(57)【要約】【課題】絶縁膜による影響を受けず、振動板の厚さを精度よく測定し、検査の信頼性を高めることができるような液滴吐出ヘッド等を得る。【解決手段】複数の凹部１１にそれぞれ個別電極１２を有する電極基板１０と、各個別電極１２と距離をおいて対向し、個別電極１２との間で発生した静電気力により動作する複数の振動板２２及び振動板２２を底壁としてノズル４１から吐出させる液体をたくわえる複数の吐出室２１を有し、振動板と個別電極１２との対向面側に絶縁膜２３が成膜されたキャビティ基板２０とを備えた液滴吐出ヘッドであって、キャビティ基板２０は、振動板２２の厚みを測定するための測定板２５を有し、測定板２５が形成された部分には絶縁膜２３を形成しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凹部に、それぞれ電極を有する電極基板と、
前記各電極と距離をおいてそれぞれ対向し、前記電極との間で発生した静電気力により動作する複数の振動板及び該振動板をそれぞれ底壁としてノズル孔から吐出させる液体をたくわえる複数の吐出室を有し、前記振動板と前記電極との対向面側に絶縁膜が成膜されたキャビティ基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記キャビティ基板は、前記振動板の厚みを測定するための測定板を有し、前記測定板を形成した部分には前記絶縁膜を成膜していないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記測定板を底壁とする測定用凹部は、前記吐出室となる凹部の短手方向の幅の１．５〜２．０倍の短手方向の幅を有することを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記振動板及び前記測定板は、シリコン基板にボロンを拡散して形成したボロンドープ層により形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか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】
表面に形成した複数の凹部にそれぞれ電極を有する電極基板と、
前記各電極と距離をおいてそれぞれ対向する複数の振動板をそれぞれ底壁としてノズル孔から吐出させる液体をたくわえる複数の吐出室となる凹部を有するキャビティ基板を接合して製造する液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記キャビティ基板を、
シリコン基板に絶縁膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により前記絶縁膜のパターニングを行い、振動板の厚みを間接的に測定するための測定板が形成される部分の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、
振動板を底壁とする吐出室となる凹部とともに、前記測定板を底壁とする測定用凹部をウェットエッチングにより形成する工程と
により作製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６】
前記測定用凹部が、前記吐出室となる凹部の短手方向の幅の１．５〜２．０倍の短手方向の幅となるように形成することを特徴とする請求項３記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記絶縁膜を成膜する前に、前記シリコン基板にボロンを拡散し、前記振動板及び前記測定板となるボロンドープ層を形成することを特徴とする請求項４又は５記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置等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、圧力センサ等がある。
【０００３】
液滴吐出方式（代表的なものとして、インクを吐出して印刷等を行うために用いるインクジェットがある）は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷（プリント）等に利用されている。液滴吐出方式は、微細加工素子である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体を吐出するものである。近年では、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、有機電界発光（Organic ElectroLuminescence ：以下、ＯＥＬという）素子を用いた表示基板（ＯＬＥＤ）、ＤＮＡ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】
滴吐出方式を実現する吐出ヘッドとして、吐出液体を溜めておく吐出室の少なくとも一面の壁（例えば底壁とする。この壁は他の壁と一体形成されているが、以下、この壁のことを振動板ということにする）が撓んで形状が変化するようにしておき、振動板を撓ませて吐出室内の圧力を高め、吐出室と連通するノズルから液滴を吐出させるものがある。
【０００５】
静電方式による液滴吐出ヘッドの場合には、振動板と各振動板と対向している個別電極との間に静電力を発生させ、振動板を個別電極に引きつける。その後、静電力を弱める又は発生を停止させると、振動板が元に戻って平衡状態になろうとする復元力（弾性力）の方が働くため、振動板が元の位置に変位する。これらを繰り返すことで振動板を駆動させ、液滴を吐出する（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−００７７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような液滴吐出ヘッドでは、振動板の厚さによって弾性力が変化することになる。この弾性力により、振動板を固定電極に引きつける際、振動板が元に戻ろうとする際の変位速度が異なる。変位速度が異なると、液体に加わる圧力も異なるため、吐出特性も変化する。以上のことから、設計された吐出特性を実現するために振動板の厚さを管理することは非常に重要となる。
【０００８】
そこで、振動板の厚さを測定し、例えば所定の規格内にあるかどうかを判断するための検査が行われている。検査においては、例えば、振動板に光（赤外光等）を入射し、振動板表面、振動板内における反射光の位相差により干渉した光の具合に基づいて厚さを測定する光学的手法を用いて行われることがある。
【０００９】
通常、振動板には、振動板と個別電極との間に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）からなる絶縁膜が振動板上に成膜される。ここで、厚さ測定時に、振動板を透過した光がこの絶縁膜で反射、吸収等されることで、絶縁膜の影響を受けるため、振動板の厚さに対する測定精度が低下してしまう。また、液滴吐出ヘッドでは、吐出室となる凹部が形成された側から光を入射させ、その反射光に基づく測定を行うが、近年、液滴吐出ヘッドは、ノズルの密度が高くなる傾向にあり、それに伴って吐出室における短手方向（吐出室（ノズル）が並んでいる方向）の長さ（以下、短手方向の長さを幅という）も狭くなる傾向にあるため、測定に必要な光を振動板に入射させるのが困難になりつつあるため、測定が難しくなっている。測定がうまく行われないと、検査に対する信頼性も低くなる。
【００１０】
そこで、絶縁膜による影響を受けず、振動板の厚さを精度よく測定し、検査の信頼性を高めることができるような液滴吐出ヘッド等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、複数の凹部に、それぞれ電極を有する電極基板と、各電極と距離をおいてそれぞれ対向し、電極との間で発生した静電気力により動作する複数の振動板及び振動板をそれぞれ底壁としてノズル孔から吐出させる液体をたくわえる複数の吐出室を有し、振動板と電極との対向面側に絶縁膜が成膜されたキャビティ基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、キャビティ基板は、振動板の厚みを測定するための測定板を有し、測定板を形成した部分には絶縁膜を成膜していない。
本発明によれば、キャビティ基板上に測定板を設け、さらに測定板には絶縁膜を形成しないようにして液滴吐出ヘッドを構成し、測定板により間接的に振動板の厚さを測定するようにしたので、絶縁膜によって光が反射、吸収されることなく、測定板の厚さを測定することができ、これによって、液滴吐出ヘッドにおける振動板の正確な厚さをより確実に判断して、信頼性の高い検査を行うことができる。これにより、吐出特性のよい液滴吐出ヘッドが得られる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドにおいて、測定板を底壁とする測定用凹部は、吐出室となる凹部の短手方向の幅の１．５〜２．０倍の短手方向の幅を有する。
本発明によれば、測定用凹部の短手方向の幅を、吐出室の幅の約１．５〜２倍にしたので、吐出室振動板と測定板が同じ厚さで形成される条件を確保した上で、凹部側壁に遮られることなく、測定板に光を集めて良好な測定を行うことができ、正確な厚さをより確実に判断し、検査を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの振動板及び測定板は、シリコン基板にボロンを拡散して形成したボロンドープ層により形成されている。
本発明によれば、振動板及び測定板をボロンドープ層で形成することで、凹部形成の際のウェットエッチングにおける選択比を大きくすることで、所定の厚みの振動板及び測定板を有することができる。
【００１４】
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、測定板により信頼性の高い検査を経た液滴吐出ヘッドを搭載しているので、吐出特性のよい液滴吐出装置を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、表面に形成した複数の凹部にそれぞれ電極を有する電極基板と、各電極と距離をおいてそれぞれ対向する複数の振動板をそれぞれ底壁としてノズル孔から吐出させる液体をたくわえる複数の吐出室となる凹部を有するキャビティ基板を接合して製造する液滴吐出ヘッドの製造方法において、キャビティ基板を、シリコン基板に絶縁膜を成膜し、フォトリソグラフィ法により絶縁膜のパターニングを行い、振動板の厚みを間接的に測定するための測定板が形成される部分の絶縁膜をエッチングにより除去する工程と、振動板を底壁とする吐出室となる凹部とともに、測定板を底壁とする測定用凹部をウェットエッチングにより形成する工程とにより作製する。
本発明によれば、振動板と同じ工程で形成した測定板を有する測定用凹部を設け、さらに測定板の部分の絶縁膜を除去することで、測定板により間接的に振動板の厚さを測定するときに、絶縁膜によって光が反射、吸収されることなく、測定板の厚さを測定することができる。これによって、液滴吐出ヘッドにおける振動板の正確な厚さを、より確実に判断して、信頼性の高い検査を行うことができる。これにより、吐出特性のよい液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００１６】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、測定用凹部が、吐出室となる凹部の短手方向の幅の１．５〜２．０倍の短手方向の幅となるように形成する。
本発明によれば、測定用凹部の短手方向の幅を、吐出室の幅の約１．５〜２倍にしたので、吐出室振動板と測定板が同じ厚さで形成される条件を確保することができ、測定する際の光を側壁が遮らない測定用凹部を形成することができる。そのため、測定板に光を集めて良好な測定を行うことができ、正確な厚さをより確実に判断し、検査を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、絶縁膜を成膜する前に、シリコン基板にボロンを拡散し、振動板及び測定板となるボロンドープ層を形成する。
本発明によれば、振動板及び測定板をボロンドープ層で形成するようにしたので、凹部形成の際のウェットエッチングにおける選択比を大きくすることで、所定の厚みの振動板及び測定板を形成することができる。
【００１８】
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ことを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
本発明によれば、上記の製造方法により測定板を形成し、測定板により信頼性の高い検査を経た液滴吐出ヘッドにより装置を製造するので、吐出特性のよい液滴吐出装置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】
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。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位（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、図における上側を上とし、下側を下として説明する）。
【００２０】
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、リザーバ基板３０及びノズル基板４０の４つの基板が下から順に積層されて構成される。ここで本実施の形態では、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とリザーバ基板３０、リザーバ基板３０とノズル基板４０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。
【００２１】
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に形成される吐出室２１となる凹部及び測定用凹部２４に合わせて、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。また、キャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向する凹部１１の内側（特に底部）には、固定電極となる個別電極１２が設けられている。個別電極１２は電極部、リード部及び端子部を有し、端子部を介してドライバＩＣ５０と電気的に接続され、ドライバＩＣ５０から電圧印加による電荷供給等が行われる。この個別電極１２は、例えばスパッタ法により、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）を０．１μｍの厚さで凹部１１の内側に成膜することで形成される。そして、振動板２２と個別電極１２との間は、凹部１１により振動板２２が撓む（変位する）ことができる一定のギャップ（凹部１１等に囲まれた空間、空隙室）が形成される。ここで、基本的には、測定用凹部２４が形成される部分について、凹部１１、個別電極１２を形成する必要はないが、吐出室２１を測定する場合と同じような条件で測定できるように本実施の形態では形成するものとする。ただ、測定用凹部２４が形成される部分の個別電極１２については、ドライバＩＣ５０との電気的接続を行わない。
【００２２】
さらに、凹部１１には、後述するＦＰＣ５１からドライバＩＣ５０に各個別電極１２にそれぞれ個別の電荷供給制御を行うためのＳＥＧ信号を送信するためのリード線（配線）の役割を果たす信号リード線１３が設けられている、ドライバＩＣ５０が収容されたときに、ドライバＩＣ５０の直下となる部分に配される。また、電極基板１０には、他にも外部のタンク（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取り入れ口１４となる貫通穴が設けられている。
【００２３】
キャビティ基板２０は、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、吐出室２１となる凹部（底壁がボロンドープ層で形成され、た可動電極となる振動板２２となっている）及び測定用凹部２４となる凹部（底壁が振動板２２と同じくボロンドープ層で形成され、振動板２２と同じ厚さを有する測定板２５となっている）が形成されている。図１では、吐出室２１の短手方向に対し、ヘッド両端に２つの測定用凹部２４となる凹部が２列分（全部で４つ）設けられているが、特にこの数に限定するものではない。ここで、本実施の形態においては、測定用凹部２４となる凹部の幅（測定用凹部２４の幅となる）は、吐出室２１となる凹部の幅（吐出室２１の幅となる）の約１．５〜２．０倍となっているものとする（後に詳述する）。また凹部の深さは、吐出室２１、測定用凹部２４の深さともなる。
【００２４】
また、キャビティ基板２０の下面（電極基板１０と対向する面）には、振動板２２と個別電極１２との間を電気的に絶縁するための絶縁膜２３が成膜されている。絶縁膜２３は、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、０．１μｍのＴＥＯＳ膜により成膜する。ただ、本実施の形態においては、後述するように、測定板２５の下に位置する部分（以下、下部という）に絶縁膜２３を設けず、開口させるものとする（この開口部分を絶縁膜開口部２３ａとする）。ここでは絶縁膜２３をＴＥＯＳ膜としているが、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））を用いてもよい。さらに、キャビティ基板２０にも液体取り入れ口１４となる貫通穴が設けられている（電極基板１０に設けられた貫通穴と連通する）。さらに、外部の電力供給手段（図示せず）から基板（振動板２２）に個別電極１２と反対の極性の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。また、ドライバＩＣ５０を収容するためのドライバ収容部２８となる貫通穴を有している。
【００２５】
リザーバ基板３０は例えばシリコン基板を主要な材料とする。リザーバ基板３０には、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）３１となる凹部が形成されている。この凹部の底面にも、液体取り入れ口１４となる貫通穴（電極基板１０に設けられた貫通穴と連通する）が設けられている。また、凹部の底面には、リザーバ３１から各吐出室２１に液体を供給するための供給口３２が各吐出室２１の位置に合わせて形成されている。そして、各吐出室２１とノズル基板４０に設けられたノズル４１との間の流路となり、吐出室２１で加圧された液体がノズル４１に移送する流路となる複数のノズル連通孔３３が各ノズル（各吐出室２１）に合わせて設けられている。また、ドライバＩＣ５０を収容するためのドライバ収容部２８となる貫通穴（キャビティ基板２０に設けられた貫通穴と連通する）を有している。
【００２６】
ノズル基板４０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４０には、複数のノズル４１が形成されている。各ノズル４１は、各ノズル連通孔３３から移送された液体を液滴として外部に吐出する。ノズル４１を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性向上が期待できる。本実施の形態ではノズル４１を２段で形成する。ここで、振動板２２によりリザーバ３１側の液体に加わる圧力を緩衝するためのダイヤフラムを設けるようにしてもよい。このノズル基板４０が蓋となって、ドライバ収容部２８に収容したドライバＩＣ５０が保護される。
【００２７】
ドライバＩＣ５０は、液滴吐出ヘッドにある複数の個別電極１２に対して、それぞれ独立して電圧を印加し、電荷供給、維持、放電等を行うための手段である。本実施の形態では、２つのドライバＩＣ５０を収容するようにしているが、この数について限定するものではない。また、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）５１は、駆動制御手段（図示せず）からの信号を液滴吐出ヘッド側に送信するための配線が設けられている。配線は、共通電極端子２７を介して液滴吐出ヘッド内の全振動板２２に対して共通した電荷供給制御を行うためのＣＯＭ信号を送信するＦＰＣ配線５１ａ及び信号リード線１３を介してドライバＩＣ５０に前述したＳＥＧ信号を送信するＦＰＣ配線５１ｂからなる。
【００２８】
図２は液滴吐出ヘッドの断面図である。ここでは、計測用吐出室２４の部分で切ったときの断面を表している。前述したように、計測用吐出室２４の計測板２５の下部分には、絶縁膜開口部２３ａが形成されている。また、振動板２２と個別電極１２との間に形成されたギャップ（空間、空隙）は、封止材２６による封止により、ドライバ収容部２８の空間と連通することなく、外気と遮断されている。
【００２９】
ドライバＩＣ５０に選択された個別電極１２には約４０Ｖの電圧が印可され、正に帯電する。このとき、振動板２２は相対的に負に帯電する（ここでは、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）等、共通電極端子２７を介してキャビティ基板２０には負の極性を有する電荷が供給される）。そのため、選択された個別電極１２と振動板２２との間では静電気力が発生し、個別電極１２に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は元に戻ろうとする。そのとき吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力で加圧された液体がノズル４１から液滴として吐出する。この液滴が例えば記録紙に着弾することによって印刷等が行われる。
【００３０】
液滴吐出ヘッドのような静電アクチュエータにおいて、振動板等の可動電極の厚さが変化すると、その弾性力等も変化する。この変化が駆動特性に影響を与えるため、厚さの測定等を行い、検査による管理をおこなうことは重要であるが、微細になるほどその測定は困難となる。そこで、本実施の形態の液滴吐出ヘッド（静電アクチュエータ）には、吐出室２１と同じ工程により形成した計測用吐出室２４を設ける。この計測用吐出室２４には振動板２２とほぼ同じ厚さ（少なくとも規定された振動板２２の厚さの範囲内に収まるものである）となる測定板２５が設けられることとなる。ここで、振動板２２には個別電極１２との貼り付き防止等のための絶縁膜２３を設けるが、測定板２５の下部に絶縁膜２３を設けないようにし、測定の精度をさらに高めるようにする。そして、振動板２２よりも測定環境を良好にし、かつ、振動板２２と測定板２５とをほぼ同じ条件で形成できるようにするため、キャビティ基板２０に形成する測定用凹部２４（となる凹部）の幅を、吐出室２１（となる凹部）の幅の約１．５〜２倍とする。以上のような条件に基づいて、計測用吐出室２４の測定板２５の厚さを、光学的手法により測定することにより、振動板２２が規定の範囲内の厚さで形成されているかどうかをより精度よく判断することができ、所定の吐出特性で吐出が行える液滴吐出ヘッドだけを得ることができる。
【００３１】
図３及び図４は第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド１の製造工程を表す図である。図３及び図４に基づいて液滴吐出ヘッド１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１の部位等を同時形成するが、図３及び図４ではその一部分だけを示している。
【００３２】
（ａ）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の厚さの基板（キャビティ基板２０となる）を作製する。次に、シリコン基板６１のボロンドープ層を形成する面を、Ｂ2Ｏ3を主成分とする固体の拡散源に対向させて石英ボートにセットする。さらに縦型炉に石英ボートをセットして、炉内を窒素雰囲気にし、温度を１０５０℃に上昇させて７時間保持することで、ボロンをシリコン基板６１中に拡散させ、ボロンドープ層を形成する。取り出したボロンドープ層の表面にはボロン化合物（ＳｉＢ6 ：ケイ化６ホウ素）が形成されているが（図示せず）、酸素及び水蒸気雰囲気中、６００℃の条件で１時間３０分酸化させると、ふっ酸水溶液によるエッチングが可能なＢ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 に化学変化させることができる。Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 に化学変化させた状態で、Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 を、ふっ酸水溶液にて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）して除去する。ボロンドープ層により振動板２２及び測定板２５を形成することで、ボロンドープ層は、ウェットエッチングにおけるシリコンとの選択比が大きくなるため、ウェットエッチングによる板厚のバラツキを抑えることができる。そして、ボロンドープ層を形成した面に、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）の条件で例えば、絶縁膜２３を０．１μｍ成膜する。
【００３３】
（ｂ）さらに絶縁膜開口部２３ａを形成するため、絶縁膜２３上にレジストをパターニングした後、例えば、ふっ酸水溶液にてウェットエッチングを行い、絶縁膜開口部２３ａとなる部分の絶縁膜２３を除去する。
【００３４】
（ｃ）電極基板１０については、上記（ａ）、（ｂ）とは別工程で作製する。約１ｍｍのガラスの基板の一方の面に対し、約０．３μｍの深さの凹部１１を形成する。凹部１１の形成後、例えばスパッタリング法を用いて、０．１μｍの厚さの個別電極１２、リード線１３を同時に形成する。最後に液体取り入れ口１４となる穴をサンドブラスト法または切削加工により形成する。これにより、電極基板１０を作製する。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の電圧を印加して陽極接合を行う。
【００３５】
（ｄ）陽極接合後の接合済み基板に対し、シリコン基板６１の厚さが例えば約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、３２ｗ％の濃度の水酸化カリウム溶液により、シリコン基板６１に対して約１０μｍのウェットエッチングを行う。これによりシリコン基板６１の厚さを約５０μｍにする。
【００３６】
（ｅ）次に、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。成膜条件としては、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）の条件で１．５μｍ成膜する。ＴＥＯＳを用いた成膜は比較的低温で行うことができ、基板の加熱をできる限り抑えられる点で都合がよい。
【００３７】
（ｆ）ＴＥＯＳハードマスク６２を成膜した後、吐出室２１、測定用凹部２４、ドライバ収容部２８（貫通穴）となる部分のＴＥＯＳハードマスク６２をエッチングするため、レジストパターニングを施す。ここで、本実施の形態においては、測定用凹部２４となる幅は、吐出室２１の幅の約１．５〜２倍となるようにする。そして、ふっ酸水溶液を用いてＴＥＯＳハードマスク６２が無くなるまで、それらの部分をエッチングしてＴＥＯＳハードマスク６２をパターニングし、それらの部分について、シリコン基板６１を露出させる。エッチングした後にレジストを剥離する。
【００３８】
（ｇ）次に、接合済み基板を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液に浸し、吐出室２１、測定用凹部２４、ドライバ収容部２８となる部分の厚さが約１０μｍになるまでウェットエッチングを行う。さらに、接合済み基板を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。このように、前記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、厚さ精度を０．８０±０．０５μｍ以下にすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化することができる。
【００３９】
（ｈ）ウェットエッチングを終了すると、接合済み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６２を剥離する。次に、ドライバ収容部２８となる部分のボロンドープ層を除去するため、ドライバ収容部２８となる部分が開口したシリコンマスクを、接合済み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、ドライバ収容部２８となる部分のみにプラズマを当てて、開口する。ここで、例えば接合済み基板とシリコン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、接合済み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。
【００４０】
（ｉ）さらに共通電極端子２７となる部分を開口したマスクを、接合済み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。
【００４１】
（ｊ）さらに、例えば、ギャップへの水分透過等を防ぐために、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ、蒸着、スパッタ等により、封止材２６を堆積させて封止を行う。堆積させる封止材２６の厚さについては、特に限定しないが、ギャップの幅が約０．２μｍであることから、例えば最薄部分で約２〜３μｍ又はそれ以上、他の基板との接合に影響しない範囲で堆積できればよい。
【００４２】
図５はレンズのＮＡ（開口数）と測定範囲との関係を表す図である。リザーバ基板３０を接合済み基板のキャビティ基板２０側から接合する前に、測定板２５の厚さを光学系の装置により測定し、検査を行う。測定の結果、規定の厚さを満たさない振動板２２を有するものについては、例えば、製品として用いないものと判断する。例えば、ＦＴ−ＴＲ反射光学系におけるレンズにおいてＮＡ＝０．５８とすると、ＮＡ＝ｓｉｎ（θ／２）であるので、θ＝７０．９°となる。
【００４３】
この角度に基づいた場合、実質測定幅（集めた光が遮られずに測定板２５（振動板２２）に到達し、十分な反射光が得られ、厚さが測定できる部分の幅）は次式（１）で表されるものとする。実質測定幅が正であれば、図５（ａ）のように、集まった光が測定板２５に到達する。一方、実質測定幅が負の値であれば、例えば吐出室側壁部分に光が当たってしまって測定板２５に到達しない等の障害が生じる可能性が高いため、測定板２５にうまく集光されず、その反射光の測定も十分に行えなくなる。ここで、測定用凹部２４（吐出室２１）の長手方向については、その長さが十分に確保されているため、側壁に関しては制限が小さく、長手方向の側壁近くで測定しない限り、特に考慮しなくてもよいと考えられる。
実質測定幅＝測定用凹部２４の幅−測定用凹部２４の深さ×１．２８  …（１）
【００４４】
図５（ｂ）においては、測定用凹部２４（吐出室２１）の深さが３５．０μｍの場合について（１）式に基づく値を算出している。ここで、現時点においては吐出室２１についてアスペクト比が約１のものがあるが、実質測定幅が負の値であるため、振動板２２の厚さを測定するには適さない。このことから測定専用の測定用凹部２４が必要となる。
【００４５】
図５（ｂ）では、実質測定幅が正の値になるのは、測定用凹部２４の幅が４５．０μｍ（アスペクト比が１．２９）になったときである（（１）式に基づけば、測定用凹部２４の幅が４４．８μｍのときに実質測定幅が０となる）。ここで、測定用凹部２４となる凹部を形成する際の寸法のバラツキを考慮すると、実質測定幅が５μｍ以上であることが望ましい。図５（ｂ）においては、測定用凹部２４の幅を５０．０μｍ（アスペクト比が１．４３≒１．５）以上有するように形成すれば、この条件を満たすことができる。
【００４６】
一方、幅を拡げた場合について考える。測定用凹部２４の幅を拡げると、その分、開口面積を大きくすることになる。ウェットエッチングの特性として、開口面積が大きくなった場合、エッチング液（エッチャント）のエッチング部分への浸透（回り込み）等の関係で、エッチング速度が異なる。そのため、吐出室２１の幅と測定用凹部２４の幅に差が生じると、ウェットエッチングにより形成される振動板２２と測定板２５との厚みが異なってしまう可能性がある。また、測定用凹部２４においても、角が形成されている部分に対してエッチングの進行が速く、測定板２５が平面でなく凸状になる可能性がある。振動板２２と測定板２５の厚みが乖離すると、測定板２５における厚みの測定は無意味なものとなってしまう。そこで、吐出室２１となる凹部と測定用凹部２４となる凹部のウェットエッチングによる形成条件をできる限り同じにし、振動板２２と測定板２５との厚みができる限り同じになる（測定板２５の厚さを測定することが、振動板２２の厚さを測定することと同じであると考えられる）ようにするため、測定用凹部２４の幅の上限を吐出室２１の幅の２倍程度とする。
【００４７】
以上のように、測定用凹部２４の幅の最適範囲は、吐出室２１の幅の約１．５〜２倍であると考えられるが、用いる光学系におけるレンズの開口数（θの値）、吐出室２１（測定用凹部２４）の凹部の深さ等により異なることがあるため、上記のような目的が達成できるのであれば、この範囲に限定するものではない。
【００４８】
ここで、理想的には、ウェハに１つ測定板２５（測定用凹部２４）を設けておけば、そのウェハにおける振動板２２の厚さが測定できることになるが、実際には、ウェハ内におけるバラツキも生じる。本実施の形態では、前述したように１つの液滴吐出ヘッドについて測定用凹部２４となる凹部が４つ設けられている。測定箇所の数については特に限定するものではないが、ウェハ内のできる限り多くの箇所における測定板２５の厚さを測定することで、より精度の高い判断に基づく検査を行うことができる。
【００４９】
（ｋ）あらかじめ別工程で作製していたリザーバ基板３０を、例えばエポキシ系接着剤により、接合済み基板のキャビティ基板２０側から接着し、接合する。また、ドライバＩＣ５０を個別電極１２及び信号リード線１３と接続する。さらに別工程で作製していたノズル基板４０についても同様に、例えばエポキシ系接着剤により、接合したリザーバ基板３０側から接着する。そして、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々のチップに切断し、液滴吐出ヘッドが完成する。
【００５０】
以上のように実施の形態１によれば、振動板２２と同じ工程により同じように形成した測定板２５を有する測定用凹部２４を吐出室２１とは別に設け、さらに測定板２５の絶縁膜開口部２３ａを設けた液滴吐出ヘッドについて、測定板２５により間接的に振動板２２の厚さを測定するようにしたので、絶縁膜２３により光を反射、吸収されることなく、測定板２５の厚さを測定することができ、これによって、液滴吐出ヘッドにおける振動板２２の正確な厚さをより確実に判断し、検査を行うことができる。また、形成する測定用凹部２４の幅を、吐出室２１の幅の約１．５〜２倍にしたので、吐出室２１（振動板２２）と測定用凹部２４（測定板２５）がほぼ同じように形成される条件を確保した上で、凹部側壁に遮られることなく、測定板２５に光を集め、所定の反射、干渉を行わせることができるため、容易に良好な結果を得られる測定を行うことができる。さらにボロンドープ層により振動板２２及び測定板２５を形成するようにしたので、ウェットエッチングによる板厚のバラツキを抑え、所定の厚さの振動板２２及び測定板２５を形成することができる。
【００５１】
実施の形態２．
図６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（プリンタ１００）の外観図である。また、図７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６及び図７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７において、被印刷物であるプリント紙１１０が支持されるドラム１０１と、プリント紙１１０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４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、有機化合物等の電界発光素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ等）の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。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
上述した実施の形態では、液滴吐出ヘッドの振動板について説明したが、同様にモータ、センサ、ＳＡＷフィルタのような振動素子（レゾネータ）、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ようにして測定板等を設け、可動電極の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【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である。
【図２】液滴吐出ヘッド断面を表す図である。
【図３】実施の形態１の液滴吐出ヘッドの製造工程（その１）を表す図である。
【図４】実施の形態１の液滴吐出ヘッドの製造工程（その２）を表す図である。
【図５】レンズのＮＡ（開口数）と測定範囲との関係を表す図である。
【図６】液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。
【図７】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  液滴吐出ヘッド、１０  電極基板、１１  凹部、１２  個別電極、１２ａ  ギャップ、１３  信号リード線、１４  液体取り入れ口、２０  キャビティ基板、２１  吐出室、２２  振動板、２３  絶縁膜、２３ａ  絶縁膜開口部、２４  測定用凹部、２５  測定板、２６  封止材、２７  共通電極端子、２８  ドライバ収容部、３０  リザーバ基板、３１  リザーバ、３２  供給口、３３  ノズル連通孔、４０  ノズル基板、４１  ノズル、５０  ドライバＩＣ、５１  ＦＰＣ  ５１ａ，５１ｂ  ＦＰＣ配線、６１  シリコン基板、６２  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。
【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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