(57)【要約】【課題】  製造中にシリコン基板に割れや欠けが生じることがなく、また薄膜化された振動板や電極取出し部が割れることのない静電アクチュエータの製造方法等を提供する。【解決手段】  ガラス基板２ａに電極１１を形成するための電極用凹部１０ａを形成して、該電極用凹部１０ａ内に電極１１を形成する工程と、ガラス基板２ａに、電極用凹部１０ａに連通し、該電極用凹部１０ａ内の気体を吸着するゲッタ材３１を収容するためのゲッタ室となる凹部３０を形成して、該ゲッタ室となる凹部３０内にゲッタ材３１を成膜する工程と、ガラス基板２ａにシリコン基板１ａを陽極接合した後に、該シリコン基板１ａを薄板化する工程と、電極用凹部１０ａを封止材を用いて封止することにより、電極用凹部１０ａとゲッタ室を封止材２２によって分離する工程とを有するものである。【選択図】        図３
2006320121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板に電極を形成するための電極用凹部を形成して、該電極用凹部内に電極を形
成する工程と、
前記ガラス基板に、前記電極用凹部に連通し、該電極用凹部内の気体を吸着するゲッタ
材を収容するためのゲッタ室となる凹部を形成して、該ゲッタ室となる凹部内にゲッタ材
を成膜する工程と、
前記ガラス基板にシリコン基板を陽極接合した後に、該シリコン基板を薄板化する工程
と、
前記電極用凹部を封止材を用いて封止することにより、前記電極用凹部と前記ゲッタ室
を前記封止材によって分離する工程と
を有することを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
前記ゲッタ室を、静電アクチュエータのチップごとに設けることを特徴とする請求項１
記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記電極用凹部と前記ゲッタ室を前記封止材によって分離する工程の後に、前記ゲッタ
室を静電アクチュエータのチップとなる部分からダイシングにより切断することを特徴と
する請求項１又は２記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記シリコン基板を薄板化する工程の後に、前記シリコン基板をエッチング加工するこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記電極用凹部内に電極を形成する工程において、前記電極と電気的に繋がり、前記シ
リコン基板と電気的に接続される等電位接点を形成することを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記シリコン基板に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜に開口部を設ける工程とを有し
、該開口部に等電位接点を設けることを特徴とする請求項５記載の静電アクチュエータの
製造方法。
【請求項７】
前記電極用凹部と前記ゲッタ室を前記封止材によって分離する工程の後に、前記ガラス
基板と前記シリコン基板からなる接合基板をダイシングすることにより、複数の静電アク
チュエータのチップを製造することを特徴とする請求項５又は６記載の静電アクチュエー
タの製造方法。
【請求項８】
前記ダイシングの際に、前記等電位接点と前記電極の電気的接続を断つことを特徴とす
る請求項７記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項９】
前記ゲッタ材は、チタン、ジルコニウム、チタンを含む合金又はジルコニウムを含む合
金からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造
方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造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。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法を用いてデバイスを製
造することを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及びデバイスの
製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法に関し、特に薄膜化されたシリコン基板が割れる
のを防止することができる静電アクチュエータの製造方法及びこの静電アクチュエータの
製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法、デバイスの製造方法並びに液滴吐出装置の
製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静電駆動方式の液滴吐出ヘッドでは高印字性能を追求するために、液滴を吐出す
るためのノズル及び吐出室の高密度化が求められている。このような液滴吐出ヘッドでは
、いわゆるクロストークを防止するために、例えば厚みが２００μｍ以下のシリコン基板
を使用する必要があり、製造中にシリコン基板が割れたり、欠けてしまったりして歩留ま
りが低下するという問題点があった。また、このような薄いシリコン基板では大口径化が
難しく、１枚のシリコン基板から取り出すことのできる液滴吐出ヘッドを増加させること
ができないという問題点があった。
【０００３】
このような問題点を解決するために、従来のインクジェットヘッドの製造方法では、シ
リコン基板を電極ガラス基板に陽極接合した後にシリコン基板を薄板化し、薄板化された
シリコン基板に吐出室となる凹部等をエッチングにより形成するようにしていた（例えば
、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−９９３号公報（図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来のインクジェットヘッドの製造方法では（例えば、特許文献１参照）、シリ
コン基板を電極ガラス基板に陽極接合する際に酸素等の気体が発生し、シリコン基板と電
極ガラス基板の間のギャップ（電極と振動板の間の空間）に溜ってしまう。このため、シ
リコン基板をエッチングして吐出室となる凹部、リザーバとなる凹部及び電極取出し部を
薄膜化したときに、ギャップ内が加圧状態となっており、薄膜化された振動板（吐出室の
底面）や電極取出し部が割れてしまうことがあるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、製造中にシリコン基板に割れや欠けが生じることがなく、また薄膜化された
振動板や電極取出し部が割れることのない静電アクチュエータの製造方法及びこの静電ア
クチュエータの製造方法を用いた歩留まりの高い液滴吐出ヘッドの製造方法、デバイスの
製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、ガラス基板に電極を形成するための電
極用凹部を形成して、該電極用凹部内に電極を形成する工程と、ガラス基板に、電極用凹
部に連通し、該電極用凹部内の気体を吸着するゲッタ材を収容するためのゲッタ室となる
凹部を形成して、該ゲッタ室となる凹部内にゲッタ材を成膜する工程と、ガラス基板にシ
リコン基板を陽極接合した後に、該シリコン基板を薄板化する工程と、電極用凹部を封止
材を用いて封止することにより、電極用凹部とゲッタ室を封止材によって分離する工程と
を有するものである。
ガラス基板に電極用凹部に連通するゲッタ室となる凹部を形成し、その内部にゲッタ材
を成膜するため、陽極接合の際に発生した酸素等の気体を吸着することができ、シリコン
基板に吐出室となる凹部等を形成したときに薄膜化された部分（振動板等）が割れるのを
防止することができる。また電極用凹部とゲッタ室を封止材によって分離するため、静電
アクチュエータの駆動が繰り返されたときに、シリコン基板とガラス基板の間のギャップ
内の気体が過度に吸着されて、振動板と電極が貼り付いてしまうのを防止することができ
る。
さらに、ガラス基板にシリコン基板を陽極接合した後に、シリコン基板を薄板化するた
め、シリコン基板のハンドリングが容易となり、シリコン基板が割れたり欠けたりするの
を防止することができる。またこれにより、シリコン基板の大口径化が可能となり、１枚
のシリコン基板から多数の静電アクチュエータのチップを製造できるため、生産性を向上
させることができる。
【０００７】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記のゲッタ室を、静電アクチュ
エータのチップごとに設けるものである。
ゲッタ室を静電アクチュエータのチップごとに設けることにより、シリコン基板の薄膜
化された部分が割れるのを効果的に防止することができる。
【０００８】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、電極用凹部とゲッタ室を封止材に
よって分離する工程の後に、ゲッタ室を静電アクチュエータのチップとなる部分からダイ
シングにより切断するものである。
電極用凹部とゲッタ室を封止材によって分離する工程の後に、ゲッタ室を静電アクチュ
エータのチップとなる部分からダイシングにより切断することにより、静電アクチュエー
タのチップを小型化することができる。
【０００９】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、シリコン基板を薄板化する工程の
後に、シリコン基板をエッチング加工するものである。
シリコン基板を薄板化する工程の後にシリコン基板をエッチング加工することにより、
シリコン基板の加工の際にシリコン基板が割れたり欠けたりするのを効果的に防止するこ
とができる。
【００１０】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、電極用凹部内に電極を形成する工
程において、電極と電気的に繋がり、シリコン基板と電気的に接続される等電位接点を形
成するものである。
電極とシリコン基板を等電位にする等電位接点を形成することにより、陽極接合の際に
放電が起こるのを防止することができる。
【００１１】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、シリコン基板に絶縁膜を形成する
工程と、該絶縁膜に開口部を設ける工程とを有し、該開口部に等電位接点を設けるもので
ある。
絶縁膜に開口部を設けて、この開口部に等電位接点を設けるため、後の製造工程で用い
られるエッチング液がギャップ内に浸入することがなく、振動板が駆動不能になるのを防
止することができる。
【００１２】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、電極用凹部とゲッタ室を封止材に
よって分離する工程の後に、ガラス基板とシリコン基板からなる接合基板をダイシングす
ることにより、複数の静電アクチュエータのチップを製造するものである。
ガラス基板とシリコン基板からなる接合基板をダイシングすることにより、複数の静電
アクチュエータのチップを製造するため、１枚のシリコン基板から多数の静電アクチュエ
ータのチップを製造でき、生産性を向上させることが可能となる。
【００１３】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記のダイシングの際に、等電位
接点と電極の電気的接続を断つものである。
ダイシングの際に等電位接点と電極の電気的接続を断つことにより、振動板等のアクチ
ュエータ部を個別に駆動させることが可能となる。
【００１４】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記のゲッタ材が、チタン、ジル
コニウム、チタンを含む合金又はジルコニウムを含む合金からなるものである。
ゲッタ材を、チタン、ジルコニウム、チタンを含む合金又はジルコニウムを含む合金か
ら構成することにより、ギャップ内の酸素等の気体を効果的に吸着することができる。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかの静電アクチュエータの製
造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造するものである。
上記のいずれかの静電アクチュエータの製造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造するこ
とにより、割れや欠けのない高精度の液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１６】
本発明に係るデバイスの製造方法は、上記のいずれかの静電アクチュエータの製造方法
を用いてデバイスを製造するものである。
上記のいずれかの静電アクチュエータの製造方法を用いてデバイスを製造することによ
り、割れや欠けのない高精度のデバイスを得ることができる。
【００１７】
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して
液滴吐出装置を製造するものである。
上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造することにより、印字
性能等の高い液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図である。本実施
形態１に係る液滴吐出ヘッドは、静電駆動方式のものであり、ノズル基板３に対して垂直
方向に液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプのものであるとする。なお吐出方式は、
ノズル基板３に平行に液滴を吐出するサイドイジェクトタイプのものであってもよい。ま
た図１では、ノズル基板３にノズル２０が２列設けられており、吐出室５及び電極１１も
２列設けられているものを示しているが、これらは１列だけ設けるようにしてもよい。
【００１９】
本実施形態１の液滴吐出ヘッドは、主にキャビティ基板１、電極基板２及びノズル基板
３が接合されることにより構成されている。キャビティ基板１は、例えば厚さが５０μｍ
の単結晶シリコンからなり、以下に示す所定の加工が施されている。なお図１では、キャ
ビティ基板１として（１１０）面方位の単結晶シリコンを使用している。キャビティ基板
１には、単結晶シリコンを異方性ウェットエッチングすることにより、底壁が振動板４と
なっている複数の吐出室５及び各ノズル２０から吐出する液滴を溜めておくためのリザー
バ７が形成されている。
またキャビティ基板１の電極基板２側には、振動板４と電極１１の短絡及び絶縁膜破壊
を防止するための絶縁膜が形成されている（図１において図示せず）。この絶縁膜は、例
えばＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏ
ｘｙｓｉｌａｎｅ、珪酸エチル）膜をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）によって、厚さ０．１μｍで形成されている。
【００２０】
電極基板２は、例えば厚さが１ｍｍのホウ珪酸ガラスからなり、キャビティ基板１の振
動板４側に接合されている。この電極基板２には、キャビティ基板１の振動板４及び吐出
室５の位置に合わせて、例えば深さが０．２μｍの電極用凹部１０ａがエッチングにより
形成されている。この電極用凹部１０ａの内部には電極１１が形成されており、リード部
１２及び端子部１３に繋がっている。なお電極用凹部１０ａは、少なくともリード部１２
の部分まで形成されているものとする。電極１１、リード部１２及び端子部１３は、酸化
錫をドープしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）等か
らなり、電極用凹部１０ａの内部に例えばスパッタにより厚さ０．１μｍで形成されてい
る。
【００２１】
複数の電極１１はその長手方向がほぼ平行になるように設けられており、電極基板２の
電極１１の長手方向に垂直な方向にずらした位置に等電位接点１５が設けられている。こ
の等電位接点１５は、例えば電極１１と同じＩＴＯ等から形成されており、キャビティ基
板１に形成された接点用凹部１０ｂから伸びた状態で形成されている。なお等電位接点１
５については、後に詳述する。
また電極基板２には、リザーバ７に液滴を供給するためのインク供給口１７が設けられ
ている。
【００２２】
ノズル基板３は、例えば厚さ１８０μｍのシリコン基板からなり、キャビティ基板１の
電極基板２が接合された面の反対側の面に接合されている。ノズル基板３には、吐出室５
と連通するノズル２０が形成されており、キャビティ基板１の接合された面の反対側の面
から液滴を吐出するようになっている。またノズル基板３のキャビティ基板１の接合され
た面には、吐出室５とリザーバ７を連通するためのオリフィス２１が設けられている。な
おオリフィス２１は、キャビティ基板１に設けるようにしてもよい。
【００２３】
図２は、図１に示す液滴吐出ヘッドの縦断面図である。なお図２（ａ）は吐出室５の長
手方向の縦断面図であり、図２（ｂ）は接点用凹部１０ｂ（等電位接点１５）の長手方向
の縦断面図である。また図２では、図１の液滴吐出ヘッドの右半分のみを示している。
まず、図２（ａ）を用いて本実施形態１の液滴吐出ヘッドの動作について説明する。吐
出室５は、ノズル２０から吐出するための液滴を溜めており、吐出室５の底壁である振動
板４を撓ませることにより吐出室５内の圧力を高め、ノズル２０から液滴を吐出させる。
なお、振動板４を撓ませるために、電極１１と繋がった端子部１３と、キャビティ基板
１に発振回路２３（図２（ａ）において模式的に図示）を接続し、電極１１と振動板４の
間に電位差を生じさせるようにしている。また振動板４と電極１１の間のギャップは、封
止材２２によって封止されている。
【００２４】
本実施形態１の液滴吐出ヘッドの振動板４は、ボロン・ドープ層４ａと絶縁膜４ｂとか
ら構成されている。このボロン・ドープ層４ａは、ボロンを高濃度（約５×１０19ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ3以上）にドープして形成されており、例えばアルカリ性水溶液で単結晶シリ
コンをエッチングしたときに、エッチング速度が極端に遅くなるいわゆるエッチングスト
ップ層となっている。ボロン・ドープ層４ａがエッチングストップ層として機能するため
、振動板４の厚み及び吐出室５の容積を高精度で形成することができる。なお絶縁膜４ｂ
は、上述のようにＴＥＯＳ膜等から構成されている。
【００２５】
また図２（ｂ）に示すように、絶縁膜４ｂの等電位接点１５に対応する部分は除去され
ており、この部分は開口部となっている。この開口部には、ＩＴＯ等からなる等電位接点
１５が形成されており、キャビティ基板１のボロン・ドープ層４ａと接続されている。な
お、上記のように等電位接点１５の延長線上にも接点用凹部１０ｂが形成されており、そ
の内部にはＩＴＯ等からなる配線が形成されている。また等電位接点１５は、例えばこの
接点用凹部１０ｂの先端からキャビティ基板１に乗り上げる形で形成されている（図１参
照）。
なお本実施形態１では、図１に示すように等電位接点１５の形状を線状にしているが、
等電位接点１５の形状はこれ以外の形状でもよい。
【００２６】
図３は、電極基板２となるガラス基板２ａをシリコン基板１ａ（キャビティ基板１とな
る基板）の接合される側から見た図である。図３は、ウェハ状のガラス基板２ａがダイシ
ング（後述）によって切断される前の、個々の液滴吐出ヘッドとなる部分の周辺を示して
いる。なお本実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造方法については後に詳述する。
図３に示すように本実施形態１では、ゲッタ室となる凹部３０及び等電位接点１５が個
々の液滴吐出ヘッドとなる部分（チップ）ごとに設けられている。ゲッタ室となる凹部３
０の内部には、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタンを含む合金、ジルコニウ
ムを含む合金等からなるゲッタ材３１が成膜されており、ゲッタ材３１は陽極接合（後述
）の際に発生してギャップ内に溜まった酸素等の気体を吸着する。なおこのゲッタ室とな
る凹部３０は、凹部３２を介してすべての電極用凹部１０ａと連通している。
また等電位接点１５は、陽極接合のときにキャビティ基板１と電極１１を等電位にする
機能を有する。この等電位接点１５と複数の電極１１は、図３に示すように凹部３２の内
部に設けられたＩＴＯ等の配線３３を介して電気的に接続されている。なお、等電位接点
１５は、１つの液滴吐出ヘッドとなる部分に２つ以上設けてもよい。
【００２７】
ここで上述のように、等電位接点１５の部分には接点用凹部１０ｂを形成しないように
する。そして、例えば接点用凹部１０ｂの先端部からガラス基板２ａの表面に乗り上げる
形でＩＴＯ等からなる等電位接点１５を形成する。なお等電位接点１５は、電極１１と同
時に形成するのが望ましく、この場合、等電位接点１５は０．１μｍ（電極１１と同じ厚
さ）だけガラス基板２ａから突出した状態となる。この等電位接点１５は、キャビティ基
板１に形成された絶縁膜４ｂの開口部の部分でボロン・ドープ層４ａと接続される（図２
（ｂ）参照）。
なお図３に示すダイシングライン１及びダイシングライン２は、シリコン基板１ａとガ
ラス基板２ａを接合した接合基板（後述）から液滴吐出ヘッドのチップを切り出す際に切
断される部分である。このダイシイングライン１に沿って接合基板を切断することにより
、ゲッタ室３０を液滴吐出ヘッドのチップから切り落とす。これにより、液滴吐出ヘッド
の小型化が可能となる。またダイシイングライン２に沿って接合基板を切断することによ
り、等電位接点１５と電極１１を接続する配線３３を切り落とし、キャビティ基板１と電
極１１の電気的接続を断つようにする。これにより、ダイシングによって個々の液滴吐出
ヘッドが切り出された後に、液滴吐出ヘッドの駆動が可能となる。
【００２８】
図４及び図５は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図
である。なお図４及び図５は、図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドを製造する工程を示し
ており、特に図３に示すガラス基板２ａを製造する工程を示している。また図４及び図５
は、図３に示す電極基板２となるガラス基板２ａのＡ−Ａ断面を示している。
以下、図４から図７を用いて本発明の静電アクチュエータの製造方法を用いた液滴吐出
ヘッドの製造方法について説明する。
【００２９】
まず、例えばホウ珪酸ガラスからなるガラス基板２ａを両面研磨して厚さを１ｍｍにし
てから（図４（ａ））、ガラス基板２ａの片面にスパッタによって例えば厚さ０．１μｍ
のクロム膜４０を成膜する（図４（ｂ））。
次に、クロム膜４０の表面に電極用凹部１０ａ、接点用凹部１０ｂ、凹部３２を作り込
むためのレジストパターニングを施し（図３参照）、硝酸第２セリウムアンモニウム水溶
液と過塩素酸水溶液の混合液を用いて電極用凹部１０ａ、接点用凹部１０ｂ、凹部３２の
部分のクロム膜４０を除去する（図３（ｃ））。なお図３（ｃ）では、電極用凹部１０ａ
となる部分のクロム膜４０が除去された状態を示している。また図３（ｃ）の工程では、
ゲッタ室となる凹部３０は形成しないものとする。
【００３０】
そして、クロム膜４０をエッチングマスクとしてフッ化アンモニウム水溶液を用いてガ
ラス基板２ａをエッチングし、電極用凹部１０ａ、接点用凹部１０ｂ、凹部３２を形成す
る（図４（ｄ））。その後、例えば有機剥離液を用いて図３（ｃ）の工程で形成したレジ
ストを剥離する。
それから、硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液と過塩素酸水溶液の混合液を用いてガ
ラス基板２ａの表面に形成されたクロム膜４０をすべて除去する（図４（ｅ））。
次に、ガラス基板２ａの電極用凹部１０ａ等が形成されている面の全体に酸化錫をドー
プしたＩＴＯを例えば厚さ０．１μｍでスパッタし、ＩＴＯ膜４１を成膜する（図５（ｆ
））。
その後、ＩＴＯ膜４１の表面にレジストを電極１１（リード部１２及び端子部１３を含
む）、配線３３、等電位電極１５の形状（図３参照）にパターニングした後、ＩＴＯ膜４
１を硝酸と塩酸の混合液を用いてエッチングして電極１１（リード部１２及び端子部１３
を含む）、配線３３、等電位電極１５を形成する（図５（ｇ））。この際、上記のように
電極１１は電極用凹部１０ａ内に、配線３３は凹部３２内に形成する。また等電位接点１
５はガラス基板２ａに乗り上げる形に形成する。
【００３１】
そして、ガラス基板２ａの電極用凹部１０ａ等が形成された面にゲッタ室となる凹部３
０を、例えばサンドブラスト加工によって深さ５μｍで形成する。またガラス基板２ａに
サンドブラスト加工等によってインク供給口１７となる貫通孔を形成する（図５（ｈ））
。なおゲッタ室となる凹部３０は、図３に示すように凹部３２を介して電極用凹部１０ａ
と連通するようにする。
それから、例えばメタルマスクを用いてゲッタ室３０となる凹部内にゲッタ材３１を厚
さ３μｍで成膜する（図５（ｉ））。なお上記のように、ゲッタ材３１の材料としてチタ
ン、ジルコニウム、チタンを含む合金、ジルコニウムを含む合金等を用いることができる
。これにより、図３に示すようなガラス基板２ａが完成する。
【００３２】
図６及び図７は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図
である。なお図６及び図７は、図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドを製造する工程を示し
ており、特にキャビティ基板１となるシリコン基板１ａを製造する工程及びシリコン基板
１ａとガラス基板２ａを接合してから液滴吐出ヘッドを製造する工程を示している。また
図６及び図７は、主に吐出室５の長手方向の縦断面（図２（ａ）の断面）を示しているが
、接点用凹部１０ｂの長手方向の縦断面（図２（ｂ）の断面）を示す場合はそれを明示す
る。さらに図６及び図７は、個々の液滴吐出ヘッドのチップとなる部分の周辺部を示して
いる。
【００３３】
まず、例えば面方位が（１１０）で酸素濃度の低いシリコン基板１ａの片面を鏡面研磨
し、厚さが２２０μｍのシリコン基板１ａを作製し、吐出室５等が形成される面の反対面
にボロンドープ層４ａを形成する（図６（ａ））。具体的には、シリコン基板１ａをＢ2
Ｏ3を主成分とする固体の拡散源に対向させて石英ボートにセットし、この石英ボートを
例えば縦型炉に入れる。そして縦型炉の内部を、温度が１０５０℃の窒素雰囲気にして７
時間保持し、シリコン基板１ａにボロンを拡散させて、ボロンドープ層５０を形成する。
このとき、シリコン基板１ａの投入温度を８００℃とし、温度を１０５０℃まで上げた後
に、シリコン基板１ａの取出し時の温度も８００℃とする。これにより、シリコン基板１
ａの酸素欠陥の成長速度が早い６００℃から８００℃の領域を素早く通過させることがで
き、酸素欠陥の成長を抑制することができる。
【００３４】
なお上記のボロン拡散の工程において、ボロンドープ層４ａの表面にＳｉＢ6膜（図示
せず）が形成されるが、温度が６００℃の酸素及び水蒸気雰囲気中で１時間３０分程度酸
化することで、フッ酸水溶液でエッチング可能なＢ2Ｏ3とＳｉＯ2に化学変化させること
ができる。このようにＳｉＢ6膜をＢ2Ｏ3とＳｉＯ2に化学変化させた後に、緩衝フッ酸溶
液によってＢ2Ｏ3とＳｉＯ2をエッチングして除去する。
【００３５】
そして、例えばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）によって厚さ０．１μｍのＴＥＯＳからなる絶縁膜４ｂをシリコン基板１ａのボロン
ドープ層４ａ側の面に形成する（図６（ｂ））。このときの絶縁膜４ｂの成膜条件は、例
えば、温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ＴＥ
ＯＳ流量１００ｃｍ3／分（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3／分（１０００ｓ
ｃｃｍ）である。
それから、ボロンドープ層４ａの形成された側の面に、等電位接点１５を形成するため
の開口部５０の形状にレジストをパターニングする。そしてシリコン基板１ａをエッチン
グすることにより開口部５０の部分の絶縁膜４ｂを除去する（図６（ｂ’））。なお図６
（ｂ’）は、接点用凹部１０ｂの長手方向の縦断面（図２（ｂ）の断面）を示している。
【００３６】
次に、図６（ｂ’）に示されるシリコン基板１ａと図５（ｉ）までの加工が施されたガ
ラス基板２ａを陽極接合により接合して接合基板を形成する（図６（ｃ）、図６（ｃ’）
）。この陽極接合は、例えばシリコン基板１ａとガラス基板２ａを３６０℃に加熱した後
に、シリコン基板１ａとガラス基板２ａの間に８００Ｖの電圧を印加して行う。なお、陽
極接合の際にＩＴＯ等の損傷を防止するため例えば１０ｍＡ以上の電流が流れないように
するのが望ましい。この陽極接合の際に、開口部５０において等電位接点１５がキャビテ
ィ基板１のボロンドープ層４ａと接続されるようにする（図６（ｃ’）参照）。なお図６
（ｃ’）は、接点用凹部１０ｂの長手方向の縦断面（図２（ｂ）の断面）を示している。
図６（ｃ）、図６（ｃ’）に示す陽極接合の際には、シリコン基板１ａとガラス基板２
ａの界面でガラスが電気分解されて酸素が発生したり、加熱によってシリコン基板１ａ及
びガラス基板２ａの表面から気体が発生するが、ギャップ内に溜まったこれらの気体はゲ
ッタ材３１によって吸着される。このため、ギャップ内の圧力が高くなるのを防止するこ
とができる（図３参照）。
なおこの陽極接合の際に、電極用凹部１０ａ、凹部３２、ゲッタ室等は連通した状態で
密閉されることとなる。
【００３７】
シリコン基板１ａとガラス基板２ａを陽極接合した後に、例えば研削加工によってシリ
コン基板１ａを厚さが６０μｍになるまで薄板化する。そして、例えば３２重量％の水酸
化カリウム水溶液を用いてシリコン基板１ａを１０μｍエッチングし、研削加工の際に発
生した加工変質層を除去する（図６（ｄ））。これにより、シリコン基板１ａの厚さは５
０μｍとなる。なお図６（ｄ）のシリコン基板１ａの薄板化の工程は、すべてエッチング
によって行うようにしてもよい。
それから、シリコン基板１ａの表面全体にプラズマＣＶＤによって厚さ１．５μｍのＴ
ＥＯＳ膜５１を形成する。このプラズマＣＶＤによるＴＥＯＳ膜５１の成膜条件は、例え
ば、温度３６０℃、高周波出力７００Ｗ、圧力３３．３Ｐａ（０．２５Ｔｏｒｒ）、ＴＥ
ＯＳ流量１００ｃｍ3／分（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3／分（１０００ｓ
ｃｃｍ）である。このＴＥＯＳ膜５１は、後の水酸化カリウム水溶液によるエッチングの
際のエッチングマスクとなる。
【００３８】
そしてこのＴＥＯＳ膜５１に、吐出室５となる凹部５ａ、リザーバ７となる凹部７ａ及
び電極取出し部を形成するためのレジストをシリコン基板１ａにパターニングし、例えば
緩衝フッ酸溶液によって吐出室５となる凹部５ａの部分、リザーバ７となる凹部７ａの部
分及び電極取出し部の部分のＴＥＯＳ膜５１をエッチング除去する。なおここで電極取出
し部とは、端子部１３が露出している部分をいうものとする（図２（ｂ）参照）。
その後、シリコン基板１ａを３５重量％の水酸化カリウム水溶液で、吐出室５となる凹
部５ａの部分及び電極取出し部を形成する部分の厚さが１０μｍになるまでエッチングし
て薄板化する。なおこのときリザーバ７となる凹部７ａの部分は、ＴＥＯＳ膜５１をハー
フエッチングすることによりエッチングを遅らせている。
さらに、シリコン基板１ａを３重量％の水酸化カリウム水溶液でエッチングを行い、吐
出室５となる凹部５ａとなる部分及び電極取出し部を形成する部分において、ボロンドー
プ層４ａによるエッチングストップが十分効くまでエッチングを続ける（図７（ｅ））。
【００３９】
ここでエッチングストップとは、エッチングされるシリコン基板１ａの表面から気泡が
発生しなくなった状態をいうものとし、実際には気泡が発生しなくなるまでエッチングを
行う。これにより吐出室５となる凹部５ａ、リザーバ７となる凹部７ａ及び電極取出し部
の部分が形成されることとなる。
上記のように、２種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を使用してエッチングを行
うことにより、吐出室５の底壁である振動板４の面荒れを０．０５μｍ以下に抑えること
ができ、液滴吐出ヘッド１０の吐出性能を安定化することができる。なおここでは、振動
板４の厚さを０．８μｍとしている。
【００４０】
それから、フッ酸水溶液を用いてシリコン基板１ａに形成されているＴＥＯＳ膜５１を
すべて除去する。
その後、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）によってシリコン基板
１ａの電極取出し部の部分を除去する（図４（ｇ））。このＲＩＥはドライエッチングの
一種であり、例えば出力２００Ｗ、圧力４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4流量３０ｃ
ｍ3／分（３０ｓｃｃｍ）の条件で、シリコンマスクを用いて３０分行う。この際、ギャ
ップの内部が大気解放される。
【００４１】
そして、エポキシ系樹脂等の封止材２２を電極取出し部の端部に沿って流し込み、振動
板４と電極１１の間のギャップ（電極用凹部１０ａ）を封止する（図７（ｈ））。これに
よって振動板４と電極１１の間のギャップは、再び密封されることとなる。また封止材２
２の形成される位置は、図３におけるダイシングライン２の左側であるため、封止材２２
によって振動板４と電極１１の間のギャップ（電極用凹部１０ａ）とゲッタ室は空間的に
分離されることとなる。
【００４２】
それから、シリコン基板１ａにエポキシ系接着剤等を用いてノズル基板３を接着する（
図７（ｉ））。
最後に、図３に示すダイシングライン１及びダイシングライン２に沿ってダイシングを
行って個々のチップに分割することにより複数の液滴吐出ヘッドが完成する（図７（ｊ）
）。この工程では、上記のようにダイシングライン１に沿ってダイシングを行うことによ
り、ゲッタ室は液滴吐出ヘッドのチップから切断される。またダイシングライン２に沿っ
てダイシングを行うことにより、等電位接点１５と電極１１の電気的接続が断たれる（図
３参照）。なおこのダイシングの工程において、等電位接点１５も切断するようにしても
よい。
【００４３】
本実施形態１では、ガラス基板２ａに電極用凹部１０ａに連通するゲッタ室となる凹部
３０を形成し、その内部にゲッタ材３１を成膜するため、陽極接合の際に発生した酸素等
の気体を吸着することができ、シリコン基板１ａに吐出室５となる凹部５ａ等を形成した
ときに薄膜化された部分（振動板４等）が割れるのを防止することができる。また電極用
凹部１０ａとゲッタ室を封止材２２によって分離するため、液滴吐出ヘッドの駆動が繰り
返されたときに、キャビティ基板１と電極基板２の間のギャップ内の気体が過度に吸着さ
れて、振動板４と電極１１が貼り付いてしまうのを防止することができる。
さらに、ガラス基板２ａにシリコン基板１ａを陽極接合した後に、シリコン基板１ａを
薄板化するため、シリコン基板１ａのハンドリングが容易となり、シリコン基板１ａが割
れたり欠けたりするのを防止することができる。またこれにより、シリコン基板１ａの大
口径化が可能となり、１枚のシリコン基板１ａから多数の液滴吐出ヘッドのチップを製造
できるため、生産性を向上させることができる。
また電極１１とシリコン基板１ａを等電位にする等電位接点１５を形成するため、陽極
接合の際に放電が起こるのを防止することができる。
【００４４】
実施形態２．
図８は、本発明の実施形態２に係る液滴吐出装置の例を示した図である。図８に示され
る液滴吐出装置１００は、一般的なインクジェットプリンタであり、実施形態１に示され
る液滴吐出ヘッドの製造方法で得られた液滴吐出ヘッドを備えている。実施形態１に示さ
れる液滴吐出ヘッドの製造方法で得られた液滴吐出ヘッドは、割れや欠けが少ない液滴吐
出ヘッドであるため、本実施形態２に係る液滴吐出装置１００は、印字性能等の高いもの
である。なお図８に示すような液滴吐出装置１００は、周知の製造方法を用いて製造する
ことができる。
【００４５】
本発明の実施形態１に示される液滴吐出ヘッドの製造方法で得られた液滴吐出ヘッドは
、図８に示すようなインクジェットプリンタの他に、有機ＥＬ表示装置の製造や、液晶表
示装置のカラーフィルタの製造、ＤＮＡデバイスの製造等にも使用することができる。
また本発明の実施形態１に係る静電アクチュエータの製造方法は、液滴吐出ヘッドの製
造だけでなく、静電容量型圧力センサや光ＭＥＭＳデバイスなどの他のデバイスの製造に
も用いることができる。このようなデバイスについては、例えば特開２００４−２４５７
５３号公報等を参照されたい。
【００４６】
なお本発明に係る静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及びデバ
イスの製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法は、上記の実施形態に限定されるものでは
なく、本発明の思想の範囲内において変更することができる。例えば、等電位接点１５は
必ずしも設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図。
【図２】図１に示す液滴吐出ヘッドの縦断面図。
【図３】電極基板となるガラス基板をシリコン基板の接合される側から見た図。
【図４】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図。
【図５】図４の続きの製造工程を示す縦断面図。
【図６】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図。
【図７】図６の続きの製造工程を示す縦断面図。
【図８】本発明の実施形態２に係る液滴吐出装置の例を示した図。
【符号の説明】
【００４８】
１  キャビティ基板、２  電極基板、３  ノズル基板、４  振動板、５  吐出室、７  
リザーバ、１０ａ  電極用凹部、１０ｂ  接点用凹部、１１  電極、１２  リード部、１
３  端子部、１５  等電位接点、１７  インク供給口、２０  ノズル、２１  オリフィス
、２２  封止材、２３  発振回路、１００  液滴吐出装置。
【図１】
2006320121.tif 000003
【図２】
2006320121.tif 000004
【図３】
2006320121.tif 000005
【図４】
2006320121.tif 000006
【図５】
2006320121.tif 000007
【図６】
2006320121.tif 000008
【図７】
2006320121.tif 000009
【図８】
2006320121.tif 000010