JP5050743B2 - ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。
インクジェットプリンタは、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用することができることなど多くの利点を有している。この中でも記録が必要なときにのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため、現在主流となってきている。このインク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドを備えたプリンタには、インクを吐出させる方法として、駆動手段に静電気力を利用したインクジェットヘッドを備えたプリンタや、圧電振動子や、発熱素子等を用いたインクジェットヘッドを備えたプリンタがある。
ノズルの先端部からインク液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいては、ノズル孔部での流路抵抗を調整し、最適なノズル長さになるように基板の厚みを調整することが望ましい。このようなノズル基板を作製する場合、シリコン基板の接合面側からＩＣＰ放電を用いた異方性ドライエッチングにより内径の異なる第１の溝と第２の溝を２段に形成した後、接合面とは反対側の吐出面より一部分を異方性ウェットエッチングして掘下げ、ノズル長を調整する方法がとられている（例えば、特許文献１参照）。
また、予めシリコン基材を所望の厚みに研磨した後、シリコン基板の両面にそれぞれドライエッチング加工を施して、第１のノズル孔及び第２のノズル孔を形成する方法もとられている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献１、２に記載されたいずれの技術においても、ノズル長の調整は可能であるものの、形成されたノズルの形状は段つき形状となる。このため、液滴の流れに抵抗が生じやすくなり、液滴がスムーズに流れにくくなる。また、段の角部に液滴のよどみが生じ易くなったり、あるいは空洞ができて液滴の流れを妨げたりすることもある。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ノズル長を適切に調整でき、そのうえ液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性を向上させることができるノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
本発明に係るノズル基板の製造方法は、シリコン基材の表面に、酸化膜を形成し、酸化膜をエッチングして、ノズル孔を形成するノズル基板の製造方法であって、シリコン基材側に向かってエッチングレートが遅くなる組成の酸化膜を成膜する工程と、酸化膜上に、第１のノズル孔部に相当する部位を除いた部分にレジストを塗布し、レジストが塗布されていなかった部位より酸化膜をウエットエッチングしてシリコン基材側に縮径していく略截頭円錐状の第１のノズル孔部を形成する工程と、シリコン基材を酸化膜に設けた第１のノズル孔部の縮径側よりドライエッチングして略円筒状の第２のノズル孔部を形成する工程と、酸化膜を設けた反対側の面よりシリコン基材を研削して第２のノズル孔部を貫通させる工程と、酸化膜に形成した第１のノズル孔部とシリコン基材に形成した第２のノズル孔部とによってノズル孔を形成する工程とを含むものである。
シリコン基材の表面より面の垂直方向にエッチングレートが変化していく組成の酸化膜を成膜するので、酸化膜をウエットエッチングする際、エッチングレートに差が出て、酸化膜にテーパ状の第１のノズル孔部が形成される。酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材にドライエッチングによって形成された略円筒状の第２のノズル孔部と連通して、ノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。また、酸化膜の組成を任意に変えることができるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことができる。さらに、酸化膜を設けた反対側の面よりシリコン基材を研削して第２のノズル孔部を貫通させるので、この際の研削量によってノズル長を適切に調整することができる。
シリコン基材の表面より面の垂直方向にエッチングレートが変化していく組成の酸化膜を成膜するので、酸化膜をウエットエッチングする際、エッチングレートに差が出て、酸化膜にテーパ状の第１のノズル孔部が形成される。酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材にドライエッチングによって形成された略円筒状の第２のノズル孔部と連通して、ノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。また、酸化膜の組成を任意に変えることができるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことができる。さらに、酸化膜を設けた反対側の面よりシリコン基材を研削して第２のノズル孔部を貫通させるので、この際の研削量によってノズル長を適切に調整することができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜は、単層の酸化膜であり、シリコン基材側に向かって連続的にエッチングレートが遅くなるような組成配分となるように組成配分を変化させて構成したものである。
シリコン基材の表面より面の垂直方向に組成が連続的に変化する酸化膜が成膜され、シリコン基材側のエッチングレートが遅く、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートが早くなるので、シリコン基材から離れるにしたがって酸化膜に形成されたノズル径が大きくなる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
シリコン基材の表面より面の垂直方向に組成が連続的に変化する酸化膜が成膜され、シリコン基材側のエッチングレートが遅く、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートが早くなるので、シリコン基材から離れるにしたがって酸化膜に形成されたノズル径が大きくなる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜は、複数の組成の異なる酸化膜が多層に形成された構成からなる酸化膜であり、酸化膜の各層のエッチングレートがシリコン基材側に向かって段階的に遅くなるように構成したものである。
シリコン基材の表面より面の垂直方向に組成が段階的に変化する酸化膜が多層形成され、シリコン基材側に位置する層のエッチングレートが遅く、シリコン基材から離れるにつれて層のエッチングレートが早くなるので、シリコン基材から離れるにしたがって酸化膜に形成された層のノズル径が大きくなる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
シリコン基材の表面より面の垂直方向に組成が段階的に変化する酸化膜が多層形成され、シリコン基材側に位置する層のエッチングレートが遅く、シリコン基材から離れるにつれて層のエッチングレートが早くなるので、シリコン基材から離れるにしたがって酸化膜に形成された層のノズル径が大きくなる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜の成膜時において、ガス比、温度、圧力、プラズマパワー及びガスを少なくとも１つ変化させて、酸化膜の膜質、膜組成を変化させるものである。
ガス比、温度、圧力、プラズマパワー、ガスを個別に変化させ、あるいは任意に組み合わせて変化させることによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していく。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
ガス比、温度、圧力、プラズマパワー、ガスを個別に変化させ、あるいは任意に組み合わせて変化させることによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していく。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜の成膜時において、ガスはモノシランガス、酸素、ホスフィン、ヘリウムからなり、モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして、酸化膜の膜質、膜組成を変化させるものである。
モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして流すことによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していくことが可能になる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして流すことによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していくことが可能になる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜の成膜時において、モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量を固定パラメータとし、ホスフィンの流量を変化パラメータとして、酸化膜の膜質、膜組成を変化させるものである。
モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして流し、モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量を固定パラメータとし、ホスフィンの流量を変化パラメータとして流すことによって、シリコン基材から離れるにしたがってＰＨ3 組成が多くエッチングレートの早い膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして流し、モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量を固定パラメータとし、ホスフィンの流量を変化パラメータとして流すことによって、シリコン基材から離れるにしたがってＰＨ3 組成が多くエッチングレートの早い膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜の成膜時において、モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量をそれぞれ５００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ、１ＳＬＭとした固定パラメータとし、ホスフィンを流量が０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍの間で連続的もしくは段階的に変化させて変化パラメータとしたものである。
モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして流し、モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量をそれぞれ５００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ、１ＳＬＭとした固定パラメータとし、ホスフィンの流量を０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍの間で連続的もしくは段階的に変化させて変化パラメータとして流すことによって、シリコン基材から離れるにしたがってＰＨ3 組成が多くエッチングレートの早い膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして流し、モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量をそれぞれ５００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ、１ＳＬＭとした固定パラメータとし、ホスフィンの流量を０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍの間で連続的もしくは段階的に変化させて変化パラメータとして流すことによって、シリコン基材から離れるにしたがってＰＨ3 組成が多くエッチングレートの早い膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜の成膜時において、成膜温度を３７０℃〜３００℃の範囲で連続的もしくは段階的に変化させるものである。
酸化膜の成膜時において、成膜温度を３７０℃〜３００℃の範囲で連続的もしくは段階的に変化させることによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
酸化膜の成膜時において、成膜温度を３７０℃〜３００℃の範囲で連続的もしくは段階的に変化させることによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜の成膜時において、成膜中の圧力を１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒの範囲で連続的もしくは段階的に変化させるものである。
酸化膜の成膜時において、成膜中の圧力（リアクター内の真空度）を１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒの範囲で連続的もしくは段階的に変化させることによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
酸化膜の成膜時において、成膜中の圧力（リアクター内の真空度）を１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒの範囲で連続的もしくは段階的に変化させることによって、シリコン基材側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し、シリコン基材から離れるにしたがってエッチングレートの早い組成の膜を形成していくことができる。こうして酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔はテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜を減圧ＣＶＤ法によってシリコン基材上に成膜するものである。
減圧ＣＶＤ法により酸化膜をシリコン基材上に成膜するので、成膜が容易かつ確実である。
減圧ＣＶＤ法により酸化膜をシリコン基材上に成膜するので、成膜が容易かつ確実である。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜の膜厚が３０μ以下である。
酸化膜の膜厚が３０μ以下であるため、酸化膜応力によってシリコン基板に反りが生じることがない。
酸化膜の膜厚が３０μ以下であるため、酸化膜応力によってシリコン基板に反りが生じることがない。
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、酸化膜上にフォトリソ技術によってレジストを塗布し、該レジストに開口部を設けるものである。
酸化膜を形成したあと、フォトリソ技術により容易かつ正確にパターニングをおこなって、レジスト開口部を形成することができる。
酸化膜を形成したあと、フォトリソ技術により容易かつ正確にパターニングをおこなって、レジスト開口部を形成することができる。
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基材の表面に、酸化膜を形成し、酸化膜をエッチングして、ノズル孔を形成するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、シリコン基材側に向かってエッチングレートが遅くなる組成の酸化膜を成膜する工程と、酸化膜上に、第１のノズル孔部に相当する部位を除いた部分にレジストを塗布し、レジストが塗布されていなかった部位より酸化膜をウエットエッチングしてシリコン基材側に縮径していく略截頭円錐状の第１のノズル孔部を形成する工程と、シリコン基材を酸化膜に設けた第１のノズル孔部の縮径側よりドライエッチングして略円筒状の第２のノズル孔部を形成する工程と、酸化膜を設けた反対側の面よりシリコン基材を研削して第２のノズル孔部を貫通させる工程と、酸化膜に形成した第１のノズル孔部とシリコン基材に形成した第２のノズル孔部とによってノズル孔を形成する工程とを含んでノズル基板を製造する方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造するものである。
上記の方法によって製造された液滴吐出ヘッドは、ノズル基板のノズル孔がテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
上記の方法によって製造された液滴吐出ヘッドは、ノズル基板のノズル孔がテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、シリコン基材の表面に、酸化膜を形成し、酸化膜をエッチングして、ノズル孔を形成してノズル基板を製造し液滴吐出ヘッドを製造することにより液滴吐出装置を製造する液滴吐出装置の製造方法であって、シリコン基材側に向かってエッチングレートが遅くなる組成の酸化膜を成膜する工程と、酸化膜上に、第１のノズル孔部に相当する部位を除いた部分にレジストを塗布し、レジストが塗布されていなかった部位より酸化膜をウエットエッチングしてシリコン基材側に縮径していく略截頭円錐状の第１のノズル孔部を形成する工程と、シリコン基材を酸化膜に設けた第１のノズル孔部の縮径側よりドライエッチングして略円筒状の第２のノズル孔部を形成する工程と、酸化膜を設けた反対側の面よりシリコン基材を研削して第２のノズル孔部を貫通させる工程と、酸化膜に形成した第１のノズル孔部とシリコン基材に形成した第２のノズル孔部とによってノズル孔を形成する工程とを含んでノズル基板を製造し液滴吐出ヘッドを製造することにより液滴吐出装置を製造するものである。
上記の方法によって製造された液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドのノズル基板のノズル孔がテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
上記の方法によって製造された液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドのノズル基板のノズル孔がテーパ部を有するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させることができる。
本発明に係るノズル基板は、大径側が略截頭円錐状の第１のノズル孔部と、小径側が略円筒状の第２のノズル孔部とからなり、第１のノズル孔部の縮径側端部が第２のノズル孔部の端部と連通してなるノズル孔を備え、酸化膜とシリコン基材により２層に構成されたノズル基板であって、第１のノズル孔部が酸化膜に形成され、第２のノズル孔部がシリコン基材に形成されたものである。
酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有して連通するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。
酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有して連通するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、大径側が略截頭円錐状の第１のノズル孔部と、小径側が略円筒状の第２のノズル孔部とからなり、第１のノズル孔部の縮径側端部が第２のノズル孔部の端部と連通してなるノズル孔を備え、酸化膜とシリコン基材により２層に構成されたノズル基板であって、第１のノズル孔部が酸化膜に形成され、第２のノズル孔部がシリコン基材に形成されたノズル基板を備えたものである。
酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともにノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有して連通するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。
酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともにノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有して連通するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。
本発明に係る液滴吐出装置は、大径側が略截頭円錐状の第１のノズル孔部と、小径側が略円筒状の第２のノズル孔部とからなり、第１のノズル孔部の縮径側端部が第２のノズル孔部の端部と連通してなるノズル孔を備え、酸化膜とシリコン基材により２層に構成されたノズル基板であって、第１のノズル孔部が酸化膜に形成され、第２のノズル孔部がシリコン基材に形成されたノズル基板を有する液滴吐出ヘッドを搭載したものである。
酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有して連通するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。
酸化膜に形成された略截頭円錐状の第１のノズル孔部は、シリコン基材に形成された略円筒状の第２のノズル孔部とともに、ノズル孔を形成する。このノズル孔は、従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有して連通するため、液滴がスムーズに流れて液滴のよどみが生じることがなく、液滴の吐出性能を向上させる。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の分解斜視図、図２は図１を組み立てた状態の要部の縦断面図、図３は図２のノズル孔近傍を拡大した縦断面図である。図において、インクジェットヘッド１０は、複数のノズル孔１１が所定の間隔で設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティ基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が設けられた電極基板３とを貼り合わせて構成したものである。
図１は本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の分解斜視図、図２は図１を組み立てた状態の要部の縦断面図、図３は図２のノズル孔近傍を拡大した縦断面図である。図において、インクジェットヘッド１０は、複数のノズル孔１１が所定の間隔で設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティ基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が設けられた電極基板３とを貼り合わせて構成したものである。
ノズル基板１は、シリコン基材１００とこのシリコン基材１００の表面（図の下面側）に設けた酸化膜１０１とから作製されている。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、大径側（図の下側）が略截頭円錐状をなし、小径側（図の上側）が略円筒状をなして、２段構成によって連通している。小径側の略円筒状をなす部分はシリコン基材１００側に形成されており、大径側の略截頭円錐状をなす部分はシリコン基材１００の表面に形成された酸化膜１０１側に形成されている。
より詳しくは、図３に示すように、ノズル孔１１は、径の異なる連通した２段構成のものであって、シリコン基材１００と酸化膜１０１との接触面１ｃよりシリコン基材１００の液滴吐出面１ｂ側に至るシリコン基材１００部分に位置して、インク滴の吐出口部分が液滴吐出面１ｂに開口する略円筒状の径の小さい第２のノズル孔部１１０ｂと、接触面１ｃよりキャビティ基板２の接合面１ａ側に至る酸化膜１０１部分に位置し、インク滴の導入口部分が接合面１ａに略截頭円錐状（縮径側の径が第２のノズル孔部１１０ｂの径と同径で第２のノズル孔部１１０ｂと連通する）に拡径して開口する第１のノズル孔部１１０ａとから構成されており、ノズル基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられている。
そして、インク滴は、ノズル孔１１内を、ノズル基板１がキャビティ基板２と接合する接合面１ａ側から、その反対側に位置する液滴吐出面１ｂ側に吐出される。
そして、インク滴は、ノズル孔１１内を、ノズル基板１がキャビティ基板２と接合する接合面１ａ側から、その反対側に位置する液滴吐出面１ｂ側に吐出される。
キャビティ基板２はシリコン基材から作製されており、吐出凹部２１０、オリフィス凹部２３０およびリザーバ凹部２４０が形成されている。そして、オリフィス凹部２３０（オリフィス２３）を介して吐出凹部２１０（吐出室２１）とリザーバ凹部２４０（リザーバ２４）とが連通している。リザーバ２４は各吐出室２１に共通の共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２３を介してそれぞれの吐出室２１に連通している。リザーバ２４の底部には後述する電極基板３を貫通するインク供給孔２５が形成され、このインク供給孔２５を通じて、図示しないインクカートリッジからインクが供給される。また、吐出室２１の底壁は振動板２２となっている。なお、キャビティ基板２の全面もしくは少なくとも電極基板３との対向面には、熱酸化やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）よりなる絶縁性のＳｉＯ2 膜２６が施されている。この絶縁膜２６は、インクジェットヘッド１０を駆動させたときに、絶縁破壊やショートを防止する。
電極基板３はガラス基材から作製されている。電極基板３には、キャビティ基板２の各振動板２２に対向する位置にそれぞれ凹部３１０が設けられている。そして、各凹部３１０内には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１がスパッタにより形成されている。
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを備えている。端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板２の末端部が開口された電極取り出し部３１１内に露出している。そして、ＩＣドライバ等の駆動制御回路４０を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上の共通電極２７とが接続されている。
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを備えている。端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板２の末端部が開口された電極取り出し部３１１内に露出している。そして、ＩＣドライバ等の駆動制御回路４０を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上の共通電極２７とが接続されている。
次に、上記のように構成したインクジェットヘッド１０の動作を説明する。駆動制御回路４０を駆動し、個別電極３１に電荷を供給してこれを正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、個別電極３１と振動板２２の間に静電気力が発生する。この静電気力によって、振動板２２は個別電極３１に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室２１の容積が増大する。個別電極３１への電荷の供給を止めると、振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室２１の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２１内のインクの一部がインク滴としてノズル孔１１より吐出する。振動板２２が次に同様に変位すると、インクがリザーバ２４からオリフィス２３を通って吐出室２１内に補給される。
上記のように構成したインクジェットヘッド１０の製造方法について、図４〜図１０を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態１に係るノズル基板１を示す上面図、図５〜図７はノズル基板１の製造工程を示す断面図（図４をＡ−Ａ線で切断した断面図）、図８、図９はキャビティ基板２と電極基板３との接合工程を示す断面図、図１０はキャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド１０を製造する製造工程を示す断面図である。
まず、大径側が略截頭円錐状をなし小径側が円筒状をなして連通する２段形状のノズル孔１１を備えたノズル基板１の製造工程を、図５〜図７を用いて説明する。
（ａ） 図５（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ａ） 図５（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ｂ） 図５（ｂ）に示すように、キャビティ基板２と接合する側のシリコン基材１００の表面（図の上側、接触面１ｃ側）に、減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法で酸化膜１０１を成膜する。この場合、酸化膜１０１は、その膜質のエッチングレートが、上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって連続的に遅くなるように、酸化膜成膜中にパラメータを連続的に変化させて形成する。すなわち、シリコン基材１００側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し始めて、徐々にエッチングレートの早い組成の膜を、その組成がリニアに変化するようにして形成していく。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらを酸化膜１０１の処理中に、個別に変化させまたは組み合わせて変化させることにより膜質を制御し、これにより酸化膜１０１の膜質、膜組成を連続的に（リニアに）変化させる。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらを酸化膜１０１の処理中に、個別に変化させまたは組み合わせて変化させることにより膜質を制御し、これにより酸化膜１０１の膜質、膜組成を連続的に（リニアに）変化させる。
例えば、減圧ＣＶＤ法で酸化膜１０１を形成するときは、ＳｉＨ4 （モノシランガス）、Ｏ2 （酸素）、ＰＨ3 （ホスフィン）、Ｈｅ（ヘリウム）よりなるガスを使用する。この際、ＳｉＨ4 、Ｏ2 、ＰＨ3 は反応性ガスとして使用し、Ｈｅはキャリアガスとして使用する。そして、これらのガスのうち、ＳｉＨ4 、Ｏ2 、Ｈｅを固定パラメータとし、ＰＨ3 を変化パラメータとする。
図５（ａ）で製造したシリコン基材１００をリアクター内に入れ、シリコン基材１００の表面（図の上部）に、Ｈｅをキャリアガスとし、ＳｉＨ4 （流量は５００ｓｃｃｍ）、Ｏ2 （流量は１００ｓｃｃｍ）、Ｈｅ（流量は１ＳＬＭ）を、流量を一定状態にしたままで流し、さらにＰＨ3 の流量を０ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍに連続的に（リニアに）変化させて流す。この際の、成膜温度（℃）、成膜中圧力（リアクタ−内の真空度）（Ｔｏｒｒ）は一定とする。
こうすると、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面より面の垂直方向にＰＨ3 組成が連続的に変化する酸化膜（この場合、シリコン基材１００表面、すなわち接触面１ｃのＰＨ3 の含量は０）が形成され、成膜中のＰＨ3 の含量が高い側（図の上側、すなわち接合面１ａ側）でエッチングレートが早く、含量が少なくなるにつれて（図の下側に行くほど、すなわち接触面１ｃに近づくほど）エッチングレートが遅くなる。
こうすると、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面より面の垂直方向にＰＨ3 組成が連続的に変化する酸化膜（この場合、シリコン基材１００表面、すなわち接触面１ｃのＰＨ3 の含量は０）が形成され、成膜中のＰＨ3 の含量が高い側（図の上側、すなわち接合面１ａ側）でエッチングレートが早く、含量が少なくなるにつれて（図の下側に行くほど、すなわち接触面１ｃに近づくほど）エッチングレートが遅くなる。
上記の場合は、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にして、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）を連続的に変化させていく場合について示したが、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にした状態で、成膜温度（℃）をシリコン基材１００の表面側より連続的に変化させていくこともできる。
例えば、成膜温度（℃）を３７０℃〜３００℃まで連続的に変化させると、成膜中の温度が低い側（図の上側）でエッチングレートの早い酸化膜１０１が形成される。
例えば、成膜温度（℃）を３７０℃〜３００℃まで連続的に変化させると、成膜中の温度が低い側（図の上側）でエッチングレートの早い酸化膜１０１が形成される。
また、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を一定にした状態で、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）をシリコン基材１００の表面側より連続的に変化させていくこともできる。温度を変化させない場合は、成膜温度を例えば３５０℃とし、成膜中圧力を、例えば１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒまで連続的に変化させると（ＡＰＣ等でコントロールする）、成膜中圧力が高い側（真空度が悪い側であって、図の上側）でエッチングレートの早い酸化膜１０１が形成される。
上記それぞれの場合は、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のいずれか１つのパラメータを個別に変化させ、他の２つのパラメータを変化させていない場合を示したが、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のパラメータの変化を任意に組み合わせて、酸化膜１０１の膜質、膜組成を連続的に（リニアに）変化させることも可能である。
例えば、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
例えば、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
上記の説明では、ＰＨ3 を使用して酸化膜１０１を形成する場合を示したが、ＰＨ3 を使用しなくても、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させるだけであっても、エッチングレートの違う酸化膜１０１を形成することができる。
なお、酸化膜１０１の膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が酸化膜１０１の応力により反りが生じる場合があるため、最大膜厚として３０μを目安に形成する。
なお、酸化膜１０１の膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が酸化膜１０１の応力により反りが生じる場合があるため、最大膜厚として３０μを目安に形成する。
（ｃ） 酸化膜１０１を形成したのち、図６（ｃ）に示すように、酸化膜１０１の上側（図の上側）に、フォトレジスト１０２を塗布する。その後、フォトレジスト１０２を焼き固める。
（ｄ） 図６（ｄ）に示すように、フォトリソ技術により、フォトレジスト１０２のアライメント露光、及び現像を行う。すなわち、フォトマスク（図示せず）を使用して紫外線によりフォトレジスト１０２を露光し、フォトレジスト１０２のパターニングを行い、開口部１０２ａを形成する。
（ｅ） 図７（ｅ）に示すように、形成した酸化膜１０１を、フォトレジスト１０２の開口部１０２ａからウエットエッチングして、酸化膜１０１の一部を開口する。このとき、エッチングされる酸化膜１０１に組成差があるため、すなわち、酸化膜１０１の膜質のエッチングレートが、酸化膜１０１の上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって連続的に遅くなるように組成をリニアに変化させてあるため、酸化膜１０１のエッチング時においてエッチングレートに差が生じ、酸化膜１０１の上面側（接合面１ａ側）はシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）よりも大きな径の孔が形成される。そして、酸化膜１０１の表面よりシリコン基材１００側に向かって連続的に縮径されたテーパ部を有する第１のノズル孔部１１０ａが形成される。
（ｆ） 図７（ｆ）に示すように、シリコン基材１００の部分をフォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側よりドライエッチングにより、垂直性の高い方法でエッチングし、第２のノズル孔部１１０ｂを形成する。先の工程図７（ｅ）において、酸化膜１０１に第１のノズル孔部１１０ａを形成したので、この酸化膜１０１をマスクにしてシリコン基材１００をドライエッチングして加工することが可能である。
（ｇ） 図７（ｇ）に示すように、フォトレジスト１０２を薬品を用いて除去する。
（ｈ） 図７（ｈ）（図５（ａ）〜図７（ｇ）までの上下方向を逆にした図）に示すように、シリコン基材１００を酸化膜１０１の形成していない側から研削することで、第２のノズル孔部１１０ｂを貫通させる。
こうして、酸化膜１０１に形成した略截頭円錐状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００と酸化膜１０１とからノズル基板１を製造する。
こうして、酸化膜１０１に形成した略截頭円錐状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００と酸化膜１０１とからノズル基板１を製造する。
次に、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図８、図９を用いて説明する。なお、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程は、図８、図９に示されるものに限定されるものではない。
（ａ） まず、図８（ａ）に示すように、ホウ珪酸ガラス等からなるガラス基材３００を、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用して、フッ酸によってエッチングすることにより、凹部３１０を形成する。なお、この凹部３１０は電極３１の形状より少し大きい溝状のものであって、複数形成する。そして、凹部３１０の内部に、スパッタによってＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる電極３１を形成する。その後、サンドブラスト加工等によってインク供給孔２５となる孔部２５ａを貫通形成する。
（ａ） まず、図８（ａ）に示すように、ホウ珪酸ガラス等からなるガラス基材３００を、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用して、フッ酸によってエッチングすることにより、凹部３１０を形成する。なお、この凹部３１０は電極３１の形状より少し大きい溝状のものであって、複数形成する。そして、凹部３１０の内部に、スパッタによってＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる電極３１を形成する。その後、サンドブラスト加工等によってインク供給孔２５となる孔部２５ａを貫通形成する。
（ｂ） 次に、シリコン基材２００の両面を鏡面研磨した後に、図８（ｂ）に示すように、シリコン基材２００の片面にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）によってＴＥＯＳ（TetraEthylOrthosilicate ）からなるシリコン酸化膜２０１を形成する。
（ｃ） 次に、図８（ｃ）に示すように、図８（ｂ）に示すシリコン基材２００と、図８（ａ）に示すガラス基材３００を例えば３６０℃に加熱し、シリコン基材２００に陽極、ガラス基材３００に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合を行う。
（ｄ） シリコン基材２００とガラス基材３００を陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で図８（ｃ）の工程で得られた接合基板をエッチングすることにより、図８（ｄ）に示すように、シリコン基材２００の全体を薄板化する。
（ｃ） 次に、図８（ｃ）に示すように、図８（ｂ）に示すシリコン基材２００と、図８（ａ）に示すガラス基材３００を例えば３６０℃に加熱し、シリコン基材２００に陽極、ガラス基材３００に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合を行う。
（ｄ） シリコン基材２００とガラス基材３００を陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で図８（ｃ）の工程で得られた接合基板をエッチングすることにより、図８（ｄ）に示すように、シリコン基材２００の全体を薄板化する。
（ｅ） 次に、シリコン基材２００の上面（ガラス基材３００が接合されている面と反対側に位置する面）の全面に、プラズマＣＶＤによってＴＥＯＳ膜を形成する。そしてこのＴＥＯＳ膜に、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０となる部分を形成するためのレジストをパターニングし、この部分のＴＥＯＳ膜をエッチングして除去する。その後、図９（ｅ）に示すように、シリコン基材２００を水酸化カリウム水溶液等でエッチングすることにより、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０を形成する。このとき、電極取出し部４１となる部分４１ａもエッチングして薄板化しておく。なお、図９（ｅ）の工程では、初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後、３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。これにより、振動板２２の面荒れを抑制することができる。
（ｆ） シリコン基材２００のエッチングが終了した後に、接合基板をフッ酸水溶液でエッチングして、図９（ｆ）に示すように、シリコン基材２００に形成されたＴＥＯＳ膜を除去する。
（ｇ） 次に、シリコン基材２００の吐出室２１となる凹部２１０等が形成された面に、図９（ｇ）に示すように、ＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる液滴保護膜２０２を形成する。
（ｈ） 次に、図９（ｈ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって電極取出し部４１を開放する。また、シリコン基材２００に機械加工又はレーザー加工を行って、インク供給孔２５をリザーバ２４となる凹部２４０において貫通させる。これによって、キャビティ基板２と電極基板３が接合された接合基板が完成する。
なお、電極取出し部４１に、振動板２２と電極３１の間の空間を封止するための封止剤（図示せず）を塗布するようにしてもよい。
（ｇ） 次に、シリコン基材２００の吐出室２１となる凹部２１０等が形成された面に、図９（ｇ）に示すように、ＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる液滴保護膜２０２を形成する。
（ｈ） 次に、図９（ｈ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって電極取出し部４１を開放する。また、シリコン基材２００に機械加工又はレーザー加工を行って、インク供給孔２５をリザーバ２４となる凹部２４０において貫通させる。これによって、キャビティ基板２と電極基板３が接合された接合基板が完成する。
なお、電極取出し部４１に、振動板２２と電極３１の間の空間を封止するための封止剤（図示せず）を塗布するようにしてもよい。
次に、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１０を用いて説明する。
図１０に示すように、ノズル基板１の接合面１ａに接着剤層を形成し、電極基板３が接合されたキャビティ基板２と、ノズル基板１とを接合する。
以上の製造工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合体が完成する。
最後に、ノズル基板１、キャビティ基板２、電極基板３が接合された接合基板をダイシング（切断）により分離して、インクジェットヘッド１０が完成する。
図１０に示すように、ノズル基板１の接合面１ａに接着剤層を形成し、電極基板３が接合されたキャビティ基板２と、ノズル基板１とを接合する。
以上の製造工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合体が完成する。
最後に、ノズル基板１、キャビティ基板２、電極基板３が接合された接合基板をダイシング（切断）により分離して、インクジェットヘッド１０が完成する。
実施の形態１によれば、ノズル基板１に形成したノズル形状は従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するので、ノズル孔１１の液滴の流れに抵抗が生じにくく、従来のように角部に淀み、空洞が生じて液滴の流れを妨げることもなく、液滴がスムーズに流れて液滴の吐出性が向上する。また、酸化膜１０１の組成は任意に変えることが可能であるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことが可能である。
実施形態２．
図１１は本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の縦断面図である。また、図１２〜図１４はノズル基板１の製造工程を示す断面図である。
実施の形態２におけるノズル孔１１は実施の形態１で示したノズル孔１１と同様に、シリコン基材１００と酸化膜１０１ａとから作製されたノズル基板１に形成されており、小径側の円筒状をなす第２のノズル孔部１１０ｂはシリコン基材１００に形成されており、大径側の略截頭円錐状をなす第１のノズル孔部１１０ａは酸化膜１０１ａに形成されて、連続した２段形状を構成している。また、実施の形態１と同様に、酸化膜１０１ａのシリコン基材１００側に位置する層の膜質はエッチングレートが遅い性質を有し、表面側すなわちシリコン基材１００と反対側に位置する層の膜質はエッチングレートが早い性質を有している。
しかしながら、実施の形態１で示した酸化膜１０１は組成をリニアに変化させて形成していくのに対して、実施の形態２で示す酸化膜１０１ａは組成ごとにレイヤーを分けて多層形成していく。
その他のインクジェットヘッド１０の構成は、図１、図２で示した場合と同様なので、説明を省略する。
図１１は本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の縦断面図である。また、図１２〜図１４はノズル基板１の製造工程を示す断面図である。
実施の形態２におけるノズル孔１１は実施の形態１で示したノズル孔１１と同様に、シリコン基材１００と酸化膜１０１ａとから作製されたノズル基板１に形成されており、小径側の円筒状をなす第２のノズル孔部１１０ｂはシリコン基材１００に形成されており、大径側の略截頭円錐状をなす第１のノズル孔部１１０ａは酸化膜１０１ａに形成されて、連続した２段形状を構成している。また、実施の形態１と同様に、酸化膜１０１ａのシリコン基材１００側に位置する層の膜質はエッチングレートが遅い性質を有し、表面側すなわちシリコン基材１００と反対側に位置する層の膜質はエッチングレートが早い性質を有している。
しかしながら、実施の形態１で示した酸化膜１０１は組成をリニアに変化させて形成していくのに対して、実施の形態２で示す酸化膜１０１ａは組成ごとにレイヤーを分けて多層形成していく。
その他のインクジェットヘッド１０の構成は、図１、図２で示した場合と同様なので、説明を省略する。
次に、２段形状のノズル孔１１を備えたノズル基板１の製造工程を、図１２〜図１４を用いて説明する。
（ａ） 図１２（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ａ） 図１２（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ｂ） 図１２（ｂ）に示すように、キャビティ基板２と接合する側のシリコン基材１００の表面（図の上側）に、減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法で酸化膜１０１ａを形成する。この場合、酸化膜１０１ａは、その膜質のエッチングレートが、上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって段階的に遅くなる（シリコン基材１００側より上面側に向かうにしたがって段階的に早くなる）ように、酸化膜成膜中にパラメータを段階的に変化させて形成していく。すなわち、多層形成した酸化膜１０１ａのそれぞれの層を細かくレイヤーを分けて形成し、各層ごとに組成差を生み出すようにしていく。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらを酸化膜１０１ａの処理中に、各層ごとに個別に変化させることにより、または組み合わせて変化させることにより膜質を制御し、これにより各層の酸化膜１０１ａの膜質、膜組成を変化させることが可能となり、組成の違う多層の膜が段階的に形成されていく。
例えば、減圧ＣＶＤ法で酸化膜１０１ａを形成するときは、ＳｉＨ4 （モノシランガス）、Ｏ2 （酸素）、ＰＨ3 （ホスフィン）、Ｈｅ（ヘリウム）よりなるガスを使用する。この際、ＳｉＨ4 、Ｏ2 、ＰＨ3 は反応性ガスとし、Ｈｅはキャリアガスとする。そして、これらのガスのうち、ＳｉＨ4 、Ｏ2 、Ｈｅを固定パラメータとし、ＰＨ3 を変化パラメータとする。
図１２（ａ）で製造したシリコン基材１００をリアクター内に入れ、シリコン基材１００の表面（図の上部）に、Ｈｅをキャリアガスとして、ＳｉＨ4 （流量は５００ｓｃｃｍ）、Ｏ2 （流量は１００ｓｃｃｍ）、Ｈｅ（流量は１ＳＬＭ）を、流量を一定状態にしたままで流し、ＰＨ3 の流量を０ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍの間で段階的に変化させて（例えば、シリコン基材１００側に最も近い第１の層の製造にあたってはＰＨ3 の流量が０ｓｃｃｍ、次の第２の層の製造にあたってはＰＨ3 の流量が１０ｓｃｃｍ、次の第３の層の製造にあたってはＰＨ3 の流量が２０ｓｃｃｍ・・・というように段階的にＰＨ3 の流量を変化させて）流す。この際の、成膜温度（℃）、成膜中圧力（リアクタ−内の真空度）（Ｔｏｒｒ）は一定とする。
こうすると、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面より面の垂直方向にＰＨ3 組成が段階的に変化する（段階的に増加する）酸化膜１０１ａが形成され、成膜中のＰＨ3 の含量が高い側（図の上側）の層でエッチングレートが早くなり、含量が少なくなる側（図の下側）の層ほどエッチングレートが遅くなる。
こうすると、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面より面の垂直方向にＰＨ3 組成が段階的に変化する（段階的に増加する）酸化膜１０１ａが形成され、成膜中のＰＨ3 の含量が高い側（図の上側）の層でエッチングレートが早くなり、含量が少なくなる側（図の下側）の層ほどエッチングレートが遅くなる。
上記の場合は、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にして、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）を各層の形成ごとに段階的に増加させていく場合について示したが、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にした状態で、成膜温度（℃）をシリコン基材１００の表面側より各層の形成ごとに段階的に変化させていくこともできる。例えば、成膜温度（℃）を３７０℃〜３００℃の間で段階的に変化させていくと、成膜中の温度が低い側（図の上側）の層ほど、エッチングレートが早くなる。
また、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を一定にした状態で、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）をシリコン基材１００の表面側より各層形成ごとに段階的に変化させていくこともできる。温度を変化させない場合は、成膜温度を例えば３５０℃とし、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を、例えば、１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒの間で段階的に変化させていく（この圧力変化はＡＰＣ等でコントロールする、例えば、シリコン基材１００側に最も近い第１の層の製造にあたっては成膜中圧力が１．０Ｔｏｒｒ、次の第２の層の製造にあたっては１．３Ｔｏｒｒ、次の第３の層の製造にあたっては１．６Ｔｏｒｒ・・・というように段階的に増加させる）。こうすると、成膜中圧力が高い側（真空度が悪い側であって、図の上側）の層ほど、エッチングレートが早くなる。
上記それぞれの場合は、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のいずれか１つのパラメータを個別に変化させ、他の２つのパラメータを変化させていない場合を示したが、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のパラメータの変化を任意に組み合わせて、酸化膜１０１ａの膜質、膜組成を段階的に変化させることも可能である。
例えば、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
例えば、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＰＨ3 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
上記の説明ではＰＨ3 を使用して酸化膜１０１ａを形成する場合を示したが、ＰＨ3 を使用しなくても、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させるだけで、エッチングレートが段階的に異なる酸化膜１０１ａを多層形成することができる。
なお、酸化膜１０１ａの膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が酸化膜１０１ａの応力によって反りが生じる場合があるため、反りが生じない程度の膜厚として、多層膜の総膜厚は、最大３０μとした。
なお、酸化膜１０１ａの膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が酸化膜１０１ａの応力によって反りが生じる場合があるため、反りが生じない程度の膜厚として、多層膜の総膜厚は、最大３０μとした。
（ｃ） 酸化膜１０１ａを形成したのち、図１３（ｃ）に示すように、酸化膜１０１ａの上側（図の上側）に、フォトレジスト１０２を塗布する。その後、フォトレジスト１０２を焼き固める。
（ｄ） 図１３（ｄ）に示すように、フォトリソ技術により、フォトレジスト１０２のアライメント露光、及び現像を行う。すなわち、フォトマスク（図示せず）を使用して紫外線によりフォトレジスト１０２を露光し、フォトレジスト１０２のパターニングを行って、開口部１０２ａを形成する。
（ｅ） 図１４（ｅ）に示すように、形成した酸化膜１０１ａを、フォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側からウエットエッチングして、酸化膜１０１ａの一部を開口する。このとき、エッチングされる酸化膜１０１ａは各層ごとに組成差があるため、すなわち、酸化膜１０１ａの膜質のエッチングレートが、酸化膜１０１ａの上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって遅くなるように各層の組成を段階的に変化させてあるため、酸化膜１０１ａのエッチング時において各層ごとにエッチングレートに差が生じ、酸化膜１０１ａの上面側（接合面１ａ側）はシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）よりもより大きな孔（ノズル孔）が形成される。そして、酸化膜１０１ａの表面側よりノズル基材１００側に開口径を変えていくノズル孔１１のテーパ部、すなわち第１のノズル孔部１１０ａが形成される。
（ｆ） 図１４（ｆ）に示すように、シリコン基材１００の部分をフォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側よりドライエッチングにより、垂直性の高い方法でエッチングし、第２のノズル孔部１１０ｂを形成する。先の工程図１４（ｅ）において、酸化膜１０１ａに第１のノズル孔部１１０ａを形成したので、酸化膜１０１ａをマスクにしてシリコン基材１００をドライエッチングによって加工することが可能である。
（ｇ） 図１４（ｇ）に示すように、フォトレジスト１０２を薬品を用いて除去する。
（ｈ） 図１４（ｈ）（図１２（ａ）〜図１４（ｇ）までの上下方向を逆にした図）に示すように、シリコン基材１００を酸化膜１０１ａの形成していない側から研削することで、第２のノズル孔部１１０ｂを貫通させる。
こうして、酸化膜１０１ａに形成した截頭円錐状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００からノズル基板１を製造する。
こうして、酸化膜１０１ａに形成した截頭円錐状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００からノズル基板１を製造する。
キャビティ基板２と電極基板３との接合工程は図８、図９に示した場合と同様なので、説明を省略する。
また、キャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド１０を製造する製造工程は、図１０に示した場合と同様なので、説明を省略する。
また、キャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド１０を製造する製造工程は、図１０に示した場合と同様なので、説明を省略する。
実施の形態２によれば、ノズル基板１に形成したノズル形状は従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するので、ノズル孔１１の液滴の流れに抵抗が生じにくく、従来のように角部に淀み、空洞が生じて液滴の流れを妨げることもなく、液滴がスムーズに流れて、液滴の吐出性が向上する。また、実施の形態２においては、薄膜を多層形成するので、比較的簡単に成膜をおこなうことができる。さらに、酸化膜１０１ａの組成は各層ごとに任意に変えることが可能であるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことが可能である。
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッド２０は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０と基本的な構成及び動作は同様であるが、ノズル基板１の構成が異なっている。すなわち、インクジェットヘッド２０は、ノズル基板１がシリコン基材１００と酸化膜１０１とで構成されているのではなく、ノズル基板１がシリコン基材１００と窒化膜２０１とで構成されているのである。なお、実施の形態３では実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッド２０は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０と基本的な構成及び動作は同様であるが、ノズル基板１の構成が異なっている。すなわち、インクジェットヘッド２０は、ノズル基板１がシリコン基材１００と酸化膜１０１とで構成されているのではなく、ノズル基板１がシリコン基材１００と窒化膜２０１とで構成されているのである。なお、実施の形態３では実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
実施の形態３に係るインクジェットヘッド２０及び窒化膜２０１については、実施の形態１の説明で使用した図１〜図１０にかっこ書きで示してある。実施の形態３に係るインクジェットヘッド２０のノズル基板１は、図１〜図３に示すようにシリコン基材１００とこのシリコン基材１００の表面（図の下面側）に形成した窒化膜２０１とから作製されている。このように構成したインクジェットヘッド２０の製造方法について、実施の形態１の説明で使用した図４〜図１０を用いて説明する。
まず、大径側が略截頭錐体形状（たとえば、テーパー状）をなし、小径側が略円筒状をなして連通する２段形状のノズル孔１１を備えたノズル基板１の製造工程を、図５〜図７を用いて説明する。
（ａ） 図５（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ａ） 図５（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ｂ） 図５（ｂ）に示すように、キャビティ基板２と接合する側のシリコン基材１００の表面（図の上側、接触面１ｃ側）に、プラズマＣＶＤ法で窒化膜２０１を形成する。この場合、窒化膜２０１のエッチングレートが、上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって連続的に遅くなるように、窒化膜２０１の一部を形成しながらパラメータを連続的に変化させて窒化膜２０１全体を形成する。すなわち、シリコン基材１００側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し始めて、徐々にエッチングレートの早い組成の膜を、その組成がリニアに変化するようにして形成していく。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらを窒化膜２０１の一部を形成しながら個別に変化させ、または組み合わせて変化させることにより膜の組成を制御し、これにより窒化膜２０１の組成を連続的に（リニアに）変化させる。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらを窒化膜２０１の一部を形成しながら個別に変化させ、または組み合わせて変化させることにより膜の組成を制御し、これにより窒化膜２０１の組成を連続的に（リニアに）変化させる。
例えば、プラズマＣＶＤ法で窒化膜２０１を形成するときは、シラン系（モノシランやジクロールシラン）、ＮＨ3 （アンモニア）、Ｎ2 （窒素）よりなるガスを使用する。そして、これらのガスのうち、ＮＨ3 、Ｎ2 を固定パラメータとし、シラン系を変化パラメータとする。
図５（ａ）で製造したシリコン基材１００をリアクター内に入れ、シリコン基材１００の表面（図の上部）に、ＮＨ3 （流量は２０ｓｃｃｍ）、Ｎ2 （流量は６３０ｓｃｃｍ）を、流量を一定状態にしたままで流し、さらにシラン系（ここでは、モノシランガス（ＳｉＨ4 ））の流量を４０ｓｃｃｍから１ｓｃｃｍに連続的に（リニアに）変化させて流す。この際の、成膜温度（℃）、成膜中圧力（リアクタ−内の真空度）（Ｐａ）は一定とする。
こうすると、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が連続的に変化する窒化膜２０１（この場合、シリコン基材１００表面、すなわち接触面１ｃのＳｉＨ4 の含量は４０）が形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側、すなわち接合面１ａ側）でエッチングレートが早く、含量が高くなるにつれて（図の下側に行くほど、すなわち接触面１ｃに近づくほど）エッチングレートが遅くなる。
こうすると、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が連続的に変化する窒化膜２０１（この場合、シリコン基材１００表面、すなわち接触面１ｃのＳｉＨ4 の含量は４０）が形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側、すなわち接合面１ａ側）でエッチングレートが早く、含量が高くなるにつれて（図の下側に行くほど、すなわち接触面１ｃに近づくほど）エッチングレートが遅くなる。
上記の場合は、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）を一定にして、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を連続的に変化させていく場合について示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｐａ）を一定にした状態で、成膜温度（℃）をシリコン基材１００の表面側より連続的に変化させていくこともできる。
例えば、成膜温度（℃）を２７０℃〜３３０℃まで連続的に変化させると、成膜中の温度が低い側（図の上側）でエッチングレートの早い窒化膜２０１が形成される。
例えば、成膜温度（℃）を２７０℃〜３３０℃まで連続的に変化させると、成膜中の温度が低い側（図の上側）でエッチングレートの早い窒化膜２０１が形成される。
また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を一定にした状態で、成膜中圧力（Ｐａ）をシリコン基材１００の表面側より連続的に変化させていくこともできる。温度を変化させない場合は、成膜温度を例えば３００℃とし、成膜中圧力を、例えば２００Ｐａ〜１００Ｐａまで連続的に変化させると（ＡＰＣ等でコントロールする）、成膜中圧力が高い側（真空度が悪い側であって、図の上側）でエッチングレートの早い窒化膜２０１が形成される。
さらに、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）及び成膜中圧力（Ｐａ）を一定にした状態で、成膜中のプラズマパワー（Ｗ）をシリコン基材１００の表面側より連続的に変化させていくこともできる。例えばプラズマパワーを８０Ｗ〜１２０Ｗまで連続的に変化させると、成膜中のプラズマパワーが低い側（図の上側）でエッチングレートの早い窒化膜２０１が形成される。
上記それぞれの場合は、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のいずれか１つのパラメータを個別に変化させ、他の３つのパラメータを変化させていない場合を示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のパラメータの変化を任意に組み合わせて、窒化膜２０１の組成を連続的に（リニアに）変化させることも可能である。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｐａ）を変化させて、成膜温度（℃）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のすべてを変化させることもできる。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｐａ）を変化させて、成膜温度（℃）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のすべてを変化させることもできる。
上記の説明では、ＳｉＨ4 を使用して窒化膜２０１を形成する場合を示したが、ＳｉＨ4 を使用しなくても、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を変化させるだけであっても、エッチングレートの違う窒化膜２０１を形成することができる。
なお、窒化膜２０１の膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が窒化膜２０１の応力により反りが生じる場合があるため、最大膜厚として２０μを目安に形成する。
なお、窒化膜２０１の膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が窒化膜２０１の応力により反りが生じる場合があるため、最大膜厚として２０μを目安に形成する。
（ｃ） 窒化膜２０１を形成したのち、図６（ｃ）に示すように、窒化膜２０１の上側（図の上側）に、フォトレジスト１０２を塗布する。その後、フォトレジスト１０２を焼き固める。
（ｄ） 図６（ｄ）に示すように、フォトリソ技術により、フォトレジスト１０２のアライメント露光、及び現像を行う。すなわち、フォトマスク（図示せず）を使用して紫外線によりフォトレジスト１０２を露光し、フォトレジスト１０２のパターニングを行い、開口部１０２ａを形成する。
（ｅ） 図７（ｅ）に示すように、形成した窒化膜２０１を、フォトレジスト１０２の開口部１０２ａからウエットエッチングして、窒化膜２０１の一部を開口する。このとき、エッチングされる窒化膜２０１に組成差があるため、すなわち、窒化膜２０１のエッチングレートが、窒化膜２０１の上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって連続的に遅くなるように組成をリニアに変化させてあるため、窒化膜２０１のエッチング時においてエッチングレートに差が生じ、窒化膜２０１の上面側（接合面１ａ側）はシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）よりも大きな径の孔が形成される。そして、窒化膜２０１の表面よりシリコン基材１００側に向かって連続的に縮径されたテーパ部を有する第１のノズル孔部１１０ａが形成される。
（ｆ） 図７（ｆ）に示すように、シリコン基材１００の部分をフォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側よりドライエッチングにより、垂直性の高い方法でエッチングし、第２のノズル孔部１１０ｂを形成する。先の工程図７（ｅ）において、窒化膜２０１に第１のノズル孔部１１０ａを形成したので、この窒化膜２０１をマスクにしてシリコン基材１００をドライエッチングして加工することが可能である。
（ｇ） 図７（ｇ）に示すように、フォトレジスト１０２を薬品を用いて除去する。
（ｈ） 図７（ｈ）（図５（ａ）〜図７（ｇ）までの上下方向を逆にした図）に示すように、シリコン基材１００を窒化膜２０１を形成していない面側から研削することで、第２のノズル孔部１１０ｂを貫通させる。
こうして、窒化膜２０１に形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００と窒化膜２０１とからノズル基板１を製造する。
こうして、窒化膜２０１に形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００と窒化膜２０１とからノズル基板１を製造する。
次に、図８及び図９で示すようなキャビティ基板２及び電極基板３が接合された接合基板と、ノズル基板１とを、図１０に示すように接合し、ダイシングにより分離して、インクジェットヘッド２０が完成する。
実施の形態３によれば、ノズル基板１に形成したノズル形状は従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するので、ノズル孔１１の液滴の流れに抵抗が生じにくく、従来のように角部に淀み、空洞が生じて液滴の流れを妨げることもなく、液滴がスムーズに流れて液滴の吐出性が向上する。また、窒化膜２０１の組成は任意に変えることが可能であるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことが可能である。
実施の形態４.
実施の形態４におけるノズル孔１１は、実施の形態３で示したノズル孔１１と同様に、シリコン基材１００と窒化膜２０１ａとから作製されたノズル基板１に形成されており、小径側の略円筒状をなす第２のノズル孔部１１０ｂはシリコン基材１００に形成されており、大径側の略截頭錐体形状をなす第１のノズル孔部１１０ａは窒化膜２０１ａに形成されて、連続した２段形状を構成している。また、実施の形態３と同様に、窒化膜２０１ａのシリコン基材１００側に位置する層の膜はエッチングレートが遅い性質を有し、表面側すなわちシリコン基材１００と反対側に位置する層の膜はエッチングレートが早い性質を有している。
しかしながら、実施の形態３で示した窒化膜２０１は組成をリニアに変化させて形成していくのに対して、実施の形態４で示す窒化膜２０１ａは組成ごとにレイヤーを分けて多層形成していく。
その他のインクジェットヘッド２０の構成は、実施の形態３で示した場合と同様なので、説明を省略する。なお、実施の形態４に係る窒化膜２０１ａについては、実施の形態１の説明で使用した図１１〜図１４にかっこ書きで示してある。
実施の形態４におけるノズル孔１１は、実施の形態３で示したノズル孔１１と同様に、シリコン基材１００と窒化膜２０１ａとから作製されたノズル基板１に形成されており、小径側の略円筒状をなす第２のノズル孔部１１０ｂはシリコン基材１００に形成されており、大径側の略截頭錐体形状をなす第１のノズル孔部１１０ａは窒化膜２０１ａに形成されて、連続した２段形状を構成している。また、実施の形態３と同様に、窒化膜２０１ａのシリコン基材１００側に位置する層の膜はエッチングレートが遅い性質を有し、表面側すなわちシリコン基材１００と反対側に位置する層の膜はエッチングレートが早い性質を有している。
しかしながら、実施の形態３で示した窒化膜２０１は組成をリニアに変化させて形成していくのに対して、実施の形態４で示す窒化膜２０１ａは組成ごとにレイヤーを分けて多層形成していく。
その他のインクジェットヘッド２０の構成は、実施の形態３で示した場合と同様なので、説明を省略する。なお、実施の形態４に係る窒化膜２０１ａについては、実施の形態１の説明で使用した図１１〜図１４にかっこ書きで示してある。
次に、２段形状のノズル孔１１を備えたノズル基板１の製造工程を、図１２〜図１４を用いて説明する。
（ａ） 図１２（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ａ） 図１２（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ｂ） 図１２（ｂ）に示すように、キャビティ基板２と接合する側のシリコン基材１００の表面（図の上側）に、プラズマＣＶＤ法で窒化膜２０１ａを形成する。この場合、窒化膜２０１ａは、その膜のエッチングレートが、上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって段階的に遅くなる（シリコン基材１００側より上面側に向かうにしたがって段階的に早くなる）ように、窒化膜２０１ａの一部を形成しながらパラメータを段階的に変化させて形成していく。すなわち、多層形成した窒化膜２０１ａのそれぞれの層を細かくレイヤーを分けて形成し、各層ごとに組成差を生み出すようにしていく。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらを窒化膜２０１ａの各層を形成しながら各層ごとに個別に変化させることにより、または組み合わせて変化させることにより膜の組成を制御し、これにより各層の窒化膜２０１ａの組成を変化させることが可能となり、組成の違う多層の膜が段階的に形成されていく。
例えば、プラズマＣＶＤ法で窒化膜２０１ａを形成するときは、シラン系（モノシランやジクロールシラン）、ＮＨ3 （アンモニア）、Ｎ2 （窒素）よりなるガスを使用する。そして、これらのガスのうち、ＮＨ3 、Ｎ2 を固定パラメータとし、シラン系を変化パラメータとする。
図１２（ａ）で製造したシリコン基材１００をリアクター内に入れ、シリコン基材１００の表面（図の上部）に、ＮＨ3 （流量は２０ｓｃｃｍ）、Ｎ2 （流量は６３０ｓｃｃｍ）を、流量を一定状態にしたままで流し、シラン系（ここでは、モノシランガス（ＳｉＨ4 ））の流量を４０ｓｃｃｍから１ｓｃｃｍの間で段階的に変化させて（例えば、シリコン基材１００側に最も近い第１の層の製造にあたってはＳｉＨ4 の流量が４０ｓｃｃｍ、次の第２の層の製造にあたってはＳｉＨ4 の流量が３０ｓｃｃｍ、次の第３の層の製造にあたってはＳｉＨ4の流量が２０ｓｃｃｍ・・・というように段階的にＳｉＨ4の流量を変化させて）流す。この際の、成膜温度（℃）、成膜中圧力（リアクタ−内の真空度）（Ｐａ）は一定とする。
こうすると、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該表面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が段階的に変化する（段階的に減少する）窒化膜２０１ａが形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側）の層でエッチングレートが早くなり、含量が多くなる側（図の下側）の層ほどエッチングレートが遅くなる。
こうすると、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該表面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が段階的に変化する（段階的に減少する）窒化膜２０１ａが形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側）の層でエッチングレートが早くなり、含量が多くなる側（図の下側）の層ほどエッチングレートが遅くなる。
上記の場合は、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）を一定にして、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を各層の形成ごとに段階的に減少させていく場合について示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｐａ）を一定にした状態で、成膜温度（℃）をシリコン基材１００の表面側より各層の形成ごとに段階的に変化させていくこともできる。例えば、成膜温度（℃）を２７０℃〜３３０℃の間で段階的に変化させていくと、成膜中の温度が低い側（図の上側）の層ほど、エッチングレートが早くなる。
また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を一定にした状態で、成膜中圧力（Ｐａ）をシリコン基材１００の表面側より各層形成ごとに段階的に変化させていくこともできる。温度を変化させない場合は、成膜温度を例えば３００℃とし、成膜中圧力（Ｐａ）を、例えば、２００Ｐａ〜１００Ｐａの間で段階的に変化させていく（この圧力変化はＡＰＣ等でコントロールする、例えば、シリコン基材１００側に最も近い第１の層の製造にあたっては成膜中圧力が１００Ｐａ、次の第２の層の製造にあたっては１３０Ｐａ、次の第３の層の製造にあたっては１６０Ｐａ・・・というように段階的に増加させる）。こうすると、成膜中圧力が高い側（真空度が悪い側であって、図の上側）の層ほど、エッチングレートが早くなる。
さらに、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）及び成膜中圧力（Ｐａ）を一定にした状態で、成膜中のプラズマパワー（Ｗ）をシリコン基材１００の表面側より段階的に変化させていくこともできる。例えばプラズマパワーを８０Ｗ〜１２０Ｗまで段階的に変化させると、成膜中のプラズマパワーが低い側（図の上側）でエッチングレートの早い窒化膜２０１が形成される。
上記それぞれの場合は、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のいずれか１つのパラメータを個別に変化させ、他の３つのパラメータを変化させていない場合を示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のパラメータの変化を任意に組み合わせて、窒化膜２０１ａの組成を段階的に変化させることも可能である。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｐａ）を変化させて、成膜温度（℃）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のすべてを変化させることもできる。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｐａ）を変化させて、成膜温度（℃）、プラズマパワー（Ｗ）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）のすべてを変化させることもできる。
上記の説明ではＳｉＨ4 を使用して窒化膜２０１ａを形成する場合を示したが、ＳｉＨ4 を使用しなくても、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｐａ）、プラズマパワー（Ｗ）を変化させるだけで、エッチングレートが段階的に異なる窒化膜２０１ａを多層形成することができる。
なお、窒化膜２０１ａの膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が窒化膜２０１ａの応力によって反りが生じる場合があるため、反りが生じない程度の膜厚として、多層膜の総膜厚は、最大２０μとした。
なお、窒化膜２０１ａの膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１が窒化膜２０１ａの応力によって反りが生じる場合があるため、反りが生じない程度の膜厚として、多層膜の総膜厚は、最大２０μとした。
（ｃ） 窒化膜２０１ａを形成したのち、図１３（ｃ）に示すように、窒化膜２０１ａの上側（図の上側）に、フォトレジスト１０２を塗布する。その後、フォトレジスト１０２を焼き固める。
（ｄ） 図１３（ｄ）に示すように、フォトリソ技術により、フォトレジスト１０２のアライメント露光、及び現像を行う。すなわち、フォトマスク（図示せず）を使用して紫外線によりフォトレジスト１０２を露光し、フォトレジスト１０２のパターニングを行って、開口部１０２ａを形成する。
（ｅ） 図１４（ｅ）に示すように、形成した窒化膜２０１ａを、フォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側からウエットエッチングして、窒化膜２０１ａの一部を開口する。このとき、エッチングされる窒化膜２０１ａは各層ごとに組成差があるため、すなわち、窒化膜２０１ａのエッチングレートが、窒化膜２０１ａの上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって遅くなるように各層の組成を段階的に変化させてあるため、窒化膜２０１ａのエッチング時において各層ごとにエッチングレートに差が生じ、窒化膜２０１ａの上面側（接合面１ａ側）はシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）よりも大きな径の孔（ノズル孔）が形成される。そして、窒化膜２０１ａの上面側よりノズル基材１００側に開口径を変えていくノズル孔１１のテーパ部、すなわち第１のノズル孔部１１０ａが形成される。
（ｆ） 図１４（ｆ）に示すように、シリコン基材１００の部分をフォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側よりドライエッチングにより、垂直性の高い方法でエッチングし、第２のノズル孔部１１０ｂを形成する。先の工程図１４（ｅ）において、窒化膜２０１ａに第１のノズル孔部１１０ａを形成したので、窒化膜２０１ａをマスクにしてシリコン基材１００をドライエッチングによって加工することが可能である。
（ｇ） 図１４（ｇ）に示すように、フォトレジスト１０２を薬品を用いて除去する。
（ｈ） 図１４（ｈ）（図１２（ａ）〜図１４（ｇ）までの上下方向を逆にした図）に示すように、シリコン基材１００を窒化膜２０１ａを形成していない面側から研削することで、第２のノズル孔部１１０ｂを貫通させる。
こうして、窒化膜２０１ａに形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００からノズル基板１を製造する。
こうして、窒化膜２０１ａに形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００からノズル基板１を製造する。
キャビティ基板２と電極基板３との接合工程は図８、図９に示した場合と同様なので、説明を省略する。
また、キャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド２０を製造する製造工程は、図１０に示した場合と同様なので、説明を省略する。
また、キャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド２０を製造する製造工程は、図１０に示した場合と同様なので、説明を省略する。
実施の形態４によれば、ノズル基板１に形成したノズル形状は従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するので、ノズル孔１１の液滴の流れに抵抗が生じにくく、従来のように角部に淀み、空洞が生じて液滴の流れを妨げることもなく、液滴がスムーズに流れて、液滴の吐出性が向上する。また、実施の形態４においては、薄膜を多層形成するので、比較的簡単に成膜をおこなうことができる。さらに、窒化膜２０１ａの組成は各層ごとに任意に変えることが可能であるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことが可能である。
実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係るインクジェットヘッド３０は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０及び実施の形態３に係るインクジェットヘッド２０と基本的な構成及び動作は同様であるが、ノズル基板１の構成が異なっている。すなわち、インクジェットヘッド３０は、ノズル基板１がシリコン基材１００と酸化膜１０１とで、あるいはノズル基板１がシリコン基材１００と窒化膜２０１とで構成されているのではなく、ノズル基板１がシリコン基材１００とポリシリコン膜３０１とで構成されているのである。なお、実施の形態５では実施の形態１及び実施の形態３との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１及び実施の形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
本発明の実施の形態５に係るインクジェットヘッド３０は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０及び実施の形態３に係るインクジェットヘッド２０と基本的な構成及び動作は同様であるが、ノズル基板１の構成が異なっている。すなわち、インクジェットヘッド３０は、ノズル基板１がシリコン基材１００と酸化膜１０１とで、あるいはノズル基板１がシリコン基材１００と窒化膜２０１とで構成されているのではなく、ノズル基板１がシリコン基材１００とポリシリコン膜３０１とで構成されているのである。なお、実施の形態５では実施の形態１及び実施の形態３との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１及び実施の形態３と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
実施の形態５に係るインクジェットヘッド３０及びポリシリコン膜３０１については、実施の形態１の説明で使用した図１〜図１０にかっこ書きで示してある。実施の形態５に係るインクジェットヘッド３０のノズル基板１は、図１〜図３に示すようにシリコン基材１００とこのシリコン基材１００の表面（図の下面側）に形成したポリシリコン膜３０１とから作製されている。このように構成したインクジェットヘッド３０の製造方法について、実施の形態１の説明で使用した図４〜図１０を用いて説明する。
まず、大径側が略截頭錐体形状をなし、小径側が略円筒状をなして連通する２段形状のノズル孔１１を備えたノズル基板１の製造工程を、図５〜図７を用いて説明する。
（ａ） 図５（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ａ） 図５（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ｂ） 図５（ｂ）に示すように、キャビティ基板２と接合する側のシリコン基材１００の表面（図の上側、接触面１ｃ側）に、減圧ＣＶＤ法でポリシリコン膜３０１を形成する。この場合、ポリシリコン膜３０１のエッチングレートが、上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって連続的に遅くなるように、ポリシリコン膜３０１の一部を形成しながらパラメータを連続的に変化させてポリシリコン膜３０１全体を形成する。すなわち、シリコン基材１００側からエッチングレートの遅い組成の膜を形成し始めて、徐々にエッチングレートの早い組成の膜を、その組成がリニアに変化するようにして形成していく。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらをポリシリコン膜３０１の一部を形成しながら個別に変化させ、または組み合わせて変化させることにより膜の組成を制御し、これによりポリシリコン膜３０１の組成を連続的に（リニアに）変化させる。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらをポリシリコン膜３０１の一部を形成しながら個別に変化させ、または組み合わせて変化させることにより膜の組成を制御し、これによりポリシリコン膜３０１の組成を連続的に（リニアに）変化させる。
例えば、減圧ＣＶＤ法でポリシリコン膜３０１を形成するときは、ＳｉＨ4 （モノシランガス）、Ｈｅ（ヘリウム）よりなるガスを使用する。そして、これらのガスのうち、Ｈｅを固定パラメータとし、ＳｉＨ4 を変化パラメータとする。
図５（ａ）で製造したシリコン基材１００をリアクター内に入れ、シリコン基材１００の表面（図の上部）に、Ｈｅ（流量は５００ｓｃｃｍ）を、流量を一定状態にしたままで流し、さらに、ＳｉＨ4 の流量を５００ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍに連続的に（リニアに）変化させて流す。この際の、成膜温度（℃）、成膜中圧力（リアクタ−内の真空度）（Ｔｏｒｒ）は一定とする。
こうすると、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該表面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が連続的に変化するポリシリコン膜３０１（この場合、シリコン基材１００表面、すなわち接触面１ｃのＳｉＨ4 の含量は５００）が形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側、すなわち接合面１ａ側）でエッチングレートが早く、含量が高くなるにつれて（図の下側に行くほど、すなわち接触面１ｃに近づくほど）エッチングレートが遅くなる。
こうすると、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該表面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が連続的に変化するポリシリコン膜３０１（この場合、シリコン基材１００表面、すなわち接触面１ｃのＳｉＨ4 の含量は５００）が形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側、すなわち接合面１ａ側）でエッチングレートが早く、含量が高くなるにつれて（図の下側に行くほど、すなわち接触面１ｃに近づくほど）エッチングレートが遅くなる。
上記の場合は、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にして、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を連続的に変化させていく場合について示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にした状態で、成膜温度（℃）をシリコン基材１００の表面側より連続的に変化させていくこともできる。
例えば、成膜温度（℃）を５５０℃〜６５０℃まで連続的に変化させると、成膜中の温度が低い側（図の上側）でエッチングレートの早いポリシリコン膜３０１が形成される。
例えば、成膜温度（℃）を５５０℃〜６５０℃まで連続的に変化させると、成膜中の温度が低い側（図の上側）でエッチングレートの早いポリシリコン膜３０１が形成される。
また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を一定にした状態で、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）をシリコン基材１００の表面側より連続的に変化させていくこともできる。温度を変化させない場合は、成膜温度を例えば６００℃とし、成膜中圧力を、例えば１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒまで連続的に変化させると（ＡＰＣ等でコントロールする）、成膜中圧力が高い側（真空度が悪い側であって、図の上側）でエッチングレートの早いポリシリコン膜３０１が形成される。
上記それぞれの場合は、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のいずれか１つのパラメータを個別に変化させ、他の２つのパラメータを変化させていない場合を示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のパラメータの変化を任意に組み合わせて、ポリシリコン膜３０１の組成を連続的に（リニアに）変化させることも可能である。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
上記の説明では、ＳｉＨ4 を使用してポリシリコン膜３０１を形成する場合を示したが、ＳｉＨ4 を使用しなくても、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させるだけであっても、エッチングレートの違うポリシリコン膜３０１を形成することができる。
なお、ポリシリコン膜３０１の膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１がポリシリコン膜３０１の応力により反りが生じる場合があるため、最大膜厚として２０μを目安に形成する。
なお、ポリシリコン膜３０１の膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１がポリシリコン膜３０１の応力により反りが生じる場合があるため、最大膜厚として２０μを目安に形成する。
（ｃ） ポリシリコン膜３０１を形成したのち、図６（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜３０１の上側（図の上側）に、フォトレジスト１０２を塗布する。その後、フォトレジスト１０２を焼き固める。
（ｄ） 図６（ｄ）に示すように、フォトリソ技術により、フォトレジスト１０２のアライメント露光、及び現像を行う。すなわち、フォトマスク（図示せず）を使用して紫外線によりフォトレジスト１０２を露光し、フォトレジスト１０２のパターニングを行い、開口部１０２ａを形成する。
（ｅ） 図７（ｅ）に示すように、形成したポリシリコン膜３０１を、フォトレジスト１０２の開口部１０２ａからウエットエッチングして、ポリシリコン膜３０１の一部を開口する。このとき、エッチングされるポリシリコン膜３０１に組成差があるため、すなわち、ポリシリコン膜３０１のエッチングレートが、ポリシリコン膜３０１の上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって連続的に遅くなるように組成をリニアに変化させてあるため、ポリシリコン膜３０１のエッチング時においてエッチングレートに差が生じ、ポリシリコン膜３０１の上面側（接合面１ａ側）はシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）よりも大きな径の孔が形成される。そして、ポリシリコン膜３０１の表面よりシリコン基材１００側に向かって連続的に縮径されたテーパ部を有する第１のノズル孔部１１０ａが形成される。
（ｆ） 図７（ｆ）に示すように、シリコン基材１００の部分をフォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側よりドライエッチングにより、垂直性の高い方法でエッチングし、第２のノズル孔部１１０ｂを形成する。先の工程図７（ｅ）において、ポリシリコン膜３０１に第１のノズル孔部１１０ａを形成したので、このポリシリコン膜３０１をマスクにしてシリコン基材１００をドライエッチングして加工することが可能である。
（ｇ） 図７（ｇ）に示すように、フォトレジスト１０２を薬品を用いて除去する。
（ｈ） 図７（ｈ）（図５（ａ）〜図７（ｇ）までの上下方向を逆にした図）に示すように、シリコン基材１００をポリシリコン膜３０１を形成していない面側から研削することで、第２のノズル孔部１１０ｂを貫通させる。
こうして、ポリシリコン膜３０１に形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００とポリシリコン膜３０１とからノズル基板１を製造する。
こうして、ポリシリコン膜３０１に形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００とポリシリコン膜３０１とからノズル基板１を製造する。
次に、図８及び図９で示すようなキャビティ基板２及び電極基板３が接合された接合基板と、ノズル基板１とを、図１０に示すように接合し、ダイシングにより分離して、インクジェットヘッド３０が完成する。
実施の形態５によれば、ノズル基板１に形成したノズル形状は従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するので、ノズル孔１１の液滴の流れに抵抗が生じにくく、従来のように角部に淀み、空洞が生じて液滴の流れを妨げることもなく、液滴がスムーズに流れて液滴の吐出性が向上する。また、ポリシリコン膜３０１の組成は任意に変えることが可能であるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことが可能である。
実施の形態６.
実施の形態６におけるノズル孔１１は、実施の形態５で示したノズル孔１１と同様に、シリコン基材１００とポリシリコン膜３０１ａとから作製されたノズル基板１に形成されており、小径側の略円筒状をなす第２のノズル孔部１１０ｂはシリコン基材１００に形成されており、大径側の略截頭錐体形状をなす第１のノズル孔部１１０ａはポリシリコン膜３０１ａに形成されて、連続した２段形状を構成している。また、実施の形態５と同様に、ポリシリコン膜３０１ａのシリコン基材１００側に位置する層の膜はエッチングレートが遅い性質を有し、表面側すなわちシリコン基材１００と反対側に位置する層の膜はエッチングレートが早い性質を有している。
しかしながら、実施の形態５で示したポリシリコン膜３０１は組成をリニアに変化させて形成していくのに対して、実施の形態６で示すポリシリコン膜３０１ａは組成ごとにレイヤーを分けて多層形成していく。
その他のインクジェットヘッド３０の構成は、実施の形態５で示した場合と同様なので、説明を省略する。なお、実施の形態６に係るポリシリコン膜３０１ａについては、実施の形態１の説明で使用した図１１〜図１４にかっこ書きで示してある。
実施の形態６におけるノズル孔１１は、実施の形態５で示したノズル孔１１と同様に、シリコン基材１００とポリシリコン膜３０１ａとから作製されたノズル基板１に形成されており、小径側の略円筒状をなす第２のノズル孔部１１０ｂはシリコン基材１００に形成されており、大径側の略截頭錐体形状をなす第１のノズル孔部１１０ａはポリシリコン膜３０１ａに形成されて、連続した２段形状を構成している。また、実施の形態５と同様に、ポリシリコン膜３０１ａのシリコン基材１００側に位置する層の膜はエッチングレートが遅い性質を有し、表面側すなわちシリコン基材１００と反対側に位置する層の膜はエッチングレートが早い性質を有している。
しかしながら、実施の形態５で示したポリシリコン膜３０１は組成をリニアに変化させて形成していくのに対して、実施の形態６で示すポリシリコン膜３０１ａは組成ごとにレイヤーを分けて多層形成していく。
その他のインクジェットヘッド３０の構成は、実施の形態５で示した場合と同様なので、説明を省略する。なお、実施の形態６に係るポリシリコン膜３０１ａについては、実施の形態１の説明で使用した図１１〜図１４にかっこ書きで示してある。
次に、２段形状のノズル孔１１を備えたノズル基板１の製造工程を、図１２〜図１４を用いて説明する。
（ａ） 図１２（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ａ） 図１２（ａ）に示すように、シリコン基材（Ｓｉ基材）１００を製造する。
（ｂ） 図１２（ｂ）に示すように、キャビティ基板２と接合する側のシリコン基材１００の表面（図の上側）に、減圧ＣＶＤ法でポリシリコン膜３０１ａを形成する。この場合、ポリシリコン膜３０１ａは、その膜のエッチングレートが、上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって段階的に遅くなる（シリコン基材１００側より上面側に向かうにしたがって段階的に早くなる）ように、ポリシリコン膜３０１ａの一部を形成しながらパラメータを段階的に変化させて形成していく。すなわち、多層形成したポリシリコン膜３０１ａのそれぞれの層を細かくレイヤーを分けて形成し、各層ごとに組成差を生み出すようにしていく。
変化させるパラメータは、ガス比、温度、圧力（真空度）、プラズマパワー、ガス等であり、これらをポリシリコン膜３０１ａの各層を形成しながら各層ごとに個別に変化させることにより、または組み合わせて変化させることにより膜の組成を制御し、これにより各層のポリシリコン膜３０１ａの組成を変化させることが可能となり、組成の違う多層の膜が段階的に形成されていく。
例えば、減圧ＣＶＤ法でポリシリコン膜を形成するときは、ＳｉＨ4 （モノシランガス）、Ｈｅ（ヘリウム）よりなるガスを使用する。そして、これらのガスのうち、Ｈｅを固定パラメータとし、ＳｉＨ4 を変化パラメータとする。
図１２（ａ）で製造したシリコン基材１００をリアクター内に入れ、シリコン基材１００の表面（図の上部）に、Ｈｅ（流量は５００ｓｃｃｍ）を、流量を一定状態にしたままで流し、ＳｉＨ4 の流量を５００ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍの間で段階的に変化させて（例えば、シリコン基材１００側に最も近い第１の層の製造にあたってはＳｉＨ4 の流量が５００ｓｃｃｍ、次の第２の層の製造にあたってはＳｉＨ4 の流量が４００ｓｃｃｍ、次の第３の層の製造にあたってはＳｉＨ4 の流量が３００ｓｃｃｍ・・・というように段階的にＳｉＨ4の流量を変化させて）流す。この際の、成膜温度（℃）、成膜中圧力（リアクタ−内の真空度）（Ｔｏｒｒ）は一定とする。
こうすると、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該表面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が段階的に変化する（段階的に減少する）ポリシリコン膜３０１ａが形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側）の層でエッチングレートが早くなり、含量が多くなる側（図の下側）の層ほどエッチングレートが遅くなる。
こうすると、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の表面に、当該表面の垂直方向にＳｉＨ4 の組成が段階的に変化する（段階的に減少する）ポリシリコン膜３０１ａが形成され、成膜中のＳｉＨ4 の含量が低い側（図の上側）の層でエッチングレートが早くなり、含量が多くなる側（図の下側）の層ほどエッチングレートが遅くなる。
上記の場合は、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にして、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を各層の形成ごとに段階的に減少させていく場合について示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にした状態で、成膜温度（℃）をシリコン基材１００の表面側より各層の形成ごとに段階的に変化させていくこともできる。例えば、成膜温度（℃）を５５０℃〜６５０℃の間で段階的に変化させていくと、成膜中の温度が低い側（図の上側）の層ほど、エッチングレートが早くなる。
また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を一定にした状態で、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）をシリコン基材１００の表面側より各層形成ごとに段階的に変化させていくこともできる。温度を変化させない場合は、成膜温度を例えば６００℃とし、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を、例えば、１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒの間で段階的に変化させていく（この圧力変化はＡＰＣ等でコントロールする、例えば、シリコン基材１００側に最も近い第１の層の製造にあたっては成膜中圧力が１．０Ｔｏｒｒ、次の第２の層の製造にあたっては１．３Ｔｏｒｒ、次の第３の層の製造にあたっては１．６Ｔｏｒｒ・・・というように段階的に増加させる）。こうすると、成膜中圧力が高い側（真空度が悪い側であって、図の上側）の層ほど、エッチングレートが早くなる。
上記それぞれの場合は、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のいずれか１つのパラメータを個別に変化させ、他の２つのパラメータを変化させていない場合を示したが、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のパラメータの変化を任意に組み合わせて、ポリシリコン膜３０１ａの組成を段階的に変化させることも可能である。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
例えば、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）を変化させて、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を一定にすることもでき、また、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、成膜温度（℃）を一定にすることもでき、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させて、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）を一定にすることもでき、さらには、ＳｉＨ4 の流量（ｓｃｃｍ）、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）のすべてを変化させることもできる。
上記の説明ではＳｉＨ4 を使用してポリシリコン膜３０１ａを形成する場合を示したが、ＳｉＨ4 を使用しなくても、成膜温度（℃）、成膜中圧力（Ｔｏｒｒ）を変化させるだけで、エッチングレートが段階的に異なるポリシリコン膜３０１ａを多層形成することができる。
なお、ポリシリコン膜３０１ａの膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１がポリシリコン膜３０１ａの応力によって反りが生じる場合があるため、反りが生じない程度の膜厚として、多層膜の総膜厚は、最大２０μとした。
なお、ポリシリコン膜３０１ａの膜厚はできるだけ厚いほうが望ましいが、ノズル基板１がポリシリコン膜３０１ａの応力によって反りが生じる場合があるため、反りが生じない程度の膜厚として、多層膜の総膜厚は、最大２０μとした。
（ｃ） ポリシリコン膜３０１ａを形成したのち、図１３（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜３０１ａの上側（図の上側）に、フォトレジスト１０２を塗布する。その後、フォトレジスト１０２を焼き固める。
（ｄ） 図１３（ｄ）に示すように、フォトリソ技術により、フォトレジスト１０２のアライメント露光、及び現像を行う。すなわち、フォトマスク（図示せず）を使用して紫外線によりフォトレジスト１０２を露光し、フォトレジスト１０２のパターニングを行って、開口部１０２ａを形成する。
（ｅ） 図１４（ｅ）に示すように、形成したポリシリコン膜３０１ａを、フォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側からウエットエッチングして、ポリシリコン膜３０１ａの一部を開口する。このとき、エッチングされるポリシリコン膜３０１ａは各層ごとに組成差があるため、すなわち、ポリシリコン膜３０１ａの膜のエッチングレートが、ポリシリコン膜３０１ａの上面側（接合面１ａ側）よりシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）に向かうにしたがって遅くなるように各層の組成を段階的に変化させてあるため、ポリシリコン膜３０１ａのエッチング時において各層ごとにエッチングレートに差が生じ、ポリシリコン膜３０１ａの上面側（接合面１ａ側）はシリコン基材１００側（接触面１ｃ側）よりも大きな径の孔（ノズル孔）が形成される。そして、ポリシリコン膜３０１ａの上面側よりノズル基材１００側に開口径を変えていくノズル孔１１のテーパ部、すなわち第１のノズル孔部１１０ａが形成される。
（ｆ） 図１４（ｆ）に示すように、シリコン基材１００の部分をフォトレジスト１０２の開口部１０２ａ側よりドライエッチングにより、垂直性の高い方法でエッチングし、第２のノズル孔部１１０ｂを形成する。先の工程図１４（ｅ）において、ポリシリコン膜３０１ａに第１のノズル孔部１１０ａを形成したので、ポリシリコン膜３０１ａをマスクにしてシリコン基材１００をドライエッチングによって加工することが可能である。
（ｇ） 図１４（ｇ）に示すように、フォトレジスト１０２を薬品を用いて除去する。
（ｈ） 図１４（ｈ）（図１２（ａ）〜図１４（ｇ）までの上下方向を逆にした図）に示すように、シリコン基材１００をポリシリコン膜３０１ａを形成していない面側から研削することで、第２のノズル孔部１１０ｂを貫通させる。
こうして、ポリシリコン膜３０１ａに形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００からノズル基板１を製造する。
こうして、ポリシリコン膜３０１ａに形成した略截頭錐体形状の第１のノズル孔部１１０ａと、シリコン基材１００に形成した略円筒状の第２のノズル孔部１１０ｂとによって、テーパ部を備えたノズル孔１１が形成される。
上記の工程を経て、シリコン基材１００からノズル基板１を製造する。
キャビティ基板２と電極基板３との接合工程は図８、図９に示した場合と同様なので、説明を省略する。
また、キャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド３０を製造する製造工程は、図１０に示した場合と同様なので、説明を省略する。
また、キャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド３０を製造する製造工程は、図１０に示した場合と同様なので、説明を省略する。
実施の形態６によれば、ノズル基板１に形成したノズル形状は従来のように段つき形状ではなくテーパ部を有するので、ノズル孔１１の液滴の流れに抵抗が生じにくく、従来のように角部に淀み、空洞が生じて液滴の流れを妨げることもなく、液滴がスムーズに流れて、液滴の吐出性が向上する。また、実施の形態６においては、薄膜を多層形成するので、比較的簡単に成膜をおこなうことができる。さらに、ポリシリコン膜３０１ａの組成は各層ごとに任意に変えることが可能であるため、テーパ形状に変化を持たせることもでき、液滴の成分に応じて、所望のテーパ形状を簡単に作り出すことが可能である。
実施の形態７．
図１５は、本発明の実施の形態７に係る液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）の斜視図である。実施形態１〜６で得られたインクジェットヘッド１０、２０及び３０はノズル孔１１を有するノズル基板１を用いて製造することができ、かかるインクジェットヘッド１０、２０及び３０を用いて、図１５に示すようなインクジェットプリンタ４００を得ることができる。
なお、実施の形態１〜６に係るインクジェットヘッド１０、２０及び３０は液滴吐出ヘッドの一例であって、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッド１０、２０及び３０に限定されるものではなく、液滴を種々変更することによって、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。
また、実施の形態１〜６に係る液滴吐出ヘッドは、圧電駆動方式の液滴吐出装置や、バブルジェット（登録商標）方式の液滴吐出装置にも使用することができる。
図１５は、本発明の実施の形態７に係る液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）の斜視図である。実施形態１〜６で得られたインクジェットヘッド１０、２０及び３０はノズル孔１１を有するノズル基板１を用いて製造することができ、かかるインクジェットヘッド１０、２０及び３０を用いて、図１５に示すようなインクジェットプリンタ４００を得ることができる。
なお、実施の形態１〜６に係るインクジェットヘッド１０、２０及び３０は液滴吐出ヘッドの一例であって、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッド１０、２０及び３０に限定されるものではなく、液滴を種々変更することによって、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。
また、実施の形態１〜６に係る液滴吐出ヘッドは、圧電駆動方式の液滴吐出装置や、バブルジェット（登録商標）方式の液滴吐出装置にも使用することができる。
１ ノズル基板、１ａ 接合面、１ｂ 液滴吐出面、１ｃ 接触面、２ キャビティ基板、３ 電極基板、１０ インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）、２０ インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）、３０ インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）、１１ ノズル孔、１００ シリコン基材、１０１，１０１ａ 酸化膜、１０２ フォトレジスト、１０２ａ レジスト開口部、１１０ａ 第１のノズル孔部、１１０ｂ 第２のノズル孔部、２０１，２０１ａ 窒化膜、３０１，３０１ａ ポリシリコン膜、４００ インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）。
Claims (17)
- シリコン基材の表面に、酸化膜を形成し、前記酸化膜をエッチングして、ノズル孔を形成するノズル基板の製造方法であって、
前記シリコン基材側に向かってエッチングレートが遅くなる組成の酸化膜を成膜する工程と、
前記酸化膜上に、第１のノズル孔部に相当する部位を除いた部分にレジストを塗布し、前記レジストが塗布されていなかった部位より前記酸化膜をウエットエッチングして前記シリコン基材側に縮径していくほぼ截頭円錐状の第１のノズル孔部を形成する工程と、
前記シリコン基材を前記酸化膜に設けた第１のノズル孔部の縮径側よりドライエッチングしてほぼ円筒状の第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記酸化膜を設けた反対側の面より前記シリコン基材を研削して前記第２のノズル孔部を貫通させる工程と、
前記酸化膜に形成した第１のノズル孔部と前記シリコン基材に形成した前記第２のノズル孔部とによってノズル孔を形成する工程とを含むことを特徴とするノズル基板の製造方法。 - 前記酸化膜は、単層の酸化膜であり、前記シリコン基材側に向かって連続的にエッチングレートが遅くなるような組成配分となるように組成配分を変化させて構成したことを特徴とする請求項１記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜は、複数の組成の異なる酸化膜が多層に形成された構成からなる酸化膜であり、前記酸化膜の各層のエッチングレートが前記シリコン基材側に向かって段階的に遅くなるように構成したことを特徴とする請求項１記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜の成膜時において、ガス比、温度、圧力、プラズマパワー及びガスを少なくとも１つ変化させて、前記酸化膜の膜質、膜組成を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜の成膜時において、前記ガスはモノシランガス、酸素、ホスフィン、ヘリウムからなり、モノシランガス、酸素、ホスフィンを反応性ガスとし、ヘリウムをキャリアガスとして、前記酸化膜の膜質、膜組成を変化させることを特徴とする請求項４記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜の成膜時において、前記モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量を固定パラメーターとし、前記ホスフィンの流量を変化パラメーターとして、前記酸化膜の膜質、膜組成を変化させることを特徴とする請求項５記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜の成膜時において、前記モノシランガス、酸素、ヘリウムの流量をそれぞれ５００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ、１ＳＬＭとして固定パラメーターとし、前記ホスフィンの流量を０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍの間で連続的もしくは段階的に変化させて変化パラメーターとしたことを特徴とする請求項６記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜の成膜時において、成膜温度を３７０℃〜３００℃の範囲で連続的もしくは段階的に変化させることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜の成膜時において、成膜中の圧力を１．０Ｔｏｒｒ〜３．０Ｔｏｒｒの範囲で連続的もしくは段階的に変化させることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜を減圧ＣＶＤ法によって前記シリコン基材上に成膜することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜の膜厚が３０μ以下であることを特徴とする請求項１０記載のノズル基板の製造方法。
- 前記酸化膜上にフォトリソ技術によってレジストを塗布し、該レジストに開口部を設けることを特徴とする請求項１〜１１記載のノズル基板の製造方法。
- シリコン基材の表面に、酸化膜を形成し、前記酸化膜をエッチングして、ノズル孔を形成するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基材側に向かってエッチングレートが遅くなる組成の酸化膜を成膜する工程と、
前記酸化膜上に、第１のノズル孔部に相当する部位を除いた部分にレジストを塗布し、前記レジストが塗布されていなかった部位より前記酸化膜をウエットエッチングして前記シリコン基材側に縮径していくほぼ截頭円錐状の第１のノズル孔部を形成する工程と、
前記シリコン基材を前記酸化膜に設けた第１のノズル孔部の縮径側よりドライエッチングしてほぼ円筒状の第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記酸化膜を設けた反対側の面より前記シリコン基材を研削して前記第２のノズル孔部を貫通させる工程と、
前記酸化膜に形成した第１のノズル孔部と前記シリコン基材に形成した前記第２のノズル孔部とによってノズル孔を形成する工程とを含んでノズル基板を製造する方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 - シリコン基材の表面に、酸化膜を形成し、前記酸化膜をエッチングして、ノズル孔を形成してノズル基板を製造し液滴吐出ヘッドを製造することにより液滴吐出装置を製造する液滴吐出装置の製造方法であって、
前記シリコン基材側に向かってエッチングレートが遅くなる組成の酸化膜を成膜する工程と、
前記酸化膜上に、第１のノズル孔部に相当する部位を除いた部分にレジストを塗布し、前記レジストが塗布されていなかった部位より前記酸化膜をウエットエッチングして前記シリコン基材側に縮径していくほぼ截頭円錐状の第１のノズル孔部を形成する工程と、
前記シリコン基材を前記酸化膜に設けた第１のノズル孔部の縮径側よりドライエッチングしてほぼ円筒状の第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記酸化膜を設けた反対側の面より前記シリコン基材を研削して前記第２のノズル孔部を貫通させる工程と、
前記酸化膜に形成した第１のノズル孔部と前記シリコン基材に形成した前記第２のノズル孔部とによってノズル孔を形成する工程とを含んでノズル基板を製造し液滴吐出ヘッドを製造することにより液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。 - 大径側がほぼ截頭円錐状の第１のノズル孔部と、小径側がほぼ円筒状の第２のノズル孔部とからなり、前記第１のノズル孔部の縮径側端部が前記第２のノズル孔部の端部と連通してなるノズル孔を備え、酸化膜とシリコン基材により２層に構成されたノズル基板であって、
前記第１のノズル孔部が前記酸化膜に形成され、前記第２のノズル孔部が前記シリコン基材に形成されたことを特徴とするノズル基板。 - 大径側がほぼ截頭円錐状の第１のノズル孔部と、小径側がほぼ円筒状の第２のノズル孔部とからなり、前記第１のノズル孔部の縮径側端部が前記第２のノズル孔部の端部と連通してなるノズル孔を備え、酸化膜とシリコン基材により２層に構成されたノズル基板であって、
前記第１のノズル孔部が前記酸化膜に形成され、前記第２のノズル孔部が前記シリコン基材に形成されたノズル基板を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 大径側がほぼ截頭円筒状の第１のノズル孔部と、小径側がほぼ円筒状の第２のノズル孔部とからなり、前記第１のノズル孔部の縮径側端部が前記第２のノズル孔部の端部と連通してなるノズル孔を備え、酸化膜とシリコン基材により２層に構成されたノズル基板であって、
前記第１のノズル孔部が前記酸化膜に形成され、前記第２のノズル孔部が前記シリコン基材に形成されたノズル基板を有する液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。
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