(57)【要約】【課題】絶縁耐圧の低下がなく、また繰り返し衝突によっても膜剥がれのない駆動耐久特性に優れた絶縁膜を有する電極基板、その電極基板を有する静電アクチュエータ、その製造方法等を提供する。【解決手段】所定の間隔で対向する可動電極となる振動板２２との間に静電気力を発生させて振動板２２を変位させるための固定電極となる個別電極１２を電極基板１０上に形成する工程と、少なくとも個別電極１２を覆う電極側絶縁膜１５を形成する成膜処理と絶縁膜の洗浄及び表面改質を行う表面改質処理とを、所望の厚さの電極側絶縁膜１５が成膜されるまで交互に繰り返す工程とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で対向する可動電極を変位させるための固定電極を基板上に形成する工程と、
少なくとも固定電極を覆う絶縁膜を形成する成膜処理と前記絶縁膜の洗浄及び表面改質を行う表面改質処理とを、所望の厚さの絶縁膜が成膜されるまで交互に繰り返す工程と
を有することを特徴とする電極基板の製造方法。
【請求項２】
ＴＥＯＳを原料としたＣＶＤ法による成膜処理を行って形成した酸化シリコン膜を前記絶縁膜とすることを特徴とする請求項１記載の電極基板の製造方法。
【請求項３】
Ｏ2プラズマによる前記絶縁膜の前記表面改質処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の電極基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板に対する前記成膜処理と前記表面改質処理とを同じチャンバ内で行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電極基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電極基板の製造方法を適用し、前記可動電極を有する静電アクチュエータを製造す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６】
請求項５に記載の静電アクチュエータの製造方法を適用し、前記可動電極となる振動板により液体を加圧して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを製造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７】
請求項６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。
【請求項８】
請求項５に記載の静電アクチュエータの製造方法を適用してデバイスを製造することを特徴とする静電駆動デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法により製造されたことを特徴とする電極基板。
【請求項１０】
請求項９記載の電極基板を備えることを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１０記載の静電アクチュエータを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１３】
請求項１０記載の静電アクチュエータを備えることを特徴とする静電駆動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細加工素子において、加わった力により可動部が変位等し、動作等を行う静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド等の静電駆動デバイス等やそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成される微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録（印刷）装置で用いられている液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）、マイクロポンプ、光可変フィルタ、モータのような静電アクチュエータ等がある。
【０００３】
ここで、微細加工素子の一例として静電アクチュエータを利用した液滴吐出ヘッドについて説明する。液滴吐出方式の記録（印刷）装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷に利用されている。液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを対象物との間で相対移動させ、対象物の所定の位置に液滴を吐出させて印刷等の記録をするものである。この方式は、液晶（Liquid Crystal）を用いた表示装置を作製する際のカラーフィルタ、有機化合物等の電界発光（ElectroLuminescence ）素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ）、ＤＮＡ、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利用されている。
【０００４】
液滴吐出ヘッドの中で、流路の一部に液体を溜めておく吐出室を備え、吐出室の少なくとも一面の壁（ここでは、底部の壁とし、以下、この壁のことを振動板ということにする）を撓ませて（動作させて）形状変化により吐出室内の圧力を高め、連通するノズルから液滴を吐出させる方法がある。静電アクチュエータの場合、可動部となる振動板を変位させる力として、例えば、振動板を可動電極とし、振動板と一定距離を空けて対向する固定された電極（固定電極）との間に発生する静電気力（ここでは、特に静電引力を用いている。以下、静電力という）を利用している。このような静電アクチュエータの製造方法としては、例えば、振動板が加工形成されたシリコン基板と基板表面の凹部内に固定電極（例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物））を形成したガラス基板とを、例えば陽極接合するのが一般的である。
【０００５】
また、上記のような静電力を利用した静電アクチュエータにおいて、可動電極（振動板）と固定電極との接触による短絡及び損傷を防止して信頼性を高めるため、振動板及び固定電極のそれぞれの対向表面に絶縁膜を形成する場合もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０８０７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ガラス基板上に形成した固定電極表面を絶縁膜で覆うためには、４５０℃以下の温度で絶縁膜を成膜することが好ましい。そこで、シリコンへの絶縁膜形成と同様のプラズマＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition ：化学的気相堆積法）を用いた酸化シリコンによる成膜方法が考えられる。
【０００８】
上記の文献では特に説明されていないが、シリコン上に成膜する要領でＩＴＯからなる固定電極上に酸化シリコンの絶縁膜を形成しても、固定電極上の酸化シリコン膜は絶縁耐圧が低く、そのため短絡による貼り付き等が生じやすくなる。また、結合エネルギが低く、膜密度が低いため、衝突耐久性も低く振動板が繰りかえし衝突することによる膜剥がれも発生しやすくなるという課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み、電極上に絶縁膜を形成する場合において、絶縁耐圧の低下がなく、また繰り返し衝突によっても膜剥がれのない駆動耐久特性に優れた電極基板、その電極基板を有する静電アクチュエータ、その製造方法等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】
【００１０】
本発明に係る電極基板の製造方法は、所定の間隔で対向する可動電極を変位させるための固定電極を基板上に形成する工程と、少なくとも固定電極を覆う絶縁膜を形成する成膜処理と絶縁膜の洗浄及び表面改質を行う表面改質処理とを、所望の厚さの絶縁膜が成膜されるまで交互に繰り返す工程とを有する。
本発明によれば、成膜処理と表面改質処理とを交互に繰り返し、緻密な膜にしながら徐々に所望の厚さの絶縁膜を形成するようにしたので、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有し、貼り付きによる駆動不能、膜剥がれが生じにくく、優れた電極基板を製造することができる。
【００１１】
また、本発明に係る電極基板の製造方法は、ＴＥＯＳを原料としたＣＶＤ法による成膜処理を行って形成した酸化シリコン膜を絶縁膜とする。
本発明によれば、ＴＥＯＳを原料にしたので、他の材料と比しても、緻密な膜を形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電極基板の製造方法は、Ｏ2プラズマによる絶縁膜の表面改質処理を行う。
本発明によれば、表面改質処理をＯ2プラズマ処理により行うようにしたので、特にＴＥＯＳの分解により生じる炭素を膜表面から効率よく除去し、また、活性化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電極基板の製造方法は、基板に対する成膜処理と表面改質処理とを同じチャンバ内で行う。
本発明によれば、一連の処理を同じチャンバ内で行うようにしたので、基板搬送等の手間を省くことができる。また、パーティクル等が付着することもないため、効率よく処理を行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記の電極基板の製造方法を適用し、可動電極を有する静電アクチュエータを製造する。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有する電極基板を製造し、静電アクチュエータを製造するようにしたので、長寿命で安定して駆動する静電アクチュエータを製造することができる。
【００１５】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記の静電アクチュエータの製造方法を適用し、可動電極となる振動板により液体を加圧して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを製造する。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有する電極基板による静電アクチュエータを有する液滴吐出ヘッドを製造するようにしたので、長寿命で安定して液滴を吐出することができる液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００１６】
また、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適用して液滴吐出装置を製造する。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有する液滴吐出ヘッドにより液滴吐出装置を製造するようにしたので、長寿命で安定した液滴吐出装置を製造することができる。
【００１７】
また、本発明に係る静電駆動デバイスの製造方法は、上記の静電アクチュエータの製造方法を適用してデバイスを製造する。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有する電極基板による静電アクチュエータによりデバイスを製造するようにしたので、長寿命で安定して駆動する静電駆動デバイスを製造することができる。
【００１８】
また、本発明に係る電極基板は、上記の製造方法により製造されたものである。
本発明によれば、駆動不能、膜剥がれが生じにくく、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有する電極基板を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る静電アクチュエータは、上記の電極基板を備える。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有し、長寿命で安定して駆動する静電アクチュエータを得ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の静電アクチュエータを備える。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有し、長寿命で安定して液滴を吐出できる液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを備える。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有し、長寿命で安定した液滴吐出装置を得ることができる。
【００２２】
また、本発明に係る静電駆動デバイスは、上記の静電アクチュエータを備える。
本発明によれば、絶縁耐圧及び駆動耐久性を有し、長寿命で安定して駆動する静電駆動デバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。図１では液滴吐出ヘッドの一部を示している。本実施の形態では、例えば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（なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図１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異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下として説明する）。
【００２４】
図１に示すように本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３つの基板が下から順に積層されて構成される。本実施の形態では、電極基板１０とキャビティ基板２０とは陽極接合により接合する。また、キャビティ基板２０とノズル基板３０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。
【００２５】
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等の基板を主要な材料としている。本実施形態では、ガラス基板とするが、例えば単結晶シリコンを基板とすることもできる。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となる凹部に合わせ、例えば深さ約０．３μｍを有する複数の凹部１１が形成されている。そして、凹部１１の内側（特に底部）に、キャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向するように固定電極となる個別電極１２が設けられ、さらにリード部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、これらを合わせて個別電極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が撓む（変位する）ことができる一定のギャップ（空隙）が凹部１１により形成されている。個別電極１２は、例えばスパッタ法により、ＩＴＯを０．１μｍの厚さで凹部１１の内側に成膜することで形成される。さらに本実施の形態においては、個別電極１２上に、振動板２２と個別電極１２との間を電気的に絶縁し、個別電極１２を保護するためのＴＥＯＳ膜（ここでは、Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane：テトラエチルオルソシリケート（珪酸エチル）を原料ガスとして用いてできるＳｉＯ2膜をいう）である電極側絶縁膜１５を、プラズマＣＶＤ（ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、約０．０９μｍ（９０ｎｍ）成膜し、個別電極１２を覆っている。ＴＥＯＳを原料ガスとして用いることにより、他の材料で膜を形成する場合に比べてさらに緻密な膜を形成することができる。また、電極基板１０には、他にも外部のタンク（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供給口１６となる貫通穴が設けられている。電極側絶縁膜１５の成膜方法を含む電極基板１０の作製方法については後述する。
【００２６】
キャビティ基板２０は、例えば表面が（１１０）面方位のシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板という）を主要な材料としている。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（底壁が可動電極となる振動板２２となっている）及びリザーバ２４となる凹部が形成されている。さらに、キャビティ基板２０の下面（電極基板１０と対向する面）には、電極側絶縁膜１５と同様に、個別電極１２との間を電気的に絶縁等するためのＴＥＯＳ膜である振動板側絶縁膜２３を０．１μｍ成膜している。ここでは振動板側絶縁膜２３をＴＥＯＳ膜で成膜しているが、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））等を用いてもよい。また、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）２４となる凹部が形成されている。さらに、外部の電力供給手段（図示せず）から基板（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。
【００２７】
ノズル基板３０についても、例えばシリコン基板を主要な材料とする。ノズル基板３０には、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。ノズル孔３１を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性向上が期待できるため、本実施の形態ではノズル孔３１を２段で形成する。本実施の形態では、振動板２２が撓むことでリザーバ２４方向に加わる圧力を緩衝するダイヤフラム３２がさらに設けられている。また、吐出室２１とリザーバ２４とを連通させるための溝となるオリフィス３３が設けられている。
【００２８】
図２は液滴吐出ヘッドの断面図である。図２において、吐出室２１はノズル孔３１から吐出させる液体をためておく。吐出室２１の底壁である振動板２２を撓ませることにより、吐出室２１内の圧力を高め、ノズル孔３１から液滴を吐出させる。ここで、本実施の形態では、電極とすることができ、かつエッチング工程の際に都合がよい高濃度のボロンドープ層をシリコン基板に形成し、振動板２２を構成するものとする。また、異物、水分（水蒸気）等がギャップに入り込まないように、ギャップを外気から遮断し、密閉するために電極取り出し口２６に封止材２５が設けられている。
【００２９】
例えばドライバＩＣ等の発振駆動回路４１は、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）、ワイヤ等の配線４２を介して電気的に端子部１４、共通電極端子２７と接続され、個別電極１２、キャビティ基板２０（振動板２２）に電荷（電力）の供給及び停止を制御する。発振駆動回路４１は例えば２４ｋＨｚで発振し、例えば０Ｖと３０Ｖのパルス電位を個別電極１２に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により、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等の記録が行われる。
【００３０】
図３は電極基板１０の製造工程を表す図である。図３に基づいて液滴吐出ヘッドに係る電極基板１０の製造について説明する。実際には電極基板１０は、ウェハ状のガラス基板で複数個分を同時形成する。そして、他の基板と接合等をした後、個々に切り離して液滴吐出ヘッドを製造するが、図３では１つの液滴吐出ヘッドの電極基板１０の一部分だけを示している。
【００３１】
約１ｍｍのガラス基板５１の一方の面に対し、例えば、クロム（Ｃｒ）膜５２を０．０３μｍ成膜する。そして、さらに金（Ａｕ）膜５３を０．０７μｍ成膜する（図３（ａ））。ここでクロムは金をマスクとしてガラス基板をエッチングする際の下地材となる。クロム膜５２、金膜５３の形成は、ＣＶＤ法、物理的蒸着（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition ）法等の方法で行う。例えば、ＰＶＤ法としては、スパッタ、真空蒸着、イオンプレーティング等の方法がある。
【００３２】
金膜５３の成膜後、金膜５３上の全面にフォトレジスト（図示せず）を塗布する。そして、フォトリソグラフィ（Photolithography）法を用いて、金膜５３上の全面に塗布したフォトレジスト用の感光性樹脂をマスクアライナ等で露光し、現像液で現像することで、ガラス基板５１に、後に電極基板１０の凹部１１となる部分を形成するためのフォトレジストパターンを形成する。
【００３３】
そして、例えば、塩酸又は硫酸（クロム膜５２の場合）、あるいは王水又は酸素や水の存在下でシアン化物イオンを含む溶液（金膜５３の場合）によりウェットエッチングを行い、金膜５３及びクロム膜５２の不要な部分を除去する。その後、フォトレジストを除去する。これによりガラス基板５１上には、クロム膜５２及び金膜５３による凹部１１となる部分のエッチングパターンが形成される（図３（ｂ））。
【００３４】
次に、例えばフッ酸水溶液（ＨＦ）によりガラス基板５１をウェットエッチングすることで凹部１１を形成する（図３（ｃ））。そして、ウェットエッチングを行い、金膜５３及びクロム膜５２を除去する（図３（ｄ））。さらに、スパッタ法等により、ガラス基板５１の凹部１１を形成した面に、個別電極１２となるＩＴＯ膜５４を０．１μｍ成膜する（図３（ｅ））。その後、さらにその面にフォトレジスト（図示せず）を塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて、前述と同様に、個別電極１２を形成するためのフォトレジストパターンを形成する。そして、ＩＴＯ膜５４をエッチングし、（リード部１３、端子部１４を含めた）個別電極１２を形成する（図３（ｆ））。そして、ドリル等による穿孔、サンドブラスト法等で液体供給口１６となる貫通穴を形成する（図３（ｇ））。
【００３５】
図４は電極側絶縁膜１５形成工程の処理の流れ（シーケンス）を表す図である。本実施の形態では、図４（ａ）に示すような手順で個別電極１２を覆う電極側絶縁膜１５を形成する。図４（ｂ）はシリコン上に酸化シリコン膜を形成する際に行われている従来の手順を表す。従来、図４（ｂ）のシーケンスにおいて、高周波出力は３８０Ｗ、低周波出力は３００Ｗ、圧力は３３３Ｐａ、ＴＥＯＳ流量１３０ｍｌ ／ｍｉｎ（＝ｃｍ3 ／６０ｓ）（１３０ｓｃｃｍ）、酸素流量１２００ｍｌ／ｍｉｎ（１２００ｓｃｃｍ）の条件で７秒間成膜処理を行った後、３秒間の表面改質処理（Ｏ2プラズマ処理）を行っている（Ｓ１１〜Ｓ１４）。
【００３６】
図４（ａ）に示すように、まず、ガラス基板５１をチャンバ内に入れる（Ｓ１）。以下の工程は、そのチャンバ内で一連の工程で行われる。チャンバ内のガラス基板５１を約３分間加熱して、基板温度を約４２０℃に上昇させる（Ｓ２）。まず、高周波出力が３００Ｗ、圧力が３６０Ｐａ、酸素流量１０００ｍｌ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で７秒間、表面改質処理を行い、ガラス基板５１（個別電極１２を含む）の洗浄（特に有機物）及び表面改質（酸素を含む官能基形成による表面の活性化）を行う（Ｓ３）。特にＩＴＯにおいては、表面改質により仕事関数等、電気的特性の向上も期待できる。
【００３７】
次にガラス基板５１を取り出すことなく、高周波出力は３００Ｗ、低周波出力は４００Ｗ、圧力は３６０Ｐａ、ＴＥＯＳ流量８０ｍｌ／ｍｉｎ（８０ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｍｌ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で２秒間成膜処理を行い、電極側絶縁膜１５となる酸化シリコン膜５６を０．０３μｍ（３０ｎｍ）堆積させ、成膜する（Ｓ４）。
【００３８】
そして、上記と同様に、高周波出力が３００Ｗ、低周波出力は４００Ｗ、圧力が３６０Ｐａ、酸素流量１０００ｍｌ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で７秒間、表面改質処理を行い、電極側絶縁膜１５の洗浄（特にＴＥＯＳの分解によりできる炭素及び炭素化合物（有機物）の除去）及び表面改質（活性化）を行う（Ｓ５）。
【００３９】
以上の成膜処理と表面改質処理とをさらに交互に２回ずつ行い（Ｓ６〜Ｓ９）、最終的に、約０．０９μｍ（９０ｎｍ）の電極側絶縁膜１５を形成する（図３（ｈ））。そしてチャンバからガラス基板５１を取り出す（Ｓ１０）。
【００４０】
この段階では端子部１４上にも酸化シリコン膜が形成されているため、このまま配線４２と接着すると電気的特性が悪く、電荷供給ができない。そこで、取り出したガラス基板５１に端子部１４（電極取り出し口２６）の部分を開口した、メタルマスク６１を取り付け、端子部１４上の電極側絶縁膜１５を除去するために、ドライエッチングを行う（図３（ｉ））。ドライエッチング終了後、メタルマスク６１を取り外して電極基板１０が完成する（図３（ｊ））。
【００４１】
図５は液滴吐出ヘッドの製造工程を表す図である。一方、例えば、シリコン基板７１の片面（電極基板１０との接合面側となる）を鏡面研磨し、２２０μｍの厚みの基板とする（図５（ａ））。次にシリコン基板７１のボロンドープ層７２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後、さらに縦型炉にセットして、炉内を窒素雰囲気にし、温度を１０５０℃に上昇させて７時間保持することで、ボロン（Ｂ）をシリコン基板７１中に拡散させ、ボロンドープ層７２を形成する。さらにボロンドープ層７２を形成した面に、例えば、図４（ｂ）に示すシーケンス（Ｓ１１〜Ｓ１４）に基づいて、プラズマＣＶＤ法により振動板側絶縁膜２５を０．１μｍ成膜する（図５（ｂ））。
【００４２】
シリコン基板７１と電極基板１０とを例えば、３６０℃に加熱した後、電極基板１０に負極、シリコン基板７１に正極を接続して約８００Ｖの電圧を印加し、陽極接合を行う。そして、陽極接合した後の基板（以下、接合済み基板という）において、シリコン基板７１側表面の研削、ウェットエッチング等を行い、シリコン基板７１部分の厚みを約５０μｍにする（図５（ｃ））。
【００４３】
次に、ウェットエッチングを行ったシリコン基板７１側表面に対し、上記のようにＴＥＯＳを用いた酸化シリコンによるエッチングマスク（以下、ＴＥＯＳエッチングマスクという）７３を１．５μｍ成膜する。そして、吐出室２１、リザーバ２４、電極取出し口２６となる部分に対し、ＴＥＯＳエッチングマスク７３のレジストパターニングを施す。フッ酸水溶液でそれらの部分のＴＥＯＳエッチングマスク７３をエッチングし、ＴＥＯＳエッチングマスク７３をパターニングする。ここで、吐出室２１となる部分については、ＴＥＯＳエッチングマスク７３がなくなり、シリコン基板が露出するまでエッチングを行う。一方、本実施の形態では、リザーバ２４の底部分を厚くし、できる限り剛性を確保するため、少なくともリザーバ２４となる部分についてはＴＥＯＳエッチングマスク７３の厚みを０．３μｍ残しておくことにする。ここでは残すＴＥＯＳエッチングマスク７３の厚みを０．３μｍとするが、所望するリザーバ２４の深さ（底部分の厚さ）によって、ＴＥＯＳエッチングマスク７３の厚みを調整する。そして、エッチングした後にレジストを剥離する（図５（ｄ））。
【００４４】
次に、接合済み基板を３５ｗｔ％、３ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に順に浸してエッチングを行う。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、形成される振動板２２の面荒れを抑制し、厚み精度を高めることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化することができる。ウェットエッチングを終了すると、接合済み基板をフッ酸水溶液に浸し、シリコン基板７１表面のＴＥＯＳエッチングマスク７３を剥離する（図５（ｅ））。
【００４５】
シリコン基板７１上において電極取り出し口２６となる部分のシリコンを除去し、開口する。その後、電極取り出し口２６の端部にあるキャビティ基板２０と各凹部１１との間で形成されるギャップの開口部に沿って、例えばエポキシ樹脂を流し込んだり、酸化シリコンを堆積させたりして封止材２５を形成する（図５（ｆ））。さらに、例えばプラチナ（Ｐｔ）をターゲットとしてスパッタ等を行い、共通電極端子２７を形成する。これにより、接合済み基板に行う加工処理は完了する。なお、ここでは特に詳細に説明しないが、上記の工程中においてギャップ部分について疎水化処理を行うことが望ましい。
【００４６】
あらかじめ作製していたノズル基板３０を、例えばエポキシ系接着剤により、接合済み基板のキャビティ基板２０側から接着する。そして、例えば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、液滴吐出ヘッドが完成する（図５（ｇ））。装置を構成する際には、例えば発振駆動回路４１と接続された配線４２と液滴吐出ヘッドの端子部１４とをＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film ）等により接合する。
【００４７】
図６は本実施の形態の電極側絶縁膜１５の耐久結果を表す図である。ここでは、従来のシーケンス及び条件、従来のシーケンス及び本実施の形態の条件並びに本実施の形態のシーケンス及び条件の３パターンについて、膜剥がれ発生が確認されるまでの液滴吐出回数の結果を示している。従来及び本実施の形態の成膜処理条件及び表面改質処理条件についてはそれぞれ図６（ｂ）、図６（ｃ）に示している。
【００４８】
従来のシーケンス及び条件では吐出回数が約５千万〜１億回であったものが、従来のシーケンス及び本実施の形態の条件の場合は約１億回となり、さらに本実施の形態のシーケンス及び条件の場合は約６億回となっている。以上より、シーケンスを改良することで、駆動耐久性が飛躍的に向上することがわかる。また、絶縁耐圧についても、従来は２ＭＶ／ｃｍであったものが、８ＭＶ／ｃｍとなり、大幅に向上した。したがって、短絡によって振動板２２が個別電極１２に貼り付いてしまうのを防ぐことができる。
【００４９】
以上のように実施の形態１によれば、電極側絶縁膜１５を形成する際、成膜処理と表面改質処理とを交互に複数回行うことで、緻密な膜にしながら徐々に所望の厚さの電極側絶縁膜１５を形成するようにしたので、従来、シリコン基板に成膜するために従来行われていた処理の流れ（シーケンス）に比べて格段の絶縁耐圧及び駆動耐久性を有し、貼り付きによる駆動不能、膜剥がれが生じにくく、優れた電極基板１０を製造し、得ることができる。これにより、長寿命で安定して液滴吐出を行うことができる液滴吐出ヘッドを得ることができる。また、成膜処理において、ＴＥＯＳを原料ガスとして用いるようにしたので、緻密な膜を形成することができる。さらに表面改質処理をＯ2プラズマ処理により行うようにしたので、特にＴＥＯＳの分解により生じる炭素（炭素化合物）を、二酸化炭素等にして膜表面から効率よく除去し、また、表面に酸素原子が結合することで、活性化を図ることができる。また、成膜処理及び表面改質処理に係る一連の処理を同じチャンバ内で行うようにしたので、基板搬送等の手間を省くことができる。また、パーティクル等が付着することもないため、効率よく処理を行うことができる。
【００５０】
実施の形態２．
上述の実施の形態において、電極側絶縁膜１５の形成は、２秒の成膜処理を３回、７秒の表面改質処理を４回交互に行ったが、これに限定するものではない。例えば、成膜処理の時間が１秒の場合、約０．０１μｍ（１０ｎｍ）の膜を形成することができるが、成膜処理と表面改質処理とを繰り返し行って、特に表面改質処理の回数が増えることにより、さらに緻密な膜を成膜できる。ここで、成膜処理の時間が１秒よりも少なくなると、圧力、流量、周波数パワー等の制御が困難になってくることから、成膜処理は１秒以上が望ましい。また、以上のようにしてできる電極側絶縁膜１５の膜厚については特に限定しないが、少なくとも０．０２μｍ（２０ｎｍ）あることが望ましい。ただし、厚すぎると、ギャップの容積を減らす等、吐出性能に影響を与えることになる。
【００５１】
実施の形態３．
また、上述の実施の形態では、ＴＥＯＳを用いた酸化膜を形成するようにしている。緻密な膜形成にはＴＥＯＳが有効な材料であるが、例えばＣＶＤ法で膜を形成する場合には、ＳｉＨ4 （モノシラン）等、他の材料を用いて電極側絶縁膜１５を形成するようにしてもよい。また、スパッタ法により成膜を行うことも可能である。
【００５２】
また、上述の実施の形態の成膜は、電極側絶縁膜１５に対して行うものであったが、例えば、振動板側絶縁膜２３についても同様の方法でさらに緻密な膜を形成するようにしてもよい。
【００５３】
実施の形態４．
上述の実施の形態では、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３つの基板が積層されて構成された液滴吐出ヘッドについて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、吐出室とリザーバとをそれぞれ別の基板に形成し、積層した４層の基板で構成した液滴吐出ヘッドについても適用することができる。
【００５４】
実施の形態５．
図７は上述の実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置（プリンタ１００）の外観図である。また、図８は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図７及び図８の液滴吐出装置は液滴吐出方式（インクジェット方式）による印刷を目的とする。また、いわゆるシリアル型の装置である。図８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。
【００５５】
一方、ドラム１０１は、ベルト１０５等を介してモータ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。
【００５６】
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、有機化合物等の電界発光素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ等）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、基板上に配線する用途においては、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：ペプチド核酸等）タンパク質等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、布等の染料の吐出等にも利用することができる。
【００５７】
実施の形態６．
図９は本発明を利用した波長可変光フィルタを表す図である。上述の実施の形態は、液滴吐出ヘッドを例として説明したが、本発明は液滴吐出ヘッドだけに限定されず、他の微細加工による静電アクチュエータを利用した静電型のデバイスにも適用することができる。例えば、図９の波長可変光フィルタは、ファブリ・ペロー干渉計の原理を利用し、可動鏡１２０と固定鏡１２１との間隔を変化させながら選択した波長の光を出力するものである。可動鏡１２０を変位させるためには、可動鏡１２０が設けられている、シリコンを材料とする可動体１２２を変位させる。そのために固定電極１２３と可動体１２２（可動鏡１２０）とを所定の間隔（ギャップ）で対向配置する。ここで、固定電極１２３に設ける電極側絶縁膜１２６に対し、上記のような方法で膜を形成するようにしてもよい。
【００５８】
同様にモータ、センサ、ＳＡＷフィルタのような振動素子（レゾネータ）、波長可変光フィルタ、ミラーデバイス等、他の種類の微細加工のアクチュエータ、圧力センサ等のセンサ等にも上述の封止部の形成等を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図３】電極基板１０の製造工程を表す図である。
【図４】実施の形態１の液滴吐出ヘッドの製造工程（その１）を表す図である。
【図５】実施の形態１の液滴吐出ヘッドの製造工程（その２）を表す図である。
【図６】本実施の形態の電極側絶縁膜１５の耐久結果を表す図である。
【図７】液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。
【図８】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。
【図９】本発明を利用した波長可変光フィルタを表す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  電極基板、１１  凹部、１２  個別電極、１３  リード部、１４  端子部、１５  電極側絶縁膜、１６  液体供給口、２０  キャビティ基板、２１  吐出室、２２  振動板、２３  振動板側絶縁膜、２４  リザーバ、２５  封止材、２６  電極取り出し口、２７  共通電極端子、３０  ノズル基板、３１  ノズル孔、３２  ダイヤフラム、３３  オリフィス、４１  発振駆動回路、４２  配線、５１  ガラス基板、５２  クロム膜、５３  金膜、５４  ＩＴＯ膜、６１  メタルマスク、７１  シリコン基板、７２  ボロンドープ層、７３  エッチングマスク、１００  プリンタ、１０１  ドラム、１０２  液滴吐出ヘッド、１０３  紙圧着ローラ、１０４  送りネジ、１０５  ベルト、１０６  モータ、１０７  プリント制御手段、１１０  プリント紙、１２０  可動鏡、１２１  固定鏡、１２２  可動体、１２３  固定電極、１２４  固定電極端子、１２５  封止材、１２６  電極側絶縁膜。
【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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