(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部が側面に形成されている表面処理用治具に表面処理する基板を載置し、減圧室内に収容して前記基板を前記表面処理用治具に吸着保持する工程と、
前記基板を吸着保持した前記表面処理用治具を、その側面に形成されている凹部をカセットキャリアの内側に突出して形成されている凸部に嵌合してカセットキャリアにセットする工程と、
前記カセットキャリアを表面処理液に浸し、前記基板に表面処理を施す工程とを有する
ことを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
凹部が側面に形成されている表面処理用治具に、シリコン基板と、前記シリコン基板に形成される振動板を駆動する個別電極が形成された電極ガラス基板と、を前記シリコン基板の片面と前記個別電極との間にギャップを隔てて接合した接合基板を載置し、減圧室内に収容して前記接合基板を前記表面処理用治具に吸着保持する工程と、
前記接合基板を吸着保持した前記表面処理用治具をカセットキャリアにセットする工程と、
前記カセットキャリアをエッチング液に浸し、前記接合基板の前記シリコン基板に表面処理を施すことにより該シリコン基板に流路を形成してキャビティ基板とする工程と、を有する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を含む
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、表面処理方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関し、ウエハの表面処理を均一に行なうことができる表面処理方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関する。
【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、たとえばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。一般に、このインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するための複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、このノズル基板に接合されノズル孔に連通する吐出室や、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、吐出室に圧力を加えることによりインク滴を選択されたノズル孔より吐出するように構成されている。このようにインク滴を吐出させる手段としては、静電気力を利用する静電アクチュエータによる静電駆動方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標）方式等が存在する。
【０００３】
このうち、静電駆動方式のアクチュエータを使用したインクジェットヘッドにおいては、吐出室の底部を振動板としたキャビティ基板と、この振動板に所定のギャップ（空隙）を介して対向する個別電極を形成した電極ガラス基板とを接合させた構成となっている。この個別電極は、振動板の変位を可能とするよう所定のギャップ長を確保するために、たとえば電極ガラス基板の表面に形成されたガラス溝の底面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等をスパッタして形成されている。
【０００４】
そして、インク滴を吐出する際には、個別電極に駆動電圧を印加してプラスに帯電させ、対応する振動板に駆動電圧を印加してマイナスに帯電させる。そうすると、この時に生じる静電引力により振動板が個別電極側に弾性変形する。この駆動電圧をオフにすると、振動板が復元する。このとき、吐出室の内部の圧力が急激に上昇し、吐出室内のインクの一部をインク滴としてノズル孔から吐出されることになる。このような静電駆動方式は、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標）方式等と比較して、消費電力が少ないという特徴を有している。
【０００５】
近年、このような静電駆動方式のアクチュエータを使用したインクジェットヘッドにおいては、高解像度画像の高速印字に対応するために、インクジェットヘッドの多ノズル化及び小型化が進行している。つまり、高印字性能を追求するために、液滴を吐出するためのノズル及び吐出室の高密度化が求められている。このように、アクチュエータを高密度化すると、高密度化に応じて吐出室を構成する隔壁の厚みが薄くなり、隔壁の剛性が低下し、隣なりのドットの影響を受けてクロストークが発生し易くなる。
【０００６】
このクロストークの発生を抑制するため、振動板と吐出室の隔壁とを構成することとなるキャビティ基板の厚みを薄くすると、ハンドリングが難しくなるために、歩留りが極端に低下するという新たな課題が発生することになった。この課題に対しては、「キャビティ基板と個別電極を備えた電極ガラス基板とを接合した後に、キャビティ基板の厚みを減らしてから振動板と吐出室の隔壁を形成する」インクジェットヘッドが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、インクジェットヘッドのヘッドサイズをコンパクトにすることに対しては、「接着材を、電極ガラス基板に開けた封止剤注入孔から封止剤注入溝を通って封止剤排出孔から排出され、封止剤注入溝を流れる間に、そこに連通している細い各溝に毛細管力によって浸透して充填し、溝の外部連通口部分に対して外側から接着剤を塗布していた従来の方法とは異なり、接着剤の塗布代が不要となることによって封止機構をコンパクト化した」インクジェットヘッドが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００８】
これらを組み合わせて、アクチュエータを高密度化すると共に、ヘッドサイズをコンパクトにしようとした場合、キャビティ基板を薄板化する工程及び振動板と吐出室を形成する工程において、電極ガラスの貫通穴、及びキャビティ基板の封止剤注入溝を通ってアクチュエータの内部にエッチャント等の処理液が浸入してしまい、アクチュエータが駆動不能になってしまうという課題が新たに発生した。  
【０００９】
その解決策として、「表面処理用治具の内部の吸引穴からチューブを通して外部の真空ポンプで常に吸引し、キャビティ基板と電極ガラス基板とを接合した接合基板を保持するようにした表面処理用治具を使用し、電極ガラス基板側を保護することによって、貫通穴からの処理液の侵入を防止する」半導体ウエハのエッチング装置が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−９９３号公報（第４頁及び第４図）
【特許文献２】特開２００１−３１７９９７４号公報（第５頁及び第１図）
【特許文献３】米国特許第６４４３４４０号明細書（第５頁、第２図及び第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３に記載の半導体ウエハのエッチング装置は、ウエハ面内におけるエッチングの均一性向上を目的として行なわれる処理液内での基板の回転がチューブがあることによって不可能となってしまったり、多数枚処理するときにチューブの取り扱いが煩雑になってしまったりといった問題点があった。しかしながら、貫通穴からの処理液の侵入を防ぎ電極ガラス基板側を保護するためには、表面処理用治具と接合基板とを真空吸着させることが望ましい。
【００１２】
たとえば、接合基板を表面処理用治具に取り付ける場合は、接合基板と表面処理用治具とを真空チャンバー内に入れ、接合基板と表面処理用治具との間に形成された空間を徐々に減圧した後、真空チャンバー内の急激な大気開放により接合基板と表面処理治具との間に形成された空間が減圧状態で取り残されることを利用して表面処理治具に接合基板を吸着させるようにすればよい。また、接合基板を表面処理用治具から取り外す場合は、真空チャンバー内で吸着時よりも低い圧力まで減圧してから徐々に大気開放することで減圧空間を大気圧に戻せばよい。
【００１３】
しかしながら、このように接合基板を表面処理用治具に着脱する場合、表面処理用治具に吸着機構を有することになるために構造上どうしても表面処理用治具の厚みが大きくなってしまう。つまり、カセットキャリアにセットする表面処理用治具の個数が制限されてしまうのである。したがって、表面処理を行なえる接合基板の数も制限されてしまい、生産効率の悪いものとなってしまうことになる。
【００１４】
また、表面処理用治具をカセットキャリアにセットすると、表面処理用治具に吸着された接合基板の被エッチング面とカセットキャリアの凸部とが接触し、被エッチング面にダメージを与えてしまい、接合基板の表面に欠陥を生じさせてしまう。さらに、被エッチング面とカセットキャリア表面とが互いに近接することにより、被エッチング面のエッチング液の置換効率が低下または変動し、エッチング速度にばらつきが生じてしまうといった課題が生じていた。
【００１５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、表面処理用治具で吸着保持した基板の表面処理を均一に行なうことができる表面処理方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及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】
【００１８】
本発明に係る表面処理方法は、凹部が側面に形成されている表面処理用治具に表面処理する基板を載置し、減圧室内に収容して基板を表面処理用治具に吸着保持する工程と、基板を吸着保持した表面処理用治具を、その側面に形成されている凹部をカセットキャリアの内側に突出して形成されている凸部に嵌合してカセットキャリアにセットする工程と、カセットキャリアを表面処理液に浸し、基板に表面処理を施す工程とを有することを特徴とする。したがって、特別な吸着機構や複雑な手順、操作を必要としないで表面処理用治具に基板を吸着保持することができる。
【００２３】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、凹部が側面に形成されている表面処理用治具に、シリコン基板と、シリコン基板に形成される振動板を駆動する個別電極が形成された電極ガラス基板と、をシリコン基板の片面と個別電極との間にギャップを隔てて接合した接合基板を載置し、減圧室内に収容して接合基板を表面処理用治具に吸着保持する工程と、接合基板を吸着保持した表面処理用治具をカセットキャリアにセットする工程と、カセットキャリアをエッチング液に浸し、接合基板のシリコン基板に表面処理を施すことにより該シリコン基板に流路を形成してキャビティ基板とする工程と、を有することを特徴とする。したがって、エッチャント等の表面処理液がシリコン基板の被エッチング面全体で均一に置換されるため、均一なエッチング速度で安定的なエッチング実現できる。
【００２４】
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含むことを特徴とする。したがって、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法が有する効果を同様に有することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る表面処理用治具５０をカセットキャリア７０にセットする状態を示す斜視図である。図２は、表面処理用治具５０のカセットキャリア７０へのセット状態を示す平面図である。図３は、ウエハのエッチング量の分布を説明するための説明図である。図１〜図３に基づいて、表面処理用治具５０の構成について説明する。なお、表面処理用治具５０には、ウエハ６０の片面が吸着されている場合を例に示している。
【００２６】
表面処理用治具５０は、ウエハ６０を吸着可能な大きさで構成されている。また、表面処理用治具５０には、カセットキャリア７０内側に突出して形成されている凸部７１に嵌合するように凹部５１が形成されている。ここでは、表面処理用治具５０が８角柱である場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、表面処理用治具５０は、ウエハ６０を載置可能な大きさで、カセットキャリア７０の凸部に嵌合できる凹部５１が形成できる形状であればよい。なお、ウエハ６０は、キャビティ基板２０と電極ガラス基板３０とを接合した接合基板である場合を例に説明するものとする。
【００２７】
従来の表面処理用治具は、側面に凹部が形成されておらず、カセットキャリアの内側に形成されている凸部と凸部との間にセットするようになっていた。つまり、表面処理用治具をカセットキャリアにセットする際に、表面処理用治具に吸着保持されたウエハの被エッチング面とカセットキャリアの凸部とが接触し、ウエハの被エッチング面にダメージを与えてしまい、ウエハ表面に欠陥を生じさせてしまっていたのである。
【００２８】
また、ウエハの被エッチング面とカセットキャリアの凸部とが互いに近接することにより、ウエハの被エッチング面におけるエッチング液の置換効率が低下または変動し、エッチング速度にばらつきが生じてしまっていたのである。すなわち、図３のＡで示すように、ウエハの被エッチングとカセットキャリアの凸部とが接触する部分がエッチングされずに、ウエハの被エッチング面とカセットキャリアの凸部とが接触しない部分が主にエッチングされるようになっていた。
【００２９】
この実施の形態に係る表面処理用治具５０は、その側面に凹部５１が形成されており、その凹部５１がカセットキャリア７０の凸部７１に組み合わさるようになっている。したがって、図２で示すように、ウエハ６０の被エッチング面とカセットキャリア７０の凸部７１とが接触することがないのである。また、表面処理用治具５０の凹部５１とカセットキャリア７０の凸部７１とが嵌合する形状になっているので、表面処理用治具５０のカセットキャリア７０へのセットが容易かつ確実に行なえるのである。
【００３０】
すなわち、ウエハ６０の被エッチング面とカセットキャリア７０の凸部７１とが接触することがないので、ウエハ６０の被エッチング面が接触によるダメージを受けることがなく、ウエハ６０の被エッチング面に表面欠陥生じさせないようにした表面処理（ウエットエッチング）が実現できる。また、図３のＢで示すように、ウエハ６０の被エッチング面とカセットキャリア７０の凸部７１とが接触することがないので、エッチャント等の表面処理液がウエハ６０の被エッチング面全体で均一に置換されるため、均一なエッチング速度で安定的な表面処理がウエハ６０全体で実現できる。
【００３１】
この表面処理用治具５０は、耐薬品性に優れた材料で形成するのが望ましい。そうすれば、エッチングに使用する液（エッチャント）の選択範囲の広いエッチングが実現可能になる。このような耐薬品性に優れた材料としては、たとえば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）や、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂がある。
【００３２】
次に、ウエハ６０の表面処理用治具５０への着脱について説明する。図４は、ウエハ６０の表面処理用治具５０への取り付けを説明するための説明図である。図５は、ウエハ６０の表面処理用治具５０からの取り外しを説明するための説明図である。まず、図４に基づいて、ウエハ６０を表面処理用治具５０に取り付ける場合について説明する。それから、図５に基づいて、ウエハ６０を表面処理用治具５０から取り外す場合について説明する。
【００３３】
まず、ウエハ６０を表面処理用治具５０に取り付ける場合を説明する。表面処理用治具５０のウエハ６０との接触面には、ウエハ６０を吸着保持するために所定の深さで吸着部５２が形成されている。この吸着部５２には、Ｏ−リング５６が設けられている。このＯ−リング５６は、表面処理用治具５０とウエハ６０との間を気密に保つ閉鎖空間を形成するためのものである。Ｏ−リング５６は、ウエハ６０の外径よりも小さく形成されていればよい。
【００３４】
また、Ｏ−リング５６は、表面処理用治具５０にはじめから装着されていてもよく、ウエハ６０を吸着保持するときに取り付けるようになっていてもよい。なお、このＯ−リング５６は、耐薬品性を有し、弾性を有しているものであればよく、特に種類を限定するものではない。たとえば、フッ素ゴム等でＯ−リング５６を形成するとよい。また、Ｏ−リング５６は、表面処理用治具５０に形成されている吸着部５２の深さ以下の直径であることが望ましい。
【００３５】
ウエハ６０を表面処理用治具５０に取り付ける場合、図４に示すように、表面処理用治具５０の上にウエハ６０を載置し、ウエハ６０の上に吸着補助治具５５を載置してウエハ６０とＯ−リング５６とを接触させるようにする。この吸着補助治具５５は、ウエハ６０に荷重をかけてウエハ６０をＯ−リング５６に押さえつける役目を果たすものである。したがって、吸着補助治具５５は、ウエハ６０と表面処理用治具５０のＯ−リング５６全体とが接触するように、吸着補助治具５５の重さを最適化し、ウエハ６０を押さえつける荷重をコントロールする必要がある。
【００３６】
すなわち、吸着補助治具５５が軽過ぎると、ウエハ６０と表面処理用治具５０のＯ−リング５６全体が接触しないため、ウエハ６０を十分に吸着することができないことになる。一方、吸着補助治具５５が重過ぎると、ウエハ６０と表面処理用治具５０のＯ−リング５６が密着し過ぎてしまい、ウエハ６０と表面処理用治具５０との間の閉鎖空間が十分に減圧されないことになる。したがって、吸着補助治具５５には、表面処理用治具５０にウエハ６０を十分に吸着保持できる重さを設定することが要求される。
【００３７】
なお、ウエハ６０自体の重さでＯ−リング５６に押させつけられるのであれば、吸着補助治具５５を使用しなくてもよい。ただし、ウエハ６０は、それ自体に反りが生じるために、完全に平坦な状態にはならない。したがって、荷重をコントロールするように重さを最適化した吸着補助治具５５を使用して、表面処理用治具５０にウエハ６０を押さえつけるようにするのが望ましい。そうすれば、表面処理用治具５０にウエハ６０を十分に吸着保持することができるようになる。
【００３８】
次に、真空チャンバー８０内に、吸着補助治具５５を載置したウエハ６０と表面処理用治具５０とを入れる。真空チャンバー８０は、吸着補助治具５５を載置したウエハ６０と表面処理用治具５０とが収容できる大きさであればよく、材質や種類を特に限定するものではない。この真空チャンバー８０には、真空ポンプ８１が接続されている。そして、この真空ポンプ８１により、真空チャンバー８０内部が真空になるようになっている。
【００３９】
真空チャンバー８０内に、吸着補助治具５５を載置したウエハ６０と表面処理用治具５０とを収容したら、真空ポンプにより緩慢な減圧を行なう（図４（ａ））。そうすると、ウエハ６０と表面処理用治具５０との間に形成された閉鎖空間も徐々に減圧されることになる。その後、真空チャンバー８０を急激に大気開放する（図４（ｂ））。こうすることにより、ウエハ６０と表面処理用治具５０との間に形成された閉鎖空間が減圧された状態で取り残されることになる。そして、この原理を利用して、ウエハ６０を表面処理用治具５０に真空吸着させるのである。
【００４０】
次に、ウエハ６０を表面処理用治具５０から取り外す場合について説明する。ウエハ６０に所定の加工を施した後（キャビティ基板２０に吐出室２１やリザーバ２３を形成した後）、ウエハ６０が吸着保持されている表面処理用治具５０を真空チャンバー８０に入れる。そして、真空チャンバー８０内部を真空ポンプにより減圧する。この減圧がウエハ６０の吸着時よりも低い圧力まで達した時点で、ウエハ６０に吸着補助治具５０と反対方向に外部から力を加える。そうすると、ウエハ６０が持ち上げられ、ウエハ６０と表面処理用治具５０との間の閉鎖空間が開放される（図５（ａ））。このとき、真空チャンバー８０内全体が真空状態となっている。
【００４１】
この状態で真空チャンバー８０を大気開放する（図５（ｂ））。そうすると、ウエハ６０と表面処理用治具５０との間に形成されていた閉鎖空間を大気圧と同じ圧力に戻すことができる。このようにして、ウエハ６０を表面処理用治具５０から取り外すのである。したがって、ウエハ６０及び表面処理用治具５０を真空チャンバー８０内に載置することによってウエハ６０を表面処理用治具５０に真空吸着することできるので、表面処理用治具５０にチューブ等の吸着機構を設けなくて済み、取り扱いが容易である。
【００４２】
また、電極ガラス基板３０に封止剤注入穴を形成し、そこから封止剤を充填するような場合には、その封止剤注入穴からエッチャント等の処理液が浸入することを防ぎ電極ガラス基板３０を保護しつつ、ウエハ５０を表面処理用治具５０に取り付けたり、表面処理用治具５０から取り外したりすることが可能になる。したがって、ウエハ６０の表面処理用治具５０への着脱に際して、複雑な手順や操作を要しなくて済むと共に、アクチュエータ内部への処理液の浸入を防ぎ、インクジェットヘッドのヘッドサイズを高密度化することが可能になる。
【００４３】
図６は、表面処理用治具５０を用いて組み立てられる液滴吐出ヘッド１００の分解斜視図である。図７は、液滴吐出ヘッド１００が組み立てられた状態の概略構成を示す断面図である。図６及び図７に基づいて、液滴吐出ヘッド１００の構成及び動作について説明する。なお、実施の形態では、静電駆動方式で駆動する静電アクチュエータを搭載したデバイスの代表として、ノズル基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを例に説明するものとする。
【００４４】
なお、この実施の形態では、フェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドである場合を例に説明するが、これに限定するものではない。たとえば、ノズル基板又はキャビティ基板の側面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するサイドイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドでもよい。また、図６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は異なる場合がある。
【００４５】
図６に示すように、この液滴吐出ヘッド１００は、ノズル基板１０、キャビティ基板２０及び電極ガラス基板３０の３つの基板が順に積層されるように接合された３層構造を特徴としている。このキャビティ基板２０の一方の面（上面）にはノズル基板１０が接合されており、他方の面（下面）には電極ガラス基板３０が接合されている。すなわち、キャビティ基板２０を電極ガラス基板３０とノズル基板１０とが上下から挟む構造となっている。
【００４６】
この実施の形態では、電極ガラス基板３０とキャビティ基板２０とは陽極接合により接合するものとし（陽極接合については、図８で説明するものとする）、キャビティ基板２０とノズル基板１０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合するものとして説明する。また、液滴吐出ヘッド１００の電極ガラス基板３０に形成する個別電極３１には、図示省略のドライバＩＣ等の電力供給手段によって駆動信号（パルス電圧）が供給されるようになっている。
【００４７】
［電極ガラス基板３０］
電極ガラス基板３０は、たとえば、厚さ１ｍｍのホウ珪酸ガラス等のガラスを主要な材料として形成するとよい。ここでは、電極ガラス基板３０がホウ珪酸ガラスで形成されている場合を例に示すが、電極ガラス基板３０を単結晶シリコンで形成してもよい。この電極ガラス基板３０の表面には、後述するキャビティ基板２０の吐出室２１の形状に合わせて複数のガラス溝３２が、たとえば０．３μｍ（マイクロメートル）で形成されている。
【００４８】
また、このガラス溝３２の内部（特に底部）には、固定電極となる個別電極３１が、一定の間隔を有してキャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向するように作製されている。そして、このガラス溝３２は、その一部が個別電極３１を装着できるように、これらの形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成されている。この個別電極３１は、たとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を０．１μｍの厚さでスパッタして作製するとよい。
【００４９】
また、個別電極３１には、リード部３３及び端子部３４が作製されている。そして、個別電極３１は、端子部３４で図示省略のＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の電力供給手段と接続されており、その電力供給手段から個別電極３１に駆動信号が供給されるようになっている。リード部３３は、個別電極３１と端子部３４とを接続する部分である。なお、特に区別する必要がない場合は、リード部３３及び端子部３４を合わせて個別電極３１として説明する。また、この電力供給手段と端子部３４とが接続される部分を接続部３５というものとする。
【００５０】
なお、電極ガラス基板３０には、図示省略の外部のインクタンクから供給される液体を取り入れる流路となるインク供給穴２５が設けられている。このインク供給穴２５は、キャビティ基板２０に形成するインク供給穴２５と連通し、リザーバ２３にインクを供給するようになっている。また、電極ガラス基板３０には、封止剤４０を充填するための封止剤注入穴を形成してもよい。この封止剤４０は、たとえばエポキシ樹脂等であるとよい。
【００５１】
この封止剤４０は、個別電極３１と振動板２２との間に形成されるギャップを封止して、そのギャップ内にエッチャント等の処理液を浸入させないようにするためのものである。また、図６では、個別電極３１の短辺方向に伸びる２つの電極列を示している。なお、個別電極３１の短辺が長辺に対して斜めに形成されており、個別電極３１が細長い平行四辺形状になっている場合には、長辺方向に直角方向に伸びる電極列を形成するようにすればよい。
【００５２】
［キャビティ基板２０］
キャビティ基板２０は、たとえば厚さ約５０μｍのシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板と称する）を主要な材料として構成されている。このキャビティ基板２０には、底壁が振動板２２となる吐出室（または、圧力室）２１が複数形成されている。この吐出室２１は、個別電極３１の電極列に対応して形成されるようになっている。また、キャビティ基板２０には、各吐出室２１に液滴を供給するためのリザーバ２３が形成されている。
【００５３】
キャビティ基板２０の下面（電極ガラス基板３０と対向する面）には、振動板２２と個別電極３１との間を電気的に絶縁するためのＴＥＯＳ膜（ここでは、Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン（珪酸エチル）を用いてできるＳｉＯ2 膜をいう）からなる図示省略の絶縁膜をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、０．１μｍ成膜している。これは、振動板２２の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止するためと、インク等の液滴によるキャビティ基板２０のエッチングを防止するためのものである。
【００５４】
ここでは、絶縁膜がＴＥＯＳ膜である場合を示しているが、これに限定するものではなく、絶縁性能が向上する物質であればよい。たとえば、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））を用いてもよい。また、キャビティ基板２０にも、インク供給穴２５が設けられている（電極ガラス基板３０に設けられたインク供給穴２５と連通するようになっている）。さらに、電力供給手段から振動板２２に個別電極３１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。
【００５５】
なお、振動板２２は、高濃度のボロンドープ層で形成するようにしてもよい。水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液による単結晶シリコンのエッチングにおけるエッチングレートは、ドーパントがボロンの場合、約５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上の高濃度の領域において、非常に小さくなる。このため、振動板２２の部分を高濃度のボロンドープ層とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによって吐出室２１を形成する際に、ボロンドープ層が露出してエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチングストップ技術を用いることにより、振動板２２を所望の厚さに形成することができる。
【００５６】
［ノズル基板１０］
ノズル基板１０は、たとえば厚さ約１００μｍのシリコン基板を主要な材料として構成されている。そして、キャビティ基板２０の上面（電極ガラス基板３０を接合する面の反対面）と接合している。このノズル基板１０には、吐出室２１と連通するノズル孔１１が複数形成されている。各ノズル孔１１は、吐出室２１から移送された液滴を外部に吐出するようになっている。なお、ノズル孔１１を複数段（たとえば、２段）で形成すると、液滴を吐出する際の直進性を向上できる。
【００５７】
ここでは、ノズル孔１１を有するノズル基板１０を上面とし、電極ガラス基板３０を下面として説明するが、実際に用いられる場合には、ノズル基板１０の方が電極ガラス基板３０よりも下面となることが多い。また、ノズル基板１０には、キャビティ基板２０に形成する吐出室２１とリザーバ２３とを連通するオリフィス１２が形成されている。さらに、ノズル基板１０には、振動板２２によりリザーバ２３側の液体に加わる圧力を緩衝するためのダイヤフラム１３が形成されている。なお、オリフィス１２は、ノズル基板１０ではなくキャビティ基板２０に形成してもよい。
【００５８】
ここで、液滴吐出ヘッド１００の動作について簡単に説明する。リザーバ２３には、インク供給穴２５を介して外部からインク等の液滴が供給されている。また、吐出室２１には、オリフィス２４を介してリザーバ２３から液滴が供給されている。そして、ドライバＩＣ等の図示省略の発信回路によって選択された個別電極３１には、０Ｖ〜４０Ｖ程度のパルス電圧が印可され、その個別電極３１を正に帯電させる。
【００５９】
このとき、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、正に帯電された個別電極３１に対応する振動板２２を相対的に負に帯電させる。そのため、選択された個別電極３１と振動板２２との間では静電気力が発生することになる。そうすると、振動板２２は、静電気力によって個別電極３１側に引き寄せられて撓むことになる。
【００６０】
その後、個別電極３１への電荷の供給を止めると、振動板２２と個別電極３１との間の静電気力がなくなり、振動板２２はその弾性力により元の状態に復元する。このとき、吐出室２１の容積が急激に減少するため、吐出室２１内部の圧力が急激に上昇する。これにより、吐出室２１内のインクの一部がインク滴としてノズル孔１１より吐出されることになる。この液滴が、たとえば記録紙に着弾することによって印刷等が行なわれるようになっている。その後、液滴がリザーバ２３から供給口３２を通じて吐出室２１内に補給され、初期状態に戻る。
【００６１】
図８は、陽極接合方法を示す説明図である。図８に基づいて、電極ガラス基板３０とキャビティ基板２０とを陽極接合して作製する接合基板であるウエハ６０について説明する。一般的に、陽極接合は、シリコン基板からなるキャビティ基板２０と電極ガラス基板３０とをアライメントした後、キャビティ基板２０に接する金属プレート及び電極ガラス基板３０に接する金属プレートにより２つの基板を挟んで押さえつけて行なわれる。
【００６２】
そして、キャビティ基板２０に接する金属プレートには正極をつなぎ、電極ガラス基板３０に接する金属プレートには負極をつないで８００Ｖの電圧を印加する。そして、金属プレートを直接キャビティ基板２０に接触させ、等電位接点で、各ヘッドチップの電極ガラス基板３０に形成される電極部とキャビティ基板２０を接触させることで、キャビティ基板２０と電極ガラス基板３０に形成される電極部との等電位を確保するようになっている。
【００６３】
このように、キャビティ基板２０と電極ガラス基板３０とが接合されて接合基板であるウエハ６０を形成するようになっている。そして、このウエハ６０は、図４及び図５で説明したように、表面処理用治具５０に真空吸着されて、その後の製造工程に移行するようになっている。つまり、ウエハ６０の被エッチング面は、キャビティ基板２０の吐出室２１やリザーバ２３等の液体流路が形成される面であり、エッチングによる高い加工精度が要求される部分である。
【００６４】
したがって、エッチングにバラツキが生じたり、基板表面にダメージを受けたりすると、加工精度の低いものとなり、静電アクチュエータとしての機能を有しないものとなってしまう。そこで、本実施の形態では、キャビティ基板２０と電極ガラス基板３０とを陽極接合した後において、そのウエハ６０を表面処理用治具５０に吸着保持して以後の製造工程を進行させるようにしているのである。この表面処理用治具５０は、耐薬品性の高いものであるための様々なエッチャント等の処理液に対応することが可能になっている。
【００６５】
図９は、液滴吐出ヘッド１００を搭載した液滴吐出装置１５０の一例を示した斜視図である。図９に示す液滴吐出装置１５０は、一般的なインクジェットプリンタである。なお、この液滴吐出装置１５０は、周知の製造方法によって製造することができる。実施の形態で得られた液滴吐出ヘッド１００は、ウエハ６０を表面処理用治具５０に吸着保持してからエッチング等の処理を施しているために、キャビティ基板２０の加工精度が高いものである。
【００６６】
なお、実施の形態で得られた液滴吐出ヘッド１００は、図９に示す液滴吐出装置１５０の他に、液滴を種々変更することで、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、本発明の実施の形態に係る表面処理用治具５０、表面処理方法、液滴吐出ヘッド１００及び液滴吐出装置１５０は、上述の実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変更することができる。
【００６７】
実施の形態に係る液滴吐出ヘッド１００が電極ガラス基板３０、キャビティ基板２０及びノズル基板１０からなる３層構造である場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、液滴吐出ヘッドが電極ガラス基板、キャビティ基板、リザーバ基板及びノズル基板からなる４層構造であってもよい。また、実施の形態では、キャビティ基板２０と電極ガラス基板３０とを陽極接合により接合しウエハ６０を形成した場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、陽極接合以外の接合方法でウエハ６０を形成してもよい。
【００６８】
また、実施の形態では、ウエハ６０がキャビティ基板２０と電極ガラス基板３０とを接合して形成した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、ウエハ６０は、表面処理用治具５０に吸着保持可能な基板であればよく、複数の基板を接合した接合基板でなくてもよい。また、実施の形態では、ウエハ６０の被エッチング面をエッチングにより表面処理する場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、ウエハ６０の片面を表面処理するものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】表面処理用治具のカセットキャリアへのセット方法を示す斜視図である。
【図２】表面処理用治具のカセットキャリアへのセット状態を示す平面図である。
【図３】ウエハのエッチング量の分布を説明するための説明図である。
【図４】ウエハの表面処理用治具への取り付けを説明するための説明図である。
【図５】ウエハの表面処理用治具からの取り外しを説明するための説明図である。
【図６】液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図７】液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の概略構成を示す断面図である。
【図８】陽極接合方法を示す説明図である。
【図９】液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  ノズル基板、１１  ノズル孔、１２  オリフィス、１３  ダイヤフラム、２０  キャビティ基板、２１  吐出室、２２  振動板、２３  リザーバ、２５  インク供給穴、２７  共通電極端子、３０  電極ガラス基板、３１  個別電極、３２  ガラス溝、３３  リード部、３４  端子部、３５  接続部、４０  封止剤、５０  表面処理用治具、５１  凹部、５２  吸着部、５５  吸着補助治具、５６  Ｏ−リング、６０  ウエハ、７０  カセットキャリア、７１  凸部、８０  真空チャンバー、８１  真空ポンプ、１００  液滴吐出ヘッド、１５０  液滴吐出装置。
【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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