(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク液滴を吐出する単一又は複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に連結する吐出室と、該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振動板に対向した凹部の底面に配置された個別電極とを有し、該振動板と該個別電極との間で発生させる静電気力により前記振動板を変形させて前記インク液滴を吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動板を形成する第一の基板が単結晶Ｓｉ基板であり、前記個別電極を形成する第二の基板と前記第一の基板とを、前記振動板と前記個別電極との間の対向間隔を保持して接合する工程と、前記振動板をエッチングにより所望の厚さに形成する際に同時に、前記個別電極に電圧を印加する端子部である個別電極用外部電極に対向する領域を含んで前記第一の基板に設けられたコンタクト部を、前記エッチングにより前記振動版と同じ厚さに形成する工程と、該コンタクト部に残存するＳｉをドライエッチングにて開口する工程と、前記個別電極用外部電極を外部回路と接続する工程とを順次行い、前記ドライエッチングにて開口する工程の前に少なくとも前記コンタクト部に対向する前記個別電極用外部電極上に、Ｓｉドライエッチに対して耐性があり、前記電極に対して選択的に除去可能なエッチングカバー膜を形成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】
請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記エッチングカバー膜は、絶縁性を併せもつ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３】
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において、前記第二の基板がガラス基板であり、前記振動板と前記個別電極との間に対向間隔を保持するための手段として、前記第一の基板にＳｉＯ2膜のギャップスペーサを形成するかもしくは前記第二の基板に凹部を掘りこんで、前記振動板と前記個別電極を対向させて前記第一の基板と前記第二の基板を陽極接合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４】
請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記個別電極を形成する第二基板が単結晶Ｓｉ基板であり、前記振動板と前記個別電極とに対向間隔を保持するための手段として、前記第一の基板にＳｉＯ2膜のギャップスペーサを形成するかもしくは前記第二の基板にあらかじめ形成したＳｉＯ2膜に凹部を掘りこんで、前記振動板と前記個別電極を対向させて前記第一の基板と前記第二の基板を直接接合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５】
請求項４に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記各個別電極が形成されている前記第二の基板のＳｉＯ2膜の凹部の膜厚をａ、前記振動板に対向する前記各個別電極上に形成するエッチングカバー膜の厚さをｂ、前記コンタクト部に対向する前記各個別電極用外部電極上に形成するエッチングカバー膜の厚さをｃとすると、少なくともｂ＞ａの関係がある場合は、ｃ＜ｂの関係を満たすように前記各個別電極上のエッチングカバー膜の膜厚に分布をもたせた前記第二の基板を用い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６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動板をエッチングにより所望の厚さに形成する際に、コンタクト部内の前記個別電極用外部電極に対向する第一の領域は前記振動板と同じ厚さに、それ以外の第二の領域は前記振動板よりも厚くなるように形成し、その後、前記コンタクト部内の前記第一の領域にはＳｉを残さず、前記第二の領域にはＳｉが残るようにドライエッチングする工程を施し、前記第二の領域に残ったＳｉ同士が隣接する方向と直交する方向の前記Ｓｉの長さをｄ、隣接する前記Ｓｉ間の距離をｅ、前記コンタクト部に対向する前記各個別電極用外部電極が隣接する方向の最小幅をｆ、隣接する方向と直交する方向の前記各個別電極用外部電極の長さをｇとしたとき、ｅ＜ｆ、ｄ＜ｇの関係を満たすような形状に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７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ドライエッチングにより前記コンタクト部を開口後、該開口部から露出している前記各個別電極用外部電極上に残存するエッチングカバー膜を除去した後、前記各個別電極用外部電極上でかつその面積内に、引き続き金属膜の成膜を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドの製造方法、より詳細には、記録を必要とするときにのみインク液滴を吐出し、記録紙面に付着させるインクジェット記録装置の主要部であるインクジェットヘッドの製造方法に関し、特に、その駆動方式として静電気力を利用するインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど多くの利点を有する。この中でも記録の必要なときにのみインク液滴を吐出する、いわゆる、インク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため、現在の主流となってきている。
【０００３】
このインク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドには、特開平２−５１７３４号公報に示されるように、駆動手段が圧電素子であるものや、特開昭６１−５９９１１号公報に示されるように、インクを加熱し気泡を発生させることによる圧力でインクを吐出させる方式などがある。
【０００４】
しかしながら、前述の従来のインクジェットヘッドでは以下に述べるような課題がある。前者の圧電素子を用いる方式においては、圧力室に圧力を生じさせるため、それぞれの振動板に圧電素子のチップを貼り付ける工程が複雑で、特に、最近のインクジェット記録装置による印字には、高速・高印字品質が求められてきており、これを達成するためのマルチノズル化・ノズルの高密度化において、圧電素子を微細に加工し、各々の振動板に接着することは極めて煩雑で多大の時間が掛かる。又、高密度化においては、圧電素子を幅数十〜百数十μｍで加工する必要が生じてきているが、従来の機械加工における寸法・形状精度では、印字品質のばらつきが大きくなってしまうという課題がある。
【０００５】
又、後者のインクを加熱する方式においては、上記のような課題は存在しないが、駆動手段の急速な加熱・冷却の繰り返しや気泡消滅時の衝撃により、抵抗加熱体がダメージを受けるため、インクジェットヘッドの寿命が短いという課題がある。
【０００６】
上述のごときこれらの課題を解決するものとして、特開平６−７１８８２号公報に示されるように、駆動手段に静電気力を利用したインクジェットヘッド記録装置があり、この方式は小型密度，高印字品質及び長寿命であるという利点を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
静電気力を利用したインクジェットには以下に述べるような課題がある。
（１）振動板に静電気力による変形を生じさせるためには、振動板及び振動板に対向して配置されている個別電極に外部回路から電圧を印加する必要がある。振動板と個別電極は別々の基板に形成され、接合される場合が多いので、ワイヤーボンディング、ＦＰＣ等のリード線で容易に外部回路と接続するためには、どちらかもしくは両方の外部電極の作製に工夫を要する。
【０００８】
（２）更に、インクジェットヘッドの高密度化のために、振動板及び個別電極を狭ピッチ化する場合、例えば、振動板作成用の基板としてＳｉ基板を用い、異方性エッチなどで振動板を形成した後、電極基板に接合しようとすると、接合不良や振動板の破損などによる歩留まりの低下を招く恐れがある。それを回避するには、振動板形成のためのマスクをパターニングした後、電極基板と接合し、その後、異方性エッチなどで振動板の形成を行うのが良い。しかしながら、その場合、電極基板の個別電極用外部電極はＳｉ基板により密閉されているので、その領域に対応する箇所のＳｉ基板を貫通する必要がある。
【０００９】
よって、本発明の一つの目的は、工程増加をできるだけ抑え、ワイヤーボンディング、ＦＰＣ等のリード線を容易に接続できる信頼性の高い外部電極を確実に形成することにある。
【００１０】
静電気力を利用したインクジェットには、さらに、以下に述べるような課題がある。
（３）電極基板としてＳｉ基板を用いていると、電極が形成されている凹部のＳｉＯ2膜厚や外部電極部の形成条件などにより個別電極用外部電極周辺の酸化膜が必要以上に薄くなったり、荒れたりして、駆動電圧を印加したときに電極基板に過度のリーク電流が流れてしまい電極が壊れてしまう。
【００１１】
（４）更に、インクジェットヘッドのライン化を考えた場合、外部回路と接続するためのリード線はＦＰＣよりもワイヤーボンディングを用いた方がコスト的に有利であるが、振動板用外部電極及び各個別電極用外部電極にはＡｕやＡｌなどの金属を付ける必要があり、金属が個別電極用外部電極からはみ出して形成された場合、上記（３）においては、更にリーク電流が流れやすくなってしまう。
【００１２】
よって、本発明のもう一つの目的は、電極基板としてＳｉ基板を用いたときに、個別電極用外部電極から電極基板へのリーク電流が発生するのを防ぎ、信頼性の高い外部電極を備えた、高密度化したインクジェットヘッドを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インク液滴を吐出する単一又は複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に連結する吐出室と、該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振動板に対向した凹部の底面に配置された個別電極とを有し、該振動板と該個別電極との間で発生させる静電気力により前記振動板を変形させて前記インク液滴を吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動板を形成する第一の基板が単結晶Ｓｉ基板であり、前記個別電極を形成する第二の基板と前記第一の基板とを、前記振動板と前記個別電極との間の対向間隔を保持して接合する工程と、前記振動板をエッチングにより所望の厚さに形成する際に同時に、前記個別電極に電圧を印加する端子部である個別電極用外部電極に対向する領域を含んで前記第一の基板に設けられたコンタクト部を、前記エッチングにより前記振動版と同じ厚さに形成する工程と、該コンタクト部に残存するＳｉをドライエッチングにて開口する工程と、前記個別電極用外部電極を外部回路と接続する工程とを順次行い、前記ドライエッチングにて開口する工程の前に少なくとも前記コンタクト部に対向する前記個別電極用外部電極上に、Ｓｉドライエッチに対して耐性があり、前記電極に対して選択的に除去可能なエッチングカバー膜を形成することを特徴としたものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記エッチングカバー膜は、絶縁性を併せもつことを特徴としたものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記第二の基板がガラス基板であり、前記振動板と前記個別電極との間に対向間隔を保持するための手段として、前記第一の基板にＳｉＯ2膜のギャップスペーサを形成するかもしくは前記第二の基板に凹部を掘りこんで、前記振動板と前記個別電極を対向させて前記第一の基板と前記第二の基板を陽極接合することを特徴としたものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記個別電極を形成する第二基板が単結晶Ｓｉ基板であり、前記振動板と前記個別電極とに対向間隔を保持するための手段として、前記第一の基板にＳｉＯ2膜のギャップスペーサを形成するかもしくは前記第二の基板にあらかじめ形成したＳｉＯ2膜に凹部を掘りこんで、前記振動板と前記個別電極を対向させて前記第一の基板と前記第二の基板を直接接合することを特徴としたものである。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記各個別電極が形成されている前記第二の基板のＳｉＯ2膜の凹部の膜厚をａ、前記振動板に対向する前記各個別電極上に形成するエッチングカバー膜の厚さをｂ、前記コンタクト部に対向する前記各個別電極用外部電極上に形成するエッチングカバー膜の厚さをｃとすると、少なくともｂ＞ａの関係がある場合は、ｃ＜ｂの関係を満たすように前記各個別電極上のエッチングカバー膜の膜厚に分布をもたせた前記第二の基板を用いることを特徴としたものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、前記振動板をエッチングにより所望の厚さに形成する際に、コンタクト部内の前記個別電極用外部電極に対向する第一の領域は前記振動板と同じ厚さに、それ以外の第二の領域は前記振動板よりも厚くなるように形成し、その後、前記コンタクト部内の前記第一の領域にはＳｉを残さず、前記第二の領域にはＳｉが残るようにドライエッチングする工程を施し、前記第二の領域に残ったＳｉ同士が隣接する方向と直交する方向の前記Ｓｉの長さをｄ、隣接する前記Ｓｉ間の距離をｅ、前記コンタクト部に対向する前記各個別電極用外部電極が隣接する方向の最小幅をｆ、隣接する方向と直交する方向の前記各個別電極用外部電極の長さをｇとしたとき、ｅ＜ｆ、ｄ＜ｇの関係を満たすような形状にすることを特徴としたものである。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、ドライエッチングにより前記コンタクト部を開口後、該開口部から露出している前記各個別電極用外部電極上の残存するエッチングカバー膜を除去した後、引き続き金属膜の成膜を行うことを特徴としたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるアクチュエータ部にノズル及び液室部を接着させたインクジェットヘッドの一例を示す図で、同図はサイドシュータータイプのヘッドを例にしているが、本発明はエッジシュータータイプのヘッドにも応用できることはいうまでもない。以下、本発明のアクチュエータ部の構成を実施例を挙げて説明する。なお、以下の各実施例は簡略のため１セル分のみを表記することとするが、ウエハサイズの基板を用いて、一度に複数個のセル作製が可能なことは言うまでもない。
【００２２】
図１は、本発明によって製造されたインクジェットヘッドの一実施例を説明するための要部断面図で、図中、１はノズル及び液室部、２はアクチュエータ部、３は加圧液室、４はノズル、５はインク供給口、６は共通液室、７は流体抵抗、８は外部回路、９は振動板用外部電極、１０は個別電極、１１は個別電極用外部電極、１２は電極保護膜、１３は振動板、１４は振動板基板（第一の基板）、１５は電極基板（第二の基板）で、本発明は、前記振動板１３と前記個別電極１０を対向させて前記第一の基板１４と前記第二の基板１５を陽極接合した後、前記振動板１３をエッチングにより所望の厚さに形成する際に、同時に、複数の前記個別電極用電圧印加端子部（個別電極用外部電極）が配置されている面積に対向する前記第一の基板１４中の、前記面積を含むそれ以上の大きさの領域（コンタクト部）を、前記振動板１３と同じ厚さにエッチングする工程を施した後、コンタクト部に残存するＳｉをドライエッチングにて開口する工程を有するインクジェットヘッドの製造方法において、少なくとも前記コンタクト部に対向する前記個別電極用外部電極上には、Ｓｉドライエッチングに対して耐性があり、前記電極に対して選択的に除去可能なエッチングカバー膜を形成しておくようにしたものである。
（実施例１）
図２乃至図５は、前記振動板基板１４と電極基板１５で構成されているインクジェットヘッドのアクチュエータ部２の一連の製造工程の一実施例を示す図で、図２乃至図５では、振動板を形成する基板２１として、ＫＯＨによる異方性エッチングで自発的なエッチストップが可能な高濃度ボロン層が形成された面方位（１１０）のＳｉ基板を、電極基板３１として汎用品であり安価な面方位（１００）のＳｉ基板を用いた場合について説明するが、本発明は、これに限定されるものではないことは言うまでもない。例えば、振動板基板としては、ＳＯＩ基板を用いても良いし、振動板形成のためのエッチングはドライエッチングで行っても良い。又、電極基板としてはガラス基板を用いても良い。
【００２３】
図２は、電極基板との接合前までの振動板基板の製造工程を示す図で、図２（Ａ）は、振動板基板の最終工程後の上面図、図２（Ｂ）〜図２（Ｄ）は、図２（Ａ）のI−I線で切られる断面図を示す。まず、所望の厚さ、例えば、３μｍの振動板を形成する場合、面方位（１１０）のＳｉ基板２１に３μｍの高濃度ボロン層２２を注入工程や不純物拡散工程などを経て形成し、その後、エッチングマスク２３として例えばＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜を１００ｎｍ成膜する（図２（Ｂ））。エッチングマスク２３としては、ＳｉＯ2膜でも良いし、ＳｉＯ2膜とＳｉＮ膜の積層膜を用いても良い。次に、図２（Ａ）に示す。振動板２４とコンタクト部２５がＳｉエッチされるように、フォトレジスト２６をパターニングする（図２（Ｃ））。その後、パターニング面上のＳｉＮ膜及び裏面のＳｉＮ膜全面をエッチングする（図２（Ｄ））。
【００２４】
図３は、図２に示した振動板基板との接合前までの電極基板の製造工程を示す図で、図３（Ａ）は、電極基板の最終工程後の上面図、図３（Ｂ），図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のII−II線で切られる断面図を示す。まず、面方位（１００）のＳｉ基板３１に、例えば、熱酸化膜３２を１.７μｍ形成する（図中、裏面酸化膜は省略）。次に、対向して配置される振動板との対向間隔を得るために、熱酸化膜３２にギャップをパターニングし、例えば、フッ酸で１.３μｍのエッチングをする（図３（Ｂ））。次に、電極形成であるが、ここでは、電極基板にＳｉ基板を用い、後で、８００℃以上の直接接合を行うので、電極材料は、耐熱性のある高融点金属材料や不純物ドープされたポリＳｉ等に制限される。しかし、電極基板にガラス基板を用いて、陽極接合を行う場合は、この限りではない。ここでは、ＴｉＮ膜３３を例に挙げて説明する。まず、ＴｉＮ膜３３をスパッタリング法により、例えば、０.１５μｍ形成する。ここで用いているＴｉＮ膜３３や不純物ドープされたポリＳｉは後でコンタクト部２５をＳｉドライエッチで開口するときに十分なエッチング選択比が得られないために、エッチングカバー膜３４が必要である。このエッチングカバー膜３４には、Ｓｉドライエッチングに対して十分に耐性があり、ＳｉＯ2膜と同程度以上のエッチングレートでＴｉＮ膜３３に対して選択的に除去可能であることが要求される。ここでは、上記特性に加え、高い絶縁性をもつＳｉＯ2膜のエッチングカバー膜を例に挙げて説明する。高い絶縁性をもつ材料を選択することにより、エッチングカバー膜３４に電極保護の役目を兼ね備えることができるからである。ＴｉＮ膜３３を成膜後に、例えば、Ｐ−ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜３４を、例えば、０.１５μｍ成膜する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストパターンを形成した後、例えば、フッ酸でＳｉＯ2膜３４をパターニングする。その後、レジストを除去した後、ＳｉＯ2膜３４をマスクとしてアンモニア過水を用いて、ＴｉＮ膜３３をパターニングすることにより所望の電極基板構造を得ることができる（図３（Ｃ））。電極３３とエッチングカバー膜３４を個別にフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングするのに比べて、この方法によるとフォトリソ工程を１工程減らすことができる。
【００２５】
図４は、前記振動板基板と電極基板の接合から振動板形成のためのＳｉエッチングまでの製造工程を示す図で、図４（Ａ）は、最終工程後の上面図、図４（Ｂ），図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のIII−III線で切られる断面図を示す。まず、図２及び図３に示されている振動板基板と電極基板を直接接合法で、例えば、８００℃、１時間の条件で接合する（図４（Ｂ））。次に、ＫＯＨ液でＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３をマスクとして、振動板２４部とコンタクト部２５を異方性エッチすると、高濃度ボロン層２２で急激にエッチングレートが低下するので、３μｍの厚さの振動板２４及びコンタクト部２５が精度良く形成できる。最後に、エッチングマスクのＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３を除去し、振動板の形成が終了する（図４（Ｃ））。
【００２６】
図５は、外部電極部形成の製造工程を説明するための図で、図５（Ａ）は、最終工程後の上面図、図５（Ｂ）〜図５（Ｅ）は、図５（Ａ）のIV−IV線で切られる断面図を示す。まず、振動板用外部電極２７を形成するために、デポ用メタルマスク４１を用い、振動板用外部電極２７のみに金属膜を成膜する。その後の、コンタクト部２５を開口するためのＳｉエッチングは、ウエットエッチングだとエッチング液がギャップに侵入するので、ドライエッチングが望ましく、金属膜としては、このドライエッチングに対してエッチング耐性があり、更に、高濃度ボロン層２２とオーミック接触が得られるものを選ぶ必要がある。ここでは、金属膜（振動板用外部電極）２７として、例えば、金を０.５μｍ成膜する（図５（Ｂ））。その際、金を成膜するできるだけ直前にＨＦ系のエッチング液で洗浄することが望ましい。振動板用外部電極部の高濃度ボロン層２２と金２７との間に自然酸化膜等の絶縁膜が介在する確率を低くすることができ、より良いオーミック接触を得ることができるからである。
【００２７】
次に、Ｓｉエッチング時にコンタクト部２５だけがＳｉエッチされるようにパターンが切られたエッチング用メタルマスク４２をセットする。次に、例えば、ＳＦ6を主体とするガスを用いてＳｉドライエッチする（図５（Ｃ））。このとき、ＳｉとＳｉＯ2のエッチング選択比は最低４０はあるので、ＴｉＮ膜３３上のＳｉＯ2膜３４は全て除去されないために、ＴｉＮ膜３３のエッチングカバー膜の役目を果たす。引き続きＴｉＮ膜３３上のＳｉＯ2膜３４を除去するために、例えば、ＣＨＦ3を主体とするガスを用いてＳｉＯ2ドライエッチングを行い、ＴｉＮ膜３３を露出させる（図５（Ｄ））。ここで、ＳｉＯ2とＴｉＮ膜のエッチング選択比は６以上であるので、ＴｉＮ膜３３上のＳｉＯ2膜３４を選択的に除去可能である。最後に、個別電極用外部電極の低抵抗化及びリード線実装をワイヤーボンディングで行う場合に必要な金属膜３５をＴｉＮ膜３３上に形成する。その金属はコンタクト部２５中に露出したＴｉＮ膜３５上に、その面積内にのみ成膜されるようにパターンが切られたデポ用メタルマスク４３をセットした後、例えば、金を０.５μｍ成膜する（図５（Ｅ））。以上で、所望のアクチュエータ構造を得ることができる。
【００２８】
ここで、図６を参照して、金属膜（金）３５をＴｉＮ膜３３の面積内にのみ成膜する理由について説明する。図６において、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、図５に示されている個別電極の１つを抜き出して示しており、図６（Ａ）は、Ｓｉドライエッチ後、図６（Ｂ）は、ＳｉＯ2ドライエッチ後、図６（Ｃ）は金デポ後を表している。図６（Ａ）においては、Ｓｉドライエッチにおけるオーバーエッチングに対してＳｉＯ2膜３４は全体的に僅かに膜減りしている。図６（Ｂ）においては、ＳｉＯ2ドライエッチング後にはＴｉＮ膜３３がないところはＳｉＯ2膜３４の膜厚にオーバーエッチング量を加えた膜厚がエッチングされている。このとき、電極基板上の凹部酸化膜３２ａの膜厚やＳｉＯ2膜３４の構成、及び、エッチング条件の組み合わせによっては凹部酸化膜３２ａの膜厚はかなり薄くなり、最悪の場合、なくなってしまう。又、ＴｉＮ膜３３との選択比がとれるＳｉＯ2ドライエッチの条件はデポ性の高いエッチング条件であることが多いので、図６（Ｂ）に示されるように、マイクロマスクによるＳｉＯ2柱３６が形成され、膜質が弱くなる場合もある。そういった場合、図６（Ｂ）中に示されるように、ＴｉＮ膜３３の周辺で絶縁性が弱くなり、電極基板へのリーク箇所３７が発生してしまう。図６（Ｂ）の状態で電圧印加したときにリーク箇所３７が発生しない場合においても、図６（Ｃ）に示されるように、金３５を成膜した場合は、膜厚が薄く、膜質が弱くなった箇所に金属膜３５が形成されてしまうので、その後、電圧印加したときに新たにリーク箇所が発生するという恐れが大きい。よって、個別電極の信頼性を高めるために、金３５をＴｉＮ膜３３の面積内にのみ成膜するのが良い。
【００２９】
（実施例２）
次に、図７を参照して、図６で説明したリーク箇所３７の発生を防止するための、他の電極基板構造の一例を説明する。図７（Ａ）は、振動板基板と電極基板を直接接合で貼り合わせた後、ＫＯＨ液で振動板２４とコンタクト部２５を異方性エッチで形成したときの上面図を、また、図７（Ｂ），図７（Ｃ）は、図７（Ａ）のV−V線で切られる断面を示している。図７（Ｂ）は、実施例１で説明した電極基板を示しているが、図７（Ｂ）の電極基板の構造の場合、凹部酸化膜３２ａの膜厚に比べ、ＳｉＯ2膜３４の膜厚がかなり薄い場合は問題ないが、同程度になってくると、図６で説明したリーク箇所３７が発生してしまう。ＳｉＯ2膜３４はエッチングカバー膜としての役割の他に個別電極の保護膜の役割も果たしているので、保護膜の役割として厚い膜厚が要求されると、それに応じて凹部酸化膜３２ａの膜厚を厚くしなければならない。しかし、電極基板に最初に形成する熱酸化膜３２を２μｍ以上にする場合、熱酸化膜３２の形成時間が長く掛かるのと、厚さ精度が落ちるという問題がある。又、ＳｉＯ2膜３２の膜厚が厚くなるとＳｉＯ2ドライエッチの時間が長くなってしまい、図６で説明したようなマイクロマスクによるＳｉＯ2柱３６が形成されやすくなり好ましくない。そこで、図７（Ｃ）に示されるように、凹部酸化膜３２ａの膜厚をａ、振動板２４に対向するＳｉＯ2膜３４の膜厚をｂ、コンタクト部２５に対向するＳｉＯ2膜３４の膜厚をｃとすると、少なくともｂ＞ａの関係がある場合は、ｃ＜ｂの関係を満たすように、ＴｉＮ膜３３上のＳｉＯ2膜３４の膜厚に分布をもたせた電極基板構成にすることが効果的である。
【００３０】
（実施例３）
図８乃至図１２は、本発明の他の実施例の一例を説明するための図で、図８は、電極基板との接合前までの振動板基板の上面図を示している。なお、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）において、左側の図は図８のVI−VI（振動板２４側）線相当断面図，右側の図はVII−VII（コンタクト部２５側）線相当断面図である。まず、所望の厚さ、例えば、３μｍの振動板を形成する場合、面方位（１１０）のＳｉ基板２１に３μｍの高濃度ボロン層２２を注入工程や不純物拡散工程などを経て形成し、その後、エッチングマスクとして、例えば、熱酸化膜２８を１００ｎｍ、及び、例えば、ＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３を１５０ｎｍに順次成膜する（図９（Ａ））。次に、振動板２４とコンタクト部２５がＳｉエッチングされるように、ＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３をパターニングする。その後、パターニング面上のＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３及び裏面のＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３全面をエッチングする（図９（Ｂ））。その後、コンタクト部２５の中で電極基板の凸部酸化膜に接合する箇所に、凸部酸化膜よりも大きな面積の熱酸化膜２８が残るようにフォトレジスト２６をパターニングする（図９（Ｃ））。最後に、例えば、フッ酸を用いて熱酸化膜２８のエッチングを行った後、フォトレジスト２６を除去して振動板基板を完成する（図９（Ｄ））。なお、電極基板の製造工程は図３と同様なので省略する。
【００３１】
図１０は、振動板基板と電極基板を接合したときの基板の上面図、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、その要部断面図で、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）において、左側の図は図１０のVIII−VIII（振動板２４側）線断面図、右側の図はIX−IX（コンタクト部２５側）線断面図で、接合から振動板２４の形成までの工程を説明するための図である。まず、振動板基板と電極基板を直接接合法で、例えば、８００℃、１時間の条件で接合する（図１１（Ａ））。次に、ＫＯＨ液でＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３及び熱酸化膜２８をマスクとして、振動板２４とコンタクト部２５を異方性エッチする。このとき、熱酸化膜２８はＳｉに比べレートは遅いがＫＯＨ液でエッチングされる（Ｓｉに対する選択比は約２００）ために、ここでは、Ｓｉが約２０μｍエッチングされた時点で、熱酸化膜２８はエッチングされ、無くなる（図１１（Ｂ））。更に、ＫＯＨ液によるエッチングを続けると、高濃度ボロン層２２で急激にエッチングレートが低下するので、３μｍの厚さの振動板２４（高濃度ボロン層２２）及びコンタクト部２５（電極基板の凹部酸化膜３２ａに対向している箇所）が精度良く形成できる。このとき、コンタクト部２５中の電極基板の凸部酸化膜３２ｂに対向している箇所には約２３μｍのシリコンが残る（図１１（Ｃ））。
【００３２】
図１２は、コンタクト部２５へのＳｉエッチングによる、個別電極用外部電極部の露出から外部電極部（振動板用と個別電極用の両者）形成までの製造工程を示している。ここでのＳｉエッチングはウエットだとエッチング液がギャップに侵入するので、ドライエッチングが望ましく、ドライエッチングを前提に説明する。ここでのドライエッチングは、サンプルの構成によっては振動板２４の高濃度ボロン層２２をエッチングせずに、コンタクト部２５の高濃度ボロン層２２のみをマスクレスでエッチングが可能な場合もある。又、実施例１で説明したようにエッチング用メタルマスク４２を用いても良い。
【００３３】
ここでは、マスクレスドライエッチが可能な構成として説明する。例えば、ＳＦ6を主体とするガスを用いてマスクレスでＳｉドライエッチすると、コンタクト部２５中の露出している高濃度ボロン層２２がエッチングされ、個別電極用外部電極部が露出する（図１２（Ａ））。引き続いて、ＫＯＨエッチ時のマスクであった、ＬＰＣＶＤ−ＳｉＮ膜２３及び熱酸化膜２８をＣＨＦ3を主体とするガスを用いて順次ドライエッチで除去する。このとき、個別電極用外部電極部上のＳｉＯ2膜３４も同時に除去される（図１２（Ｂ））。そこで、凸部酸化膜３２ｂに残ったシリコンの長さをｄ、シリコン間の距離をｅ、コンタクト部２５に対向する各個別電極の最小幅をｆ、長さをｇとしたとき、ｅ＜ｆ、ｄ＜ｇの関係を満たすような形状にする。つまり、コンタクト部２５の開口箇所を上面から見た場合、ＴｉＮ膜３３しか露出していない構成にしておく。そうすることにより、ＳｉＯ2ドライエッチを行った場合に、凹部酸化膜３２ａがエッチングされることはほとんどなくなり、図６で説明したリークの発生を抑えることができる。
【００３４】
最後に、外部回路に接続するためのリード線接続をＦＰＣ、ワイヤーボンディング等（特にワイヤーボンディング）で行う場合に必要な金属膜、例えば、金３５を、例えば、スパッタ法にて、例えば、０.５μｍ全面に成膜することによって、所望のアクチュエータ構造を得ることができる（図１２（Ｃ））。このとき、金３５はＴｉＮ膜３３上にのみ成膜されるので、図６で説明したリークの発生を抑えることができる。又、個々の個別電極用外部電極部間、及び個別電極用外部電極部と振動板用外部電極部は電気的に絶縁されている。コンタクト部２５中のシリコンはそのエッチング断面で高濃度ボロン層２２と金３５が接続されているので、振動板用外部電極部はどこでリード線接続をしても良い。よって、このような構造を用いた場合、金３５の成膜工程のみで、各個別電極用外部電極部と振動板用外部電極部（一例）が同時に形成され、又、リーク発生を防止する構造にもなっているので、コスト低下や工程短縮，アライメントズレによる歩留まり低下の抑制，信頼性向上などの効果が期待できる。
【００３５】
更に、振動板基板上に形成する液室材料として高剛性材料である金属系材料を用いる場合、上記金属膜として、共晶接合，圧着接合，はんだ接合，ろう付けなどにも用いられる材料を選択すれば、振動板−液室接合プロセスの簡略化や接合が容易などの効果もある。上記条件に合う金属材料としては、金，銀，銅，ニッケル等がある。
更に、化学的に安定な金属でインクに接する部分が覆われているので、インクに浸食されることがなく、接液性が良いという効果もある。
【００３６】
【発明の効果】
個別電極面にＳｉエッチに対するエッチングカバー膜を形成しておくことで、エッチングマージンが増加して、外部電極の膜減りや、最悪、外部電極の膜がなくなるのを防ぐことができる。
【００３７】
エッチングカバー膜に絶縁性の高い材料を選び、個別電極全面に形成することで、工程の増加なく振動板と個別電極間のショート防止が可能になる。又、電極材料の組み合わせによっては、電極マスクのパターニングマスクにもなり得て、工程短縮が可能である。
【００３８】
電極基板としてＳｉ基板を用いることで、半導体微細化技術を応用でき、狭ギャップの対向間隔を精度良く、高歩留まりで製作できる。
【００４０】
個別電極用外部電極上のエッチングカバー膜として、必要な範囲で最も薄くすることで、膜減りした凹部酸化膜に起因するリーク電流を防止できる。
【００４２】
コンタクト部中の電極基板の凸部酸化膜上にＳｉ柱を残し、エッチングカバー膜の除去時に凹部酸化膜が露出しない構造にしているので、凹部酸化膜の膜減りがほとんど発生しないので、リーク電流発生防止の効果が大きい。
【００４３】
コンタクト部の開口箇所には個別電極用外部電極しか露出していない構造にしているので、デポのみで、リード線実装用の金属膜が形成できる。又、基板へのリークの心配もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるインクジェットヘッドの一例を示す図である。
【図２】  実施例１における振動板基板の製造工程図である。
【図３】  実施例１における電極基板の製造工程図である。
【図４】  実施例１における接合から振動板形成までの製造工程図である。
【図５】  実施例１における外部電極部形成の製造工程図である。
【図６】  外部電極部形成時に発生するリーク不良を示す図である。
【図７】  実施例２における電極基板構成の一例を示す図である。
【図８】  実施例３における振動板基板の上面図である。
【図９】  実施例３における振動板基板の製造工程図である。
【図１０】  実施例３における接合後の基板の上面図である。
【図１１】  実施例３における接合から振動板形成までの製造工程図である。
【図１２】  実施例３における外部電極部形成の製造工程図である。
【符号の説明】
１…ノズル及び液室部、２…アクチュエータ部、３…加圧液室、４…ノズル、５…インク供給口、６…共通液室、７…流体抵抗、８…外部回路、９，２７…振動板用外部電極、１０，３３…個別電極、１１，３５…個別電極用外部電極、１２…電極保護膜、１３…振動板、１４…第１の基板、１５…第２の基板、２１…（１１０）Ｓｉ基板、２２…高濃度ボロン層、２３…ＳｉＮ膜、２４…振動板、２５…コンタクト部、２６…フォトレジスト、３１…（１００）Ｓｉ基板、３２…熱酸化膜、３２ａ…凹部酸化膜、３２ｂ…凸部酸化膜、３４…ＳｉＯ2膜、３５…金、４１，４３…デポ用メタルマスク、４２…エッチング用メタルマスク。
【図１】
0004033588.tif 000002
【図２】
0004033588.tif 000003
【図３】
0004033588.tif 000004
【図４】
0004033588.tif 000005
【図５】
0004033588.tif 000006
【図６】
0004033588.tif 000007
【図７】
0004033588.tif 000008
【図８】
0004033588.tif 000009
【図９】
0004033588.tif 000010
【図１０】
0004033588.tif 000011
【図１１】
0004033588.tif 000012
【図１２】
0004033588.tif 000013