(57)【要約】【課題】本発明の目的は、封止された空洞内に形成されることにより、劣化が抑制されたキャパシタ構造部を含む、液体噴射ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。【解決手段】基板１０と、基板１０に設けられた圧力発生室１６と、基板１０の上方に設けられた弾性板２０と、弾性板２０の上方に設けられたキャパシタ構造部６０であって、下部電極層３０と、圧電体層４０と、上部電極層５０とを有するキャパシタ構造部６０と、弾性板２０の上方に、キャパシタ構造部６０と接することなく設けられた多孔質層８０と、多孔質層８０の上に設けられた封止層９０と、を含み、キャパシタ構造部６０と多孔質層８０との間に空洞部７２が形成される、液体噴射ヘッド。【選択図】図１
2008036877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた圧力発生室と、
前記基板の上方に設けられた弾性板と、
前記弾性板の上方に設けられたキャパシタ構造部であって、下部電極層と、圧電体層と、上部電極層とを有するキャパシタ構造部と、
前記弾性板の上方に、前記キャパシタ構造部と接することなく設けられた多孔質層と、
前記多孔質層の上に設けられた封止層と、
を含み、
前記キャパシタ構造部と前記多孔質層との間に空洞部が形成される、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記空洞部は、大気圧より小さい圧力である、液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記基板は、その上部に絶縁体層を有する、液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記多孔質層は、酸化物、窒化物および有機物からなる群から選択される物質からなる、液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項４において、
前記酸化物は、酸化アルミニウムである、液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、
１つの前記キャパシタ構造部は、１つの前記空洞内に設けられる、液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、
複数の前記キャパシタ構造部は、１つの前記空洞内に設けられる、液体噴射ヘッド。
【請求項８】
（ａ）基板の上方に、弾性板、下部電極層、圧電体層および上部電極層を順次形成する工程と、
（ｂ）前記下部電極層、前記圧電体層および、前記上部電極層をパターニングすることにより、キャパシタ構造部を形成する工程と、
（ｃ）前記キャパシタ構造部を被覆するレジスト層を形成する工程と、
（ｄ）前記レジスト層を被覆する多孔質層を形成する工程と、
（ｅ）前記多孔質層の孔を通じてガスを供給し、前記レジスト層をアッシング法により除去する工程と、
（ｆ）前記多孔質層を被覆する封止層を形成する工程と、
（ｇ）前記基板に、圧力発生室を形成する工程と、
を含む、
請求項１ないし請求項５に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、高精細、高速印刷手法として、インクジェット法が実用化されている。インクジェットヘッドと称するインク液滴を吐出させる素子は、該インクジェット法の重要な部材であり、研究が盛んである。インク液滴を吐出させるための方法は、圧電体をインクジェットヘッドに設ける方法が最も有用である。代表的な圧電体は、ペロブスカイト型酸化物であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）（Ｐｂ（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３）があげられる。該圧電体は、その両側を白金などの金属電極で挟みキャパシタ構造を形成し、電気エネルギーを力学エネルギーに変換する圧電アクチュエータに適した物質として一般に用いられている。
【０００３】
前記キャパシタ構造における圧電体の厚みは、機械的な信頼性を維持するために５００ｎｍ〜１５００ｎｍとする必要がある。このような圧電体の層の両側に動作電圧を印加すると、圧電体の層には、１００ｋＶ／ｃｍ以上の電界が生じる。したがって、キャパシタ構造の絶縁耐性としては、動作電圧印加時において、リーク電流は、１０−６〜１０−８Ａ／ｃｍ２に抑えられていることが望ましい。
【０００４】
リーク電流を増大させる主な原因の一つとしては、キャパシタ構造の側面に付着する大気中の水分が挙げられる。大気中の水分がキャパシタ構造の側面に付着すると、キャパシタの側面を伝って両端の電極間にリーク電流が生じ、ついには絶縁破壊まで発展することがあるという問題がある。このような課題に対しては、従来、キャパシタ構造に水分を付着させないように、保護膜として酸化膜、窒化膜などをキャパシタ構造の側面にコーティングする方法が試みられている。キャパシタ構造の側面に水分を付着させないような保護膜は、ガス遮蔽性能の高い材質を用いる。そのため、一般的には弾性率の大きい材質を選択することになる。こういった弾性率の大きい材質の保護膜を、キャパシタ構造の側面に直接コーティングすることは、キャパシタの動作性能およびそれを用いた圧電アクチュエータの変形を阻害してしまう。このため、特開２００１−１３８５１１号公報に記載のように、キャパシタ構造に直接接触しない薄膜によって、蓋状の覆いを形成し、その中に乾燥流体または不活性ガスを封入して、大気と圧電体が接触しないようにした、インクジェット式記録ヘッドが提案されている。
【０００５】
特開２００１−１３８５１１号公報に記載のインクジェット式記録ヘッドは、前述の課題を掲げて検討しているが、その解決方法および製造方法において、未だ問題がある。同公報の方法では、レジスト膜の除去が、ウェットプロセスであるため、大気との接触が避けがたい。さらに、同公報には、キャパシタ構造を覆う蓋状の覆いに孔を開け、該孔を利用してエッチングをおこない、その後また、該孔を接着剤で埋めるという記載がある。しかし、この工程は位置精度が要求され、必ずしも容易な製造方法とはいえない。
【特許文献１】特開２００１−１３８５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、封止された空洞内に形成されることにより、劣化が抑制されたキャパシタ構造部を含む、液体噴射ヘッドを提供することにある。
【０００７】
また本発明の別の目的は、封止された空洞内に形成されることにより、劣化が抑制されたキャパシタ構造部を含む、液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる液体噴射ヘッドは、
基板と、
前記基板に設けられた圧力発生室と、
前記基板の上方に設けられた弾性板と、
前記弾性板の上方に設けられたキャパシタ構造部であって、下部電極層と、圧電体層と、上部電極層とを有するキャパシタ構造部と、
前記弾性板の上方に、前記キャパシタ構造部と接することなく設けられた多孔質層と、
前記多孔質層の上に設けられた封止層と、
を含み、
前記キャパシタ構造部と前記多孔質層との間に空洞部が形成されているものである。
【０００９】
このような構成によれば、封止された空洞内に形成されることにより、劣化が抑制されたキャパシタ構造部を含む、液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００１０】
本発明において、特定のＡ部材（以下、「Ａ部材」という。）の上方に設けられた特定のＢ部材（以下、「Ｂ部材」という。）というとき、Ａ部材の上に直接Ｂ部材が設けられた場合と、Ａ部材の上に他の部材を介してＢ部材が設けられた場合とを含む意味である。
【００１１】
本発明において、前記空洞部は、大気圧より小さい圧力とすることができる。
【００１２】
本発明において、前記基板は、その上部に絶縁体層を有することができる。
【００１３】
本発明において、前記多孔質層は、酸化物、窒化物および有機物からなる群から選択される物質とすることができる。
【００１４】
本発明において、前記酸化物は、酸化アルミニウムとすることができる。
【００１５】
本発明において、前記キャパシタ構造部は、その１つを、１つの前記空洞内に設けることができる。
【００１６】
本発明において、前記キャパシタ構造部は、その複数を、１つの前記空洞内に設けることができる。
【００１７】
本発明にかかる液体噴射ヘッドの製造方法は、
（ａ）基板の上方に弾性板、下部電極層、圧電体層および上部電極層を順次形成する工程と、
（ｂ）前記下部電極層、前記圧電体層および前記上部電極層をパターニングすることにより、キャパシタ構造部を形成する工程と、
（ｃ）前記キャパシタ構造部を被覆するレジスト層を形成する工程と、
（ｄ）前記レジスト層を被覆する多孔質層を形成する工程と、
（ｅ）前記多孔質層の孔を通じてガスを導入し、前記レジスト層をアッシング法により除去する工程と、
（ｆ）前記多孔質層を被覆する封止層を形成する工程と、
（ｇ）前記基板に、圧力発生室を形成する工程と、
を含む。
【００１８】
このような製造方法によれば、封止された空洞内に形成されることにより、劣化が抑制されたキャパシタ構造部を含む、液体噴射ヘッド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】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
１．第１の実施形態
１．１．液体噴射ヘッド
図１は、本実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す断面図である。図１１は、液体噴射ヘッド１０００の要部を拡大して模式的に示す断面図である。
【００２１】
本実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００は、基板１０と、基板１０に設けられた圧力発生室１６と、基板１０の上方に設けられた弾性板２０と、弾性板２０の上方に設けられたキャパシタ構造部６０であって、下部電極層３０と、圧電体層４０と、上部電極層５０とを有するキャパシタ構造部６０と、弾性板２０の上方にキャパシタ構造部６０と接することなく設けられた多孔質層８０と、多孔質層８０の上に設けられた封止層９０と、を有し、キャパシタ構造部６０と多孔質層８０との間に空洞部７２が形成されているものである。また、図１１に示すように、キャパシタ構造部６０とその下方の可動部とからなる部分をアクチュエータ部１００と呼び、符号を付す。
【００２２】
基板１０は、本実施形態の液体噴射ヘッド１０００の支持体となる機能を有する。基板１０は、その一部に圧力発生室１６が設けられる。基板１０は、その下方にノズルプレート１８が設けられる。基板１０の材質は、導電体、半導体または絶縁体を用いることができる。これらのうち、基板１０の材質は、圧力発生室１６を形成するための工程に適するように、異方性エッチングが可能な材質がより望ましい。また、基板１０は、その上部に酸化処理を施し、酸化物層１４を設けることができる。あるいは、公知の方法によって酸化物層１４を新たに別途設けてもよい。基板１０に酸化物層１４を設けた場合、酸化物層１４は、後述の基板１０の下側からの、エッチングのストップ層としての機能を持たせることができる。また、酸化物層１４は、弾性板２０の強度を高める機能を有する。基板１０は、前記のような機能を有するものが望ましく、たとえば、シリコン基板を用いることが望ましい。そして基板１０には、たとえば、酸化物層１４として酸化シリコンが厚み１０００ｎｍで形成されているシリコン基板を用いることができる。なお、基板１０は、図１および図１１に示すように、シリコン層１２および酸化物層１４を合わせたものとして、符号を付す。
【００２３】
圧力発生室１６は、図１１に示すように、基板１０にキャパシタ構造部６０に対応して、その下方に形成される。圧力発生室１６の下部壁は、図１および図１１に示すように、ノズルプレート１８である。圧力発生室１６は、液体噴射ヘッド１０００が駆動する際、液体が満たされる。圧力発生室１６に満たされた液体は、アクチュエータ部１００の動作により加圧される。圧力発生室１６は、前記圧力により、ノズルプレート１８の開口部１８ａを通じて、前記液体を吐出させる機能を有する。
【００２４】
ノズルプレート１８は、基板１０の下方に設けられる。ノズルプレート１８は、圧力発生室１６の下壁となる機能を有する。ノズルプレート１８は、圧力発生室１６に対応して液体を吐出する開口部１８ａを有する。ノズルプレート１８の材質は、限定されず、ステンレス鋼などを好適に用いることができる。
【００２５】
弾性板２０は、基板１０の上方に設けられる。前述のように基板１０の表面に酸化物層１４などがある場合は、弾性板２０は、その上に設けられる。弾性板２０は、キャパシタ構造部６０と接して、アクチュエータ部１００（図１１参照）を構成する。弾性板２０は、アクチュエータ部１００に、たわみ振動をおこなうための弾性を付与する機能を有する。また、弾性板２０は、キャパシタ構造部６０の動作によって変形し、圧力発生室１６の体積を変化させる機能を有する。すなわち、液体が充填された圧力発生室１６の体積が小さくなれば、圧力発生室１６内部の圧力が大きくなり、下方のノズルプレート１８の開口部１８ａより液体が噴射される。弾性板２０の材質は、特に限定されないが、機械的強度が高い物質を用いることが望ましい。弾性板２０の厚みは、用いる材質の弾性率、その他の要因（たとえば酸化物層１４の性質）にしたがって、厚みを最適に選んで形成する。弾性板２０の材質としては、たとえば、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化シリコンまたは、酸化アルミニウムなどが好適である。基板１０の上面に酸化物層１４を設けている場合、弾性板２０の材質は、酸化物層１４の材質と同じ材質でも、異なる材質でもよい。たとえば、弾性板２０は、材質を酸化ジルコニウムとし、スパッタ法により、５００ｎｍの厚みに形成することができる。
【００２６】
キャパシタ構造部６０は、下部電極層３０と、圧電体層４０と、上部電極層５０とをこの順に積層して構成される。
【００２７】
下部電極層３０は、弾性板２０の上に接して形成される。下部電極層３０の厚みは、少なくとも弾性板２０に圧電体層４０の変形が伝達できる範囲であれば任意である。下部電極層３０の厚みは、たとえば２００ｎｍ〜８００ｎｍとすることができる。下部電極層３０は、上部電極層５０と対になり、圧電体層４０を挟みキャパシタ構造部６０の一方の電極としての機能を有する。下部電極層３０の材質は、この機能を満足する導電性を有する物質である限り、特に限定されない。下部電極層３０の材質は、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（たとえば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物など、を用いることができる。また、下部電極層３０は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。たとえば、下部電極層３０は、材質を白金とし、スパッタ法により、５００ｎｍの厚みに形成することができる。
【００２８】
圧電体層４０は、下部電極層３０の上に接して形成される。圧電体層４０の厚みは、機械的な信頼性を維持するために５００ｎｍ〜１５００ｎｍとする必要がある。圧電体層４０は、下部電極層３０および、上部電極層５０によって電界が印加されると横方向に伸縮変形し、これによりアクチュエータ部１００を駆動する機能を有する。圧電体層４０は、圧電性を有する材料を用いることができる。圧電体層４０の材質は、好ましくは、鉛、ジルコニウム、チタンを構成元素として含む酸化物とすることができる。すなわち、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、ＰＺＴという）は、圧電性能が良好なため、圧電体層４０の材質として好適である。たとえば、圧電体層４０は、ＰＺＴを用い、１０００ｎｍの厚みに形成することができる。
【００２９】
上部電極層５０は、圧電体層４０の上に接して形成される。上部電極層５０の厚みは、アクチュエータ部１００の動作に悪影響を与えない範囲であれば限定されない。上部電極層５０の厚みは、たとえば２００ｎｍ〜８００ｎｍとすることができる。上部電極層５０は、下部電極層３０と対になり、キャパシタ構造の一方の電極としての機能を有する。上部電極層５０の材質は、前記機能を満足する導電性を有する物質である限り、特に限定されない。上部電極層５０の材質は、ニッケル、イリジウム、金、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（たとえば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物など、を用いることができる。また、上部電極層５０は、例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。たとえば、上部電極層５０は、材質を白金とし、スパッタ法により、５００ｎｍの厚みに形成することができる。
【００３０】
多孔質層８０は、図１および図１１に示すように、キャパシタ構造部６０に接することなく、弾性板２０の上方に設けられる。図１は、多孔質層８０と封止層９０とを合わせて描いてある。多孔質層８０の形状は、任意であるが、後の製造工程の説明で述べるレジスト層７０の形状を反映した形状となる。多孔質層８０の内側には、空洞７２が形成され、本実施形態の説明の便宜上、空洞７２として新たに符号を付す。多孔質層８０は、その内側に空洞７２を有し、さらにキャパシタ構造部６０がその内側に設けられる。多孔質層８０が内包する領域に含まれるキャパシタ構造部６０は、１個であってもよいし、複数個であってもよい。図１および図１１は、多孔質層８０が内包する１個の領域に１個のキャパシタ構造部６０を有した液体噴射ヘッド１０００の断面図である。多孔質層８０は、微細な貫通孔を有し、その孔を通じた気体の移動が可能である。また、多孔質層８０は、機械的強度を有し、単独でその形状が保持されるものが望ましい。多孔質層８０の厚みは、特に限定されないが、０．２μｍ〜２μｍが適当である。多孔質層８０の材質は、酸化物、窒化物および有機物のいずれでもよい。好ましくは多孔質層８０の材質は、酸化アルミニウムが好適であり、その他の物質でも、成膜したときに多孔質となって、機械的強度を有せば、特に限定されない。たとえば、多孔質層８０は、材質を酸化アルミとし、１．２μｍの厚みに形成することができる。
【００３１】
封止層９０は、図１および図１１に示すように、多孔質層８０の上に、形成される。図１は、多孔質層８０と封止層９０とを合わせて描いてある。封止層９０は、多孔質層８０の貫通孔を封止して、その内側の空洞７２を気密に保つ機能と、多孔質層８０の機械的強度を補強する機能を有する。本実施形態では、大気圧よりも低い圧力下で封止層を設けるため、空洞７２は、液体噴射ヘッド１０００が大気中に置かれた場合、負圧状態となる。封止層９０の厚みは、該機能を有せば限定されないが、０．１μｍ〜１．５μｍが好適である。封止層９０の材質は、気密性を有する緻密な物質であればよい。たとえば、窒化シリコン、酸化シリコンまたは、酸化アルミニウムなどが好適である。いずれの材料を用いた場合も、その成膜条件は、結果として封止層９０が気密性を有する程度に緻密なものとなるように設定する。たとえば、封止層９０は、窒化シリコンを用い、厚みを１μｍとすることができる。
【００３２】
１．２．液体噴射ヘッドの製造方法
図２ないし図１１は、本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造方法を模式的に示す断面図である。図示した構造は、液体噴射ヘッド１０００の要部である圧電動作によって変形する部分、すなわち、圧電アクチュエータ部１００（図１０、図１１参照）を中心として描いてある。ここでは説明の便宜のために、単純な例を示すのであり、本実施形態の構造は、ここで示す構造に限定されるものではない。
【００３３】
（ａ）基板１０の上方に弾性板２０、下部電極層３０ａ、圧電体層４０ａおよび上部電極層５０ａを順次形成する工程を以下に説明する。
【００３４】
図２に示すように、まず、基板１０を準備し、弾性板２０を形成する。基板１０は、シリコン基板を用いることができる。基板１０は、シリコン層１２の上部に酸化物層１４を設ける場合は、熱酸化処理などによって設けることができる。あるいは、基板１０の上部に酸化物層１４を別途設ける場合は、蒸着、スパッタ等の公知の方法によることができる。また図２に示すように、弾性板２０が形成される。弾性板２０は、スパッタ法、真空蒸着、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法（以下ＣＶＤ法という。）などの公知の方法で形成することができる。
【００３５】
次に、図３に示すように、前述の弾性板２０の上に、下部電極層３０ａ、圧電体層４０ａ、上部電極層５０ａを、この順番で順次形成する。したがって下部電極層３０ａと、上部電極層５０ａと、の間に圧電体層４０ａが、形成されるため、該構造はキャパシタ型となる。このような構造となる部分を、キャパシタ構造部６０ａ呼び、新たに符号を付す。
【００３６】
下部電極層３０ａの形成は、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの公知の方法でおこなうことができる。
【００３７】
圧電体層４０ａの形成は、たとえば、ゾル−ゲル法、有機金属熱塗布分解法（ＭＯＤ法）、スパッタ法など、材料に応じて、公知の方法を用いて作成することができる。本実施形態では、ゾル−ゲル法を用いて形成する。
【００３８】
上部電極層５０ａの形成は、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの公知の方法でおこなうことができる。
【００３９】
（ｂ）下部電極層３０ａ、圧電体層４０ａおよび上部電極層５０ａをパターニングすることにより、キャパシタ構造部６０を形成する工程を以下に説明する。
【００４０】
図４に示すように、（ａ）の工程で形成したキャパシタ構造部６０ａを、パターニングして、キャパシタ構造部６０を形成する。パターニングは、公知のレジストおよびエッチングを用いた、フォトリソグラフィ技術によっておこなうことができる。
【００４１】
（ｃ）キャパシタ構造部６０を被覆するレジスト層７０を形成する工程を以下に説明する。
【００４２】
まず、図５に示すように、キャパシタ構造部６０を覆うように、レジスト層７０ａを設ける。レジスト層７０ａは、次に説明する多孔質層８０の形状を付与するために設ける。したがって、多孔質層８０がキャパシタ構造部６０と接触しないようにするために、レジスト層７０ａは、キャパシタ構造部６０が、全部埋没するように設けることが必要である。レジスト層７０ａの材質は、一般の有機系レジスト材料を用いることができる。次に、公知のフォトリソグラフィ技術により、図６のようにパターニングし、レジスト層７０を形成する。図６においては、パターニングされたレジスト層７０は１つのキャパシタ構造部６０を埋設するように描いているが、パターニングされたレジスト層７０の１つに対して、複数のキャパシタ構造部６０を埋設することも可能である。
【００４３】
（ｄ）レジスト層７０を被覆する多孔質層８０を形成する工程を以下に説明する。
【００４４】
図７に示すように、多孔質層８０がレジスト層７０に沿って形成される。多孔質層８０の形成方法は、多孔質層８０の材質に酸化アルミニウムを選んだ場合には、ＣＶＤ法、スパッタ法などを用いることができる。ＣＶＤ法の場合は、トリメチルアルミを原料とし、原料の吹きつけと、オゾンを導入することにより、４００℃以下で熱酸化をおこなうという一連の操作を繰り返しおこなうことで好適な層を形成することができる。多孔質層８０は、選ばれる材質により、形成条件を変えてもよい。たとえば、酸化アルミニウムを材質として選び、ＣＶＤ法にて、熱酸化の温度を２００℃として形成する。
【００４５】
（ｅ）多孔質層７０の孔を通じてガスを導入し、レジスト層７０をアッシング法により除去する工程を以下に説明する。
【００４６】
工程（ｄ）に引き続き、レジスト層７０を除去する。図８は、レジスト層７０が除去された結果を示す。レジスト層７０の除去は、たとえば、酸素によるアッシング、すなわち燃焼によりおこなうことができる。レジスト層７０の除去は、多孔質層８０を形成した後、引き続き、チャンバー内に酸素ガスを導入し、酸素プラズマを発生させておこなうことができる。このとき、酸素プラズマは、多孔質層８０の貫通孔を通り抜け、内部のレジスト層７０の材料と反応する。その結果生じた燃焼ガスは多孔質層８０の貫通孔を通り抜けて、外部に除去される。このような機構によって、多孔質層８０の形状を保ったまま、内部のレジスト層７０は、除去される。また、酸素を用いる以外にも、レジスト層７０をアッシングすることのできるガスであれば、これを用いて本アッシング工程をおこなうことが可能である。本アッシング工程を経て、多孔質層８０の内側に空洞７２が形成される。
【００４７】
（ｆ）多孔質層８０を被覆する封止層９０を形成する工程を以下に説明する。
【００４８】
工程（ｅ）に引き続き、図９に示すように、多孔質層８０の上に封止層９０が形成される。封止層９０の形成方法は、公知のスパッタ法、ＣＶＤ法などを用いることができる。
（ｇ）基板１０に、圧力発生室１６を形成する工程を以下に説明する。
【００４９】
図１１に示すように、基板１０に圧力発生室１６が形成される。圧力発生室１６は、基板１０の下面から、公知の異方性エッチング技術を用いて凹状の孔を形成した後、その下にノズルプレート１８を接合して、形成することができる。ノズルプレート１８は、開口部１８ａを有するステンレス板などを用いることができる。
【００５０】
１．３．作用効果
１．３．１．液体噴射ヘッド
本実施形態の液体噴射ヘッド１０００は、上記構成を採ることにより、液体噴射ヘッド１０００の劣化の要因であるキャパシタ構造部６０の圧電体層４０の劣化を抑制できる。すなわち、キャパシタ構造部６０は、その全体が、多孔質層８０および封止層９０によって密封された空洞７２内に設けられ、大気との接触がないため、圧電体層４０の劣化が抑制される。本実施形態では、そのうえ、空洞７２は減圧状態であるから、圧電体層４０に対して影響を与える物質が少ないため、液体噴射ヘッド１０００の劣化の抑制効果が高い。
【００５１】
１．３．２．液体噴射ヘッドの製造方法
本実施形態の製造方法によれば、液体噴射ヘッド１０００の劣化の要因であるキャパシタ構造部６０の劣化を避けることができる。すなわち、本実施形態の製造方法によれば、キャパシタ構造部６０を覆う構造を真空装置内で一貫して形成することができるため、その工程においても、大気とキャパシタ構造部６０とが接触しない。したがって、本実施形態の製造方法は、キャパシタ構造部６０の圧電体層４０への水分子の影響が無く、液体噴射ヘッドの性能劣化を抑えることができる。さらに、本実施形態の製造方法によれば、真空装置内で空洞７２が形成されるため、空洞７２は、他の特別な工程を経なくても減圧状態にすることができる。
【００５２】
２．第２の実施形態
第２の実施形態にかかる液体噴射ヘッド２０００について図１２を参照しながら説明する。図１２は、複数（図示の例では５つ）のキャパシタ構造部１００が、１つの空洞７２内に設けられた例を模式的に示す断面図である。
【００５３】
２．１．液体噴射ヘッド２０００
本実施形態は、キャパシタ構造部６０の隣り合う複数が、１つの空洞７２内に設けられる点が第１の実施形態と異なる以外は、第１実施形態と同様である。第１の実施形態における液体噴射ヘッド１０００の部材と実質的に同一の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
具体的には、本実施形態の液体噴射ヘッド２０００は、基板１０と、基板１０に設けられた圧力発生室１６と、基板１０の上方に設けられた弾性板２０と、弾性板２０の上方に設けられたキャパシタ構造部６０であって、下部電極層３０と、圧電体層４０と、上部電極層５０とを有するキャパシタ構造部６０と、弾性板２０の上方にキャパシタ構造部６０と接することなく設けられた多孔質層８０と、多孔質層８０の上に設けられた封止層９０と、を有し、キャパシタ構造部６０と多孔質層８０との間に空洞部７２が形成されているものである。そして、液体噴射ヘッド２０００のキャパシタ構造部６０は、その隣り合う複数のものが、１つの空洞部７２内に設けられる。
【００５５】
２．２．液体噴射ヘッドの製造方法
第２の実施形態にかかる液体噴射ヘッド２０００の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、キャパシタ構造部６０の隣り合う複数が、１つの空洞７２内に設けられるようにする点が第１の実施形態と異なる以外は、第１実施形態と同様である。
【００５６】
具体的な相違点は、第１の実施形態の１．２．液体噴射ヘッドの製造方法で述べた（ｃ）キャパシタ構造部６０を被覆するレジスト層７０を形成する工程である。本実施形態では、キャパシタ構造部６０を複数覆うように、レジスト層７０ａを設け、公知のフォトリソグラフィ技術により、パターニングし、レジスト層７０を形成する。このとき、パターニングされたレジスト層７０の１つに対して、複数のキャパシタ構造部６０が埋設される。
【００５７】
２．３．作用効果
２．３．１．液体噴射ヘッド
本実施形態の液体噴射ヘッド２０００は、上記構成を採ることにより、第１の実施形態と同様に、液体噴射ヘッド２０００の劣化の要因であるキャパシタ構造部６０の圧電体層４０の劣化を抑制できる。すなわち、キャパシタ構造部６０は、その複数のもののすべてが、多孔質層８０および封止層９０によって密封された空洞７２内に設けられ、大気との接触がないため、圧電体層４０の劣化が抑制される。本実施形態では、そのうえ、空洞７２は減圧状態であるから、圧電体層４０に対して影響を与える物質が少ないため、液体噴射ヘッド１０００の劣化の抑制効果が高い。
【００５８】
２．３．２．液体噴射ヘッドの製造方法
本実施形態の製造方法によれば、第１の実施形態と同様に、液体噴射ヘッド２０００の劣化の要因であるキャパシタ構造部６０の劣化を避けることができる。すなわち、本実施形態の製造方法によれば、キャパシタ構造部６０の複数を覆う構造を真空装置内で一貫して形成するため、その工程においても、大気とキャパシタ構造部６０とが接触しない。したがって、本実施形態の製造方法は、キャパシタ構造部６０の圧電体層４０への水分子の影響が無く、液体噴射ヘッドの性能劣化を抑えることができる。さらに、本実施形態の製造方法によれば、真空装置内で空洞７２が形成されるため、空洞７２は、他の特別な工程を経なくても減圧状態にすることができる。
【００５９】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図３】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図４】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図５】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図６】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図７】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図８】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図９】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図１０】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の製造工程を模式的に示す液体噴射ヘッド１０００の要部の断面図。
【図１１】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の要部を模式的に示す断面図。
【図１２】本発明の実施形態にかかる液体噴射ヘッド２０００を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１０  基板、１２  シリコン層、１４  酸化物層、１６  圧力発生室、１８  ノズルプレート、１８ａ  開口部、２０  弾性板、３０ａ  下部電極層、３０  下部電極層、４０ａ  圧電体層、４０  圧電体層、５０ａ  上部電極層、５０  上部電極層、６０ａ  キャパシタ構造部、６０  キャパシタ構造部、７０ａ  レジスト層、７０  レジスト層、７２  空洞、８０  多孔質層、９０  封止層、１００  アクチュエータ部、１０００  液体噴射ヘッド、２０００  液体噴射ヘッド
【図１】
2008036877.tif 000003
【図２】
2008036877.tif 000004
【図３】
2008036877.tif 000005
【図４】
2008036877.tif 000006
【図５】
2008036877.tif 000007
【図６】
2008036877.tif 000008
【図７】
2008036877.tif 000009
【図８】
2008036877.tif 000010
【図９】
2008036877.tif 000011
【図１０】
2008036877.tif 000012
【図１１】
2008036877.tif 000013
【図１２】
2008036877.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月26日(2007.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた圧力発生室と、
前記基板の上方に設けられた弾性板と、
前記弾性板の上方に設けられたキャパシタ構造部であって、下部電極層と、圧電体層と、上部電極層とを有するキャパシタ構造部と、
前記弾性板の上方に、前記キャパシタ構造部と接することなく設けられた多孔質層と、
前記多孔質層の上に設けられた封止層と、
を含み、
前記キャパシタ構造部と前記多孔質層との間に空洞部が形成される、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記空洞部は、大気圧より小さい圧力である、液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記基板は、その上部に絶縁体層を有する、液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記多孔質層は、酸化物、窒化物および有機物からなる群から選択される物質からなる、液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項４において、
前記酸化物は、酸化アルミニウムである、液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、
１つの前記キャパシタ構造部は、１つの前記空洞内に設けられる、液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、
複数の前記キャパシタ構造部は、１つの前記空洞内に設けられる、液体噴射ヘッド。
【請求項８】
（ａ）基板の上方に、弾性板、下部電極層、圧電体層および上部電極層を順次形成する工程と、
（ｂ）前記下部電極層、前記圧電体層および、前記上部電極層をパターニングすることにより、キャパシタ構造部を形成する工程と、
（ｃ）前記キャパシタ構造部を被覆するレジスト層を形成する工程と、
（ｄ）前記レジスト層を被覆する多孔質層を形成する工程と、
（ｅ）前記多孔質層の孔を通じてガスを供給し、前記レジスト層をアッシング法により除去する工程と、
（ｆ）前記多孔質層を被覆する封止層を形成する工程と、
（ｇ）前記基板に、圧力発生室を形成する工程と、
を含む、液体噴射ヘッドの製造方法。