(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドであって、
インクチャンバーと、
前記インクチャンバーの底部として形成された可動膜と、
前記可動膜を動かすための、前記可動膜に結合された圧電アクチュエーターと、
前記圧電アクチュエーターを駆動する最終段における出力駆動トランジスタを備える可動電子回路であって、前記可動膜に配置されて、前記可動膜と共に動く可動電子回路
を備えるプリントヘッド。
【請求項２】
前記可動電子回路は、前記圧電アクチュエーターと前記可動膜の間に配置される、請求項１のプリントヘッド。
【請求項３】
前記出力駆動トランジスタはＭＯＳトランジスタである。請求項１または２のプリントヘッド。
【請求項４】
前記可動膜は、回路ウェーハの可動部分であり、前記回路ウェーハ内に前記インクチャンバーが形成され、
前記プリントヘッドがさらに、前記回路ウェーハの静止した部分に配置された静止電子回路を備える、請求項１〜３のいずれかのプリントヘッド。
【請求項５】
前記可動電子回路及び前記静止電子回路は、前記回路ウェーハ内に埋め込まれかつ該回路ウェーハ上に形成される、請求項４のプリントヘッド。
【請求項６】
前記可動電子回路は、前記可動膜の動きを検知するように構成されたセンサーをさらに備える、請求項１〜５のいずれかのプリントヘッド。
【請求項７】
前記センサーは、抵抗の変化を通じてシリコンの結晶格子の歪みを示すように構成された歪みゲージ抵抗である、請求項６のプリントヘッド。
【請求項８】
インクジェットプリントヘッドを作製する方法であって、
回路ウェーハの第１の側に第１のCMOS回路を作製する行程と、
前記回路ウェーハの第２の側にインクチャンバーを形成する行程であって、前記インクチャンバーの底部が可動膜を形成し、かつ、前記第１のCMOS回路が、前記インクチャンバーの前記底部の側とは反対側の前記可動膜上に配置されるようにする行程と、
前記回路ウェーハの前記第１の側にある前記第１のCMOS回路の上に圧電アクチュエーター材料を付着させる行程
を含み、
前記第１のCMOS回路は、前記圧電アクチュエーター材料を駆動する最終段における出力駆動トランジスタを備え、かつ、前記可動膜と共に動くことからなる、方法。
【請求項９】
圧電アクチュエーター材料を付着させる行程が、前処理された圧電アクチュエーター材料を前記回路ウェーハの前記第１の側に付着させる行程と、圧電アクチュエーター材料を前記回路ウェーハの前記第１の側にスピンコーティングする行程とからなるグループから選択された処理によって付着させる行程を含むことからなる、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記回路ウェーハはSOI（シリコンオンインシュレータ）ウェーハからなり、前記インクチャンバーを形成する行程が、前記SOIウェーハを、該SOIウェーハ内の二酸化ケイ素層によって画定されるエッチストップまでエッチングする行程を含むことからなる、請求項８または９の方法。
【請求項１１】
第２のCMOS回路が、前記可動膜上にはない、前記回路ウェーハの前記第１の側の静止した領域に作製される、請求項８〜１０のいずれかの方法。
【請求項１２】
インク供給スロット及びノズルを構成するMEMS（微小電気機械システム）ウェーハを前記回路ウェーハに結合する行程であって、前記インクチャンバーの上部が前記ノズルの入力側に通じるようにする行程をさらに含む、請求項８〜１１のいずれかの方法。
【請求項１３】
前記インクチャンバーを形成する行程の前に、ハンドルウェーハを前記回路ウェーハの前記第１の側に付着させる行程と、
前記回路ウェーハを前記MEMSウェーハに結合する行程の後で、前記ハンドルウェーハを前記回路ウェーハの前記第１の側から除去する行程
をさらに含む、請求項１２の方法。
【請求項１４】
可動膜の第１の側に形成されたCMOS回路を有するプリントヘッドと、
前記可動膜の第２の側を構成する底部を有するインクチャンバーと、
前記CMOS回路の上に形成されて、前記可動膜を前記インクチャンバー内へと変位させるように構成された圧電アクチュエーター
を備え、
前記CMOS回路は、前記圧電アクチュエーターを駆動する最終段における出力駆動トランジスタを備え、かつ、前記可動膜と共に動くことからなる、印刷システム。
【請求項１５】
前記インクチャンバー及び前記可動膜が回路ウェーハ内に形成されており、
MEMS（微小電気機械システム）ウェーハ内に形成されたノズルをさらに備え、
前記回路ウェーハと前記MEMSウェーハが、前記インクチャンバーと前記ノズルを位置合わせして、それらの間に流体連絡を提供するように結合される、請求項１４のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ドロップ・オン・デマンド（drop-on-demand）インクジェットプリンタは、一般に、インクジェットプリントヘッド内の液滴形成の２つのメカニズムのうちの１つにしたがって分類される。サーマルバブルインクジェットプリンタは、加熱素子アクチュエーターを有するサーマルインクジェットプリントヘッドを使用し、該アクチュエーターは、インク（または他の流体）が充填されているチャンバー内のインク（または他の流体）を気化させて、プリントヘッドノズルの外にインク滴（または他の流体）を押し出すバブル（気泡）を生成する。圧電インクジェットプリンタは、圧電材料アクチュエーターを有する圧電インクジェットプリントヘッドを使用し、該アクチュエーターは、インクが充填されているチャンバー内に圧力パルスを発生させて、プリントヘッドノズルの外にインク（または他の流体）の液滴を押し出す。
【０００２】
圧電インクジェットプリントヘッドは、紫外線硬化性の印刷用インクなどの、サーマルインクジェットプリントヘッドを使用できない比較的高い粘性及び／または化学組成を有する噴射可能な流体を使用する場合に、サーマルインクジェットプリントヘッドよりも有利である。サーマルインクジェットプリントヘッドは、機械的劣化乃至分解や化学的劣化乃至分解を受けずに沸騰温度に耐えることができる配合物を有する噴射可能な流体に限定される。圧電（ピエゾ）プリントヘッドは（熱ではなく）圧力を使用してインク滴をノズル外に押し出すので、圧電プリントヘッドが対応できる噴射可能な材料の選択の幅はより広い。したがって、圧電プリントヘッドは、種々の媒体に印刷するために広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、圧電プリントヘッドに付随する１つの課題は、印刷システムのコストをできるだけ少なく抑えるように、MEMS（微小電子機械システム）及び圧電アクチュエーター駆動回路を構成することである。ノズル毎に電子回路制御を要する圧電プリントヘッドにはいくつかの特徴がある。たとえば、個々のノズルをトリミングし、隣接するノズル間のクロストークを低減するためには、ノズル毎に別個の電子回路を使用する必要がある。しかしながら、ノズル毎に電子回路を実装するとなるとプリントヘッド内に追加の領域が必要になるため、プリントヘッドのコストが高くなる。したがって、ノズル密度が高く低コストの圧電プリントヘッドを構成することは現在も継続して存在する課題である。
【０００４】
以下、本発明の例示的な実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】１実施形態にしたがう、プリントヘッドを組み込むのに適したインクジェット印刷システムを示す。
【図２】１実施形態にしたがう、可動膜に形成されたCMOS回路を具備する圧電インクジェットプリントヘッドの側面図である。
【図３】１実施形態にしたがう、それぞれのチャンバー上に配置された圧電材料に作動電圧信号を印加することによって圧電プリントヘッドを作動させる様子を示す。
【図４】１実施形態にしたがう、圧電プリントヘッドウェーハスタックのトップダウンビュー（上から見下ろした図）である。
【図５】１実施形態にしたがう、圧電プリントヘッドを作製するためにウェーハスタックに対して実施される一般的な処理行程を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
課題とその解決策（ソリューション）の概要
上記したように、圧電インクジェットプリントヘッドに関する継続中の課題の１つは、ノズル密度が高くかつ低コストのプリントヘッドを構成することである。この課題の難しさは、各ノズルを個別に制御するために使用される個別の電子回路を収容するために利用できる空間がプリントヘッドに十分にないことに主に関連している。
【０００７】
本発明の実施形態は、一般に、プリントヘッドの作動に使用される可動膜に作製されたCMOS回路を有する圧電インクジェットプリントヘッドによって、この課題に対処する。CMOS回路デバイスの少なくとも一部を、液滴吐出MEMS（微小電気機械システム）メカニズムの作動によって変形するウェーハ表面の一部に形成することによって、プリントヘッド内の利用可能な領域をより効率的に使用し、かつ、MEMS作製の複雑さを低減する。CMOS回路を作製し、及び、MEMS構造を完成するために使用される１以上の他のウェーハにウェーハ形態で該回路を結合することによって、圧電アクチュエーターとCMOS回路の間の相互接続のコストも低くなる。
【０００８】
１実施形態では、プリントヘッドは、可動膜、該膜を動かすための圧電アクチュエーター、及び、該可動膜に配置された電子回路を備える。別の実施形態では、印刷システムは、可動膜の第１の側部乃至側面に形成されたCMOS回路を有するプリントヘッドを備える。チャンバーは、該可動膜の第２の側部乃至側面を構成する底部乃至底面を有する。該可動膜を該チャンバー内へと変位（または移動）させるように構成された圧電アクチュエーターが、該CMOS回路上に形成される。
【０００９】
別の実施形態では、インクジェットプリントヘッドを作製する方法は、CMOS回路を回路ウェーハ（回路ウェーハは回路ウエハともいう。以下同じ）の第１の側部乃至側面に作製することを含む。チャンバーの底部乃至底面が可動膜を形成するように、該チャンバーが回路ウェーハの第２の側部乃至側面に形成される。回路ウェーハの第１の側部乃至側面に作製されたCMOS回路は、該可動膜上にあって、かつ、該回路ウェーハの第２の側部乃至側面に形成されている該チャンバーの底部乃至底面の反対側にある。
【００１０】
例示的な実施形態
図１は、１実施形態にしたがう、本明細書に開示されているプリントヘッドまたは流体吐出デバイスを組み込むのに適したインクジェット印刷システム１００を示す。この実施形態では、プリントヘッドは、流体液滴噴射プリントヘッド１１４として開示されている。インクジェット印刷システム１００は、インクジェットプリントヘッドアッセンブリー１０２、インク供給アセンブリー１０４、マウンティングアセンブリー（取り付けアセンブリともいう）１０６、媒体搬送アセンブリー１０８、電子コントローラ１１０、及び、インクジェット印刷システム１００の種々の電気コンポーネントに電力を提供する少なくとも１つの電源１１２を備える。インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２は、印刷媒体１１８に印刷するために、インク滴を、複数のオリフィスすなわちノズル１１６を通して印刷媒体１１８に向けて噴射する少なくとも１つのプリントヘッド（流体吐出デバイス）またはプリントヘッドダイ１１４を備える。印刷媒体１１８は、紙、カード用紙、透明フィルム（OHPフィルムなど）、マイラー（商標）などの任意のタイプの適切なシート状物質である。典型的には、ノズル１１６は、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２及び印刷媒体１１８が互いに対して移動しているときに、該ノズル１１６から適切な順番でインクを吐出させると、文字及び／または記号及び／または他のグラフィックスまたは画像が印刷媒体１１８に印刷されるように、１以上の列すなわちアレイ（配列）をなすように配置される。
【００１１】
インク供給アセンブリー１０４は、プリントヘッドアセンブリー１０２に流体インクを供給し、及び、インクを格納するためのリザーバー（インク槽乃至インク容器）１２０を備える。インクは、リザーバー１２０からインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２に流れる。インク供給アセンブリー１０４及びインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２は、一方向インク供給システムまたは再循環インク供給システムを形成することができる。一方向インク供給システムでは、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２に供給されたほぼ全てのインクが印刷中に消費される。一方、再循環インク供給システムでは、プリントヘッドアセンブリー１０２に供給されたインクの一部だけが印刷中に消費される。印刷中に消費されなかったインクは、インク供給アセンブリー１０４に戻される。
【００１２】
１実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２及びインク供給アセンブリー１０４が共に、インクジェットカートリッジすなわちペンに収容される。別の実施形態では、インク供給アセンブリー１０４は、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２から分離されており、供給管（supply tube）などの貫通接続（interface connection）を通じてインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２にインクを供給する。いずれの実施形態でも、インク供給アセンブリー１０４のリザーバー１２０を取り出し及び／または交換することができ、及び／または、該リザーバーに（インクを）補充することができる。インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２及びインク供給アセンブリー１０４が共にインクジェットカートリッジに収容される１実施形態では、リザーバー１２０は、カートリッジ内に配置された局所的リザーバー、及び、該カートリッジとは別個に配置されたより大きなリザーバーを備える。この別個のより大きなリザーバーは、該局所的リザーバーに（インクを）補充する機能を有する。したがって、該別個のより大きなリザーバー及び／または該局所的リザーバーを取り出し及び／または交換することができ、及び／または、それらのリザーバーに（インクを）補充することができる。
【００１３】
マウンティングアセンブリー１０６は、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２を媒体搬送アセンブリー１０８に対して位置決めし、媒体搬送アセンブリー１０８は、印刷媒体１１８をインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２に対して位置決めする。したがって、印刷領域１１２は、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２と印刷媒体１１８の間のある領域にあるノズル１１６の近傍に画定される。１実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２は、走査型プリントヘッドアセンブリーである。走査型プリントヘッドアセンブリーでは、マウンティングアセンブリー１０６は、印刷媒体１１８を走査するためにインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２を媒体搬送アセンブリー１０８に対して移動させるためのキャリッジを備える。別の実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２は、非走査型プリントヘッドアセンブリーである。非走査型プリントヘッドアセンブリーでは、マウンティングアセンブリー１０６は、媒体搬送アセンブリー１０８に対して所定の位置にインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２を固定する。したがって、媒体搬送アセンブリー１０８は、印刷媒体１１８をインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２に対して位置決めする。
【００１４】
電子コントローラまたはプリンタコントローラ１１０は、典型的には、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２、マウンティングアセンブリー１０６、及び媒体搬送アセンブリー１０８と通信し、及び、それらのアセンブリーを制御するためのプロセッサ、ファームウェア、及び、他のプリンタ電子回路乃至機器を備える。電子コントローラ１１０は、コンピュータなどのホストシステムからデータ１２４を受け取り、及び、データ１２４を一時的に格納するためのメモリー（記憶装置）を備える。典型的には、データ１２４は、電子式伝送経路、赤外線伝送経路、光学式伝送経路、または、他の情報伝送経路に沿ってインクジェット印刷システム１００に送られる。データ１２４は、たとえば、印刷される文書及び／またはファイルを表す。そのため、データ１２４は、インクジェット印刷システム１００用の印刷ジョブを形成し、及び、１以上の印刷ジョブコマンド及び／またはコマンドパラメータを含む。
【００１５】
１実施形態では、電子コントローラ１１０は、ノズル１１６からのインク滴の吐出に関してインクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２を制御する。したがって、電子コントローラ１１０は、文字及び／または記号及び／または他のグラフィックスまたは画像を印刷媒体１１８に形成するインク滴吐出パターンを画定する。インク滴吐出パターンは、印刷ジョブコマンド及び／またはコマンドパラメータによって決まる。
【００１６】
１実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２は、１つのプリントヘッド１１４を備える。別の実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２は、ワイドアレイ（wide-array）またはマルチヘッドプリントヘッドアセンブリーである。ワイドアレイの１実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリー１０２は、プリントヘッドダイ１１４を支えて運ぶキャリアーを備えており、プリントヘッドダイ１１４と電子コントローラ１１０との間の電気通信を提供し、及び、プリントヘッドダイ１１４とインク供給アセンブリー１０４との間の流体連絡を提供する。
【００１７】
１実施形態では、インクジェット印刷システム１００は、ドロップ・オン・デマンド圧電インクジェット印刷システムであり、プリントヘッド１１４は、図２に示すような圧電インクジェットプリントヘッド１１４である。図２は、１実施形態にしたがう、可動膜に形成されたCMOS回路を具備する圧電インクジェットプリントヘッド１１４の部分側面図である。圧電プリントヘッド１１４は、図５を参照してより詳細に後述するように、シリコン回路ウェーハ５００及びシリコンMEMSウェーハ５０４を一般的に備えるウェーハスタック（wafer stack）５０６として形成される。圧電プリントヘッド１１４は、インクチャンバー（インク室）２０２内に圧電噴射素子／アクチュエーター２００を提供して、インクまたは他の流体液滴をノズル１１６の外に押し出す圧力パルスを生成する。インクは、インク供給スロット２０４を通って該チャンバー２００に戻される。作動電圧信号が圧電チャンバー２０２に関連付けられている圧電材料２００に印加されているときには、該チャンバー２０２が作動する。
【００１８】
図３は、１実施形態にしたがう、それぞれのチャンバー２０２上に配置された圧電材料２００に作動電圧信号を印加することによって圧電プリントヘッド１１４中の圧電チャンバー２０２を作動させる様子を示す。圧電プリントヘッド１１４は、各チャンバー２０２の底部として形成された可動膜２０６を備える。圧電材料２００は、可動膜２０６に結合される（たとえば、該可動膜に固着もしくは接着され、または、該可動膜に形成される）。圧電材料２００が作動すると、該材料２００は、チャンバー２０２の方向に変形し、この変形は、隣接する可動膜２０６のチャンバー２０２内への対応する変位（または移動）を引き起こす（図３では、このことを説明するために、これらの変形及び変位が誇張して示されている）。チャンバー２０２内への可動膜２０６の変位（または移動）によって、チャンバーの体積が減少し、これによって、インク（または他の流体）の液滴が、チャンバー２０２からノズル１１６を通って噴出する。
【００１９】
図２及び図３を参照すると、圧電プリントヘッド１１４は、回路ウェーハ５００（図５）の表面に作製された電子CMOS回路２０８も備えている。CMOS回路２０８は、標準的なCMOS製造プロセスによって形成され、該CMOS回路を、回路ウェーハ５００の上面全体（可動膜２０６上を含む）にわたって形成することができる。したがって、圧電材料２００の作動時に柔軟に（乃至弾力的に）変形することによってインク滴を噴射させる可動膜２０６は、チャンバー２０２の底面として機能する一方で、CMOS回路２０８を構成するための貴重なシリコン領域としても機能する。したがって、図３に示すように、可動膜２０６上に作製されたCMOS回路２０８の一部は、該可動膜２０６が圧電材料２００の作動中に柔軟に変形するのに応じて該可動膜と共に動く。
【００２０】
図４は、１実施形態にしたがう、圧電プリントヘッド１１４のシリコンウェーハスタックのトップダウンビュー（上から見下ろしたときの図）を示す。CMOS回路２０８は、可動膜回路４００及び静止表面回路４０２を備えている。可動膜２０６の上に作製された可動膜回路４００は、たとえば、圧電アクチュエーター材料２００を駆動するように構成された、増幅回路用の駆動トランジスタQ1〜Q4を備えている。可動膜２０６上の回路４００は、歪みセンサーインプラント抵抗（strain sensorimplanted resistor。歪みセンサーとして機能する抵抗であって、インプラントもしくは打ち込みによって形成される抵抗）を含むこともできる。
【００２１】
動作中、回路ウェーハ５００の表面に対する膜２０６の上下方向への移動は、シリコン（ケイ素）の結晶格子に歪みを引き起こす。これは、半導体中の可動キャリア（またはキャリア移動度）を変化させるという効果を奏する。歪みセンサー抵抗の場合、この効果は、デバイスの抵抗値が変化することである。MOSトランジスタ（たとえば、Q1〜Q4）の場合、この効果は、所与のゲート電圧（Vgs）に対するデバイスの飽和電流に影響を与え、その結果、格子歪みの向き及び方向に依存して該デバイスを狭くしたり広くしたりすることである。しかしながら、この効果は小さく（６％未満）、計算された格子歪みの値は０．０３２〜０．０５４である。これらの値は、高精度及び／または高速の回路について許容されるものであって、本実施例における、圧電アクチュエーター２００を駆動する最終段で使用される出力駆動トランジスタに関しては十分過ぎる値である。
【００２２】
歪みセンサーインプラント抵抗を、可動膜２０６のシリコン表面中へのインプラントドーピング(implant doping)から形成された従来の抵抗器の組として実施することができる。かかる抵抗器は、高いオーム／スクエア抵抗（ohm/square resistivity）を有し、インプラント（埋め込み乃至注入）によって、シリコンの表面／基板に完全に機械的に結合されている。４つの抵抗器が、従来のフルブリッジ構成で使用されている。物理的には、それらの抵抗器は、２つが歪み方向に沿って存在し、２つが該方向に直交する方向に存在するように配列されている。したがって、歪み信号を、膜２０６の動きから直接測定することができる。歪み信号を、たとえば、制御の目的で、膜２０６の位置をフィードバックするために使用することができる。
【００２３】
静止表面回路４０２は、ノズル毎に、可動膜２０６の周りの回路ウェーハ５００（図５）の表面上の静止した（すなわち移動しない）位置に配置されている回路ブロックを備えている。それらの回路ブロックは、ロジック（論理）ブロック、信号発生器ブロック、及び、増幅回路ブロックを備えている。それらの回路ブロックは全体で、デマルチレクス（逆多重化）、及び、圧電アクチュエーター２００を駆動する電力出力回路として機能する。
【００２４】
図５は、１実施形態にしたがう、圧電プリントヘッド１１４を作製する際にウェーハスタックに対して実施される一般的な処理行程を示している。図５では、それらの処理行程は行程Ａ〜Ｅに分割されている。行程Ａでは、回路ウェーハ５００が示されている。回路ウェーハ５００は、完全に機能するCMOS回路へと加工乃至処理されるSOI（シリコンオンインシュレータ）ウェーハである。回路ウェーハ５００は、該SOIウェーハ内に埋め込まれ、かつ、該ウェーハの上に形成されたCMOS回路２０８を備えている。回路ウェーハ５００にCMOS回路２０８を作製するのに必要な行程は、当業者にはよく知られている標準的なCMOS製造プロセスである。
【００２５】
行程Ｂでは、ハンドルウェーハ(handle wafer。ハンドルウェハともいう)が、回路ウェーハ５００に（たとえば、熱で剥がせる接着剤によって）付加乃至接着される。ハンドルウェーハ５０２は、機械的な理由で、処理の間一時的に取り付けられる。たとえば、ハンドルウェーハ５０２は、処理中、工作機械によって、CMOS回路２０８に損傷を与えることなくウェーハアセンブリをつかむことができるようにする。ハンドルウェーハ５０２はまた、後続の処理（たとえば、エッチング）行程中に機械的強度を提供する。
【００２６】
図５の行程Ｃでは、チャンバー２０２及び可動膜２０６が、回路ウェーハ５００中に形成される。チャンバー２０２は、SOI回路ウェーハ５００中を可動膜２０６（すなわち膜板）の厚みを画定する深さまでエッチングされる。この行程では、エッチングの深さは、典型的には、二酸化ケイ素層などの、SOI回路ウェーハ５００内のエッチストップ（etch stop。エッチ停止ともいう）によって制御される。エッチストップは、可動膜２０６用の正確な厚みを実現するための機構（メカニズム）を提供する。
【００２７】
図５の行程Ｄには、シリコンベースのMEMS（微小電気機械システム）ウェーハ５０４が示されている。MEMSウェーハ５０４は、ノズル１１６及びインク供給スロット２０４を含むように処理される。MEMSウェーハ５０４は、回路ウェーハ５００とは異なり、電気的機能を有していないが、インクまたは他の流体が、圧電プリントヘッド１１４を通って流れることができるようにする流体−機械機能を提供する。回路ウェーハ５００と同様に、MEMSウェーハ５０４は、典型的には、ノズル１１６及びインク供給スロット２０４を形成するときに（所要の）エッチ精度を提供するための１以上のエッチストップを有するSOIウェーハである。MEMSウェーハ５０４を作製するのに必要な行程は、当業者にはよく知られている標準的なMEMS製造プロセスである。基本的なMEMS製造処理工程には、たとえば、ウェーハに、ノズル１１６及びインク供給スロット２０４などの所望の形状を形成ための、材料層の堆積または蒸着（たとえば、物理蒸着や化学蒸着）、写真平版（フォトリソグラフィー）による層のパターニング（パターン形成）、並びに、エッチング（たとえば、ウェットエッチングやドライエッチング）が含まれる。行程Ｄにはまた、回路ウェーハ５００とMEMSウェーハ５０４の接続部が点線で示されている。
【００２８】
行程Ｅには、完全なウェーハスタック５０６が示されている。この行程では、回路ウェーハ５００及びMEMSウェーハ５０４は、チャンバー２０２とノズル１１６が正確に乃至適切に位置合わせされるように、たとえば付着乃至接着によって、互いに結合される（点線）。行程Ｅでは、回路ウェーハ５００とMEMSウェーハ５０４が結合された後、ハンドルウェーハが回路ウェーハ５００から除去されることが分かる。行程Ｅではまた、圧電アクチュエーター材料２００を、チャンバーの可動膜２０６の領域の上に塗布乃至付着させる。したがって、可動膜２０６上に作製されたCMOS回路２０８は、圧電材料２００の下に配置される。圧電材料２００は、たとえば、PZTからなり、典型的にはバルクアプローチ（bulk approach）で塗布乃至付着され、これによって、PZT材料は、予備成形（もしくは事前に形成）された後、回路ウェーハ５００の表面に接着乃至付着される。PZTを、薄膜アプローチ（thin film approach）を用いて可動膜２０６の領域の上に直接形成することもできる。薄膜アプローチでは、PZTは、薄膜液体コーティングとして回路ウェーハ５００にスピンコーティング（スピン塗布）された後、炉内で処理される。PZTを、回路ウェーハ５００の可動膜２０６に塗布乃至付着させるための薄膜アプローチは、CMOS回路が損傷を受けることなく高温に耐えることができる時間に関して業界規格の限度に近づくことに留意されたい。しかしながら、薄膜アプローチは、PZT以外の圧電材料２００の塗布乃至付着に対してより適している場合がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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