘッド
１０１ａ インク吐出面
１０２ ヘッドチップ
１０３ 配線部材
１０４ 駆動部
１１０ ノズル基板
１２０ 圧力室基板
１２１ 圧力室
１３０ 振動板
１４０ スペーサー基板
１５０ 配線基板
１６０ 圧電素子
１７０ 共通インク室
１８０ 支持基板
Ｅ ドライエッチング
Ｇ１ 単独ガス（Ｏ／ＳＦ6＝０）
Ｇ２ 混合ガス（Ｏ／ＳＦ6＝０～１．５）
Ｇ３ 混合ガス（Ｏ／ＳＦ6＝１．５）
Ｋ 貫通孔
Ｎ ノズル孔
ＮＰ ノズルプレート
Ｓ ストレート部
ＳＯＩ ＳＯＩ基板
Ｔ テーパー部
Ｔ１ 第１のテーパー
Ｔ２ 第２のテーパー
１Ａ 活性層
１Ｂ、１Ｃ 支持層
１Ｃ 支持層連通路基板
２ 最下段領域
３ 中間領域
４ 最上段領域
５ レジスト層
６ 連通路基板
６Ａ 支持層連通路
７ ＢＯＸ層
８Ａ 活性層側保護膜
８Ｂ 支持層層側保護膜（レジスト層）
８Ｃ シリコン基板側保護膜
９ 固定基板
１０ 支持層側保護膜（酸化膜）
１１ ダンシングテープ
１３ Ｎｉ電鋳
１３Ａ Ｎｉ連通路基板
１０１ インクジェットヘッド
１０１ａ インク吐出面
１０２ ヘッドチップ
１０３ 配線部材
１０４ 駆動部
１１０ ノズル基板
１２０ 圧力室基板
１２１ 圧力室
１３０ 振動板
１４０ スペーサー基板
１５０ 配線基板
１６０ 圧電素子
１７０ 共通インク室
１８０ 支持基板
Ｅ ドライエッチング
Ｇ１ 単独ガス（Ｏ／ＳＦ6＝０）
Ｇ２ 混合ガス（Ｏ／ＳＦ6＝０～１．５）
Ｇ３ 混合ガス（Ｏ／ＳＦ6＝１．５）
Ｋ 貫通孔
Ｎ ノズル孔
ＮＰ ノズルプレート
Ｓ ストレート部
ＳＯＩ ＳＯＩ基板
Ｔ テーパー部
Ｔ１ 第１のテーパー
Ｔ２ 第２のテーパー
【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】