(57)【要約】【課題】  振動板及び対向電極の間のギャップの疎水処理を短時間で行うことができる静電アクチュエータの製造方法等を提供する。【解決手段】  第１の基板２ａに、対向電極１１を形成するための複数の電極用凹部１０と、各電極用凹部１０に連通する溝部３２を形成する工程と、第１の基板２ａに、溝部３２と連通し、外部からギャップ３１内に疎水処理を行うための処理剤を注入するための処理剤注入穴３３を形成する工程と、処理剤注入穴３３から処理剤を注入して、振動板４と対向電極１１の間のギャップ３１内に疎水処理を行う工程等を有し、電極用凹部１０を所定の配列方向に沿って形成し、１つの処理剤注入穴３３と溝部３２を介して連通する複数の電極用凹部１０を、この処理剤注入穴３３を対称中心として配列方向について左右対称に形成するものである。【選択図】        図１
2007038583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板に、対向電極を形成するための複数の電極用凹部と、各電極用凹部に連通する溝部を形成する工程と、
前記電極用凹部の内部に、ギャップを介して対向する振動板を駆動するための対向電極を形成する工程と、
前記第１の基板に、前記溝部と連通し、外部から前記ギャップ内に疎水処理を行うための処理剤を注入するための処理剤注入穴を形成する工程と、
前記第１の基板に、前記振動板が設けられる第２の基板を接合する工程と、
前記処理剤注入穴から処理剤を注入して、前記振動板と対向電極の間のギャップ内に疎水処理を行う工程とを有し、
前記電極用凹部を所定の配列方向に沿って形成し、１つの処理剤注入穴と前記溝部を介して連通する複数の電極用凹部を、この処理剤注入穴を対称中心として前記配列方向について左右対称に形成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２】
少なくとも一部の前記溝部を、前記電極用凹部と迂回して連通するように形成して、前記処理剤注入穴から前記複数の電極用凹部までの経路の長さをほぼ同じにしたことを特徴とする請求項１記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記処理剤注入穴を、前記電極用凹部から前記配列方向と垂直方向にずれた位置に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記処理剤注入穴を、前記第１の基板を貫通するように形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記第１の基板は、ホウ珪酸ガラス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静電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記第２の基板は、シリコンからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記ギャップ内に疎水処理を行うための処理剤は、有機珪素化合物からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項８】
前記ギャップ内に疎水処理を行うための処理剤は、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルアミノシラン又はトリエチルアミノシランからなることを特徴とする請求項７記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８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１０】
請求項９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、静電アクチュエータの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法に関し、特に振動板と対向電極が貼り付くことを防止することができ、耐久性の高い静電アクチュエータを得ることのできる静電アクチュエータの製造方法及びこの静電アクチュエータの製造方法を適用した液滴吐出ヘッドの製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電駆動方式の液滴吐出ヘッドなどの静電アクチュエータを適用したデバイスでは、アクチュエータ部を構成する振動板と個別電極（対向電極）の間に、貼り付きを防止するための疎水膜を形成する必要がある。このため従来の静電アクチュエータの製造方法では、疎水膜を形成するための処理剤（気体）を、振動板と個別電極の間のギャップ（空隙）に連通する貫通穴（注入穴）及びバイパス管を介してギャップ内に注入していた。そして振動板と個別電極の間のギャップに疎水処理を行った後に、貫通穴を封止材で塞ぐことによりギャップ内を気密状態にするようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２６３０１２号公報（図１１、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来の静電アクチュエータの製造方法では（例えば、特許文献１参照）、疎水膜を形成するための処理剤が、貫通穴から有限の速度でバイパス管の内部等を拡散していくため、貫通穴から離れたギャップの疎水処理に時間がかかるという問題点があった。また特許文献１に示す静電アクチュエータの製造方法では、振動板及び個別電極が並列に並んだ列の横方向から処理剤を注入しているため、貫通穴から最も離れた位置にあるギャップの疎水処理が完了するまで処理を続けなければならないという問題点があった。さらに疎水処理の時間が足りない場合などには、貫通穴から離れた位置にあるギャップの疎水処理が十分に行われなかったり、ギャップごとに処理状態が均一にならない等の問題が発生する場合があった。上記のような問題点は、最近の振動板及び個別電極が多数ある大型の静電アクチュエータチップで顕著となり、処理時間の増加、生産効率の低下を招くこととなる。
【０００４】
本発明は、振動板及び対向電極の間のギャップの疎水処理を短時間で行うことができ、またギャップごとの処理状態を均一にすることができる静電アクチュエータの製造方法及びこの静電アクチュエータの製造方法を適用した液滴吐出ヘッドの製造方法並びに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】
【０００５】
本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、第１の基板に、対向電極を形成するための複数の電極用凹部と、各電極用凹部に連通する溝部を形成する工程と、電極用凹部の内部に、ギャップを介して対向する振動板を駆動するための対向電極を形成する工程と、第１の基板に、溝部と連通し、外部からギャップ内に疎水処理を行うための処理剤を注入するための処理剤注入穴を形成する工程と、第１の基板に、振動板が設けられる第２の基板を接合する工程と、処理剤注入穴から処理剤を注入して、振動板と対向電極の間のギャップ内に疎水処理を行う工程とを有し、電極用凹部を所定の配列方向に沿って形成し、１つの処理剤注入穴と溝部を介して連通する複数の電極用凹部を、この処理剤注入穴を対称中心として配列方向について左右対称に形成するものである。
第１の基板に、電極用凹部と連通する溝部とこの溝部と連通する処理剤注入穴を設け、１つの処理剤注入穴と溝部を介して連通する複数の電極用凹部を、この処理剤注入穴を対称中心として配列方向について左右対称に形成するため、振動板と対向電極の間のギャップ内を疎水処理する時間を短縮することができる。また処理剤注入穴からギャップまでの経路の長さの差が小さくなるため、ギャップごとの処理条件のバラツキを小さくすることが可能となる。
【０００６】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、少なくとも一部の溝部を、電極用凹部と迂回して連通するように形成して、処理剤注入穴から複数の電極用凹部までの経路の長さをほぼ同じにしたものである。
少なくとも一部の溝部を電極用凹部と迂回して連通するように形成して、処理剤注入穴から複数の電極用凹部までの経路の長さをほぼ同じにすることにより、ギャップごとの処理条件のバラツキをほぼなくすことが可能となる。
【０００７】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、処理剤注入穴を、電極用凹部から配列方向と垂直方向にずれた位置に形成するものである。
処理剤注入穴を電極用凹部から配列方向と垂直方向にずれた位置に形成することにより、処理剤注入穴からギャップまでの経路を短かくし、また経路の長さの差を小さくすることが可能となる。
【０００８】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、処理剤注入穴を、第１の基板を貫通するように形成するものである。
処理剤注入穴を第１の基板を貫通するように形成することにより、第１の基板の製造工程及び疎水処理の工程を簡略化することが可能となる。
【０００９】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記の第１の基板が、ホウ珪酸ガラスからなるものである。
上記の第１の基板をホウ珪酸ガラスから形成することにより、電極用凹部、溝部、処理剤注入穴等を容易に形成することができる。
【００１０】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、上記の第２の基板が、シリコンからなるものである。
上記の第２の基板をシリコンから形成することにより、エッチング等により振動板を容易に形成することができ、陽極接合によってホウ珪酸ガラスからなる第１の基板と容易に接合することができる。
【００１１】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、ギャップ内に疎水処理を行うための処理剤が、有機珪素化合物からなるものである。
ギャップ内に疎水処理を行うための処理剤として有機珪素化合物を用いることにより、耐久性に優れた静電アクチュエータを製造することが可能となる。
【００１２】
また本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、ギャップ内に疎水処理を行うための処理剤が、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルアミノシラン又はトリエチルアミノシランからなるものである。
ギャップ内に疎水処理を行うための処理剤として、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルアミノシラン又はトリエチルアミノシランを用いることにより、耐久性に優れた静電アクチュエータを製造することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかの静電アクチュエータの製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造するものである。
上記のいずれかの静電アクチュエータの製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造することにより、振動板及び対向電極の間のギャップの疎水処理を短時間で行うことができ、またギャップごとの処理状態を均一にすることができる。
【００１４】
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ものである。
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ことにより、耐久性に優れた液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図である。また図２は、図１に示す液滴吐出ヘッドの縦断面図であり、吐出室５の長手方向の縦断面図を示している。本実施形態１に係る液滴吐出ヘッドは、静電駆動方式のものであり、ノズル基板３に対して垂直方向に液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプのものであるとする。なお吐出方式は、ノズル基板３に平行に液滴を吐出するサイドイジェクトタイプのものであってもよい。本実施形態１では、静電アクチュエータの例として静電駆動方式の液滴吐出ヘッドを採り上げて説明する。
【００１６】
本実施形態１に係る液滴吐出ヘッドは、主にキャビティ基板１、電極基板２及びノズル基板３が接合されることにより構成されている。キャビティ基板１は、例えば厚さが５０μｍの単結晶シリコンからなり、以下に示す所定の加工が施されている。なお図１では、キャビティ基板１として（１１０）面方位の単結晶シリコンを使用している。キャビティ基板１には、単結晶シリコンを異方性ウェットエッチングすることにより、底壁が振動板４を形成する複数の吐出室５となる凹部５ａ及び各ノズル穴２０から吐出する液滴を溜めておくためのリザーバ７となる凹部７ａが形成されている。またキャビティ基板１の電極基板２側には、振動板４と対向電極１１の短絡及び絶縁膜破壊を防止するための絶縁膜３０が形成されている（図１において図示せず、図２参照）。本実施形態１では絶縁膜３０が、例えばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって形成されたＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）膜からなるものとする。
【００１７】
ノズル基板３は、例えば厚さ１８０μｍのシリコン基板からなり、キャビティ基板１の電極基板２が接合された面の反対側の面に接合されている。ノズル基板３には、吐出室５と連通するノズル穴２０が形成されており、キャビティ基板１の接合された面の反対側の面から液滴を吐出するようになっている。またノズル基板３のキャビティ基板１の接合された面には、吐出室５とリザーバ７を連通するためのオリフィス２１となる細溝２１ａが設けられている。なおオリフィス２１となる細溝２１ａは、キャビティ基板１に設けるようにしてもよい。
【００１８】
電極基板２は、例えば厚さが１ｍｍのホウ珪酸ガラスからなり、キャビティ基板１の振動板４側に接合されている。この電極基板２には、キャビティ基板１の振動板４及び吐出室５の位置に合わせて、例えば深さが０．２μｍの電極用凹部１０がエッチングにより形成されている。この電極用凹部１０の内部には対向電極１１が形成されており、リード部１２及び端子部１３に繋がっている。なお電極用凹部１０は、少なくともリード部１２の部分まで形成されているものとする。対向電極１１、リード部１２及び端子部１３は、酸化錫をドープしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物）等からなり、電極用凹部１０の内部に例えばスパッタにより厚さ０．１μｍで形成されている。また電極基板２の対向電極１１が形成されていない部分には、リザーバ７に液滴を供給するための穴部１７が設けられている。この穴部１７は、リザーバ７の底壁に設けられた穴部１７ａと連通しており、外部からリザーバ７にインク等の液滴を供給できるようになっている。
【００１９】
また電極基板２には、後に示す液滴吐出ヘッドの製造工程において、振動板４と対向電極の間のギャップ（空隙）３１内に疎水処理を行うための溝部３２及び処理剤注入穴３３が設けられている。本実施形態１では、電極用凹部１０及び対向電極１１が図１に示す配列方向（本実施形態１では直線）に沿って形成されており、溝部３２は分岐等することにより各電極用凹部１０と連通している。なお図１では、電極用凹部１０（対向電極１１）が、その長手方向が配列方向と垂直となるように形成されており、互いに長手方向が平行となるように形成されている。また溝部３２は、電極基板２を貫通するように形成された処理剤注入穴３３と連通しており、各電極用凹部１０は、溝部３２を介して処理剤注入穴３３と連通するようになっている。以下に示す液滴吐出ヘッドの製造工程では、処理剤注入穴３３から溝部３２を介してギャップ３１内に処理剤を注入することにより、振動板４（絶縁膜３０）及び対向電極１１の表面に疎水膜を形成する。この疎水膜は、振動板４及び対向電極１１の表面に水分等が付着して静電反発特性が低下したり、振動板４が駆動を繰り返したときに、振動板４と対向電極１１が貼り付いてしまうのを防止する機能を有している。
【００２０】
さらに本実施形態１では、１つの処理剤注入穴３３と溝部３２を介して連通する複数の電極用凹部１０が、この処理剤注入穴３３を対称中心として図１に示す配列方向について左右対称に形成されている。これは例えば図１において、電極用凹部１０が処理剤注入穴３３の左側に２つ、右側に２つ形成されており、処理剤注入穴３３を通り配列方向に垂直な直線について複数の電極用凹部１０が線対称に形成されているということである。なお図１では、１つの処理剤注入穴３３と４つの電極用凹部１０が連通している液滴吐出ヘッドを示しているが、１つの処理剤注入穴３３と多数の電極用凹部１０を連通するようにしてもよい。例えば一般的な液滴吐出ヘッドのチップでは、１００以上の電極用凹部１０が形成されるため、１つのチップに１つの処理剤注入穴３３を形成して、すべての電極用凹部１０と処理剤注入穴３３を連通させることもできる。このように電極用凹部１０、溝部３２、処理剤注入穴３３を形成することにより、振動板４と対向電極１１の間のギャップ３１内を疎水処理する時間を短縮することができる。また処理剤注入穴３３からギャップ３１までの経路の長さの差が小さくなるため、ギャップ３１ごとの処理条件のバラツキを小さくすることが可能となる。なお図１に示す液滴吐出ヘッドでは、電極用凹部１０、溝部３２、処理剤注入穴３３を上記のような配置で形成しやすいように、処理剤注入穴３３を電極用凹部１０から図１の配列方向と垂直方向にずれた位置（図１において電極用凹部１０の下側）に形成している。
【００２１】
ここで、図２を用いて本実施形態１の液滴吐出ヘッドの動作について説明する。吐出室５は、ノズル穴２０から吐出するための液滴を溜めており、吐出室５の底壁である振動板４を撓ませることにより吐出室５内の圧力を高め、ノズル穴２０から液滴を吐出させる。なお、振動板４を撓ませるために、対向電極１１と繋がった端子部１３と、キャビティ基板１に発振回路２３（図２において模式的に図示）を接続し、対向電極１１と振動板４の間に電位差を生じさせるようにしている。このように、２つのものに電位差を生じさせて静電気力によって駆動を行う機構は、一般的に静電アクチュエータと呼ばれている。なお本実施形態１では、振動板４が駆動したときに、振動板４（絶縁膜３０）が対向電極１１と当接（接触）するようになっている。
【００２２】
また本実施形態１の液滴吐出ヘッドの振動板４は、絶縁膜３０とボロン・ドープ層３４とから構成されている（図２参照）。このボロン・ドープ層３４は、ボロンを高濃度（約５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上）にドープして形成されており、例えばアルカリ性水溶液で単結晶シリコンをエッチングしたときに、エッチング速度が極端に遅くなるいわゆるエッチングストップ層となっている。ボロン・ドープ層３４がエッチングストップ層として機能するため、振動板４の厚み及び吐出室５の容積を高精度で形成することができる。なお振動板４と対向電極１１の間のギャップは、封止材２２によって封止されている。
【００２３】
図３及び図４は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図である。なお図３及び図４は、図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドを製造する工程を示しており、特に図１に示す電極基板２を製造する工程を示している。また図３及び図４は、吐出室５の長手方向の縦断面（図２の断面）を示している。さらに図３及び図４は、個々の液滴吐出ヘッドのチップとなる部分の周辺部を示しているものとする。以下、図３から図６を用いて本発明の静電アクチュエータの製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。
【００２４】
まず、例えばホウ珪酸ガラスからなる第１の基板２ａを両面研磨して厚さを１ｍｍにしてから（図３（ａ））、第１の基板２ａの片面にスパッタによって例えば厚さ０．１μｍのクロム膜４０を成膜する（図３（ｂ））。次に、クロム膜４０の表面に電極用凹部１０及び溝部３２を作り込むためのレジストパターニングを施し（図１参照）、硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液と過塩素酸水溶液の混合液を用いて電極用凹部１０及び溝部３２の部分のクロム膜４０を除去する（図３（ｃ））。なお図３（ｃ）では、図１に示すように溝部３２が各電極用凹部１０に連通するようにパターニングを行う。
【００２５】
そして、クロム膜４０をエッチングマスクとしてフッ化アンモニウム水溶液を用いて第１の基板２ａをエッチングし、電極用凹部１０及び溝部３２を形成する（図３（ｄ））。その後、例えば有機剥離液を用いて図３（ｃ）の工程で形成したレジストを剥離する。それから、硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液と過塩素酸水溶液の混合液を用いて第１の基板２ａの表面に形成されたクロム膜４０をすべて除去する（図３（ｅ））。次に、第１の基板２ａの電極用凹部１０及び溝部３２が形成されている面の全体に、酸化錫をドープしたＩＴＯを例えば厚さ０．１μｍでスパッタし、ＩＴＯ膜４１を成膜する（図４（ｆ））。
【００２６】
その後、ＩＴＯ膜４１の表面にレジストを対向電極１１（リード部１２及び端子部１３を含む）の形状にパターニングした後、ＩＴＯ膜４１を硝酸と塩酸の混合液を用いてエッチングして対向電極１１（リード部１２及び端子部１３を含む）を形成する（図４（ｇ））。そして、例えばサンドブラスト法を用いて第１の基板２ａを貫通する処理剤注入穴３３及びリザーバ７に液滴を供給するための穴部１７を形成する（図４（ｈ））。なお処理剤注入穴３３及び穴部１７は、ドリル加工によって形成してもよいが、本実施形態１ではサンドブラスト法によって形成するものとする。また処理剤注入穴３３は、図１に示すように対向電極１１の配列方向について対称中心となる位置に形成し、溝部３２と連通するようにする。これにより、図１に示すような電極基板２が完成する。
【００２７】
図５及び図６は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図である。なお図５及び図６は、図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドを製造する工程を示しており、特にキャビティ基板１となる第２の基板１ａを製造する工程及び第２の基板１ａと第１の基板２ａを接合してから液滴吐出ヘッドを製造する工程を示している。また図５及び図６は、吐出室５の長手方向の縦断面（図２の断面）を示している。さらに図５及び図６は、個々の液滴吐出ヘッドのチップとなる部分の周辺部を示しているものとする。
【００２８】
まず、例えば面方位が（１１０）で酸素濃度の低いシリコンからなる第２の基板１ａの片面を鏡面研磨して厚さが２２０μｍの第２の基板１ａを作製し、吐出室５等が形成される面の反対面にボロン・ドープ層３４を形成する（図５（ａ））。具体的には、第２の基板１ａ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し、この石英ボートを例えば縦型炉に入れる。そして縦型炉の内部を、温度が１０５０℃の窒素雰囲気にして７時間保持し、第２の基板１ａにボロンを拡散させて、ボロン・ドープ層３４を形成する。このとき、第２の基板１ａの投入温度を８００℃とし、温度を１０５０℃まで上げた後に、第２の基板１ａの取出し時の温度も８００℃とする。これにより、第２の基板１ａの酸素欠陥の成長速度が早い６００℃から８００℃の領域を素早く通過させることができ、酸素欠陥の成長を抑制することができる。
【００２９】
なお上記のボロン拡散の工程において、ボロン・ドープ層３４の表面にＳｉＢ6膜（図示せず）が形成されるが、温度が６００℃の酸素及び水蒸気雰囲気中で１時間３０分程度酸化することで、フッ酸水溶液でエッチング可能なＢ2Ｏ3とＳｉＯ2に化学変化させることができる。このようにＳｉＢ6膜をＢ2Ｏ3とＳｉＯ2に化学変化させた後に、緩衝フッ酸溶液によってＢ2Ｏ3とＳｉＯ2をエッチングして除去する。
【００３０】
そして、例えばプラズマＣＶＤによって厚さ０．１μｍのＴＥＯＳからなる絶縁膜３０を第２の基板１ａのボロン・ドープ層３４側の面に形成する（図５（ｂ））。このときの絶縁膜３０の成膜条件は、例えば、温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3／分（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3／分（１０００ｓｃｃｍ）である。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示される第２の基板１ａと図４（ｈ）の工程で形成された電極基板２を陽極接合により接合して接合基板を形成する（図５（ｃ））。この陽極接合は、例えば第２の基板１ａと電極基板２を３６０℃に加熱した後に、第２の基板１ａと電極基板２の間に８００Ｖの電圧を印加して行う。なお、陽極接合の際にＩＴＯ等の損傷を防止するため例えば１０ｍＡ以上の電流が流れないようにするのが望ましい。
【００３２】
第２の基板１ａと電極基板２を陽極接合した後に、例えば研削加工によって第２の基板１ａを厚さが６０μｍになるまで薄板化する。そして、例えば３２重量％の水酸化カリウム水溶液を用いて第２の基板１ａを１０μｍエッチングし、研削加工の際に発生した加工変質層を除去する（図５（ｄ））。これにより、第２の基板１ａの厚さは５０μｍとなる。なお図５（ｄ）の第２の基板１ａの薄板化の工程は、すべてエッチングによって行うようにしてもよい。
【００３３】
それから、第２の基板１ａの表面全体に例えばプラズマＣＶＤによって厚さ１．５μｍのＴＥＯＳ膜５１を形成する（図５（ｅ））。このプラズマＣＶＤによるＴＥＯＳ膜５１の成膜条件は、例えば、温度３６０℃、高周波出力７００Ｗ、圧力３３．３Ｐａ（０．２５Ｔｏｒｒ）、ＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3／分（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3／分（１０００ｓｃｃｍ）である。このＴＥＯＳ膜５１は、後の水酸化カリウム水溶液によるエッチングの際のエッチングマスクとなる。
【００３４】
そしてこのＴＥＯＳ膜５１に、吐出室５となる凹部５ａ、リザーバ７となる凹部７ａ及び電極取出し部を形成するためのレジストをパターニングし、例えば緩衝フッ酸溶液によって吐出室５となる凹部５ａの部分、リザーバ７となる凹部７ａの部分及び電極取出し部の部分の酸化シリコン膜５１をエッチング除去する。なおここで電極取出し部とは、端子部１３が露出している部分をいうものとする（図２参照）。その後、第２の基板１ａを３５重量％の水酸化カリウム水溶液で、吐出室５となる凹部５ａの部分及び電極取出し部を形成する部分の厚さが１０μｍになるまでエッチングして薄板化する。なおこのときリザーバ７となる凹部７ａの部分は、酸化シリコン膜５１をハーフエッチングすることによりエッチングを遅らせている。さらに、第２の基板１ａを３重量％の水酸化カリウム水溶液でエッチングを行い、吐出室５となる凹部５ａとなる部分及び電極取出し部を形成する部分において、ボロン・ドープ層３４によるエッチングストップが十分効くまでエッチングを続ける（図６（ｆ））。
【００３５】
ここでエッチングストップとは、エッチングされるシリコン基板１ａの表面から気泡が発生しなくなった状態をいうものとし、実際には気泡が発生しなくなるまでエッチングを行う。これにより吐出室５となる凹部５ａ、リザーバ７となる凹部７ａ及び電極取出し部の部分が形成されることとなる。このとき吐出室５となる凹部５ａの底壁は振動板４となる。上記のように、２種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を使用してエッチングを行うことにより、吐出室５の底壁である振動板４の面荒れを０．０５μｍ以下に抑えることができ、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化することができる。なおここでは、振動板４の厚さを０．８μｍとしている。
【００３６】
それから、フッ酸水溶液を用いて第２の基板１ａに形成されているＴＥＯＳ膜５１をすべて除去する。その後、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）によって第２の基板１ａの電極取出し部の部分を除去する（図６（ｇ））。このＲＩＥはドライエッチングの一種であり、例えば出力２００Ｗ、圧力４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4流量３０ｃｍ3／分（３０ｓｃｃｍ）の条件で、シリコンマスクを用いて３０分行う。
【００３７】
そして、エポキシ系樹脂等の封止材２２を電極取出し部の端部に沿って流し込み、振動板４と対向電極１１の間のギャップ３１を封止する。次に、処理剤注入穴３３から溝部３２を介してギャップ３１内に疎水処理を行うための処理剤を注入し、ギャップ３１に面する振動板４（絶縁膜３０）及び対向電極１１の表面に疎水膜を形成する。なお本実施形態１では、疎水処理を行うための処理剤として有機珪素化合物を用いている。この有機珪素化合物としては、ヘキサメチルジシラザン（（ＣＨ3）3ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ3）3）、ヘキサエチルジシラザン（（Ｃ2Ｈ5）3ＳｉＮＨＳｉ（Ｃ2Ｈ5）3）、トリメチルクロロシラン（（ＣＨ3）3ＳｉＣｌ）、トリメチルアミノシラン（（ＣＨ3）3ＳｉＮＨ2）又はトリエチルアミノシラン（（Ｃ2Ｈ5）3ＳｉＮＨ2）などを用いることができる。なおこれらの有機珪素化合物は、従来から疎水処理に用いられていたパーフルオロデカン酸（ＰＦＤＡ）よりも耐久性が高いため、振動板４が繰り返し駆動されたときでも疎水膜の摩耗が少ない。その後、エポキシ系樹脂等によって処理剤注入穴３３を封止する（図６（ｈ））。これにより、ギャップ３１は密封状態となる。
【００３８】
それから、第２の基板１ａにエポキシ系接着剤等を用いてノズル基板３を接着する（図６（ｉ））。最後に、ダイシング（切断）を行って個々のチップに分割することにより複数の液滴吐出ヘッドが完成する（図６（ｊ））。
【００３９】
本実施形態１では、第１の基板２ａに、電極用凹部１０と連通する溝部３２とこの溝部３２と連通する処理剤注入穴３３を設け、１つの処理剤注入穴３３と溝部３２を介して連通する複数の電極用凹部１０を、この処理剤注入穴３３を対称中心として配列方向について左右対称に形成するため、振動板４と対向電極１１の間のギャップ３１内を疎水処理する時間を短縮することができる。また処理剤注入穴３３からギャップ３１までの経路の長さの差が小さくなるため、ギャップ３１ごとの処理条件のバラツキを小さくすることが可能となる。
【００４０】
実施形態２．
図７は、本発明の実施形態２に係る液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図である。本実施形態２に係る静電アクチュエータは、溝部３２の構造を除いて実施形態１に係る静電アクチュエータと同様であり、同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態２では実施形態１と同様に、静電アクチュエータの例として静電駆動方式の液滴吐出ヘッドを採り上げて説明する。
【００４１】
本実施形態２に係る液滴吐出ヘッドでは、溝部３２の内、処理剤注入穴３３に近い電極用凹部１０に連通する溝部３２ａが、電極用凹部１０と迂回して連通するようになっている。これは溝部３２ａが、一旦溝部３２ａに連通する電極用凹部１０から図７に示す配列方向について遠ざかり、そこから電極用凹部１０側に戻って連通するということである。なお１つの処理剤注入穴３３と溝部３２を介して連通する複数の電極用凹部１０が、この処理剤注入穴３３を対称中心として図７に示す配列方向について左右対称に形成されている点については実施形態１に係る液滴吐出ヘッドと同様である。本実施形態２では、このような溝部３２の構造を採用することにより、処理剤注入穴３３から溝部３２（溝部３２ａを含む）に沿った各電極用凹部１０までの経路の長さをほぼ同じにしている。なお図７では、電極用凹部１０及び対向電極１１が４つの液滴吐出ヘッドを示しているが、電極用凹部が多数設けられている場合には、処理剤注入穴３３に近い電極用凹部１０に連通する溝部３２ほど迂回する距離を大きくすればよい。
【００４２】
本実施形態２では、処理剤注入穴３３に近い電極用凹部１０に連通する溝部３２を、電極用凹部１０と迂回して連通するように形成して、処理剤注入穴３３から複数の電極用凹部１０までの経路の長さをほぼ同じにすることにより、ギャップ３１ごとの処理条件のバラツキをほぼなくすことが可能となる。なお本実施形態２に係る液滴吐出ヘッドは、実施形態１の図３（ｃ）の工程でレジストのパターニング形状を変更することにより製造することができる。
【００４３】
実施形態３．
図８は、本発明の実施形態３に係る液滴吐出装置の例を示した図である。図８に示される液滴吐出装置１００は、一般的なインクジェットプリンタであり、実施形態１又は実施形態２に示される液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造された液滴吐出ヘッドを備えている。実施形態１又は実施形態２に示される液滴吐出ヘッドの製造方法では、耐久性の高い液滴吐出ヘッドを製造できるため、本実施形態３に係る液滴吐出装置１００も耐久性の高いものである。なお図８に示すような液滴吐出装置１００は、周知の製造方法を用いて製造することができる。
【００４４】
本発明の実施形態１及び実施形態２に示される液滴吐出ヘッドの製造方法で製造された液滴吐出ヘッドは、図８に示すようなインクジェットプリンタの他に、有機ＥＬ表示装置の製造や、液晶表示装置のカラーフィルタの製造、ＤＮＡデバイスの製造等にも使用することができる。また本発明の実施形態１及び実施形態２に係る静電アクチュエータは、液滴吐出ヘッドだけでなく、マイクロポンプ、静電容量型圧力センサなどの他のデバイスにも適用することができる。このようなデバイスについては、例えば特開２００４−２４５７５３号公報等を参照されたい。
【００４５】
なお本発明に係る静電アクチュエータの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法並びに液滴吐出装置の製造方法は、上記の実施形態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。例えば実施形態１に係る製造工程において、第２の基板１ａを第１の基板２ａに接合した後に、吐出室５となる凹部５ａ等を形成しているが、第２の基板１ａを第１の基板２ａに接合する前に予め吐出室５となる凹部５ａ等を第２の基板１ａに形成しておくようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図。
【図２】図１に示す液滴吐出ヘッドの縦断面図。
【図３】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図。
【図４】図３に示す液滴吐出ヘッドの製造工程の続きの製造工程を示す縦断面図。
【図５】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図。
【図６】図５に示す液滴吐出ヘッドの製造工程の続きの製造工程を示す縦断面図。
【図７】本発明の実施形態２に係る液滴吐出ヘッドを示した分解斜視図。
【図８】本発明の実施形態３に係る液滴吐出装置の例を示した図。
【符号の説明】
【００４７】
１  キャビティ基板、２  電極基板、３  ノズル基板、４  振動板、５  吐出室、５ａ  凹部、７  リザーバ、７ａ  凹部、１０  電極用凹部、１１  対向電極、１２  リード部、１３  端子部、１７  穴部、１７ａ  穴部、２０  ノズル穴、２１  オリフィス、２１ａ  細溝、２２  封止材、２３  発振回路、３０  絶縁膜、３１  ギャップ、３２  溝部、３３  処理剤注入穴、３４  ボロン・ドープ層、１００  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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