(57)【要約】【課題】電気絶縁性を安定的に確保し、静電アクチュエータの信頼性の向上を図ることができる液滴吐出ヘッドの製造方法等を提供する。【解決手段】個別電極４１が形成された電極基板４と、吐出室３１となる複数の凹部３３が少なくとも形成されるシリコン基板３００とを、個別電極４１と吐出室１の振動板３２となる部分がギャップ４２を介して対向するようにして接合する工程と、電極基板４と接合されたシリコン基板３００を薄板化する工程と、薄板化されたシリコン基板３００に、少なくとも液体流路となる部分をウエットエッチングによりエッチングし、電極取出部４６ｂとなる部分近傍の絶縁膜３４を保護絶縁膜３７によって保護し、電極取出部４６ｂをドライエッチングにより開口し封止孔部４６ａを介してギャップ４２と貫通させる工程とを含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル孔と、該ノズル孔と連通して液体流路の一部を構成する吐出室と、該吐出室に液を供給する液体供給部と、前記吐出室の壁面の一部に形成された振動板と、該振動板と対向配置された個別電極と、該個別電極の電極取出部とを少なくとも備え、複数の基板を積層してなる液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記複数の基板の一つであるガラス基板にギャップ段差部を形成した後に該ギャップ段差部の表面に前記個別電極を設けて電極基板を形成する工程と、
前記複数の基板の一つであるシリコン基板の前記振動板となる側の面に絶縁膜を形成したのち、該絶縁膜の表面に該絶縁膜をドライエッチングから保護する保護絶縁膜を形成する工程と、
前記個別電極が形成された前記電極基板と、前記吐出室となる複数の凹部が少なくとも形成される前記シリコン基板とを、前記個別電極と前記吐出室の振動板となる部分がギャップを介して対向するようにして接合する工程と、
前記電極基板と接合された前記シリコン基板を薄板化する工程と、
前記薄板化されたシリコン基板に、少なくとも液体流路となる部分をウエットエッチングによりエッチングし、前記電極取出部となる部分近傍の前記絶縁膜を前記保護絶縁膜によって保護し、前記電極取出部をドライエッチングにより開口し封止孔部を介して前記ギャップと貫通させる工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記シリコン基板の絶縁膜の表面に該絶縁膜をドライエッチングから保護する保護絶縁膜を形成する際、前記シリコン基板の電極取出部の封止孔部となる部分近傍の絶縁膜上に前記保護絶縁膜を形成する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】
前記保護絶縁膜はフォトリソエッチングにより形成する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】
前記保護絶縁膜が、Ａｌ2Ｏ3又はＳｉＮからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁膜が、ＳｉＯ2 からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記薄板化されたシリコン基板に少なくとも液体流路となる部分をウエットエッチングによりエッチングし、前記シリコン基板にシリコンマスクをセットしてドライエッチングし、前記電極取出部を開口することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ドライエッチングは、ＲＩＥドライエッチングを用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７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、インクジェットヘッド等の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。
【背景技術】
【０００２】
昨今の静電駆動方式のインクジェットプリンタは、高解像度画像の高速印刷および多色印刷のために、インクジェットヘッドの多ノズル化および多列化が進んでおり、それに伴って１列当たりのノズルおよび吐出室の数が増加し、ノズル列の長尺化が進んでいる。このノズル列は一般的に、１列ごとに異なった色のインクを吐出するようになっている。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドに、予めガラス基板に個別電極がパターン形成された電極基板とシリコン基板とを接合してから、シリコン基板を薄板化し、その後にシリコン基板に吐出室やリザーバ等のインク流路の各部分を形成する製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。この製造方法では、吐出室およびリザーバ部のエッチングマスクとして、プラズマＣＶＤにより成膜したＴＥＯＳ膜を用いている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８２５７２号公報（第６頁−第７頁、図４）
【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、特許文献１のような製造方法では、シリコン基板をエッチングしたあと、基板全体をフッ酸水溶液に浸し、シリコン基板の表面に設けられたＴＥＯＳ膜をウエットエッチングにより剥離する。このため、振動板を構成するシリコン薄膜部にウェットエッチングによる微小なクラック等の欠陥が多数発生し、場合によっては吐出室の気密性が損なわれる場合があった。
【０００６】
このため、振動板を構成するシリコン薄膜部の欠陥を少なくし、かつ吐出室の気密性を優れたものとするため、シリコン基板をエッチングした後、ＴＥＯＳ膜をウエットエッチングによって剥離せずに残しておき、それ以後の工程にドライエッチングを採用し、個別電極取出口等をドライエッチングにより開口する製造方法がある。
【０００７】
しかしながら、このような製造方法によっても、ドライエッチングによって電極取出部を開口するときに、振動板の絶縁破壊等を防止するために成膜した封止孔部近傍の絶縁膜がエッチングガスによって損傷を受け、この損傷部において電気絶縁性を確保することが困難となり、静電アクチュエータとしての機能を果たすことができなくなる場合もあった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ドライエッチングに対する耐性を有する保護絶縁膜によってあらかじめ上記の絶縁膜を保護しておき、電極取出部を開口するときに、絶縁膜をドライエッチングのプロセスダメージから保護して、上記の絶縁膜による電気絶縁性を安定的に確保し、静電アクチュエータの信頼性の向上を図ることができ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】
【０００９】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズル孔と、該ノズル孔と連通して液体流路の一部を構成する吐出室と、該吐出室に液を供給する液体供給部と、前記吐出室の壁面の一部に形成された振動板と、該振動板と対向配置された個別電極と、該個別電極の電極取出部とを少なくとも備え、複数の基板を積層してなる液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記複数の基板の一つであるガラス基板にギャップ段差部を形成した後に該ギャップ段差部の表面に前記個別電極を設けて電極基板を形成する工程と、前記複数の基板の一つであるシリコン基板の前記振動板となる側の面に絶縁膜を形成したのち、該絶縁膜の表面に該絶縁膜をドライエッチングから保護する保護絶縁膜を形成する工程と、前記個別電極が形成された前記電極基板と、前記吐出室となる複数の凹部が少なくとも形成される前記シリコン基板とを、前記個別電極と前記吐出室の振動板となる部分がギャップを介して対向するようにして接合する工程と、前記電極基板と接合された前記シリコン基板を薄板化する工程と、前記薄板化されたシリコン基板に、少なくとも液体流路となる部分をウエットエッチングによりエッチングし、前記電極取出部となる部分近傍の前記絶縁膜を前記保護絶縁膜によって保護し、前記電極取出部をドライエッチングにより開口し封止孔部を介して前記ギャップと貫通させる工程とを含むものである。
【００１０】
電極機能を有する単結晶シリコン基板の加工において、シリコン基板の振動板となる側の面に成膜された絶縁膜の表面にドライエッチング耐性を有する保護絶縁膜を成膜し、電極取出部を開口する際に、保護絶縁膜によって電極取出部となる部分近傍の絶縁膜をドライエッチングのプロセスダメージから保護するようにしたので、ドライエッチングに起因する絶縁膜のダメージによって絶縁膜の絶縁性が低下するのを防止することができ、これにより、電気絶縁性が安定して高く、気密性に優れた吐出室を有する信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記シリコン基板の絶縁膜の表面に該絶縁膜をドライエッチングから保護する保護絶縁膜を形成する際、前記シリコン基板の電極取出部の封止孔部となる部分近傍の絶縁膜上に前記保護絶縁膜を形成するものである。
【００１２】
電極機能を有する単結晶シリコン基板の加工において、シリコン基板の電極取出部の封止孔部となる部分近傍の絶縁膜上にドライエッチング耐性を有する保護絶縁膜を部分的に成膜し、電極取出部を開口する際に、保護絶縁膜によって電極取出部の封止孔部となる部分近傍の絶縁膜をドライエッチングのプロセスダメージから保護するようにしたので、ドライエッチングに起因する絶縁膜のダメージによって絶縁膜の絶縁性が低下するのを防止することができ、これにより、電気絶縁性が安定して高く、気密性に優れた吐出室を有する信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記保護絶縁膜をフォトリソエッチングにより形成するものである。
フォトリソエッチングによって、例えば電極取出部の封止孔部となる部分近傍の絶縁膜上にのみ部分的に保護絶縁膜を形成することにより、静電アクチュエータ部の絶縁膜厚を変えずに構造設計することが可能になる。この場合、静電アクチュエータの電極間ギャップを変化させないため、静電エネルギーを変えることがない。
【００１４】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記保護絶縁膜が、Ａｌ2 Ｏ3 又はＳｉＮからなるものである。
電極取出部を開口する際に、Ａｌ2 Ｏ3 又はＳｉＮからなる保護絶縁膜によって電極取出部となる部分近傍の絶縁膜をドライエッチングのプロセスダメージから保護するようにしたので、ドライエッチングに起因する絶縁膜のダメージによって絶縁膜の絶縁性が低下するのを防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記絶縁膜が、ＳｉＯ2 からなるものである。
保護絶縁膜を設けたため、電極取出部の開口時にドライエッチングによってＳｉＯ2 絶縁膜がダメージを受けることがなく、ＳｉＯ2 絶縁膜の絶縁性が低下するのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記薄板化されたシリコン基板に少なくとも液体流路となる部分をウエットエッチングによりエッチングし、前記シリコン基板にシリコンマスクをセットしてドライエッチングし、前記電極取出部を開口するものである。
シリコンマスクを使用することによって、電極取出部をドライエッチングにより確実に開口することができる。
【００１７】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記ドライエッチングが、ＲＩＥドライエッチングを用いるものである。
電極取出部を、ＲＩＥドライエッチングによって確実に開口することができる。
【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ものである。
これによって、電気絶縁性を安定的に確保し、静電アクチュエータの信頼性が向上した液滴吐出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
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の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、フェイス吐出型の静電駆動方式のインクジェットヘッドについて、図１および図２を参照して説明する。なお、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、エッジ吐出型の液滴吐出ヘッドにも同様に適用することができる。
【００２０】
図１は、実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、入力信号を供給するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）の一部を含めて示している。図２は、図１のインクジェットヘッドを組立てた右半分の概略構成を示す断面図である。
なお、図１および図２では、ドライバＩＣに入力信号を供給するためのリード部を模式的に示している。また、図１および図２では、通常使用される状態とは上下逆に示されている。
【００２１】
図１、図２に示す実施の形態１に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）１０は、従来の一般的な静電駆動方式のインクジェットヘッドのようにノズル基板、キャビティ基板、電極基板の３つの基板を貼り合わせた３層構造ではなく、ノズル基板１、リザーバ基板２、キャビティ基板３、電極基板４の４つの基板を貼り合わせた４層構造で構成されている。リザーバ基板２の一方の面にはノズル基板１が接合されており、リザーバ基板２の他方の面にはキャビティ基板３が接合されている。また、キャビティ基板３のリザーバ基板２が接合された面の反対側の面には、電極基板４が接合されている。すなわち、図１、図２において下から、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２、ノズル基板１の順で接合されている。また、キャビティ基板３の製造方法については、後で詳しく説明するが、実際には、キャビティ基板３は、電極基板４に接合されたシリコン基板から作製されている。なお以下の説明では、説明の便宜上、各基板の図の上の方の面を「上面または表面」、図の下の方の面を「下面または裏面」と記すものとする。
また、このインクジェットヘッド１０は、後述する個別電極４１に駆動信号を供給するドライバＩＣ５が設けられている。
【００２２】
ノズル基板１は、例えば厚さ約５０μｍのシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板とも称する）から作製されている。ノズル基板１には多数のノズル孔１１が所定のピッチで２列設けられている。各ノズル孔１１は、基板面に対し垂直にかつ同軸上に小さい穴の噴射口部分１１ａと噴射口部分１１ａよりも径の大きい導入口部分１１ｂとから構成されている。また、ノズル基板１の両側の端部はリザーバ基板２およびキャビティ基板３と同様にコ字状に切り欠いてあり、このコ字状の切欠き部７ａはＦＰＣ６を接続するためのＦＰＣ接続用開口部７を構成する。
【００２３】
リザーバ基板２は、例えば厚さ約１８０μｍのシリコン単結晶基板（これも単にシリコン基板とも称する）から作製されている。このリザーバ基板２には、リザーバ基板２を貫通し各ノズル孔１１に連通する少し大きい径（導入口部分１１ｂの径と同等もしくはそれよりも大きい径）のノズル連通孔２１と、両側にそれぞれ設けられた共通のリザーバ（共通インク室）２２となる凹部２３と、リザーバ２２とキャビティ基板３の各吐出室３１とを連通する供給口２４と、さらにドライバＩＣ５を実装するため中央部に設けられたＩＣ実装用開口部８となる長方形状の開口部８ａとが設けられている。
【００２４】
各リザーバ２２となる凹部２３の底部にはインクカートリッジ（図示せず）から電極基板４およびキャビティ基板３を通じてインクを供給するためのインク供給孔２６が設けられている。さらに、リザーバ基板２の両端部には上記のようにＦＰＣ接続用開口部７となるコ字状の切欠き部７ｂが設けられている。
なお、リザーバ基板２の下面には、キャビティ基板３を薄くすることによる吐出室３１での流路抵抗の増加を防ぐために、吐出室３１とノズル連通孔２１とに連通する細溝状の供給路２８（図２参照）が設けられているが、この供給路２８は省略することもできる。
【００２５】
リザーバ基板２を貫通するノズル連通孔２１は、ノズル基板１のノズル孔１１と同軸上に設けられているので、インク滴の吐出の直進性が得られ、そのため吐出特性が格段に向上するものとなる。特に、微小のインク滴を狙い通りに着弾させることができるため、色ずれ等を生じることなく階調変化を忠実に再現することができ、より鮮明で高品位の画質を実現することができる。
【００２６】
キャビティ基板３は、例えば厚さ約３０μｍの電極機能を有するシリコン単結晶基板（これも単にシリコン基板とも称する）から作製されている。このキャビティ基板３には、上記のノズル連通孔２１と供給路２８に連通する吐出室３１となる凹部３３が設けられている。そして、吐出室３１（凹部３３）の底壁が振動板３２を構成している。なお、振動板３２は、シリコンに高濃度のボロンをドープすることにより形成されるボロンドープ層により構成することができる。ボロンドープ層とすることにより、エッチングストップを十分に働かせることができるので、振動板３２の面荒れや厚さを精度よく調整することができる。
【００２７】
キャビティ基板３の振動板３２側の下面には、絶縁膜（ＳｉＯ2 絶縁膜）３４が形成されている。この絶縁膜３４は、インクジェットヘッド１０の駆動時における絶縁破壊や短絡を防止するために設けられている。キャビティ基板３の上面には、エッチングマスクとなるＴＥＯＳ膜３５が例えばプラズマＣＶＤにより形成されている。さらに、キャビティ基板３には前記リザーバ２２に連通するインク供給孔３６が設けられ、両端部には前述のようにＦＰＣ接続用開口部７となるコ字状の切欠き部７ｃが設けられている。そして、この切欠き部７ｃの両側の上面には一対の共通電極３８が形成されている。共通電極３８には、ＦＰＣ６のＣＯＭ配線６２が導電性接着剤等を用いて接続されている。また、キャビティ基板３の中央部には、ドライバＩＣ５を実装するためのＩＣ実装用開口部８となる長方形状の開口部８ｂが設けられている。
【００２８】
ＩＣ実装用開口部８は、振動板３２と個別電極４１との間に形成されるギャップ４２と、電極取出部４６ｂの封止孔部４６ａを介して連通しており、この封止穴部を封止材（後述）によって封止する。
電極取出部４６ｂの封止孔部４６ａ近傍（より詳しくは、封止孔部４６ａの開口位置よりギャップ４２の奥側に至る封止孔部４６ａ近傍）の絶縁膜３４上（図２の絶縁膜３４の下面）には、絶縁膜３４とは異種の保護絶縁膜３７が形成されている。この保護絶縁膜３７は、ドライエッチング耐性を有するＡｌ2Ｏ3よりなり、封止孔部４６ａ近傍の絶縁膜３４上にあらかじめ成膜しておき、電極取出部４６ｂ（ＩＣ実装用開口部８）を開口するときに、封止孔部４６ａ近傍の絶縁膜３４をドライエッチング等のプロセスダメージから保護する。なお、保護絶縁膜３７は封止孔部４６ａの開口位置近傍に限定されるものではなく、封止孔部４６ａの開口部近傍よりもさらに奥側の絶縁膜３４上に至るまで設けるものであってもよい。また、この保護絶縁膜３７はドライエッチング耐性を有する材料であればよく、Ａｌ2Ｏ3 に限定するものではなく、例えばＳｉＮよりなるものであってもよい。
【００２９】
電極基板４は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製されている。中でも、キャビティ基板３のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。これは、電極基板４とシリコン基板（キャビティ基板３）を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板４とシリコン基板との間に生じる応力を低減することができ、その結果、剥離等の問題を生じることなく電極基板４とシリコン基板を強固に接合することができるからである。
【００３０】
電極基板４には、キャビティ基板３の各振動板３２に対向する表面の位置にそれぞれ凹部（ギャップ段差部）４２ａが並列に２列設けられている。そして、これら２列の凹部４２ａの列の間には各凹部４２ａに連通する溝部４３が電極基板４の中央部に設けられている。各凹部４２ａおよび中央の溝部４３は、エッチングにより約０．３μｍの深さで形成されている。そして、各凹部４２ａの底面には、一般に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極４１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成されている。したがって、振動板３２と個別電極４１との間に形成されるギャップ（電極間ギャップまたは空隙）４２は、この凹部４２ａの深さ、個別電極４１および振動板３２を覆う絶縁膜３４の厚さにより決まることになる。このギャップ４２は、インクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響する。実施の形態１の場合、ギャップ４２は０．２μｍとなっている。このギャップ４２の封止孔部４６ａは、エポキシ接着剤等からなる封止材４６により封止される。これにより、湿気や塵埃等がギャップ４２へ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。
【００３１】
また、中央の溝部４３には、ドライバＩＣ５およびＦＰＣ６に接続するためのリード部４４が同じくＩＴＯパターンにより形成されている。リード部４４は、複数本のリード（配線）から構成されている。なお、実施の形態１において、リード部４４とは、１つのドライバＩＣ５に接続される複数のリードをいうものとする。リード部４４は、電極基板４の端部にてＦＰＣ６のＩＣ入力配線６１と接続されるＦＰＣ実装部４４ａとなっており、ドライバＩＣ５の入力端子に２箇所で接続されるＩＣ入力実装部４４ｂ，４４ｃと、ドライバＩＣ５の下に配線されるＩＣ入力信号配線４４ｄとから構成されている。ドライバＩＣ５の出力端子は各列の個別電極４１に接続されている。
【００３２】
このように、リード部４４の配線が電極基板４とドライバＩＣ５に挟まれた状態で形成されているため、インクジェットヘッド１０の面積を増やす（横方向に大きく）ことなくコンパクトに配線することができる。
また、リード部４４は個別電極４１と同様にＩＴＯにより形成されているので、個別電極４１と同時形成が可能となり、製造工程を簡略化することができる。
なお、個別電極４１およびリード部４４の材料はＩＴＯに限定するものではなく、金、銅等の金属を用いてもよいが、ＩＴＯは透明であるので放電したかどうかの確認が行いやすいことなどの理由から、一般にＩＴＯが用いられている。
また、この電極基板４の両側には前述したようにインクカートリッジ（図示せず）に接続されるインク供給孔４５が設けられている。
【００３３】
ここで、上記のように構成されたインクジェットヘッド１０の動作について説明する。ＦＰＣ６の一方の端部はインクジェットヘッド１０の制御部（図示せず）に接続されており、他方の端部のＣＯＭ配線６２はキャビティ基板３の共通電極３８に接続され、ＩＣ入力配線６１は電極基板４のリード部４４を介して電極基板４上に実装されたドライバＩＣ５に接続されている。したがって、インクジェットヘッド１０の制御部（図示せず）からドライバＩＣ５に駆動信号（パルス電圧）が供給されると、個別電極４１にはドライバＩＣ５からパルス電圧が印加され、個別電極４１をプラスに帯電させ、一方これに対応する振動板３２はマイナスに帯電する。このとき、個別電極４１と振動板３２間に静電気力（クーロン力）が発生するため、この静電気力により振動板３２は個別電極４１側に引き寄せられて撓む。これによって吐出室３１の容積が増大する。次に、パルス電圧をオフにすると、上記静電気力がなくなり振動板３２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室３１の容積が急激に減少するため、そのときの圧力により、吐出室３１内のインクの一部がノズル連通孔２１を通過しインク滴となってノズル孔１１から吐出される。そして、再びパルス電圧が印加され、振動板３２が個別電極４１側に撓むことにより、インクがリザーバ２２から供給口２４を通って吐出室３１内に補給される。
【００３４】
以上のように、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０によれば、ノズル基板１、リザーバ基板２、キャビティ基板３および電極基板４を貼り合わせた４層構造とすることにより、内部に複数のドライバＩＣ５を実装することができ、小型で多ノズル化された高性能のインクジェットヘッドを構成することができる。
【００３５】
次に、このインクジェットヘッド１０の製造方法について図３〜図８を参照して説明する。なお、図３〜図８では図１に示したインクジェットヘッド１０が左右対称であるので、便宜上、右側の半分の断面を示すが、実際には左側の部分も同時に形成される。また、以下において示す基板の厚さやエッチング深さ等はあくまでも一例を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
（ａ）  まず、例えば厚さ約２２０μｍに表面加工および表面の加工変質層の除去処理（前処理）がなされたシリコン基板３００を用意し、このシリコン基板３００の片面に、図３（ａ）に示すように、例えばＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって厚さ０．１μｍの絶縁膜（ＳｉＯ2 絶縁膜）３４を成膜する。この絶縁膜３４の成膜は、例えば、温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ３／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ３／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で行う。なお、シリコン基板３００は所要の厚さのボロンドープ層（図示せず）を有するものを用いてもよい。
【００３７】
（ｂ）  次に、シリコン基板３００に成膜した絶縁膜３４の表面に、図３（ｂ）に示すように、例えばＥＣＲスパッタ成膜によって、絶縁膜３４とは異種の、厚さ１０ｎｍのＡｌ2Ｏ3 絶縁膜３７ａを成膜する。Ａｌ2Ｏ3 絶縁膜３７ａの成膜は、例えば、パワー（コイル・ＲＦ）５００Ｗ、Ａｒガス流量３０ｓｃｃｍ、Ｏ2 ガス流量４７ｓｃｃｍの条件で行う。なお、Ａｌ2Ｏ3 絶縁膜３７ａは、ＳｉＮ絶縁膜であってもよい。
【００３８】
（ｃ）  次に、Ａｌ2Ｏ3 絶縁膜３７ａの表面上にレジスト（図示せず）を形成し、フォトリソグラフイーによってレジストをパターニングしてエッチングし、図３（ｃ）に示すように、電極取出部４６ｂの封止孔部４６ａとなる部分の近傍（封止孔部４６ａの開口位置となる部分よりギャップ４２奥側に至る封止孔部４６ａ近傍）の絶縁膜３４上に部分的に保護絶縁膜３７を形成する。
【００３９】
（ｄ）  次に、図４（ｄ）に示すように、シリコン基板３００を、絶縁膜３４を介して、前述のようにガラス基板に予め個別電極４１や凹部４２、リード部（図示せず）等が作製された電極基板４上に、個別電極４１に対向させて陽極接合する。この際、保護絶縁膜３７は、ギャップ４２内で個別電極４１と対向するようにして配設される。陽極接合は、シリコン基板３００と電極基板４を３６０℃に加熱した後、電極基板４に負極、シリコン基板３００に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して陽極接合する。また、電極基板４にはインク供給孔４５が例えばドリル等を用いた切削加工により形成されている。
【００４０】
（ｅ）  次に、陽極接合されたシリコン基板３００の表面を、例えばバックグラインダーや、ポリッシャーによって研削加工し、さらに例えばフッ酸水溶液で表面を１０〜２０μｍエッチングして加工変質層を除去し、図４（ｅ）に示すように、厚さが例えば３０μｍになるまで薄くする。
【００４１】
（ｆ）  次に、図４（ｆ）に示すように、薄板化されたシリコン基板３００の表面に、エッチングマスクとなるＴＥＯＳ膜３５を、例えばプラズマＣＶＤによって厚さ約０．８μｍで成膜する。
【００４２】
（ｇ）  次に、ＴＥＯＳ膜３５の表面にレジスト（図示せず）を形成し、フォトリソグラフィーによってレジストをパターニングしてエッチングすることにより、図４（ｇ）に示すように、吐出室３１、インク供給孔３６、ＦＰＣ接続用開口部（図示せず）、およびドライバＩＣ５のＩＣ実装用開口部８に対応する開口部をＴＥＯＳ膜３５に形成する。
【００４３】
（ｈ）  次に、この陽極接合済みの基板を水酸化カリウム水溶液でエッチングすることにより、薄板化されたシリコン基板３００に、図５（ｈ）に示すように、吐出室３１となる凹部３３、インク供給孔３６となる貫通孔を形成する。このとき、ＩＣ実装用開口部８となる部分およびＦＰＣ接続用開口部７となる部分は未だ貫通させず、基板厚さが薄くなる程度にとどめておく。また、ＴＥＯＳ膜３５も薄くなる。
このエッチング工程では、最初は、濃度３５ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液を用いて、シリコン基板３００の残りの厚さが例えば５μｍになるまでエッチングを行い、ついで濃度３ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液に切り替えてエッチングを行う。これにより、エッチングストップが十分に働くため、振動板３２の面荒れを防ぎ、かつその厚さを０．８０±０．０５μｍと高精度の厚さに形成することができる。エッチングストップとは、エッチング面から発生する気泡が停止した状態と定義し、実際のウェットエッチングにおいては、気泡の発生の停止をもってエッチングがストップしたものと判断する。そして、エッチング後、レジストを剥離する。
【００４４】
（ｉ）  次に、図５（ｉ）に示すように、吐出室３１となる凹部３３等が形成されたシリコン基板３００（キャビティ基板３）上にシリコンマスク３０２をセットし、ＲＩＥ（Reactive  Ion  Etching）ドライエッチングにより、ＩＣ実装用開口部８となる部分（電極取出部４６ｂを含む）およびＦＰＣ接続用開口部７（図示せず）となる部分を開口する。このエッチングの条件は、例えば、高周波出力２００Ｗ、チャンバ圧力３９．９Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4 ガス流量３０ｃｍ３／ｍｉｎ（３０ｓｃｃｍ）、エッチング時間６０分である。
この際、電極取出部４６ｂの封止孔部４６ａ近傍の絶縁膜３４上には保護絶縁膜３７が形成されているので、この保護絶縁膜３７によって封止孔部４６ａ近傍の絶縁膜３４がドライエッチング等のプロセスダメージから保護される。
【００４５】
（ｊ）  次に、図５（ｊ）に示すように、シリコンマスク３０２とは別のシリコンマスク３０３をシリコン基板３００上にセットし、同じくＲＩＥドライエッチングにより、共通電極３８を形成するための開口部３８ａをＴＥＯＳ膜３５に形成する。このときのエッチング条件は、例えば、高周波出力２００Ｗ、チャンバ圧力３９．９Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4 ガス流量３０ｃｍ３／ｍｉｎ（３０ｓｃｃｍ）、エッチング時間３０分である。
この工程においても、ウェットエッチングではなくドライエッチングを行うことにより、共通電極３８のための開口部３８ａをＴＥＯＳ膜３５に選択的に形成するため、シリコン薄膜部の振動板３２にはウェットエッチングに起因するようなクラック等の欠陥が少なくなる。
【００４６】
（ｋ）  次に、図５（ｋ）に示すように、シリコンマスク３０３を用いて、上記のように開口されたＴＥＯＳ膜３５の開口部３８ａに、例えばＰｔをスパッタリングして共通電極３８を形成する。
【００４７】
（ｌ）  次に、図６（ｌ）に示すように、振動板３２と個別電極４１との間のギャップ４２の封止孔部４６ａをエポキシ接着剤等からなる封止材４６で封止する。
以上により、個別電極４１がパターン形成された電極基板４にシリコン基板３００を接合した状態で、キャビティ基板３を作製することができる。
【００４８】
（ｍ）  その後、図７（ｍ）に示すように、予めノズル連通孔２１やリザーバ２２、供給口２４等が形成されたリザーバ基板２を、上記のようにして作製されたキャビティ基板３上に接着剤により接着する。このとき、リザーバ基板２とキャビティ基板３とは、ＴＥＯＳ膜３５を介して接合される。
【００４９】
（ｎ）  ついで、図７（ｎ）に示すように、ドライバＩＣ５をキャビティ基板３のＩＣ実装用開口部８から電極基板４の溝部４３上にセットして、電極基板４の個別電極４１およびリード部（図示せず）に接続し、さらにＦＰＣ（図示せず）のＩＣ入力配線をリード部の端部（ＦＰＣ実装部）に、またそのＦＰＣのＣＯＭ配線を上記共通電極３８に、導電性接着剤を用いて接続する。
【００５０】
（ｏ）  最後に、図８（ｏ）に示すように、予めノズル孔１１が形成されたノズル基板１をリザーバ基板２上に接着剤により接着する。そして、ダイシングにより個々のヘッドに分離すれば、図２に示したインクジェットヘッド１０が作製される。
【００５１】
以上のように、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０によれば、ドライエッチングを行っても振動板３２側の下面に設けた絶縁膜３４に損傷が生ぜず、絶縁性が低下するのを防ぐことができる。また、フォトリソエッチングにより封止孔部４６ａ近傍にのみ選択的に保護絶縁膜３７を形成した場合は、アクチュエータ部の絶縁膜３４の厚さを変えずに構造設計することが可能となる。この場合、アクチュエータの電極間ギャップを変化させないため、静電エネルギーを変えることがない。こうして、電気絶縁性が安定して高く、気密性に優れた圧力室を有する信頼性の高いインクジェットヘッドを提供することができる。
【００５２】
なお、実施の形態１では液滴吐出ヘッドの一例としてインクジェットヘッド１０について説明したが、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッド１０に限定されるものではなく、液滴を種々変更することによって、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、生体液体の吐出等にも適用することができる。
また、実施の形態１では、４層構造のインクジェットヘッドについて述べたが、本発明は実施の形態１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、従来の一般的な３層構造のインクジェットヘッドについても本発明を適用することができる。
【００５３】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係るインクジェットプリンタ（液滴吐出装置の一例）の斜視図である。実施の形態１で得られたインクジェットヘッドを用いて、図９に示すようなインクジェットプリンタ５００を得ることができる。
実施の形態２によれば、電気絶縁性が安定して高く、気密性に優れた吐出室３１を有するインクジェットヘッドを備えた信頼性の高いインクジェットプリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドを組立てた右半分の概略構成を示す断面図。
【図３】本発明のインクジェットヘッドの製造工程の断面図。
【図４】図３に続く製造工程の断面図。
【図５】図４に続く製造工程の断面図。
【図６】図５に続く製造工程の断面図。
【図７】図６に続く製造工程の断面図。
【図８】図７に続く製造工程の断面図。
【図９】本発明に係るインクジェットプリンタを示す斜視図。
【符号の説明】
【００５５】
１  ノズル基板、２  リザーバ基板、３  キャビティ基板、４  電極基板、５  ドライバＩＣ、８  ＩＣ実装用開口部、１０  インクジェットヘッド、１１  ノズル孔、２１  ノズル連通孔、２２  リザーバ、２３  凹部、２４  供給口、２６  インク供給孔、３１  吐出室、３２  振動板、３３  凹部、３４  絶縁膜、３５  ＴＥＯＳ膜、３６  インク供給孔、３７  保護絶縁膜、３８  共通電極、４１  個別電極、４２  ギャップ、４２ａ  凹部（ギャップ段差部）、４３  溝部、４４  リード部、４５  インク供給孔、４６  封止材、４６ａ  封止孔部、４６ｂ  電極取出部、３００  シリコン基板、３０２、３０３  シリコンマスク、５００  インクジェットプリンタ。
【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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