(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを貯留する圧力室と、該圧力室に設けられて前記インクを吐出するためのノズルと、前記圧力室の内圧を変化させ、前記ノズルから該圧力室内のインクを吐出させるためのアクチュエーターと、を具備してなるインクジェットヘッドの製造方法において、
基板上に酸化珪素からなる第１分離膜と酸化ジルコニウムからなる第２分離膜とを積層する工程と、
前記第２分離膜上に液相法又は気相法を用いて前記アクチュエーターを形成し、上部構造体を製造する工程と、
前記第１分離膜と第２分離膜との界面を露出させる工程と、
前記第１分離膜と第２分離膜との界面に水からなる分離液を接触させることにより、該界面にて第１分離膜と第２分離膜とを剥離させ、前記基板から前記上部構造体を分離する工程と、
前記基板とは別に、圧力室を有する下部構造体を形成する工程と、
前記上部構造体と前記下部構造体とを接合する工程と、を備え、
前記第２分離膜を、前記アクチュエーターの振動板とすることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第１分離膜と第２分離膜との界面を露出させる工程では、前記上部構造体を予め設定されたチップ単位に区画する溝を、前記上部構造体側から少なくとも前記第２分離膜と第１分離膜との界面に到達するまで形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記アクチュエーターは、圧電体素子からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記下部構造体を、電鋳法で形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記下部構造体を、Ｎｉ又はＮｉ合金で形成することを特徴とする１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット式プリンターなどに用いられるインクジェットヘッドとして、ピエゾ方式（圧電方式）のものやバブル方式（サーマル方式）のものなどが知られている。このようなインクジェットヘッドは、インクを貯留する圧力室を有し、この圧力室内のインクを、ピエゾ方式ではアクチュエーターによって、バブル方式では溶媒を沸騰させることにより発生した気泡によって押し出し、吐出させる機構となっている。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドでは、例えば前記のピエゾ方式やバブル方式のものなどでも、圧力室を、半導体プロセスでシリコン基板（シリコンウエハ）に形成するのが一般的である。圧力室をシリコン基板に形成する理由としては、シリコン基板（シリコンウエハ）は加工が比較的容易であり、圧力室を精度よく作製できることが挙げられる。また、特にバブル方式のインクジェットヘッドでは、ヒータの形成が容易であり、かつヒータによる加熱に十分耐え得る耐熱性があることも理由として挙げられる。
【０００４】
ところで、このようなシリコン基板（シリコンウエハ）を用いた半導体プロセスでは、製造コストを下げるために異物・欠陥等による不良率を下げ、歩留まりを上げることが必要であるが、この歩留まりにはチップサイズが大きく影響する。ところが、一般に、このインクジェットヘッドを形成するための要素となるヘッド用チップは、所望のノズル数を確保しようとした場合、ＩＣチップに比べて大きく本質的に歩留まりが困難である。
【０００５】
例えば、現在、最も高密度化されたヘッドでも６００ｄｐｉ（ノズルピッチ４２．３μｍ）であり、これを構成する１チップのサイズは、ＩＣチップと比較して大型となる。したがって、一枚のシリコン基板（シリコンウエハ）から得られるヘッド用チップは、ＩＣチップの場合に比べて少なくなり、よって良品としてのヘッド用チップの絶対数を確保するためには、ＩＣチップの場合よりもさらに歩留まりを高くする必要があるのである。
【０００６】
ところで、前述したように例えばピエゾ方式のインクジェットヘッドでは、従来、圧力室のみをシリコンウエハにより形成し、ＰＺＴ等の圧電薄膜を有したアクチュエーターなど、他の部品をこれに貼り付けていくことで、ヘッドを組み立てる製造方法が主流であった。しかし、この製造方法では、圧力室以外の部品についての加工精度に問題があるため、高密度化に限界がある。
【０００７】
したがって、近年では、アクチュエーターやこれに接続する配線などを基板上に直接形成する、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）による製造方法が開発されている。この製造方法では、基板上にアクチュエーターや配線などを形成し、その後、同じ基板を加工して圧力室を形成し、さらに必要に応じて基板を個片化（ダイシング）することにより、インクジェットヘッドの構成要素となるヘッド用チップを作製している（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
このような製造方法にあっては、ＰＺＴなどの圧電薄膜（圧電体膜）を気相法、又は液相法で作製する際、結晶化のためのアニール温度が例えば６００℃程度にまでなることから、基板としては少なくとも６００℃以上の耐熱性を有していることが必須となる。そこで、基板としてシリコン（シリコンウエハ）を用いれば、耐熱性の点で問題がなく、しかも、前述したように圧力室を容易にかつ高精度で形成できるといった利点もそのまま有したものとなり、非常に合理的である。
【特許文献１】特開２００４−６７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この製造方法では、圧力室のみをシリコン基板から形成する従来法に比べ、シリコン基板に対してアクチュエーターやこれに接続する配線等を形成する工程が追加されるため、シリコン基板でのプロセス部分が長くなり、したがって異物や欠陥等による不良の発生が起こり易くなる。その結果、一枚のシリコン基板（シリコンウエハ）から得られるヘッド用チップの良品の数、すなわち歩留まりが十分に得られなくなってしまい、前述したように良品としてのヘッド用チップの絶対数が十分に確保できなくなり、製造コストの低減化が大きく妨げられていた。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、良品としてのヘッド用チップの歩留まりを上げ、その絶対数を十分に確保するようにし、これによって製造コストの低減化を可能にした、インクジェット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】
【００１１】
前記目的を達成するため本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、インクを貯留する圧力室と、該圧力室に設けられて前記インクを吐出するためのノズルと、前記圧力室の内圧を変化させ、前記ノズルから該圧力室内のインクを吐出させるためのアクチュエーターと、を具備してなるインクジェットヘッドの製造方法において、
基板上に第１分離膜と第２分離膜とを積層する工程と、
前記第２分離膜上に液相法又は気相法を用いて前記アクチュエーターを形成し、上部構造体を製造する工程と、
前記第１分離膜と第２分離膜との界面を露出させる工程と、
前記第１分離膜と第２分離膜との界面に分離液を接触させることにより、該界面にて第１分離膜と第２分離膜とを剥離させ、前記基板から前記上部構造体を分離する工程と、
前記基板とは別に、圧力室を有する下部構造体を形成する工程と、
前記上部構造体と前記下部構造体とを接合する工程と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
このインクジェットヘッドの製造方法によれば、アクチュエーターを含む上部構造体と圧力室を有する下部構造体とを、同一の基板から形成することなくそれぞれ別に形成し、これらを接合して例えばインクジェットヘッドの構成要素となるヘッド用チップを形成するので、予め検査して良品と判定された上部構造体と、別に検査して良品と判定された下部構造体とを接合することで、前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）を上げ、その絶対数を十分に確保することができる。
すなわち、シリコン基板上にアクチュエーターやこれに接続する配線などを直接形成し、さらに同一のシリコン基板に圧力室も形成する従来法では、多くの工程を経てアクチュエーターや配線などを形成した後、圧力室を形成した際に、例えば異物や欠陥等に起因してこの圧力室に不良が発生すると、その上に形成された正常なアクチュエーターや配線なども、結果的に不良品の一部となってしまう。したがって、この正常なアクチュエーターや配線などは、最終的な製品に供されることができなくなり、そのため歩留まりが大きく低下し、製造コストの低減化が妨げられていた。
これに対し、本発明によれば、前述したように良品と判定された正常な上部構造体は、同じく良品と判定された下部構造体と接合されるようになるので、正常であるにもかかわらず不良品となってしまうといった不都合がなく、したがって、前述したように前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）が上がり、その絶対数も十分に確保できることにより、製造コストの低減化が可能になる。
【００１３】
また、第１分離膜と第２分離膜との界面に分離液を接触させることにより、該界面にて第１分離膜と第２分離膜とを剥離させ、前記基板から前記上部構造体を分離するようにしたので、上部構造体の分離が極めて容易になるとともに、上部構造体を分離した後の基板については、これを再利用することが可能になる。
また、高温プロセスを含むインクジェットヘッドの上部構造体の製造工程と、低温プロセスからなる下部構造体の形成工程とを、連続させることなく別にしているので、工程管理が容易になり、したがって生産性の向上を図ることが可能になる。
【００１４】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記基板は、シリコン基板であるのが好ましい。
前記したように上部構造体を分離した後の基板については、これを再利用することが可能になることから、高価なシリコンウエハからなるシリコン基板を再利用することにより、コストの低減化を図ることが可能になる。
特に基板上への圧電体素子の形成には高温の熱処理プロセスが必要であるため、基板としては十分な耐熱性が必要になるが、シリコン基板を用いることで、耐熱性についての要件を満たすことになる。また、アクチュエーターの形成などを半導体プロセスによって行う場合にも、基板のサイズの選択肢が広く大型の基板（１２ｉｎｃｈ）も用意可能であることや、既存の半導体プロセス装置をそのまま利用できることなどから、有利になる。
【００１５】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記第１分離膜は酸化珪素であり、前記第２分離膜は酸化ジルコニウムであり、前記分離液は水であるのが好ましい。
酸化珪素からなる第１分離膜と酸化ジルコニウムからなる第２分離膜との界面に分離液としての水を接触させることにより、その詳細なメカニズムについては不明であるものの、該界面にて第１分離膜と第２分離膜とを良好に剥離させ、基板から上部構造体を容易に分離することができる。したがって、分離後の基板について、必要に応じて第１分離膜を除去することにより、この基板を容易に再利用することができる。また、分離液が水であることから、これが上部構造体などに接しても悪影響を及ぼすことがなく、したがって前記界面に分離液を接触させる際、例えば基板ごと水に浸漬するなど、簡易な方法を採ることができる。
【００１６】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記第１分離膜と第２分離膜との界面を露出させる工程では、前記上部構造体を予め設定されたチップ単位に区画する溝を、前記上部構造体側から少なくとも前記第２分離膜と第１分離膜との界面に到達するまで形成するのが好ましい。
このようにすれば、その後第１分離膜と第２分離膜との界面に分離液を接触させ、該界面にて第１分離膜と第２分離膜とを剥離させることにより、前記基板からチップ単位の上部構造体を分離することができる。したがって、得られた上部構造体を後の接合工程にそのまま供することが可能になる。
【００１７】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記アクチュエーターが、ＰＺＴ等の圧電体素子からなるものが好ましい。
圧電体素子でアクチュエーターを構成することにより、インクの吐出駆動を精度良く行わせることができるうえ、バブル方式に比べ、高速駆動も可能になる。
【００１８】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記下部構造体を、電鋳法で形成するのが好ましい。
このように電鋳法で下部構造体を形成すれば、電鋳法は製品の寸法精度や量産性に優れているため、圧力室を有する下部構造体を安価にしかも安定した品質で形成することができる。
【００１９】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記下部構造体を、Ｎｉ又はＮｉ合金を使用した電鋳法で形成するのが好ましい。
このようにすれば、Ｎｉ又はＮｉ合金は耐薬品性に優れ、比較的安価であるため、種々のインクに対して耐性のある圧力室を安価に精度良く、量産性に優れたプロセスで形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明のインクジェットヘッドの製造方法の説明に先立ち、この方法によって得られるインクジェットヘッドの一例について説明する。
図１は、インクジェットヘッドの一例の要部、すなわちヘッド用チップの要部を示す図であり、図１中符号１はインクジェットヘッドである。このインクジェットヘッド１は、インクジェット式プリンターなどに用いられるもので、インクを貯留する圧力室２と、該圧力室２に設けられて前記インクを吐出するためのノズル３と、前記圧力室２の内圧を変化させ、前記ノズル３から該圧力室２内のインクを吐出させるためのアクチュエーター４と、を備えて構成されたものである。
【００２１】
また、このインクジェットヘッド１は、圧力室２側を構成する下部構造体５と、アクチュエーター４側を構成する上部構造体６と、を有した略直方体状のヘッド用チップ（図示せず）を、一個又は複数個備えて構成されたものである。ここで、前記ヘッド用チップには、アクチュエーター４が多数（例えば１８０個×２列、又は３６０個×２列）形成されており、さらに圧力室２が、これらアクチュエーター４に対して１：１に対応して形成されている。
【００２２】
下部構造体５は、好ましくはニッケル（Ｎｉ）等の金属やその合金からなる略直方体状のもので、前記したように多数の圧力室２を有し、さらにインクジェットヘッド１の底面側に、前記ノズル３を形成したノズルプレート７を貼設したものである。なお、この下部構造体５については、Ｎｉ等の金属やその合金以外にも、シリコンや各種セラミックス、ガラス等から形成することもできる。ここで、圧力室２は、下部構造体５を上下に貫通して形成された空間であり、前記したようにその底面（下面）側がノズルプレート７に覆われ、後述するようにその上面側が上部構造体６の振動板９に覆われたことにより、ノズル孔、インク供給口以外は閉じられた状態に形成されたものである。
【００２３】
このような圧力室２は、インクジェットヘッド１の底面側を示す斜視図である図２に示すように、二列に整列した状態で多数配設されており、その底面側がノズルプレート７によって覆われ、閉じられている。ノズルプレート７に形成された多数のノズル３は、それぞれ圧力室２内に連通する位置に配置され、かつ二列に整列した状態で配置されている。
なお、図２では、簡略化して圧力室２を１２個×２列で示したが、実際には、前述したように多数のアクチュエーター４に対応して、圧力室２も多数個形成されている。また、本実施形態では２列で示しているが、必ずしも２列である必要はない。一列内で必要なノズル数、チップサイズ、必要な総ノズル数等を考慮し、都度対象とする商品に合わせて適当な列数にすればよい。一般に列数を減らし、チップサイズを小型化すればアクチュエーターや圧力室の歩留まりは向上するが、ヘッドにチップを組み込む工程での煩雑さは増える。
【００２４】
このような圧力室２は、図１では記載を省略しているものの、図２に示すように、圧力室２の配列方向に沿って形成された連通部８により連通している。そして、連通部８にはこれに連通してリザーバ（図示せず）が設けられ、このリザーバにはインク導入口（図示せず）が形成されている。このような構成のもとに圧力室２には、インクジェットヘッド１とは別に設けられたインクタンク（図示せず）より、チューブ（図示せず）を介して前記インク導入口にインクが供給され、さらにリザーバ、連通部８を経てインクが供給されるようになっている。
【００２５】
上部構造体６は、図１に示したように下部構造体５の上面側、すなわち前記ノズルプレート７と反対の側の面に接合されたものである。この上部構造体６は、その底面側に振動板９を有し、この振動板９の下面が前記下部構造体５に接合したことにより、下部構造体５に一体化されたものである。振動板９は、前述したように圧力室２の上面側を覆ってこれを閉じるもので、アクチュエーター４の駆動によって変位（撓曲）し、圧力室２の内圧を変化させるものである。
【００２６】
このような振動板９は、本例では酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２等のＺｒＯｘ）の単層膜からなっており、厚さが例えば１〜２μｍ程度に形成されたものである。この酸化ジルコニウム膜は、後述するように製造工程において第２分離膜として機能したものである。
【００２７】
振動板９の上には、前記アクチュエーター４が形成されている。アクチュエーター４は、前述したように圧力室２に１：１に対応して配設されたもので、図１に示したように、二列に整列した圧力室２のそれぞれの直上に配置され、したがってこれらアクチュエーター４も二列に整列したものとなっている。このアクチュエーター４は、本例では圧電体素子（ピエゾ素子）からなるもので、下部電極１０と圧電体膜１１と上部電極１２とから構成されている。
【００２８】
下部電極１０は、本例では前記振動板９上の全面に形成されたもので、厚さが例えば０．２μｍ程度の白金等によって形成されている。この下部電極１０は、振動板９上の全面に形成されたことにより、アクチュエーター４の駆動によって振動板９とともに変位するようになっている。すなわち、この下部電極１０は、アクチュエーター４の構成要素であるとともに、振動板９と同じ機能をも発揮するようになっている。なお、本例において下部電極１０は、複数のアクチュエーター（圧電体素子）４の共通電極となっている。
【００２９】
圧電体膜１１は、厚さが例えば１μｍ程度のＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等によって形成されたものであり、上電極膜１２は、厚さが例えば０．１μｍ程度の白金等によって形成されたものである。これら圧電体膜１１と上部電極１２とは、下部電極１０と異なり、アクチューエーター４毎に独立して島状に形成されている。このような構成のもとにアクチュエーター４は、それぞれ独立して駆動するようになっている。
【００３０】
これらアクチュエーター４上には、それぞれ保護膜１３を介して配線１４が接続されている。すなわち、前記下部電極１０上には、前記圧電体膜１１及び上部電極１２を覆って酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３等のＡｌＯｘ）等からなる保護膜１３が形成されている。そして、この保護膜１３には前記上部電極１２に通じるコンタクトホール１５が形成され、これにより該配線１４は、前記上部電極１２に電気的に接続したものとなっている。
【００３１】
また、このように振動板９、アクチュエーター４、配線１４等が形成されてなる上部構造体６の上には、封止板１６が貼設されており、これによって本例のインクジェットヘッド１が構成されている。この封止板１６は、アクチュエーター部を保護する機能と、駆動制御用ＩＣチップを配置することによる配線基板としての機能と、アクチュエーターを剥離する際のウェハー支持基板の役割を果たす。また、封止板１６に直接制御用ＩＣを設けることなく、前記配線１４から封止板１６を経由してフレキシブル回路基板を外付けし、このフレキシブル回路基板（図示せず）にアクチュエーター４の駆動を制御する半導体装置を設けるようにしてもよい。
【００３２】
このような構成からなるインクジェットヘッド１にあっては、アクチュエーター４に通電すると、圧電体膜１１が電歪効果によってひずみ、変位することで外側に撓曲する。すると、下部電極１０と振動板９とが圧電体膜１１と一体になって同時に変位し、外側（封止板１６側）へ撓曲することで、圧力室２内の容積を増大させ、内圧を低くする。
このようにして圧力室２内の容積が増大し、内圧が低下すると、連通部８を介して接続するリザーバ（図示せず）内にインクが充填されている場合には、増大した容積分に相当するインクが、リザーバから連通部８を介して圧力室２内に流入する。
【００３３】
そして、このような状態からアクチュエーター４へそれまでと逆の電位を通電すると、圧力室側に振動板９が撓むことにより圧力室内の体積が減少し、内圧が高まる。これによってインクはノズル３から液滴となって吐出される。
なお、前記リザーバには、前述したようにインクジェットヘッド１とは別に設けられたインクタンク（図示せず）より、チューブ（図示せず）を介してインクが供給されるようになっている。
【００３４】
次に、このような構成からなるインクジェットヘッド１の製造方法に基づき、本発明のインクジェットヘッドの製造方法の一実施形態について説明する。
本発明が特に従来の製造方法と異なるところは、下部構造体５と上部構造体６とを半導体プロセスにより別個に形成し、それぞれ良品として判定されたものどうしを接合することにより、良品としてのインクジェットヘッド１を得る点にある。
【００３５】
すなわち、本実施形態では、まず図３（ａ）に示すようにシリコン基板（シリコンウエハ）２０を用意する。ただし、従来では、ＫＯＨを用いた異方性エッチングでシリコン基板を直接加工し、圧力室を形成しているため、シリコン基板としては高価なＳｉ（１１０）基板を用いる必要があったが、本発明では、後述するようにシリコン基板に圧力室を加工しないため、高価なＳｉ（１１０）基板を用いる必要はなく、比較的安価な通常のＳｉ（１００）基板を用いることができる。
【００３６】
そして、このシリコン基板２０を熱酸化処理することにより、その表層部に酸化珪素（ＳｉＯ２）膜を形成し、図３（ｂ）に示すようにこれを第１分離膜２３とする。続いて、この第１分離膜２３上にスパッタ法でジルコニウム（Ｚｒ）を成膜し、さらにこれを熱酸化処理することにより、ジルコニウム膜から酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜を形成して振動板９を形成する。そして、この酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜からなる振動板９を、本発明における第２分離膜とする。
【００３７】
次いで、前記振動板９上にスパッタ法等の気相法によって白金を成膜し、図３（ｃ）に示すように下部電極１０を形成する。白金電極膜の製法としては、前記スパッタ法に限らず、蒸着法などの気相プロセスやめっき法のような液相プロセスでも可能である。なお、この下部電極を成膜するに先立ち、酸化ジルコニア膜との間に接着層を形成する。一般にはＴｉＯｘでよいがＺｒＯｘ等でもよい。
また、本実施形態では、下部電極１０として白金を用いているが、Ｉｒなどの金属や導電性酸化物電極、例えばＳｒＲｕＯ３やＬａＮｉＯ３などでもよい。下部電極１０には電極としての機能の他に、上部に形成する圧電体膜１１の配向制御の機能も必要である。特に(１００)配向させたペロブスカイト構造の酸化物電極は、ＰＺＴの配向制御にもっとも都合がよい。
次いで、下部電極１０上に、図３（ｄ）に示すようにゾルゲル法等の液相法によってＰＺＴからなる圧電体層１１ａを形成する。ここで、ゾルゲル法による圧電体層１１ａの形成方法としては、まず、ＰＺＴを構成する金属元素、すなわちＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉを含有する化合物、例えばアルコキシド等の有機化合物を溶媒（分散媒）に溶解（分散）し、得られた溶液（分散液）を公知の塗布法で前記下部電極１０上に配し、その後、焼成することによって圧電体層１１ａを得る、といった手法が採用される。なお、ゾルゲル法以外の手法として、例えばスパッタ法やＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法等の気相法や水熱合成法のような液相プロセスにより、圧電体層１１ａを形成するようにしてもよい。
【００３８】
次いで、圧電体層１１ａ上にスパッタ法等の気相法によって白金を成膜し、図４（ａ）に示すように上部電極層１２ａを形成する。なお、上部電極１２の成膜方法も、下部電極１０と同様、めっき等の液相法も可能であり、また必ずしも白金である必要はない。
このようにして下部電極１０上に圧電体層１１ａ及び上部電極層１２ａを形成したら、公知のレジスト技術、露光・現像技術によってレジストパターン（図示せず）を形成する。そして、このレジストパターンをマスクにして反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングを行い、上部電極層１２ａ及び圧電体層１１ａをパターニングすることにより、図４（ｂ）に示すように上部電極１２及び圧電体膜１１を形成する。これにより、圧電体素子からなるアクチュエーター４が得られる。
【００３９】
ここで、上部電極層１２ａ及び圧電体層１１ａのパターニングによるアクチュエーター４の形成に際しては、シリコン基板２０上に、図５に示すように複数（例えば４０個）のチップ領域２１を設定する。そして、これら各チップ領域２１毎に、予め設定した数のアクチュエーター４を、それぞれ二列に整列させた状態で形成する。なお、このようなアクチュエーター４の形成するためのエッチングにより、特に前記のチップ領域２１についても、これを区画し、かつ隣り合うチップ領域２１間を分ける溝状の境界部２２を形成する。この境界部２２の形成については、例えば振動板９である酸化ジルコニウムからなる第２分離膜までをエッチングし、酸化珪素からなる第１分離膜２３を露出させることで行う。
【００４０】
次いで、図４（ｃ）に示すように前記シリコン基板２０上に、スパッタ法等によってアクチュエーター４を覆って保護膜１３を形成する。なお、この保護膜１３はＰＺＴを外部環境（特に湿度）から保護するものであり、駆動時のアクチュエーターの撓みを妨げないよう、機能を果たせる範囲内で可能な限り薄いほうがよい。
次いで、図４（ｃ）に示すように前記シリコン基板２０上に、スパッタ法等によってアクチュエーター４を覆って保護膜１３を形成する。
次いで、レジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクにして前記保護膜１３をエッチングすることにより、図４（ｄ）に示すように前記上部電極１２に通じるコンタクトホール１５を形成する。
【００４１】
一般に半導体チップの層間絶縁膜に形成したコンタクトホール１５の場合、アスペクト比が大きいため、タングステンプラグ等を形成する必要がある。ところが、本実施例では前記層間絶縁膜にあたる保護膜１３の膜厚が１００ｎｍ程度と薄く、またコンタクト径も数ミクロン以上となることから、コンタクトホール１５のアスペクト比が極めて小さい。このためプラグを形成する必要なく、コンタクトホール１５形成後、直接配線層を形成することが可能である。
【００４２】
次いで、図６（ａ）に示すように保護膜１３上にＡｌ、Ａｕ等の配線材料を成膜して配線層１４ａを形成する。続いて、公知のレジスト技術、露光・現像技術、エッチング技術によって配線層１４ａをパターニングすることにより、図６（ｂ）に示すように前記プラグに電気的に接続する配線１４を形成する。
【００４３】
このようにして各アクチュエーター４毎に配線１４を接続したら、シリコン基板２０上の全てのアクチュエーター４について電気的な検査を行い、さらに外観検査等を行うことにより、図５に示したチップ領域２１毎に、その電気特性や外観についての良否を判定する。
次いで、必要に応じて前記配線１４を覆う層間絶縁膜等（図示せず）を形成し、さらにシリコン基板２０上の全面に、図６（ｃ）に示すように封止板１６を接着等により貼設する。これにより、シリコン基板２０上には、図５に示した各チップ領域２１毎に、上部構造体６が形成される。
【００４４】
次いで、この封止板１６側にダイシングやエッチング等を行うことにより、図５に示した境界部２２上に、図７（ａ）に示すように溝２４を形成する。その際、ダイシングやエッチングを前記の第２分離膜（振動板９）まで行い、溝２４内に第１分離膜２３を露出させることにより、該溝２４によって上部構造体６を予め設定されたチップ単位に区画する。このように第１分離膜２３を露出させる溝２４を形成することで、該溝２４内に第１分離膜２３と第２分離膜（振動板９）との界面を露出させることができる。
【００４５】
次いで、図７（ｂ）に示すように本発明の分離液としての純水や精製水等の水２５中に前記シリコン基板２０を浸漬し、前記溝２４内に水を導入することにより、該溝２４内に露出した第１分離膜２３と第２分離膜（振動板９）との界面に水（分離液）を接触させる。これにより、該界面にて第１分離膜２３と第２分離膜（振動板９）とを剥離させ、前記シリコン基板２０から前記上部構造体６を分離することができる。このとき、上部構造体６が予め設定されたチップ単位に区画されるように溝２４を形成しているので、シリコン基板２０から分離された上部構造体６はチップ単位のものとなり、したがって、後の接合工程にそのまま供することが可能になる。よって、このようにして各チップ単位の上部構造体６を得たら、先に行った電気特性や外観についての検査結果より、良品と判定されたものを選別し、次工程に供するようにする。
【００４６】
また、上部構造体６を分離した後のシリコン基板２０については、必要に応じてその表面の第１分離膜２３（酸化珪素膜）を除去することなどにより、再度、前述した上部構造体６の形成などに再利用することができる。
【００４７】
一方、前記シリコン基板２０を用いた工程とは別に、図８（ａ）に示すように圧力室２を有する下部構造体５を形成する。ここで、このようにして形成する下部構造体５としては、チップ単位となる構造のもの、すなわち、圧力室２を例えば１８０個×２列、又は３６０個×２列に形成したものを形成する。この下部構造体５の形成方法としては、特に、電鋳法が好適に用いられる。すなわち、予め下部構造体５の電鋳型を作製しておき、この電鋳型を陰極にして電解メッキを行い、電鋳型の内側に金属等を電着させることにより、下部構造体５を得る。電着させる金属等を、ＮｉやＮｉ合金とすることにより、これらＮｉやＮｉ合金によって下部構造体５を形成する。このようにＮｉやＮｉ合金によって下部構造体５を形成すれば、Ｎｉ又はＮｉ合金は耐薬品性に優れ、比較的安価であるため、種々のインクに対して耐性のある圧力室２を安価に形成することができる。
【００４８】
なお、完成したインクジェットヘッド１において使用されるインクによっては、圧力室２内のインクと下部構造体５との間で化学反応等が生じ、電池効果が起きたり、腐蝕が起こる可能性もある。そのような場合には、予め圧力室２内（アクチュエーター振動板も同様）に例えば酸化タンタル（ＴａＯｘ）等の保護膜を形成しておき、インクとの間の反応等を防止してもよい。
続いて、このようにして形成した下部構造体５について、外観検査等を行い、製品としての良否を判定する。そして、検査結果より良品と判定されたものを選別し、次工程に供するようにする。
【００４９】
次いで、良品として判定された上部構造体６と、良品として判定された下部構造体５とを組み合わせ、図８（ｂ）に示すように上部構造体６の振動板９側と下部構造体５の上面側とを接合する。接合方法としては、加圧・加熱することで電子を拡散させることによる拡散接合や、水素接合、接合面をプラズマ処理することなどによって活性化させ、これら接合面同士を直接接合する直接接合、さらには、接着剤による接着などが採用可能である。
【００５０】
その後、下部構造体５の底面側に、従来と同様にしてノズルプレート７を接着等で貼設し、ヘッド用チップ（図示せず）を得る。なお、このノズルプレート７の貼設については、上部構造体６と下部構造体５との接合に先立って行ってもよい。そして、このようにして形成したヘッド用チップを一個又は複数個用い、従来と同様にして組み立てることにより、図１に示したインクジェットヘッド１を得る。
このようにして得られたインクジェットヘッド１は、インクジェット式のプリンターや、工業用のインクジェット装置などに用いられる。
【００５１】
このようなインクジェットヘッド１の製造方法にあっては、アクチュエーター４を含む上部構造体６と圧力室２を有する下部構造体５とをそれぞれ別に形成し、これらを接合してインクジェットヘッド１の構成要素となるヘッド用チップを形成するので、予め検査して良品と判定された上部構造体６と、別に検査して良品と判定された下部構造体５とを接合することで、前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）を上げ、その絶対数を十分に確保することができる。
【００５２】
すなわち、シリコン基板上にアクチュエーターやこれに接続する配線などを直接形成し、さらに同一のシリコン基板に圧力室も形成する従来法では、多くの工程を経てアクチュエーターや配線などを形成した後、圧力室を形成した際に、例えば異物や欠陥等に起因してこの圧力室に不良が発生すると、その上に形成された正常なアクチュエーターや配線なども、結果的に不良品の一部となってしまう。したがって、この正常なアクチュエーターや配線などは、最終的な製品に供されることができなくなり、そのため従来では歩留まりが大きく低下し、製造コストの低減化が妨げられていた。
【００５３】
これに対し、本発明にあっては、前述したように良品と判定された正常な上部構造体６は、同じく良品と判定された下部構造体５と接合されるようになるので、従来のごとく正常であるにもかかわらず不良品となってしまうといった不都合がなく、したがって、前述したように前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）が上がり、その絶対数も十分に確保できることにより、製造コストを低減化することができる。
【００５４】
また、第１分離膜２３と第２分離膜（振動板９）との界面に分離液として水を接触させることにより、該界面にて第１分離膜２３と第２分離膜とを剥離させ、シリコン基板２０から上部構造体６を分離するようにしたので、上部構造体の分離が極めて容易になるとともに、上部構造体６を分離した後のシリコン基板２０を再利用することができる。したがって、高価なシリコンウエハからなるシリコン基板２０を再利用することにより、コストの低減化を図ることができる。
また、高温プロセスを含むインクジェットヘッド１の上部構造体６の製造工程と、低温プロセスからなる下部構造体５の形成工程とを、連続させることなく別にしているので、工程管理が容易になり、したがって生産性の向上を図ることができる。
【００５５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態ではアクチュエーターとして圧電体素子（ピエゾ素子）を用いたが、このような電気機械変換体以外の駆動素子をアクチュエーターとして用いることもできる。具体的には、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた駆動素子や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式の駆動素子、静電吸引方式、さらにはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式の駆動素子などを採用することもできる。
また、下部構造体５の形成方法についても、電鋳法に限定されることなく、例えばナノインプリントによる転写技術を応用して形成することもできる。
【００５６】
さらに、前記実施形態では第一分離膜と第二分離膜の間の剥離を利用しているが、剥離犠牲層を形成して、この層を溶かすことによりアクチュエーターを基板から分離することも可能である。この場合の膜構成例としては、酸化珪素/酸化亜鉛/酸化ジルコニウムがある。酸化亜鉛を水で溶かすことにより酸化珪素と酸化ジルコニウムの剥離が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの要部側断面図である。
【図２】図１に示したインクジェットヘッドを底面側から見た斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図５】製造工程を説明するためのシリコン基板の平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…インクジェットヘッド、２…圧力室、３…ノズル、４…アクチュエーター、５…下部構造体、６…上部構造体、９…振動板（第２分離膜）、１０…下部電極、１１…圧電体膜、１２…上部電極、２０…シリコン基板、２１…チップ領域、２２…境界部、２３…第１分離膜、２４…溝、２５…水（分離液）
【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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