(57)【要約】【課題】高い応答性を維持しつつ、接触面積の問題を解決し、貼り付きを防止することができる静電アクチュエータ等を得る。【解決手段】可動電極となる振動板２２と、電極基板１０上に形成された固定電極となる個別電極１２とを備え、振動板２２と個別電極１２との間に電圧が印加されると静電気力を発生させる液滴吐出ヘッド等の静電アクチュエータにおいて、個別電極１２は、導電性金属を材料とする金属電極１２Ａと、金属電極１２Ａの材料とは異なる導電性材料からなり、個別電極１２に凹凸を設けるために金属電極１２Ａ上に形成された複数の凸部電極１２Ｂとで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動電極と、電極基板上に形成された固定電極とを備え、前記可動電極と前記固定電極との間に電圧が印加されると静電気力を発生させる静電アクチュエータにおいて、
前記固定電極は、
導電性金属を材料とする金属電極と、
前記金属電極の材料とは異なる導電性材料からなり、前記固定電極に凹凸を設けるために前記金属電極上に形成された複数の凸部電極とで構成されていることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】
前記電極基板はガラスを材料とし、
また、前記金属電極はクロムを材料として形成され、前記凸部電極はＩＴＯを材料として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の静電アクチュエータを有し、
液体が充填される吐出室が有する振動板を前記可動電極として、前記振動板を変位させて前記吐出室と連通するノズルから液滴を吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の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。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の静電アクチュエータを搭載したことを特徴とする静電駆動デバイス。
【請求項６】
基板上に導電性金属を材料とする金属電極を形成する工程と、
少なくとも前記金属電極上に、前記金属電極とは異なる導電性材料の膜を成膜する工程と、
前記導電性材料の膜を部分的にエッチングし、金属電極上に凸状の凸部電極を複数形成する工程とを有することを特徴とする電極基板の製造方法。
【請求項７】
前記金属電極となる金属材料をクロムとし、前記凸部電極となる前記導電性材料をＩＴＯとすることを特徴とする請求項５に記載の電極基板の製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の電極基板の製造方法を適用して静電アクチュエータを製造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９】
請求項８に記載の静電アクチュエータの製造方法を適用し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１０】
請求項９に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。
【請求項１１】
請求項８に記載の静電アクチュエータの製造方法を適用してデバイスを製造することを特徴とする静電駆動デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細加工素子において、加わった力により可動部が変位等し、動作等を行う静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド等の静電駆動デバイス等の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成される微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録（印刷）装置で用いられている液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）、マイクロポンプ、光可変フィルタ、モータのような静電アクチュエータ等がある。
【０００３】
ここで、微細加工素子の一例として静電アクチュエータである液滴吐出ヘッドについて説明する。液滴吐出方式の記録（印刷）装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷に利用されている。液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを対象物との間で相対移動させ、対象物の所定の位置に液滴を吐出させて印刷等の記録をするものである。この方式は、液晶（Liquid Crystal）を用いた表示装置を作製する際のカラーフィルタ、有機化合物等の電界発光（ElectroLuminescence ）素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ）、ＤＮＡ、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利用されている。
【０００４】
液滴吐出ヘッドの中で、流路の一部に液体を溜めておく吐出室を備え、吐出室の少なくとも一面の壁（ここでは、底部の壁とし、以下、この壁のことを振動板ということにする）を撓ませて（動作させて）形状変化により吐出室内の圧力を高め、連通するノズルから液滴を吐出させる方法がある。可動部となる振動板を変位させる力として、例えば、振動板と、その振動板と一定距離を空けて対向している固定電極となる個別電極との間に電圧印加により発生する静電気力（ここでは、特に静電引力を用いている。以下、静電力という）を利用している（このとき振動板は可動電極となる）。
【０００５】
ここで、上記のような静電アクチュエータにおいて、固定電極の抵抗を下げると応答性が高くなることが知られている。このため、クロム（Ｃｒ）、Ａｕ（金）、チタン（Ｔｉ）等の金属を個別電極の材料として用いているものもある（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４０２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、可動電極と固定電極の間に、それらの少なくとも一方の表面に水分等が付着すると、水等の極性分子が帯電する等の原因で静電吸引特性が低下するおそれがある。さらに、極性分子が相互に水素結合し、また、表面張力等の影響により可動部が固定電極に貼り付いてしまい、動作不能となることがある。これを回避するためには、例えば固定電極の表面に凹凸を形成し、固定電極と可動電極との接触面積を少なくすればよい。
【０００８】
この凹凸の形成は、通常、形成した固定電極に対して所定の部分を残し、残りの部分をハーフエッチングすることにより行うが、小さい面積の固定電極に、ハーフエッチングによりさらに微小の凹凸を寸法制御しながら形成することは非常に困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、高い応答性を維持しつつ、接触面積の問題を解決し、貼り付きを防止することができる静電アクチュエータ等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る静電アクチュエータは、可動電極と、電極基板上に形成された固定電極とを備え、可動電極と固定電極との間に電圧が印加されると静電気力を発生させる静電アクチュエータにおいて、固定電極は、導電性金属を材料とする金属電極と、金属電極の材料とは異なる導電性材料からなり、固定電極に凹凸を設けるために金属電極上に形成された複数の凸部電極とで構成されている。
本発明によれば、固定電極に導電性の金属電極を用いるようにしたので、応答性に優れた静電アクチュエータを得ることができる。そして、金属電極上に凸部電極を形成し、固定電極に凹凸を設けるようにしたので、変位により接触する可動電極と固定電極との接触面積を少なくし、貼り付きを防止することができる。そのため長寿命の静電アクチュエータを得ることができる。
【００１１】
また、本発明に係る静電アクチュエータの電極基板はガラスを材料とし、金属電極はクロムを材料として形成され、凸部電極はＩＴＯを材料として形成されている。
本発明によれば、電極基板がガラスを材料としている場合に、金属電極をクロムを材料として形成するようにしたので、電極基板との密着性を高くすることができ、剥離を防ぐことができる。また、凸部電極はＩＴＯを材料としたので、製造時にエッチングを行って凸部電極を形成する際、ハーフエッチングを行う必要がなく、寸法的に高精度な凸部電極を形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の静電アクチュエータを有し、液体が充填される吐出室が有する振動板を可動電極として、振動板を変位させて吐出室と連通するノズルから液滴を吐出させる。
本発明によれば、上記の静電アクチュエータを有するようにしたので、応答性に優れ、吐出特性がよく、低消費電力の液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを搭載したものである。
本発明によれば、応答性に優れた上記の液滴吐出ヘッドを有するようにしたので、吐出特性がよく、低消費電力の液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る静電デバイスは、上記の静電アクチュエータを搭載したものである。
本発明によれば、上記の静電アクチュエータを有するようにしたので、応答性に優れ、動作が速く、低消費電力の静電デバイスを得ることができる。
【００１５】
また、本発明に係る電極基板の製造方法は、基板上に金属を材料とする金属電極を形成する工程と、少なくとも金属電極上に、金属電極とは異なる導電性材料の膜を成膜する工程と、導電性材料の膜を部分的にエッチングし、金属電極上に凸状の凸部電極を複数形成する工程とを有するものである。
本発明によれば、導電性金属を材料とする金属電極を形成した後、金属電極とは異なる導電性材料の膜を成膜し、部分的にエッチングして凸状の凸部電極を複数形成して電極基板を製造するようにしたので、応答性に優れた電極を有する電極基板を製造することができる。そして、金属電極とは異なる導電性材料の膜をエッチングして凸部電極を複数形成するようにしたので、単一材料をハーフエッチングすることなく、凸部電極を形成することができ、寸法的に高精度な凸部電極を形成することができる。
【００１６】
また、本発明に係る電極基板の製造方法は、金属電極となる金属材料をクロムとし、凸部電極となる導電性材料をＩＴＯとする。
本発明によれば、金属電極となる金属材料をクロムとし、凸部電極となる導電性材料をＩＴＯとしたので、電極基板をガラス材料としたときの金属電極の密着性を高くし、剥離を防ぐことができる。
【００１７】
また、本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記の電極基板の製造方法を適用して静電アクチュエータを製造する。
本発明によれば、上記の方法を適用して静電アクチュエータを製造するようにしたので、応答性に優れ、動作が速く、低消費電力の静電アクチュエータを製造することができる。また、凸部電極を形成することで、駆動部分との間の例えば貼り付きを防止し、長寿命の静電アクチュエータを製造することができる。
【００１８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記の静電アクチュエータの製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造する。
本発明によれば、上記の方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造するようにしたので、応答性に優れ、吐出特性がよく、低消費電力の液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００１９】
また、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。
本発明によれば、上記の方法を適用して液滴吐出装置を製造するようにしたので、応答性に優れ、吐出特性がよく、低消費電力の液滴吐出装置を製造することができる。
【００２０】
また、本発明に係る静電デバイスの製造方法は、上記の静電アクチュエータの製造方法を適用してデバイスを製造する。
本発明によれば、上記の方法を適用して静電デバイスを製造するようにしたので、応答性に優れ、動作が速く、低消費電力の静電デバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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を分解して表した図である。図１は液滴吐出ヘッドの一部を示している（図１に見えるノズルだけでなく、実際にはさらに多くのノズルを有している）。本実施の形態では、例えば静電方式で駆動する静電アクチュエータを用いる素子（デバイス）の代表として、フェイスイジェクト型の液滴吐出ヘッドについて説明する。（なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下として説明する。また、ノズルが並んでいる方向を短手方向、短手方向と直交する方向を長手方向として説明する）。
【００２２】
図１に示すように本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３つの基板が下から順に積層されて構成される。本実施の形態では、電極基板１０とキャビティ基板２０とは陽極接合により接合する。また、キャビティ基板２０とノズル基板３０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。
【００２３】
電極基板１０は、厚さ約１ｍｍの例えばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス等の基板を主要な材料としている。本実施形態では、ガラス基板とするが、例えば単結晶シリコンを基板とすることもできる。電極基板１０の表面には、後述するキャビティ基板２０の吐出室２１となる凹部に合わせ、例えば深さ約０．３μｍを有する複数の凹部１１が形成されている。そして、凹部１１の内側（特に底部）に、キャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向するように固定電極となる個別電極１２が設けられ、さらにリード部１３及び端子部１４が一体となって設けられている（以下、特に区別する必要がない限り、これらを合わせて個別電極１２として説明する）。振動板２２と個別電極１２との間には、振動板２２が撓む（変位する）ことができる一定のギャップ（空隙）が凹部１１により形成されている。ここで、振動板２２（絶縁膜２３）と個別電極１２との間にできるギャップの間隔をギャップ長ということにする。本実施の形態の個別電極１２は、導電性の金属材料であるクロム（Ｃｒ）の電極を凹部１１の内側に下地として形成し、さらに、クロムの電極上に複数の凸状の電極をＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）で形成している。ここで、クロムの電極を金属電極１２Ａ、ＩＴＯによる電極を凸部電極１２Ｂというものとする。この金属電極１２Ａ、凸部電極１２Ｂについて、電極基板１０の製造時において凸部電極１２Ｂを異方性ウェットエッチング（以下、ウェットエッチングという）する際、金属電極１２Ａがウェットエッチングされてしまわないように、金属電極１２Ａは凸部電極１２Ｂのエッチャント（エッチング液）に対して耐性を有する材料とする。したがって、金属電極１２Ａと凸部電極１２Ｂとは異なる材料である。また、電極基板１０には、外部のタンク（図示せず）から供給された液体を取り入れる流路となる液体供給口１５となる貫通穴が設けられている。
【００２４】
キャビティ基板２０は、例えば表面が（１１０）面方位のシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板という）を主要な材料としている。キャビティ基板２０には、吐出させる液体を一時的にためる吐出室２１となる凹部（底壁が可動電極となる振動板２２となっている）及びリザーバ２４となる凹部が形成されている。さらに、キャビティ基板２０の下面（電極基板１０と対向する面）には、個別電極１２との間を電気的に絶縁等するため、ＴＥＯＳ膜（ここでは、Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane：テトラエチルオルソシリケート（珪酸エチル）を原料ガスとして用いてできる酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜をいう）による絶縁膜２３を０．１μｍ成膜している。ここでは絶縁膜２３をＴＥＯＳ膜で成膜しているが、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））等を用いてもよい。ここで、特に断らない限り、振動板２２と絶縁膜２３とは一体であるものとして説明する。また、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）２４となる凹部が形成されている。さらに、外部の電力供給手段（図示せず）からキャビティ基板２０（振動板２２）に電荷を供給する際の端子となる共通電極端子２７を備えている。
【００２５】
ノズル基板３０についても、例えばシリコン基板を主要な材料とする。ノズル基板３０には、複数のノズル３１が形成されている。各ノズル３１は、振動板２２の変位により加圧された液体を液滴として外部に吐出する。また、吐出室２１とリザーバ２４とを連通させるための溝となるオリフィス３２が設けられている。ここでは特に図示していないが、振動板２２が撓むことでリザーバ２４方向に加わる圧力を緩衝するダイヤフラムを、さらにノズル基板３０に設けるようにしてもよい。
【００２６】
図２は液滴吐出ヘッドの長手方向の断面図である。図２において、吐出室２１はノズル孔３１から吐出させる液体をためておく。吐出室２１の底壁である振動板２２を撓ませることにより、吐出室２１内の圧力を高め、ノズル孔３１から液滴を吐出させる。ここで、本実施の形態では、電極とすることができ、かつウェットエッチング工程の際に都合がよい高濃度のボロンドープ層をシリコン基板に形成し、振動板２２を構成するものとする。また、異物、水分（水蒸気）等がギャップに入り込まないように、ギャップを外気から遮断し、密閉するために電極取り出し口２６に封止材２５が設けられている。
【００２７】
例えばドライバＩＣ等の発振駆動回路４１は、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）、ワイヤ等の配線４２を介して電気的に端子部１４、共通電極端子２７と接続され、個別電極１２、キャビティ基板２０（振動板２２）に電荷（電力）の供給及び停止を制御する。発振駆動回路４１は例えば２４ｋＨｚで発振し、例えば０Ｖと３０Ｖのパルス電位の電圧を個別電極１２に印加して電荷供給を行う。発振駆動回路４１が発振駆動することにより、個別電極１２に電荷を供給して帯電させ、振動板２２を相対的に逆の極性で帯電させると、振動板２２と個別電極１２との間に静電力が発生し、振動板２２は引き寄せられて撓む。これにより吐出室２１の容積は広がる。そして電荷供給を止めると振動板２２は元に戻るが、そのときの吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力により差分の液滴が吐出する。この液滴が例えば記録対象となる記録紙に着弾することによって印刷等の記録が行われる。
【００２８】
図３は液滴吐出ヘッドの個別電極１２における短手方向の断面図である。電圧印加による電荷供給が行われていない状態では図３（ａ）のようになっている。ここで、静電力が発生して振動板２２が引き寄せられて撓んだときは、図３（ｂ）のようになるようにし、振動板２２が凸部電極１２Ｂに接触し、金属電極１２Ａに接触しないようにする。
【００２９】
図４は電極基板１０の製造工程を表す図である。図４に基づいて電極基板１０の製造について説明する。実際には電極基板１０は、ウェハ状のガラス基板で複数個分を同時形成する。そして、他の基板と接合等をした後、個々に切り離して液滴吐出ヘッドを製造するが、図４では１つの液滴吐出ヘッドの電極基板１０の一部分だけを示している。
【００３０】
約１ｍｍのガラス基板５１の一方の面に対し、例えば、マスクとなるクロム（Ｃｒ）等の膜５２（以下、マスク膜５２という）を成膜する（図４（ａ））。マスク膜５２の形成は、例えばＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ）法で行う。例えば、ＰＶＤ法としては、スパッタ、真空蒸着、イオンプレーティング等の方法がある。さらに、マスク膜５２上の全面にフォトレジスト５３を塗布する。そして、フォトリソグラフィ（Photolithography）法を用い、クロム膜上の全面に塗布したフォトレジスト用の感光性樹脂をマスクアライナ等で露光し、現像液で現像することで、ガラス基板６１に、後に電極基板１０の凹部１１となる部分を形成するためのフォトレジスト５３によるパターンを形成する。
【００３１】
フォトレジストパターンを形成した後、例えば硝酸セリウムアンモニウム水溶液によりウェットエッチングを行い、クロム５２膜の不要な部分を除去する（図４（ｂ））。これによりガラス基板５１上に、マスク膜５２による凹部１１となる部分のエッチングパターンが形成される。そして、例えばフッ化アンモニウム水溶液によりガラス基板５１をウェットエッチングを行って、約０．３μｍの高さの側壁を有する凹部１１を形成する（図４（ｃ））。その後、マスク膜５２を剥離する。
【００３２】
そして、金属電極１２Ａ、リード部１３及び端子部１４となるクロムの膜５４（以下、クロム膜５４という）を凹部１１を形成した面に対して、例えば全面成膜する（図４（ｄ））。成膜方法については前述したように、例えばスパッタ等のＰＶＤ法により成膜を行う。そして、クロム膜５４に対して、前述したフォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト５５を塗布し、パターニングを行う。その後、クロム膜５４に対してウェットエッチングを行い（図４（ｅ））、フォトレジスト５５を剥離して金属電極１２Ａ、リード部１３及び端子部１４を形成する（図４（ｆ））。
【００３３】
さらに、凸部電極１２ＢとなるＩＴＯの膜５６（以下、ＩＴＯ膜５６という）を凹部１１を形成した面に対して全面成膜する（図４（ｇ））。ここで、成膜方法については特に限定するものではないが、例えばスパッタ等により成膜を行う。そして、ＩＴＯ膜５６に対して、フォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト５７を塗布し、パターニングを行う。その後、ＩＴＯ膜５６に対してウェットエッチングを行い（図４（ｈ））、フォトレジスト５７を剥離して凸部電極１２Ｂを形成する（図４（ｉ））。凸部電極１２ＢとなるＩＴＯをエッチングする場合、金属電極１２Ａとなるクロムとは選択比が大きく異なる。したがって、ＩＴＯをエッチングしてもクロムはほぼエッチングされない。そのため、単一の導電性材料でハーフエッチング等により凹凸を有する電極を形成するよりも凹凸の高さ等、寸法に関して高精度に個別電極１２の形成を行うことができる。ここでは、ウェットエッチングにより凸部電極１２Ｂを形成するが、形成方法についてはドライエッチング等、その方法を特に限定するものではない。
【００３４】
図５は凹部１１及び個別電極１２の一部を拡大した図である。形成する各凸部電極１２Ｂの間隔等をどのように形成すればよいかについて検討する。凸部電極１２Ｂにより個別電極１２に凹凸を設けているのは、前述したように振動板２２が個別電極１２に貼り付いてしまうことを防ぐためである。したがって、振動板２２が貼り付かないようにするため、基本的には、図５（ｂ）に示すように、振動板２２が凸部電極１２Ｂに接触し、凹部分となる金属電極１２Ａには接触しないようにすればよい。
【００３５】
ここで、各凸部電極１２は直方体であるものとして、その高さをΔｚとする。また、凸部電極１２における振動板２２との対向部分は正方形であるものとし、その一辺の幅をΔｙとする。そして、各凸部電極１２の長手方向における間隔をΔｘとする。
【００３６】
液滴の吐出を行う際には、振動板２２と個別電極１２との間に電圧を印加して静電力を発生させ、振動板２２を個別電極１２側に引き寄せる。振動板２２が各凸部電極１２Ｂに接触したとき、例えば、ある凸部電極１２Ｂと長手方向にΔｘ離れた凸部電極１２Ｂの２つの凸部電極１２Ｂの間において、長さがΔｘ、幅がΔｙで、２つの凸部電極１２Ｂに両端を支持された両端固定の平板が形成されるものと考える。このような平板が振動板２２と個別電極１２との間に複数形成されることになる。この各平板が、例えば変位した振動板２２が凸部電極１２Ｂに接触し、等分布加重が加わったときに、凸部電極１２Ｂの高さΔｚ以上撓まなければ金属電極１２Ａに接触しないことになる。
【００３７】
以上のようにして、所定の形状、間隔で金属電極１２Ａ上に各凸部電極１２Ｂを形成した後、例えばサンドブラスト等により液体供給口１４を形成して電極基板１０を作製する（図４（ｊ））。
【００３８】
図６は実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を表す図である。図６に基づいて液滴吐出ヘッド製造工程について説明する。なお、実際には、ウェハ単位で複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するが、図６ではその一部分だけを示している。
【００３９】
シリコン基板６１の片面（電極基板１０との接合面側となる）を鏡面研磨し、例えば２２０μｍの厚みの基板（キャビティ基板２０となる）を作製する（図６（ａ））。次に、シリコン基板６１のボロンドープ層６２を形成する面を、Ｂ2Ｏ3を主成分とする固体の拡散源に対向させ、縦型炉に入れてボロンをシリコン基板６１中に拡散させ、ボロンドープ層６２を形成する。そして、ボロンドープ層６２を形成した面に、プラズマＣＶＤ法により、成膜時の処理温度は３６０℃、高周波出力は２５０Ｗ、圧力は６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で絶縁膜２３を０．１μｍ成膜する（図６（ｂ））。
【００４０】
そして、シリコン基板６１と電極基板１０を３６０℃に加熱した後、電極基板１０に負極、シリコン基板６１に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加し、陽極接合を行う。陽極接合を終えた基板（以下、接合基板という）に対し、シリコン基板６１の厚みが約６０μｍになるまでシリコン基板６１表面の研削加工を行う。その後、加工変質層を除去する為に、水酸化カリウム溶液でシリコン基板６１を約１０μｍ分ウェットエッチングを行う。これによりシリコン基板６１の厚みを約５０μｍにする（図６（ｃ））。
【００４１】
接合基板のウェットエッチングを行った面に対し、ＴＥＯＳによる酸化シリコンのハードマスク（以下、ＴＥＯＳハードマスクという）６３をプラズマＣＶＤ法により成膜する。成膜条件として、例えば、成膜時の処理温度は３６０℃、高周波出力は７００Ｗ、圧力は３３．３Ｐａ（０．２５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）とし、その条件で１．５μｍ成膜する。
【００４２】
ＴＥＯＳハードマスク６３を成膜した後、吐出室２１及び電極取出し口２６となる部分のＴＥＯＳハードマスク６３をウェットエッチングするため、レジストパターニングを施す。そして、フッ酸水溶液を用いてＴＥＯＳハードマスク６３が無くなるまで、それらの部分をウェットエッチングしてＴＥＯＳハードマスク６３をパターニングし、シリコン基板６１を露出させる。リザーバ２４となる部分については、リザーバ２４底部に厚みを残しておくために、ＴＥＯＳハードマスク６３を若干残しておくようにする。また、例えば、面積の大きく、割れやすい電極取出し口２６となる部分についても、レジストの厚みを若干残しておき、後の工程で割れを防止するための厚みを残すようにしてもよい。そして、ウェットエッチングした後にレジストを剥離する（図６（ｄ））。
【００４３】
次に、接合基板を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室２１及び電極取出し口２６となる部分の厚みが約１０μｍになるまでウェットエッチングを行う。さらに、接合基板を３ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層６２が露出し、エッチングの進行が極度に遅くなるエッチングストップが十分効いたものと判断するまでウェットエッチングを続ける（図６（ｅ））。このように、２種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を用いたエッチングを行うことによって、吐出室２１となる部分に形成される振動板２２の面荒れを抑制し、厚み精度を高くすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化させることができる。
【００４４】
ウェットエッチングを終了すると、接合基板をふっ酸水溶液に浸し、シリコン基板６１表面のＴＥＯＳハードマスク６３を剥離する。次に、電極取出し口２６となる部分のボロンドープ層６２を除去するため、電極取出し口２６となる部分が開口したシリコンマスクを、接合基板のシリコン基板６１側の表面に取り付ける。そして、例えば、ＲＦパワー２００Ｗ、圧力４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4流量３０ｃｍ3／ｍｉｎ（３０ｓｃｃｍ）の条件で、ＲＩＥドライエッチング（異方性ドライエッチング）を３０分間行い、電極取出し口２６となる部分のみにプラズマを当てて、開口する。ここで、例えば接合基板とマスクとのアライメント精度を高めるため、シリコンマスクの装着は、接合基板とシリコンマスクとにピンを通すピンアライメントにより行うようにするとよい。ここでは、異方性ドライエッチングにより開口しているが、ピン等で突くことで、ボロンドープ層６２を壊してもよい。そして、封止材２５を用いて、ギャップ部分を外気から遮断するための封止を行う（図６（ｆ））。封止材２５の材料、封止方法等については特に限定するものではないが、例えば電極取り出し口２６の開口部分にエポキシ系樹脂を塗布したり、酸化シリコンを堆積させたりして形成する。
【００４５】
封止が完了すると、例えば、さらに共通電極端子２７となる部分を開口したマスクを、接合基板のシリコン基板６１側の表面に取り付けて、例えばプラチナ（Ｐｔ）をターゲットとしてスパッタ等を行い、共通電極端子２７を形成する。そして、あらかじめ別工程で作製していたノズル基板３０を、例えばエポキシ系接着剤により、接合基板のキャビティ基板２０側から接着し、接合する（図６（ｇ））。そして、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々の液滴吐出ヘッドに切断し、液滴吐出ヘッドが完成する。さらに配線４２を介してＩＣドライバ等の発振回路４１との接続等を行う。
【００４６】
以上のように実施の形態１によれば、液滴吐出ヘッドにおいて、静電アクチュエータの駆動部分となる振動板２２との間で静電力を発生させる個別電極１２として、抵抗が低い金属電極１２Ａを用いるようにしたので、応答性に優れた静電アクチュエータを得ることができる。これにより、振動板２２を素早く変位させることで、吐出特性がよく、消費電力が低い液滴吐出ヘッドを得ることができる。また、金属電極１２Ａ上に例えばＩＴＯの凸部電極１２Ｂを形成して個別電極１２に凹凸を設け、振動板２２と個別電極１２との接触面積を少なくするようにしたので、振動板２２と個別電極１２との間の貼り付きを防止することができる。特に、上述の（１）式に基づいて凸部電極１２Ｂを配置することで、効率よく振動板２２が金属電極１２Ａに貼り付かないようにすることができる。また、クロム等の金属電極１２Ａに対して、異なる材料であるＩＴＯで凸部電極１２Ｂを形成するようにしたので、ハーフエッチングにより、個別電極１２における凹凸を形成しなくても良い。また、金属電極１２Ａと凸部電極１２Ｂとはエッチングにおける選択比が異なる。そのため、凸部電極１２Ｂの形成において、金属電極１２Ａまでエッチングしてしまうことがなく、したがって、金属電極１２Ａと凸部電極１２Ｂとをそれぞれ高精度に形成することができる。そして、クロムを金属電極１２Ａの材料とすることにより、ガラス基板である電極基板１０への密着性を高くすることができ、電極の剥離を防ぐことができる。
【００４７】
実施の形態２．
上記の実施の形態では、電極基板１０の材料となるガラスとの関係で、ガラスへの密着性が高いＣｒ（クロム）を金属電極１２Ａの材料とするものとして説明したが、導電性の金属材料をクロムに限定するものではない。
【００４８】
図７は各金属における一般的な電気抵抗率を表す図である。例えば金（Ａｕ）はクロムよりも電気抵抗率が低いが、基本的にガラスへの密着性が低い。そこで、工数は増えるが、例えばクロムを下地として電極基板１０となるガラス上に成膜し、その上に、金による金属電極１２Ａを形成するようにしてもよい。また、例えばシリコン基板を電極基板１０の材料とする等、ガラス基板とは異なる基板を電極基板１０として用いた場合には、クロムを下地としなくても、他の材料を金属電極１２Ａとして用いることができる。
【００４９】
そして、凸部電極１２Ｂについても、材料としてＩＴＯを用いたがこれに限定するものではない。例えば、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide ：酸化インジウム亜鉛）等を材料として用いるようにしてもよい。
【００５０】
また、上述の実施の形態では、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３層構造の液滴吐出ヘッドについて説明したが、例えば、リザーバ部分を独立した基板（以下、リザーバ基板という）で構成した４層構造の液滴吐出ヘッドについても適用することができる。この場合、リザーバ基板に変位板２９、外気圧室２８となる凹部等を設けるようにしてもよい。
【００５１】
実施の形態３．
図８は上述の実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。また、図９は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図８及び図９の液滴吐出装置は液滴吐出方式（インクジェット方式）による印刷を目的とする。また、いわゆるシリアル型の装置である。図８において、被印刷物であるプリント紙１００が支持されるドラム１０１と、プリント紙１００にインクを吐出し、記録を行う液滴吐出ヘッド１０２とで主に構成される。また、図示していないが、液滴吐出ヘッド１０２にインクを供給するためのインク供給手段がある。プリント紙１１０は、ドラム１０１の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ１０３により、ドラム１０１に圧着して保持される。そして、送りネジ１０４がドラム１０１の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド１０２が保持されている。送りネジ１０４が回転することによって液滴吐出ヘッド１０２がドラム１０１の軸方向に移動するようになっている。
【００５２】
一方、ドラム１０１は、ベルト１０５等を介してモータ１０６により回転駆動される。また、プリント制御手段１０７は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ１０４、モータ１０６を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振駆動回路を駆動させて振動板２２を振動させ、制御をしながらプリント紙１１０に印刷を行わせる。
【００５３】
ここでは液体をインクとしてプリント紙１１０に吐出するようにしているが、液滴吐出ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、ＯＬＥＤ等の表示基板に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acids ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ribo Nucleic Acid：リボ核酸、Peptide Nucleic Acids：ペプチド核酸等）タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる。
【００５４】
実施の形態４．
図１０は本発明を利用した波長可変光フィルタを表す図である。上述の実施の形態は、液滴吐出ヘッドを例として説明したが、本発明は液滴吐出ヘッドだけに限定されず、他の微細加工による静電アクチュエータを利用した静電型のデバイスにも適用することができる。例えば、図１０の波長可変光フィルタは、ファブリ・ペロー干渉計の原理を利用し、可動鏡１２０と固定鏡１２１との間隔を変化させながら選択した波長の光を出力するものである。可動鏡１２０を変位させるためには、可動鏡１２０が設けられている、シリコンを材料とする可動体１２２を変位させる。そのために固定電極１２３と可動体１２２（可動鏡１２０）とを所定の間隔（ギャップ）で対向配置する。ここで、固定電極１２３を金属電極１２３Ａと凸部電極１２３Ｂで形成することにより、上述したように、応答性を良くし、可動体１２２の貼り付きを防止することができる。
【００５５】
同様にモータ、センサ、波長可変光フィルタ、ミラーデバイス等、他の種類の微細加工のアクチュエータ、圧力センサ等のセンサ等にも上述の封止部の形成等を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図。
【図２】液滴吐出ヘッドの短手方向の断面図。
【図３】液滴吐出ヘッドの個別電極１２における短手方向の断面図。
【図４】電極基板１０の製造工程を表す図。
【図５】凹部１１及び個別電極１２の一部を拡大した図。
【図６】液滴吐出ヘッドの製造工程を表す図。
【図７】各金属における一般的な電気抵抗率を表す図。
【図８】液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図。
【図９】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図。
【図１０】本発明を利用した波長可変光フィルタを表す図。
【符号の説明】
【００５７】
１０…電極基板、１１…凹部、１２…個別電極、１２Ａ…金属電極、１２Ｂ…凸部電極、１３…リード部、１４…端子部、１５…液体供給口、２０…キャビティ基板、２１…吐出室、２２…振動板、２３…絶縁膜、２４…リザーバ、２５…封止材、２６…電極取出し口、２７…共通電極端子、３０…ノズル基板、３１…ノズル、３２…オリフィス、４１…発振回路、４２…配線、５１…ガラス基板、５２…マスク膜、５３，５５，５７…フォトレジスト、５４…クロム膜、５６…ＩＴＯ膜、６１…シリコン基板、６２…ボロンドープ層、６３…ＴＥＯＳハードマスク、１００…プリンタ、１０１…ドラム、１０２…液滴吐出ヘッド、１０３…紙圧着ローラ、１０４…送りネジ、１０５…ベルト、１０６…モータ、１０７…プリント制御手段、１１０…プリント紙、１２０…可動鏡、１２１…固定鏡、１２２…可動体、１２３…固定電極、１２３Ａ…金属電極、１２３Ｂ…凸部電極。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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