(57)【要約】【課題】電極間ギャップの封止作業の効率を向上させることが可能な静電アクチュエータの製造方法を提案し、併せて、その方法を容易にするマスク基板を提供する。【解決手段】個別電極１２を有する電極基板１０と、個別電極１２とギャップ４０を介して対向し、個別電極１２との間で発生する静電気力により動作する振動板２２を有するキャビティ基板２０とが接合された接合体のキャビティ基板２０に、ギャップ４０を外気と遮断する封止材２５を配設するための貫通溝２６及び複数の位置決め穴２４を形成する工程と、シリコン基板からなり、キャビティ基板２０の貫通溝２６と位置決め穴２４とに対応する位置に、開口６１と複数の柱状凸部６２とがそれぞれ形成されている第１マスク基板６０を、キャビティ基板２０の位置決め穴２４に柱状凸部６２を挿入させてキャビティ基板２０上に密着積層する工程と、第１マスク基板６０の開口６１を通して、貫通溝２６に封止材２５を堆積してギャップ４０を封止する工程とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極を有する第１の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生する静電気力により動作する可動電極を有する第２の基板とが接合された接合体の前記第２の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配設するための貫通溝及び複数の位置決め穴を形成する工程と、
シリコン基板からなり、前記第２の基板の貫通溝と位置決め穴とに対応する位置に、開口と複数の柱状凸部とがそれぞれ形成されている第１マスク基板を、前記第２の基板の位置決め穴に前記柱状凸部を挿入させて前記第２の基板上に密着積層する工程と、
前記第１マスク基板の開口を通して、前記貫通溝に前記封止材を堆積して前記ギャップを封止する工程と、を備えることを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
固定電極を有する第１の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生する静電気力により動作する可動電極を有する第２の基板とが接合された接合体の前記第２の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配設するための貫通溝及び複数の位置決め穴を形成する工程と、
シリコン基板からなり、前記第２の基板の貫通溝と位置決め穴とに対応する位置に、開口と複数の柱状凸部とがそれぞれ形成され、かつ第２マスク基板を位置決めする複数の位置決め穴が形成されている第１マスク基板を、前記第２の基板の位置決め穴に該第１マスク基板の柱状凸部を挿入させて前記第２の基板上に密着積層する工程と、
シリコン基板からなり、前記第１マスク基板の開口と位置決め穴とに対応する位置に、開口と複数の柱状凸部とがそれぞれ形成されている第２マスク基板を、前記第１マスク基板の位置決め穴に該第２マスク基板の柱状凸部を挿入させて前記第１マスク基板上に密着積層する工程と、
前記第１及び第２マスク基板の開口を通して、前記貫通溝に前記封止材を堆積して前記ギャップを封止する工程と、を備えることを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法を適用して静電アクチュエータを形成するとともに、前記第２の基板に液滴を貯えて吐出させる圧力室となる流路を形成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４】
請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を利用して液滴吐出ヘッドを製造し、その製造した液滴吐出ヘッドを組み込むことを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【請求項５】
シリコン基板からなり、被加工物の所定部位に部材を成膜又は堆積させるための開口が形成されたマスク基板であって、
前記被加工物に対する位置決めを行う複数の柱状凸部を備えていることを特徴とするマスク基板。
【請求項６】
被加工物の所定部位に部材を成膜又は堆積させる際に使用するマスク基板の製造方法であって、
シリコン基板に異方性ウェットエッチングを施して前記被加工物の所定部位に部材を成膜又は堆積させるための開口を形成し、前記シリコン基板にドライエッチング又はウェットエッチングを施して前記被加工物に対して位置決めを行う複数の柱状凸部を形成することを特徴とするマスク基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電力により可動部が変位する静電アクチュエータ、それを適用した液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置の各製造方法、それらの方法等に使用するマスク基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタなどの液滴吐出方法として、底壁が可動電極で構成された吐出用液体を貯える吐出室を備え、その底壁を変形させて吐出室の圧力を高めて、連通するノズルから液滴を吐出させる方法がある。この場合、可動電極となる底壁（振動板）を変位させる方式としては、振動板と対向電極（固定電極）とをギャップを介して対向させた静電アクチュエータを構成し、それらの間に電圧を印可して発生する静電駆動方式が広く知られている。
【０００３】
上記のような静電アクチュエータまたはそれを利用した液滴吐出ヘッドにおいて、可動電極と固定電極の間に、それらの少なくとも一方の表面に水分などが付着すると、水などの極性分子が帯電するなどの原因で静電吸引特性が低下するおそれがある。更に、極性分子が相互に水素結合し、可動電極が固定電極に貼り付いてしまい、動作不能となることがある。したがって、可動電極と固定電極の対向面間のギャップを外気と遮断することが望ましい。このギャップは可動電極の基板と固定電極の基板とを接合することでほとんど塞ぐことはできるが、完全に塞いでしまうと外部から電極に電力（電荷）を供給することができなくなる。このため、一部に電極取り出し用の開口部分を設け、その開口部分を利用して外部と電気的接続を確保しつつ、その開口部分は別部材の封止材により塞いで気密封止を行い、水分などの侵入を阻止している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、開口部分を封止材により封止して気密封止を行う場合、例えば、その形成の過程で、封止材が本来封止を必要としない、例えば他の基板と接合する部分や、取り出された電極の端子部分に付着してしまうと、他の基板との接合や電気的接続の障害となり、接合不良や接続不良を起こしてしまう。そのため、これらの不良を防止するべく、余分な封止材を除去する工程を更に行わなければならない。そのような除去工程では、封止材の削り取りや洗浄などを行うが、これにより発塵などの異物発生の可能性が高くなり、封止作業の生産性も低下する。
【０００５】
本発明は上記のような問題に対処するためになされたものであり、封止材の除去工程が不要で、しかも電極間ギャップの封止作業の効率を向上させることが可能な静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置の各製造方法を提供することを目的とする。また併せて、その方法を容易に可能とするマスク基板を提案することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、固定電極を有する第１の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生する静電気力により動作する可動電極を有する第２の基板とが接合された接合体の前記第２の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配設するための貫通溝及び複数の位置決め穴を形成する工程と、シリコン基板からなり、前記第２の基板の貫通溝と位置決め穴とに対応する位置に、開口と複数の柱状凸部とがそれぞれ形成されている第１マスク基板を、前記第２の基板の位置決め穴に該第１マスク基板の柱状凸部を挿入させて前記第２の基板上に密着積層する工程と、前記第１マスク基板の開口を通して、前記貫通溝に前記封止材を堆積して前記ギャップを封止する工程とを備える。
【０００７】
上記方法によれば、ギャップの封止を行う際、第１マスク基板と第２の基板のアライメントを第１マスク基板に形成された柱状凸部を用いて行えるため、第１マスク基板及び第２の基板とは別の治具を用いることなく容易に位置決めが可能となる。また、第１マスク基板の開口を通して、貫通溝に封止材を堆積するため、封止材を所望の部位に効率よく堆積できる。従って、本来、封止材を付着させるべきでない固定電極と外部の電力供給手段との接点への付着を防ぐことができ、接続不良の防止や、確実な封止による長寿命化などを図ることができる。
【０００８】
本発明に係る別の静電アクチュエータの製造方法は、固定電極を有する第１の基板と、前記固定電極とギャップを介して対向し、前記固定電極との間で発生する静電気力により動作する可動電極を有する第２の基板とが接合された接合体の前記第２の基板に、前記ギャップを外気と遮断する封止材を配設するための貫通溝及び複数の位置決め穴を形成する工程と、シリコン基板からなり、前記第２の基板の貫通溝と位置決め穴とに対応する位置に、開口と複数の柱状凸部とがそれぞれ形成され、かつ第２マスク基板を位置決めする複数の位置決め穴が形成されている第１マスク基板を、前記第２の基板の位置決め穴に該第１マスク基板の柱状凸部を挿入させて前記第２の基板上に密着積層する工程と、シリコン基板からなり、前記第１マスク基板の開口と位置決め穴とに対応する位置に、開口と複数の柱状凸部とがそれぞれ形成されている第２マスク基板を、前記第１マスク基板の位置決め穴に該第２マスク基板の柱状凸部を挿入させて前記第１マスク基板上に密着積層する工程と、前記第１及び第２マスク基板の開口を通して、前記貫通溝に前記封止材を堆積して前記ギャップを封止する工程とを備える。
この方法においても前述したような効果が得られる。これに加えて、アライメント用の柱状凸部が形成された２枚のマスク基板を重ねることで、下側の第１マスク基板には封止材料が堆積しないこととなり、封止材の堆積に起因する反りが発生しづらくなる。このため、第１マスク基板と第２の基板との間への封止材の回り込みが抑制され、所望の位置でのより確実な封止が可能となる。
【０００９】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記いずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法を適用して静電アクチュエータを形成するとともに、前記第２の基板に液滴を貯えて吐出させる圧力室となる流路を形成するものである。
また、本発明の液滴吐出装置の製造方法は、上記液滴吐出ヘッドの製造方法で液滴吐出ヘッドを製造し、その製造した液滴吐出ヘッドを組み込むものである。
これらの液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置によれば、封止材を目的の封止部分にのみ堆積させることができるので、固定電極と外部の電力供給手段との接点への封止材の付着による接続不良の防止が図れ、また確実な封止による長寿命化にも寄与することができる。
【００１０】
本発明のマスク基板は、シリコン基板からなり、被加工物の所定部位に部材を成膜又は堆積させるための開口が形成されたマスク基板であって、前記被加工物に対する位置決めを行う複数の柱状凸部を備えている。これによれば、被加工物に該マスク基板の柱状凸部に対応する位置決め穴を設けることで、該マスク基板と被加工物のみで容易にアライメントが可能となる。
【００１１】
本発明のマスク基板の製造方法は、被加工物の所定部位に部材を成膜又は堆積させる際に使用するマスク基板の製造方法であって、シリコン基板に異方性ウェットエッチングを施して前記被加工物の所定部位に部材を成膜又は堆積させるための開口を形成し、前記シリコン基板にドライエッチング又はウェットエッチングを施して前記被加工物に対して位置決めを行う複数の柱状凸部を形成するものである。
これによれば、マスク基板に形成された柱状凸部がフォトリソ及びエッチングにより形成されるため、その寸法精度が非常に高く、これを利用したアライメント精度も非常に高精度とすることができる。また、これにより様々な形状の位置決め用の柱状凸部をマスク基板上に同時に複数個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】
【００１２】
実施形態１
（液滴吐出ヘッドの構造）
図１は本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの一部を示す分解斜視図である。本実施形態では、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。
図１に示すように本実施形態に係る液滴吐出ヘッドは、第１の基板である電極基板１０、第２の基板であるキャビティ基板２０及び第３の基板であるノズル基板３０の３つの基板が順に積層されて接合されている。
【００１３】
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などの基板を主要な材料としている。電極基板１０の表面には、後述するキャビティ基板２０の吐出室２１となる領域に合わせて、例えば深さ約０．３μｍを有する複数の電極形成溝１１が形成されている。電極形成溝１１の内側には、キャビティ基板２０の各吐出室２１の底壁と対向するように固定電極となる個別電極１２が設けられ、更にリード部１３及び端子部１４が一体となって設けられている。以下、特に区別する必要がない限り、リード部１３及び端子部１４を含めて個別電極１２として説明する。振動板２２と個別電極１２との間には、振動板２２の振動空間となるギャップ４０（図２参照）が、電極形成溝１１に起因して形成されている。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の厚さで電極形成溝１１の内側に成膜することで形成される。さらに、電極基板１０には、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１５が設けられている。
【００１４】
キャビティ基板２０は、例えば面方位（１００）のシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板という）を材料としている。キャビティ基板２０には、吐出させる液体を一時的にためる吐出室２１となる凹部（その底壁は個別電極１２に対向する可動電極の振動板２２となっている）及び後述する封止材２５をリード部１３の直上部分に堆積して、封止部とするための貫通溝２６が形成されている。更に、キャビティ基板２０の電極基板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（テトラエトキシシラン（珪酸エチル）を用いてできるＳｉＯ2のＴＥＯＳ膜とする）２３を、プラズマＣＶＤ法を用いて０．１μｍ成膜している。この絶縁膜２３には、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）などを用いてもよい。また、各吐出室２１に供給する液体を貯えておくリザーバ２８となる凹部も形成されている。更に、外部の電力供給手段（図示せず）から振動板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。
【００１５】
ノズル基板３０は、例えばシリコン基板からなり、複数のノズル孔３１が形成されている。各ノズル孔３１は、振動板２２の駆動により加圧された液体を液滴として外部に吐出する。また、このノズル基板３０には、吐出室２１とリザーバ２８とを連通させるためオリフィス２９、及び振動板２２が撓むことでリザーバ２８方向に加わる圧力を緩衝するダイヤフラム３２が形成されている。
【００１６】
図２は図１の液滴吐出ヘッドの個別電極１２の長手方向に沿う断面図である。本実施形態では、電極として利用でき、かつエッチングの際にエッチングストップが利用できる高濃度のボロンドープ層をシリコン基板に形成し、それを振動板２２としている。この振動板２２を底壁に備えた吐出室２１は、ノズル孔３１から吐出させる液体を溜め、その底壁である振動板２２が撓み変位するように駆動することにより、吐出室２１内の圧力を高めて、ノズル孔３１から液滴を吐出させる。振動板２２の駆動は、振動板２２と個別電極１２とに電圧を印加し、それによって生じた静電気力によって行われる。従って、この振動板２２と個別電極１２とは、静電アクチュエータを構成している。
【００１７】
発振駆動回路４１は、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）などの配線４２を介して、電極取出し口４４の端子部１４とキャビティ基板２０の共通電極端子２７とに接続されて、印加電圧の供給制御を行う。発振駆動回路４１は、例えば２４ｋＨｚで発振し、個別電極１２に０Ｖと３０Ｖのパルス電位を印加して電荷供給を行う。発振駆動回路４１が発振駆動することで、例えば個別電極１２に電荷を供給して正に帯電させ、振動板２２を相対的に負に帯電させると、静電気力により個別電極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は元に戻るが、そのときの吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力により差分の液滴が吐出する。この液滴が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などの記録が行われる。
なお、ギャップ４０に異物、水分（水蒸気）などが浸入しないように、ギャップ４０を外気から遮断して密閉するために、電極基板１０とキャビティ基板２０との電極間には、貫通溝２６を介して封止材２５が配設されている。
【００１８】
図３は電極基板１０上に積層されているキャビティ基板２０を表した平面図である。図３のように、キャビティ基板２０には、電極基板１０のリード部１３を露出させる貫通溝２６を設けている。また、電極基板１０の端子部１４は、キャビティ基板２０を切り欠いた電極取出し口４４により、キャビティ基板２０から開放された状態となっている。
【００１９】
ギャップ４０の封止は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：化学的気相法）、スパッタ、蒸着などの方法により、貫通溝２６の開口部分から、封止材２５である酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などを、電極基板１０のリード部１３部分に堆積させて行っている。封止材２５には、酸化シリコンの他に、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、Ｔａ2Ｏ5（五酸化タンタル）、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon ）、ポリパラキシリレン（polypalaxylylene）、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane：シリコーンゴムの一種）、エポキシ樹脂など、分子量が比較的小さく、蒸着、スパッタなどにより堆積させることができ、水分を通さない物質を用いるのが好ましい。
【００２０】
ところで、封止材２５を本来堆積させるべきでない部分、例えば端子部１４と配線４２との接続部分に封止材２５が堆積してしまうと、端子部１４と配線４２とを電気的に良好に接続させることができず、接続不良（導通不良）が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、所望の箇所だけに封止材２５を選択的に堆積させて封止し、必要箇所だけを効率よく封止部として形成できるように、貫通溝２６を利用している。そして、その貫通溝２６に対応する部分を開口したマスク（後述）をキャビティ基板２０上に積層し、基本的に貫通溝２６の部分（リード部１３直上）にだけ封止材２５を堆積させる方法をとっている。これについては、液滴吐出ヘッドの製造方法の説明に関連して詳述する。
【００２１】
（液滴吐出ヘッドの製造方法）
図４及び図５は実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を表す工程図である。ここでは、図４及び図５の（ａ）〜（ｉ）に基づいて液滴吐出ヘッド製造方法を説明する。
なお、実際には、ウェハ単位で複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するが、図４及び図５では、そのうちの一ユニット分の液滴吐出ヘッドを示している。
【００２２】
（ａ）まず、シリコン基板（シリコンウェハ）５１の片面（電極基板１０との接合面となる）を鏡面研磨し、例えば２２０μｍの厚みの基板（キャビティ基板２０となるもの）を作製する。
次に、シリコン基板５１の研磨した面を、Ｂ2Ｏ3を主成分とする固体の拡散源に対向させ、縦型炉に入れてボロンをシリコン基板５１中に拡散させ、ボロンドープ層５２を形成する。そして、ボロンドープ層５２を形成した面に、プラズマＣＶＤ法により、処理温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で、ＴＥＯＳ絶縁膜２３を０．１μｍ成膜する。
【００２３】
一方、電極基板１０については、上記（ａ）とは別工程で作製する。例えば、約１ｍｍのガラスの基板の一方の面にエッチングなどを行って、約０．３μｍの深さの電極形成溝１１を形成する。電極形成溝１１の形成後、この溝１１内に、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を同時に形成する。最後に、リザーバに連通することになる液体取り入れ口１５と、後述するマスク基板の柱状凸部を受け入れる貫通穴１６をサンドブラスト法または切削加工により形成する。
（ｂ）上記のシリコン基板５１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５１に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加してそれらを陽極接合する。これにより、シリコン基板５１と電極基板１０とは、ギャップ４０を介して積層した接合基板（又は接合体）５０となる。
【００２４】
（ｃ）次に、接合基板５０のシリコン基板５１に対して、その厚みが約６０μｍになるまで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、水酸化カリウム水溶液でシリコン基板５１を約１０μｍ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）を行う。これによりシリコン基板５１の厚みを約５０μｍにする。
【００２５】
（ｄ）接合基板５０の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）５３をプラズマＣＶＤ法により成膜する。成膜条件として、例えば、成膜時の処理温度３６０℃、高周波出力７００Ｗ、圧力３３．３Ｐａ（０．２５Ｔｏｒｒ）、ＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）とし、その条件で１．５μｍ成膜する。ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法の成膜は比較的低温で行うことができ、基板の加熱を抑えられる。
【００２６】
（ｅ）ＴＥＯＳハードマスク５３を成膜した後、吐出室２１、リザーバ２８、貫通溝２６、位置決め穴２４及び電極取出し口４４となる部分のＴＥＯＳハードマスク５３をエッチングするため、レジストパターニングを施す。そして、フッ酸水溶液を用いてそれらの部分のＴＥＯＳハードマスク５３をエッチングして、ＴＥＯＳハードマスク５３をパターニングする。そして、エッチングした後にレジストを剥離する。
【００２７】
（ｆ）次に、接合基板５０を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室２１、リザーバ２８、貫通溝２６、位置決め穴２４及び電極取出し口４４となる部分の厚みが約１０μｍになるまで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）を行う。更に、接合基板５０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５２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、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の面荒れを抑制厚み精度を高くすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化させることができる。
【００２８】
（ｇ）ウェットエッチングの終了後、フッ酸水溶液を利用して、シリコン基板５１表面のＴＥＯＳハードマスク５３を剥離する。そして、貫通溝２６、位置決め穴２４及び電極取出し口４４となる部分のボロンドープ層５２を除去するため、それらの対応部分が開口したエッチングマスクを、接合基板５０のシリコン基板５１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ドライエッチングを３０分間程度行い、貫通溝２６、位置決め穴２４及び電極取出し口４４となる部分にプラズマを当てて、シリコン基板５１を貫通させる。これにより貫通溝２６はギャップ４０と連通した状態となる。
【００２９】
続いて、キャビティ基板２０（流路が形成されたシリコン基板５１）と電極基板１０の電極形成溝１１との間に形成されたギャップ４０を封止する。この封止は予め用意しておいた第１マスク基板６０を利用して行う。第１マスク基板６０は、シリコン基板からなり、キャビティ基板２０の貫通溝２６と位置決め穴２４とに対応する位置に、開口６１と複数の柱状凸部６２とがそれぞれ形成されているものである。なお、柱状凸部６２はキャビティ基板２０の位置決め穴２４に嵌合するような形状となっている。
（ｈ）上記第１マスク基板６０を利用し、その柱状凸部６２をキャビティ基板２０の位置決め穴２４に挿入嵌合して、キャビティ基板２０の表面（頂面）に第１マスク基板６０を密着積層させる。これにより、キャビティ基板２０の貫通溝２６の部分は第１マスク基板６０の開口６１で露出した状態となり、一方キャビティ基板２０の他の部分は第１マスク基板６０で覆われる。ここで、接合基板５０と第１マスク基板６０との外周部を治具などで挟んで互いに固定してもよい。この時、吐出室２１となる空間及びリザーバ２８となる空間は、大気開放溝により大気に開放されているのが好ましい。
そして、第１マスク基板６０が密着積層された接合基板５０を、ＣＶＤ装置に入れ、封止材２５として、例えばＳｉＯ2を成膜する。この際、第１マスク基板６０によって、選択的に貫通溝２６にのみ封止材２５が堆積して、個別電極１２と振動板２２との間に形成されたギャップ４０が封止される。
【００３０】
（ｉ）以上の封止工程の後、第１マスク基板６０を接合基板５０から取り外す。そして、例えばプラチナ（Ｐｔ）をターゲットとしてスパッタなどを行い、共通電極端子２７を形成する。更に、接合基板５０のキャビティ基板２０に別途作製しておいたノズル基板３０を接着接合する。その後、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々の液滴吐出ヘッドに切断し、液滴吐出ヘッドを完成させる。最後に、個別電極１２の端子部１４に、ドライバＩＣが実装されたフレキシブルプリンテッドサーキット（ＦＰＣ）など、異方性導電接着剤（ＡＣＦ）を用いて接合する。
なお、図４及び図５においては、シリコン基板５１と第１マスク６０との位置決め状態を説明するために、シリコン基板５１の位置決め穴２４、第１マスク６０の開口６１及び柱状凸部６２を、図示する位置に表しているが、それらの位置はシリコン基板５１の形状に応じて適宜定めることができる。
【００３１】
以上の方法によれば、キャビティ基板２０の位置決め穴２４に第１マスク基板６０の柱状凸部６２を挿入することで、キャビティ基板２０の貫通溝２６と第１マスク基板６０の開口６１とを位置合わせしつつそれらを密着積層できるので、貫通溝２６を利用した封止作業が容易に可能となる。また、第１マスク基板６０の開口６１を通して、貫通溝２６にのみ封止材２５を堆積できるため、封止材２５を目的の場所に効率よく配設できる。従って、封止材２５が端子部１４に堆積することがなくなり、端子部１４でのＦＰＣなどとの接続不良が回避でき、また長寿命化も図れる。更に、スパッタ、ＣＶＤ、蒸着などにより封止材２５を堆積できるので、複数のウェハに対して一度に封止処理を確実に行うことができ、封止作業効率が改善する効果もある。
【００３２】
ところで、図５の（ｈ）のギャップ封止工程においては、封止用マスク基板として第１マスク基板６０を１枚用いたが、第１マスク基板６０の上に更に第２マスク基板を重ねるようにしても良い。図６はその態様を示した参考図であり、第１マスク基板６０の上に第２マスク基板７０を位置決めして密着積層し、貫通溝２６に封止材２５を堆積した状態を示している。この場合、第１マスク基板６０には、キャビティ基板２０の貫通溝２６と位置決め穴２４とに対応する位置に、開口６１と複数の柱状凸部６２とがそれぞれ形成され、さらに第２マスク基板７０を位置決めする複数の位置決め穴６３が形成されている。
一方、第２マスク基板７０には、第１マスク基板６０の開口６１と位置決め穴６３とに対応する位置に、開口７１と複数の柱状凸部７２とがそれぞれ形成されている。柱状凸部７２は第１マスク基板６０の位置決め穴６３に嵌合するような形状となっている。
図６のようにマスク基板を２枚利用した場合には、前述の効果に加えて、キャビディ基板２０に接している第１マスク基板には封止材２５が堆積しないため、封止材の堆積に起因する反りを回避できる。このため、キャビディ基板２０と第１マスク基板６０との隙間への封止材２５の回り込みが少なくなり、所望の位置でのより確実な封止が可能となる。
【００３３】
実施形態２
（マスク基板）
図７は先に説明したギャップ４０を貫通溝２６を介して封止する際に使用するマスク基板の構造を説明するための図であり、図７（ａ）はマスク基板のキャビティ基板と接する面を、図７（ｂ）はマスク基板の側面を、図７（ｃ）はマスク基板が積層されるキャビティ基板２０が形成されたシリコンウェハの上面を表している。図７に示したマスク基板８０は、キャビティ基板２０の貫通溝２６と位置決め穴２４とに対応する位置に、台形溝状の開口８１（図５の符号６１に対応するもの）と２つの柱状凸部８２（図５の符号６２に対応するもの）が形成されている。また、ここでは基板中央部に凹部８３を設けている。凹部８３は使用態様に応じて適宜形成することができ、ギャップ４０を封止するためのマスク基板にとって必ずしも必要なものではない。
なお、ここでは、液滴吐出ヘッドの２列分についての構成を記載しているが、実際の基板（ウェハ）には、更に多くの列が形成されており、各列における液滴吐出ヘッド（チップ）の数も更に多い。
【００３４】
次に、マスク基板の製造方法を説明する。図８、図９はマスク基板８０の製造方法の一例を表す工程図である。以下、これらの図の（ａ）〜（ｊ）に従って説明する。
（ａ）面方位（１００）のシリコン単結晶基板の両面を研磨して、板厚７００μｍ程度のシリコン基板（これも符号８０で表すこととする）を作る。
（ｂ）シリコン基板８０を熱酸化して基板の表面にシリコン酸化膜９０を形成する。
（ｃ）シリコン基板８０の片面のシリコン酸化膜９０に対して、バッファードふっ酸（ＢＨＦ）液を用いたエッチングにより、開口８１を形成するためのパターニングを施す。
（ｄ）シリコン基板８０を水酸化カリウム（ＫＯＨ）の液に浸して、エッチングにより開口８１を形成する。
（ｅ）シリコン基板８０の両面からシリコン酸化膜９０を一旦除去した後、改めてシリコン基板８０を熱酸化して基板の表面にシリコン酸化膜９０を形成する。
【００３５】
（ｆ）シリコン基板８０の開口８１形成面とは反対面のシリコン酸化膜９０に対して、バッファードふっ酸（ＢＨＦ）液を用いて、凹部８３形成部のシリコン酸化膜９０を全てエッチングし、かつ柱状凸部８２形成部以外の部分をハーフエッチングする。
（ｇ）ドライエッチング、例えばＩＣＰドライエッチングを利用して、シリコン基板８０に凹部８３を形成する。
（ｈ）シリコン基板８０の凹部８３形成側のシリコン酸化膜９０に対して、バッファードふっ酸（ＢＨＦ）液を用いたエッチングにより、柱状凸部８２形成部だけにシリコン酸化膜９０が残るようにエッチングを施す。
（ｉ）ドライエッチング、例えばＩＣＰドライエッチングを利用して、シリコン基板８０の凹部８３形成側を、先に形成しておいた開口８１が貫通するようになるまでエッチングを行う。この時、柱状凸部８２形成部だけはエッチングされずに残り、柱状凸部８２が形成される。柱状凸部８２の形状は被マスク材の形状を基に決定されるが、図４及び図５に示した液滴吐出ヘッドの製造方法に用いる第１マスク基板の場合には、例えば、直径１ｍｍ、高さ５００μｍなどとすることができる。
（ｊ）最後に、希ふっ化水素酸（ＤＨＦ）液を用いたエッチングにより、シリコン基板８０からシリコン酸化膜９０を除去して、マスク基板８０が完成する。
【００３６】
上記の方法により作られたマスク基板８０は、位置決め（アライメント）用の柱状凸部８２が、フォトリソ及びエッチングにより形成されるため、その寸法精度が非常に高く、その結果、このマスク基板８０を利用したアライメント精度も非常に高くなる。
また、柱状凸部８２をフォトリソ及びエッチングを用いて形成するため、所望の形状の柱状凸部８２を、マスク基板８０上に同時に複数個形成することができる。
なお、上記の方法により製造されたマスク基板は、気密封止用マスクとして使用できるだけでなく、他の成膜方法（たとえば真空蒸着、イオンプレーティング等）で、薄膜パターンを直接形成する場合にも使用することができる。
【００３７】
実施形態３
（液滴吐出装置）
図１０は実施形態１で製造した液滴吐出ヘッドを組み込んだ液滴吐出装置であるインクジェットプリンタの概略構成図である。図１０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。
一方、ドラム１０１は、ベルト１０５などを介してモータ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。
【００３８】
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を、電界発光素子を表示パネル（ＯＬＥＤなど）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を、基板上に配線を行う用途においては、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：ペプチド核酸など）タンパク質など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、布などへ染料を吐出する場合にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】液滴吐出ヘッドの断面図。
【図３】電極基板上に積層されているキャビティ基板を表した平面図。
【図４】実施形態１の液滴吐出ヘッドの製造方法を表す工程図。
【図５】図４に続く工程図。
【図６】図５（ｈ）においてマスク基板を２枚使用した状態を示す参考図。
【図７】マスク基板の構造を説明する説明図。
【図８】マスク基板の製造方法の一例を表す工程図。
【図９】図８に続く工程図。
【図１０】実施形態３に係る液滴吐出装置の構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１０  電極基板、１１  電極形成溝、１２  個別電極、１３  リード部、１４  端子部、１５  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、２４  位置決め穴、２５  封止材、２６  貫通溝、２７  共通電極端子、２８  リザーバ、２９  オリフィス、３０  ノズル基板、３１  ノズル孔、３２  ダイヤフラム、４０  ギャップ、４１  発振駆動回路、４２  配線、４４  電極取出し口、５０  接合基板、５１  シリコン基板、５２  ボロンドープ層、５３  ＴＥＯＳハードマスク、６０  第１マスク基板、６１  開口、６２  柱状凸部、６３  位置決め穴、７０  第２マスク基板、７１  開口、７２  柱状凸部、８０  マスク基板、８１  開口、８２  柱状凸部。
【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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【図１０】
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