(57)【要約】【課題】ギャップ内における化合物の濃度を保ちつつ封止を行え、ノズル基板接着時の割れを防ぐことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】吐出室５となる各凹部９の端部を封止する第１封止を行う工程と、各凹部９を外部に連通させる各凹部共通の気相処理ライン（気相処理溝１２，第２封止穴３１）を介してギャップＧ内の気相処理を行う工程と、気相処理ラインを封止する第２封止を行う工程とを有し、気相処理ラインを、電極ガラス基板２のキャビティ基板１との接合面と反対側の面で外部に連通するように電極ガラス基板２に形成し、外部に連通する部分にて第２封止を行うものである。【選択図】図５ｂ
2008044203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁を振動板とする吐出室を構成する複数の凹部が形成される第１の基板と、前記第１の基板に接合され、前記振動板にギャップを介して対向配置される複数の個別電極が形成されてなる第２の基板と、前記第１の基板において前記第２の基板が接合された面とは反対側の面に接合され、ノズル孔が形成されてなる第３の基板とを有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記吐出室となる前記各凹部の端部を封止する第１封止を行う工程と、
前記各凹部を外部に連通させる前記各凹部共通の通気ラインを介して前記ギャップ内の気相処理を行う工程と、
前記通気ラインを封止する第２封止を行う工程とを有し、
前記通気ラインを、前記第２の基板の前記第１の基板との接合面と反対側の面で外部に連通するように前記第２の基板に形成し、前記外部に連通する部分にて前記第２封止を行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記通気ラインは、前記各凹部を相互に連通するように結ぶ気相処理溝と該気相処理溝に連通し、前記第２の基板を貫通する貫通穴とで構成したことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記貫通穴を前記第２封止を行う直前に開口するようにしたことを特徴とする請求項２記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１封止は、前記各凹部の端部に封止材を成膜して堆積することにより行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記封止材を無機材料としたことを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
底壁を振動板とする吐出室を構成する複数の凹部が形成される第１の基板と、前記第１の基板に接合され、前記振動板にギャップを介して対向配置される複数の個別電極が形成されてなる第２の基板と、前記第１の基板において前記第２の基板が接合された面とは反対側の面に接合され、ノズル孔が形成されてなる第３の基板とを有する液滴吐出ヘッドであって、
前記吐出室となる前記各凹部の端部を封止する第１封止を行う工程と、
前記各凹部を外部に連通させる前記各凹部共通の通気ラインを介して前記ギャップ内の気相処理を行う工程と、
前記通気ラインを封止する第２封止を行う工程とを有し、
前記通気ラインを、前記第２の基板の前記第１の基板との接合面と反対側の面で外部に連通するように前記第２の基板に形成し、前記外部に連通する部分にて前記第２封止を行う液滴吐出ヘッドの製造方法で製造されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状の材料を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置の製造方法に関する。ここに、「液状の材料」とは、ノズルから吐出可能な粘度を有する材料をいい、材料が水性であると油性であるとを問わない。ノズルから吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、例えば静電アクチュエータを備えたインクジェットヘッドがある。インクジェットヘッドは、インクノズルに連通しているインク室の底面が弾性変形可能な振動板として形成されている。この振動板には、一定の間隔で基板が対向配置されている。これらの振動板および基板には、それぞれ対向電極が配置され、これらの対向電極の間の空間は封止された状態となっている。そして、対向電極間に電圧を印加すると、これらの間に発生する静電気力によってインク室の底面（振動板）が基板の側に静電吸引あるいは静電反発されて振動する。このインク室の底面の振動に伴って発生するインク室の内圧変動によりインクノズルからインク液滴が吐出される。対向電極間に印加する電圧を制御することにより、記録に必要な時にのみインク液滴を吐出する。
ここで、対向電極間に繰り返し電圧を印加してインクジェットヘッドの駆動を繰り返していると、静電吸引特性あるいは静電反発特性が低下する現象が見られる。このような弊害を回避するために、アクチュエータ表面を疎水化処理することが考えられる。
【０００３】
そこで、インクジェット駆動時に振動板の電極への貼り付きを防止するために、ギャップ内を気密封止する必要がある。その方法として従来、個別電極の封止（第１封止という）をした後、ギャップ内の気相処理（脱水処理及び疎水処理）を行い、気相処理ラインを封止（第２封止とよぶ）する手順で気密封止を行っている。この時、第２封止はキャビティ基板に設けた封止穴に例えばエポキシ系接着剤を盛ることで行っていた（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、封止を２段階で行うことによってギャップ内の疎水処理のための化合物の濃度を高く保つことができるという効果を有している。すなわち、比較的封止面積が多く時間を要する第１封止を行った後にギャップ内の気相処理を行い、その後、封止穴の１箇所で封止を行える第２封止を行うことで、疎水処理を行ってから封止が完了までの時間が短くて済み、ギャップ内における化合物の濃度低下を防止することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２６３０１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、第１封止及び第２封止で用いたエポキシ系接着剤が所望の封止位置から洩れ出してキャビティ基板の上に乗り上げてしまい、ノズル基板接着時に割れることがあった。
【０００６】
そこで本発明は、ギャップ内における化合物の濃度を保ちつつ封止を行え、ノズル基板接着時の割れを防ぐことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッド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】
【０００７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、底壁を振動板とする吐出室を構成する複数の凹部が形成される第１の基板と、第１の基板に接合され、振動板にギャップを介して対向配置される複数の個別電極が形成されてなる第２の基板と、第１の基板において第２の基板が接合された面とは反対側の面に接合され、ノズル孔が形成されてなる第３の基板とを有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、吐出室となる各凹部の端部を封止する第１封止を行う工程と、各凹部を外部に連通させる各凹部共通の通気ラインを介してギャップ内の気相処理を行う工程と、通気ラインを封止する第２封止を行う工程とを有し、通気ラインを、第２の基板の第１の基板との接合面と反対側の面で外部に連通するように第２の基板に形成し、外部に連通する部分にて第２封止を行うものである。
このように、第２封止を、第２の基板の第３の基板との接合面と反対側の面で行うため、第２封止で用いる封止材が第３の基板との接合面側に乗り上げることがなく、第３の基板接着時の割れを防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、通気ラインを、各凹部を相互に連通するように結ぶ気相処理溝と気相処理溝に連通し、第２の基板を貫通する貫通穴とで構成したものである。
このようにして通気ラインを第２の基板に形成できる。
【０００９】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、貫通穴を第２封止を行う直前に開口するようにしたものである。
これにより、貫通穴から薬液がギャップ内に浸入することを防止できる。
【００１０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第１封止は、各凹部の端部に封止材を成膜して堆積することにより行うものである。
このように、第１封止を成膜により行うようにしたので、接着剤を用いる場合のように第１の基板の第３の基板との接合面側に封止材が乗り上げるのを防止でき、第３の基板の基板接合時の割れを防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、封止材を無機材料としたものである。
このように無機材料とすることにより、絶縁性、気密封止能力が高く、洗浄などに用いる酸性、アルカリ性溶液に対して耐性を有する封止部を形成できる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、底壁を振動板とする吐出室を構成する複数の凹部が形成される第１の基板と、第１の基板に接合され、振動板にギャップを介して対向配置される複数の個別電極が形成されてなる第２の基板と、第１の基板において第２の基板が接合された面とは反対側の面に接合され、ノズル孔が形成されてなる第３の基板とを有する液滴吐出ヘッドであって、吐出室となる各凹部の端部を封止する第１封止を行う工程と、各凹部を外部に連通させる各凹部共通の通気ラインを介してギャップ内の気相処理を行う工程と、通気ラインを封止する第２封止を行う工程とを有し、通気ラインを、第２の基板の第１の基板との接合面と反対側の面で外部に連通するように第２の基板に形成し、外部に連通する部分にて第２封止を行う液滴吐出ヘッドの製造方法により製造されたものである。
これにより、振動板の電極への貼り付きが発生しない耐久性に優れた液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の製造方法により製造された液滴吐出ヘッドについて説明する。なお、ここでは液滴吐出ヘッドの一例として、ノズル基板の表面に設けられたインクノズルからインク液滴を吐出するフェイス吐出型のインクジェットヘッドについて図１及び図２を参照して説明する。また、本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではなく、基板の端部に設けられたインクノズルからインク液滴を吐出するエッジ吐出型のインクジェットヘッドにも適用できるものである。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドを分解して表した図である。
本実施の形態のインクジェットヘッドは、第１の基板であるキャビティ基板１と、第２の基板である電極ガラス基板２と、第３の基板であるノズル基板３が積層された三層構造となっている。
【００１５】
キャビティ基板１は例えば厚さ約５０μｍの（１１０）面方位のＳｉ単結晶基板（以下、単にＳｉ基板という）で構成されている。Ｓｉ基板に異方性ウェットエッチングを施すことにより、底壁が振動板４となる吐出室５、各ノズル共通に吐出する液体を溜めておくためのリザーバ６が形成されている。また、キャビティ基板１には電極端子７が形成され、後述の図２に示す発振回路１７と接続される。ここで、キャビティ基板１の下面（電極ガラス基板２と対向する面）には、絶縁膜８が形成される。この絶縁膜８は、本例ではＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）膜０．１μｍでプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により成膜している。これは、インクジェットヘッドを駆動させた時の絶縁膜破壊及び短絡を防止するためである。
【００１６】
振動板４は、高濃度のボロンドープ層で構成されている。このボロンドープ層は、ボロンを高濃度（約５×１０19ａｔｏｍｓ／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。そして、ボロンドープ層がエッチングストップ層として機能することにより、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ようになっている。
【００１７】
電極ガラス基板２は厚さ約１ｍｍであり、図１で見るとキャビティ基板１の下面に接合される。ここで電極ガラス基板２となるガラスにはホウ珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いることにする。電極ガラス基板２には、キャビティ基板１に形成される各吐出室５に対向する位置に、深さ約０．２μｍの凹部９が設けられる。
【００１８】
また、凹部９は、電極ガラス基板２の端部まで延びるように形成されており、凹部９の底面には、個別電極１０から延びるリード部１０ａ及び端子部１０ｂが形成されている（以下、個別電極１０、リード部１０ａ、端子部１０ｂを合わせて電極部と呼ぶ）。
【００１９】
本実施の形態では、凹部９の底面に形成する電極部の材料として、酸化錫を不純物としてドープした透明のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を用い、凹部９内に例えば０．１μｍの厚さにスパッタ法を用いて成膜する。その際、後述するように、個別電極１０と電極ガラス基板２に接合するシリコン基板とを等電位にするための接点（以下、等電位接点という）となるＩＴＯパターン１１も個別電極１０と同時に成膜しておく。
【００２０】
また、絶縁膜８と個別電極１０との間には、後述する図２に示すようにギャップＧが形成されるが、このギャップＧは、この凹部９の深さ及び電極部の厚さにより決まることになる。ここで、電極部の材料はＩＴＯに限定するものではなく、クロム等の金属等を材料に用いてもよいが、本実施の形態では、透明であるので放電したかどうかの確認が行い易い等の理由でＩＴＯを用いることとする。
【００２１】
また、電極ガラス基板２には、各凹部９を相互に連通するように結ぶ気相処理溝１２が凹部９と同様の深さ約０．２μｍで形成されている。気相処理溝１２はギャップＧ内の水分除去を行った後、疎水処理を行うために用いられるもので、詳細については後述する。また、電極ガラス基板２には、リザーバ６と連通するインク供給口１３が設けられている。
【００２２】
ノズル基板３は例えば厚さ約１８０μｍのシリコン基板で構成されており、吐出室５と連通するノズル孔１４が形成されている。また、ノズル基板３の図１において下面（キャビティ基板１と接合される接合側の面）には、吐出室５とリザーバ６とを連通させるためのオリフィス１５が形成されている。また、ノズル基板３の両端には、キャビティ基板１に形成されているリザーバ６に対向してリザーバ６内の圧力変動を抑制するダイアフラム１６が形成されている。
【００２３】
図２は、図１の右半分のインクジェットヘッドの概略構成を示す図で、図２（ａ）は吐出室５を長手方向に割断した部分の断面図、図２（ｂ）は、等電位接点部分の断面図である。
【００２４】
キャビティ基板１の電極端子７は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）（図示せず）を介して発振回路１７に接続されている。また、キャビティ基板１において端子部１０ｂと対応する部分には貫通穴２１が形成されており、その貫通穴２１から端子部１０ｂがＦＰＣ（図示せず）を介して発振回路１７に接続されるようになっている。発振回路１７は、端子部１０ｂを介して個別電極１０に電荷の供給及び停止を制御する。発振回路１７は例えば２４ｋＨｚで発振し、個別電極１０に０Ｖと３０Ｖのパルス電位を印加して電荷供給を行う。このように発振回路１７が駆動し、個別電極１０に電荷を供給して正に帯電させると、振動板４は負に帯電し、静電気力により個別電極１０に引き寄せられて撓む。これにより吐出室５の容積は広がる。そして個別電極１０への電荷供給を止めると振動板４は元に戻る。このとき、吐出室５の容積も元に戻るため、その圧力により差分のインクが吐出し、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が行われる。そして、振動板４が再び下方へ撓むことにより、インクがリザーバ６よりオリフィス１５を通じて吐出室５内に補給される。また、インクジェットヘッドへのインクの供給は、電極ガラス基板２上に形成したインク供給口１３により行うようになっている。このように主に振動板４と個別電極１０によって静電アクチュエータが構成されている。なお、このような方法は引き打ちと呼ばれるものであるが、バネ等を用いて液滴を吐出する押し打ちと呼ばれる方法もある。
【００２５】
また、ギャップＧの端部には封止部１８が形成され、個別電極１０単位で封止が行われるようになっている。この封止部１８は、キャビティ基板１に形成された貫通穴２１を介して例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学的気相法）、スパッタ、蒸着などの方法により、封止材を堆積することにより形成されるものである。本例では無機材料の封止材を成膜により堆積することにより形成するようにしている。
【００２６】
なお、本例では、各凹部９の端部の封止（第１封止という）を行った後、ギャップＧ内の気相処理（脱水処理及び疎水処理）を行い、そして、その気相処理を行うための気相処理ライン（凹部９を外部に連通させる通気ラインに相当）を封止（第２封止とよぶ）するといった２段階で気密封止を行うようにしている。これは、上記従来の説明でも述べたように、ギャップＧ内の疎水処理のための化合物の濃度を高く保つためである。この気相処理（疎水処理）により、絶縁膜８の表面及び個別電極１０の表面にはヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）で構成された疎水化膜２２が形成されている。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、電極ガラス基板２には、電極ガラス基板２とキャビティ基板１とを陽極接合する際に個別電極１０とキャビティ基板１との間を等電位とするための等電位接点が設けられている。等電位接点となる部分については、ガラス基板２に凹部９を形成する際、エッチングせず残しておく。そして、その上に、導電性であるＩＴＯ０．１μｍを個別電極１０とともに成膜し、ＩＴＯパターン１１を形成する。したがって、等電位接点は、電極ガラス基板２表面よりもＩＴＯパターン１１の分だけ０．１μｍ突出していることとなる。一方、キャビティ基板１においては、等電位接点に対応する部分のＴＥＯＳ膜（０．１μｍ）を取り除き、キャビティ基板１の主となる材料であるＳｉ基板（ボロンドープ層）を露出する窓を形成する。この窓を介してＳｉ基板とＩＴＯパターン１１とを接触させることで、陽極接合時において、ＩＴＯパターン１１と電気的に接続されている個別電極１０とＳｉ基板との等電位を確保する。
【００２８】
図３は、電極ガラス基板を上面から見た図で、特に、第１封止及び第２封止後の状態を示している。通常、液滴吐出ヘッドはウェハ単位で作られ、最終的に各液滴吐出ヘッド（ヘッドチップ）に切り離される。
図３において、大気開放穴３０は、凹部９を外部に連通させるもので、陽極接合の際にギャップＧが密閉された状態になるのを防ぐためのものである。例えば、陽極接合時等、各基板への加熱等による酸素等の気体発生によってギャップＧ内が加圧されるのを防ぐためのものである。なお、この大気開放穴３０は、サンドブラスト法や切削加工等により形成する。
【００２９】
また、本例では、上述したように、ギャップＧ内の気相処理（脱水処理及び疎水処理）を行うため気相処理ラインを気相処理後に封止（第２封止）するようにしており、図３の符号３１は、気相処理溝１２と共に気相処理ラインを構成する第２封止穴を示している。第２封止穴３１は、気相処理溝１２に連通し、電極ガラス基板２に貫通形成されている。
【００３０】
ダイシングライン４０は、ウェハに一体形成された複数の液滴吐出ヘッドを切り離す際のラインである。したがって、図３においてダイシングライン４０よりも右側及び上側にある部分は、完成した液滴吐出ヘッドには残らない。すなわち大気開放穴３０及び第２封止穴３１は、完成したインクジェットヘッドには残らない。
【００３１】
次に、このインクジェットヘッドの製造方法について図４乃至図５ｂを参照して説明する。なお、以下において示す具体的な数値等の物理量はあくまでも一例を示すものであり、これに限定されるものではない。
図４は、電極ガラス基板の製造方法、図５ａ，図５ｂは、図４に続くインクジェットヘッドの製造工程を表す図である。なお、図５ａにおいて（ａ）から（ｄ）までは電極ガラス基板の等電位接点部分における断面を示し、（ｅ）以降および図６は電極ガラス基板の個別電極部分における断面を示す。
【００３２】
まず、電極ガラス基板の製造方法について図３を参照して説明する。
（ａ）約１ｍｍのガラス基板１００に、エッチングマスクとなるＣｒ膜１０１を片面に０．１μｍ成膜する。
（ｂ）成膜したＣｒ膜１０１の表面にレジスト１０２を塗布し、凹部９を作り込む為のレジストパターニングを施す。
（ｃ）レジスト１０２をマスクとして硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングし、Ｃｒ膜１０１をパターニングする。
（ｄ）レジスト１０２を付けた状態でガラス基板１００をフッ化アンモニウム水溶液に浸し、０．２μｍエッチングして凹部９を形成する。等電位接点となる部分については、エッチングを行わずに残しておく。ここで、等電位接点の形状については、電極部とＳｉ基板とを接触させて等電位にすることができればその形状は問わない。
（ｅ）レジスト１０２を剥離し、次にＣｒ膜１０１を剥離する。
【００３３】
（ｆ）例えばスパッタ法を用いて０．１μｍの厚さの電極部材１０３をパターニング面全面に成膜する。本例では電極部材としてＩＴＯを用いる。
（ｇ）パターニング面にレジスト１０４塗布し、凹部９内及び等電位接点部にＩＴＯ膜が残るようにレジストパターニングを行う。
（ｈ）そして、そのレジスト１０４をマスクとしてＩＴＯ膜１０３のうち不要な部分を除去し、凹部９内に電極部を形成する。そして、レジスト１０４を剥離する。
（ｉ）インク供給口１３及び大気開放穴３０をサンドブラスト法または切削加工により形成し、貫通させる。また、第２封止穴３１も同様にサンドブラスト法または切削加工により堀削するが、貫通させずに残りの厚みが約１０μｍとなったところでストップする。なお、全ての個別電極１０用の凹部９と等電位接点用の凹部は図２に示すように一端部でつながっており、かつガラス基板１００を貫通する大気開放穴３０と連通している。
以上により電極ガラス基板２が作成される。
【００３４】
次に、インクジェットヘッド完成までの製造方法について説明する。
図５ａ及び図５ｂは、図４ｂに続くインクジェットヘッドの製造工程を表す図である。
【００３５】
（ａ）図４に示す製造方法により加工した電極ガラス基板２を準備する。
（ｂ）（１１０）を面方位とする酸素濃度の低いＳｉ基板２００の片面を鏡面研磨し、２２０μｍの厚みの基板を作製する。次に、Ｓｉ基板２００のボロンドープ層３０１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。縦型炉に石英ボートをセットし、炉内を窒素雰囲気にし、温度を１０５０℃に上昇させ、そのまま温度を７時間保持し、ボロンをＳｉ基板２００中に拡散させ、ボロンドープ層２０１を形成する。
ボロンドープ工程では、Ｓｉ基板２００の投入温度を８００℃とし、Ｓｉ基板２００の取出し温度も８００℃とすることが好ましい。これにより、酸素欠陥の成長速度が速い領域（６００℃から８００℃）をすばやく通過することができるため、酸素欠陥の発生を抑えることができる。また、ボロンドープ層２０１の表面にはボロン化合物が形成されるが（図示せず）、酸素及び水蒸気雰囲気中、６００℃の条件で１時間３０分酸化することで、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エッチング除去する。
その後、ボロンドープ層２０１を形成した面にプラズマＣＶＤ法により絶縁膜（ＴＥＯＳ絶縁膜）８を、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０．１μｍ成膜する。
次に、成膜したＴＥＯＳ絶縁膜８の表面にレジストを塗布し、陽極接合時に等電位接点３３が接触する窓部８ａを開けるためのレジストパターニングを施し、ふっ酸水溶液でエッチングしＴＥＯＳ絶縁膜８をパターニングする。そしてレジストを剥離する。
【００３６】
（ｃ）Ｓｉ基板２００と電極パターン形成済みの電極ガラス基板２を３６０℃に加熱した後、電極ガラス基板２に負極、Ｓｉ基板２００に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して陽極接合する。
陽極接合時にはＳｉ基板２００と電極ガラス基板２の界面でガラスが電気化学的に分解され酸素が発生する。また加熱によって表面に吸着していたガスが発生するケースがある。しかし、これらのガスは大気開放穴３０から逃げる為、ギャップＧ内が正圧になることは無い。
このとき、ＩＴＯ膜１０３とＳｉ基板２００は等電位接点で接触し、ＩＴＯ膜１０３とＳｉ基板２００は等電位となる。したがって、陽極接合中にギャップＧ内で放電が起こることがない。
【００３７】
（ｄ）陽極接合後、Ｓｉ基板２００表面を、Ｓｉ基板２００の厚みが約６０μｍになるまで研削加工を行う。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でＳｉ基板２００を約１０μｍエッチングする。これによりＳｉ基板２００の厚みは約５０μｍとなる。
なお、研削工程及び加工変質層除去工程では、大気開放穴３０から液体がギャップＧ内に入り込まないように、片面保護治具やテープ等を用いて、大気開放穴３０を保護する。第２封止穴３１は貫通していない為、液体が第２封止穴３１からギャップＧ内に入り込むことはない。
（ｅ）全面エッチング面にプラズマＣＶＤを用いて、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ＴＥＯＳエッチングマスク２０２を１．０μｍ成膜する。
【００３８】
（ｆ）大気開放穴３０にエポキシ系接着剤を流し込み、穴を封止する。これによりギャップＧは密閉状態となり、以後の工程で大気開放穴３０から液体が入り込むことが無くなる。
この工程は、ＴＥＯＳエッチングマスク２０２を成膜した後に行うのが望ましい。もし成膜前に大気開放穴３０を封止すると、閉じ込められたギャップＧ内の気体が、成膜時に熱膨張し、薄くなったＳｉ基板２００を押し上げて、Ｓｉ基板２００が割れるからである。
次にＴＥＯＳエッチングマスク２０２にレジストパターニングを施し、ふっ酸水溶液でエッチングし、吐出室５に対応する部分２０２ａをパターニングする。そしてレジストを剥離する。
（ｇ）さらにＴＥＯＳエッチングマスク２０２にレジストパターニングを施し、ふっ酸水溶液で０．７μｍだけエッチングし、リザーバ６に対応する部分２０２ｂ及び貫通穴２１に対応する部分２０２ｃをパターニングする。リザーバ６に対応する部分２０２ｂ及び貫通穴２１に対応する部分２０２ｃのＴＥＯＳエッチングマスクの残りは０．３μｍとなる。これは、最終的にリザーバ部及び貫通穴部に厚みを持たせ、剛性を高くするためである。そしてレジストを剥離する。
このとき、特開２００４−３０６４４４のように、貫通穴部にはＳｉの島が残るようにパターニングしてもよい。
【００３９】
（ｈ）接合済み基板を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室５となる凹部の厚みが約５μｍになるまで行う。この時、リザーバ６となる部分及び貫通穴２１となる部分はエッチングがまだ始まらない。
（ｉ）そして、リザーバ６に対応する部分２０２ｂ及び貫通穴２１に対応する部分２０２ｃのＴＥＯＳエッチングマスク２０２を除去する為、ふっ酸水溶液に接合済み基板を浸し、除去する。
（ｊ）接合済み基板を３ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に約２０分間浸し、ボロンドープ層３０１でのエッチングレート低下によるエッチングストップをさせる。これにより、吐出室５が形成される。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、振動板４の面荒れを抑制し、厚み精度を０．８０±０．０５μｍ以下にすることができ、インクジェットヘッドの吐出性能を安定化することができる。
なお、リザーバ６及び貫通穴２１となる部分の凹部２００ａ，２００ｂの深さは約３０μｍとなる。従って、リザーバ６及び貫通穴２１となる部分の凹部２００ａ，２００ｂの厚みは約２０μｍとなる。
【００４０】
このように厚みを残しておくことにより、強度が向上し、Ｓｉエッチング中にリザーバ部や貫通穴部が割れることが無くなり、歩留まりを向上することができる。すなわち、リザーバ部及び貫通穴部は振動板部に比べ、大きな面積を持つため、シリコンエッチングによって底部を薄くしていく場合、振動板４と同じ程度の厚さの薄膜が残るような構造であると、非常に剛性が弱く、機械的な振動や電極間ギャップ内に挟まった異物が押し上げる力等によって、割れる場合がある。そこで本実施形態のように、２０μｍ程度の厚さを持たせる構造とすることにより、薄膜化していく工程で割れることがなくなり、歩留まりを向上することができる。
【００４１】
（ｋ）Ｓｉエッチングが終了したら、接合済み基板をふっ酸水溶液に浸し、Ｓｉ基板２００表面のＴＥＯＳエッチングマスク２０２を剥離する。
（ｌ）貫通穴部に残っているＳｉ薄膜を除去する為に、ＳｉマスクをＳｉ基板２００表面に取り付け、ＲＦパワー２００Ｗ、圧力４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4流量３０ｃｍ3／ｍｉｎ（３０ｓｃｃｍ）の条件で、ＲＩＥドライエッチングを１時間行い、貫通穴部のみにプラズマを当て、開口し、貫通穴２１を形成する。この時ギャップＧ内は大気開放される。
さらに、電極ガラス基板２のインク供給口１３となる孔部からレーザ加工を施してシリコＳｉ基板２００のリザーバ部の底部を貫通させて、インク供給口１３を形成する。
【００４２】
（ｍ）リード部１０ａの端部（各凹部９の端部）に封止材が堆積するように開口したＳｉマスクをＳｉ基板表面に取り付ける。ここでは封止材としてＴＥＯＳ膜を用いる。そして、プラズマＣＶＤを用いて、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ＴＥＯＳ膜を３．０μｍ成膜し封止部１８を形成する。このように、封止材を成膜して堆積することにより第１封止を行うようしたので、キャビティ基板１上に封止材が乗り上げることなく、第１封止を行うことができる。
【００４３】
（ｎ）ドライエッチングまたはレーザー加工により第２封止穴３１に残っているガラスを除去し、第２封止穴３１を貫通させる。
（ｏ）接合基板を真空チャンバーに入れた後、窒素雰囲気中にさらし、ギャップＧ内の水分を除去する。その後、ＨＭＤＳガス雰囲気に接合基板をさらす。これにより、気相処理ライン（第２封止穴３１及び気相処理溝１２）を介してギャップＧ内にＨＭＤＳガスが充填される。そして、第２封止穴３１に封止材（エポキシ系樹脂）３１ａを注入し、硬化させることで、ギャップＧは再び密閉状態になる。
このように第２封止穴３１を電極ガラス基板２に設け、キャビティ基板１の接合面とは反対側の面から第２封止穴３１に封止材３１ａを注入して封止するようにしたので、キャビティ基板１上に封止材３１ａが乗り上げることなく、ギャップＧを気密封止（第２封止）することができる。
（ｐ）キャビティ基板１の表面にノズル基板３をエポキシ系接着剤により接着する。
（ｑ）ダイシングライン４０に沿ってダイシングを行い、個々のヘッドに切断する。この時、陽極接合時には短絡していた電極部（図３参照）は、凹部９毎に分断される。また大気開放穴３０及び第２封止穴３１もヘッドから切り離される。
以上により、図１に示したインクジェットヘッドが完成する。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法によれば、第２封止穴３１を電極ガラス基板２に設け、キャビティ基板１の接合面とは反対側の面から第２封止穴３１に封止材３１ａを注入して封止するようにしたので、キャビティ基板１上に封止材３１ａが乗り上げることなく、ノズル基板接着時の割れを防ぐことができる。
すなわち、各凹部９を外部に連通させる気相処理ラインを電極ガラス基板２に設け、その気相処理ラインが電極ガラス基板２のキャビティ基板１との接合面と反対側の面で外部に連通するようにし、その外部に連通する部分にて第２封止を行うようにしたことにより、キャビティ基板１上に封止材３１ａが乗り上げるといった不都合を確実に防止できる。
【００４５】
また、第２封止穴３１は事前に貫通させず、第２封止を行う直前に開口するようにしたので、第２封止穴３１から薬液がギャップＧ内に浸入することがなくなり、歩留まりを向上することができる。
【００４６】
また、第１封止及び第２封止の２段階で封止を行うようにしたので、ギャップＧ内の疎水処理のための化合物の濃度を高く保つことができ、振動板４の個別電極１０への貼り付きが発生しない耐久性に優れたインクジェットヘッドを得ることができる。
【００４７】
また、Ｓｉ基板２００と電極ガラス基板２を接合した後に、吐出室５等の各部分を形成する方法を用いているため、基板の取り扱いが容易となるため、基板の割れを低減することができ、かつ基板の大口径化が可能となる。大口径化が可能となれば、一枚の基板から多くのインクジェットヘッドを取り出すことができるため、生産性を向上させることができる。
【００４８】
上記の実施形態では、インクジェットヘッドの製造方法について述べたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明の思想の範囲内で種々変更することができる。例えば、ノズル孔１４より吐出される液状材料を変更することにより、インクジェットプリンタのほか、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、遺伝子検査等に用いられる生体分子溶液のマイクロアレイの製造など様々な用途の液滴吐出装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図。
【図２】図１の右半分のインクジェットヘッドの概略構成を示す図。
【図３】電極ガラス基板を上面から見た図。
【図４】電極ガラス基板の製造方法を示す図。
【図５ａ】図４に続くインクジェットヘッドの製造工程を示す断面図（１／２）。
【図５ｂ】図４に続くインクジェットヘッドの製造工程を示す断面図（２／２）。
【符号の説明】
【００５０】
１  キャビティ基板、２  電極ガラス基板、３  ノズル基板、４  振動板、５  吐出室、１０  個別電極、１２  気相処理溝、１４  ノズル孔、１８  封止部、２１  貫通穴、２２  疎水化膜、３１  封止穴、３１ａ  封止材。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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