(57)【要約】【課題】デバイス用基板に異物が残留することを防止する。【解決手段】本発明のデバイス用基板は、基板１０の第１面１０ａ上に導電膜パターン２０が設けられたデバイス用基板１であって、基板１０には、第１面１０ａとその裏面となる第２面１０ｂとに開口部を有する貫通孔３０が形成されており、第２面１０ｂ側の開口部の周縁部には、貫通孔３０の内壁３０ａが除去されてなる切欠部３５が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１面上に導電膜パターンが設けられたデバイス用基板であって、
前記基板には、前記第１面とその裏面となる第２面とに開口部を有する貫通孔が形成されており、前記第２面側の開口部の周縁部には、貫通孔の内壁が除去されてなる切欠部が形成されていることを特徴とするデバイス用基板。
【請求項２】
前記切欠部は、前記貫通孔の内壁面に対して段差形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス用基板。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか一項に記載のデバイス用基板を有することを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項１〜２のいずれか一項に記載のデバイス用基板を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
基板の第１面とその裏面となる第２面とに開口部を有する貫通孔を形成するとともに、前記第２面側の貫通孔形成部の周縁部に、前記貫通孔の内壁と対応する部分が除去されてなる切欠部を形成する工程と、
前記基板の第１面に、導電膜パターンの材料膜を気相法で形成する工程と、
前記材料膜が形成された前記基板の第２面側に、粘着剤を介して基板支持体を貼り付ける工程と、
前記基板支持体が貼り付けられた前記基板の前記第１面側にレジスト材料を配し、次いでこのレジスト材料膜の所定位置を露光し、その後に前記基板支持体を前記基板から剥離するとともに前記レジスト材料膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記導電膜パターンの材料膜をエッチングし、導電膜パターンを形成する工程と、を有することを特徴とするデバイス用基板の形成方法。
【請求項６】
前記導電膜パターンを形成する工程の後に、前記導電膜パターン上に無電解めっき法でめっき皮膜を形成することを特徴とする請求項５にデバイス用基板の形成方法。
【請求項７】
導電膜パターンと貫通孔が形成されたデバイス用基板を有し、前記導電膜パターンを介して供給される信号に基づいて駆動されるデバイスの製造方法であって、
前記デバイス用基板を請求項又５は請求項６に記載のデバイス用基板の形成方法で形成することを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項８】
導電膜パターンと貫通孔が形成されたデバイス用基板を有し、前記導電膜パターンを介して供給される信号に基づいて液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記デバイス用基板を請求項又５は請求項６に記載のデバイス用基板の形成方法で形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス用基板及びその形成方法、デバイス及びその製造方法、液滴吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出法を用いて、例えば配線パターン等を形成しこれを有する電子機器等を製造する方法が知られている。このような製造方法によれば、製造コストを低減できること等の利点があり、液滴吐出法で用いられる液滴吐出ヘッドには、さらなる性能向上や信頼性向上が期待されている。
【０００３】
一般に液滴吐出ヘッドは、液体を貯留するキャビティー及びこれに連通するノズルを備えており、キャビティー上に振動板と圧電素子とを積層させた構成になっている（例えば、特許文献１）。このような構成により、電気信号によって駆動される圧電素子は、その変位によって振動板を変形させてキャビティー内の液体を加圧することができ、加圧された液体がノズルから液滴として吐出されるようになっている。
【０００４】
このような液滴吐出ヘッドは、液体の流路となる部分を貫通孔、あるいは凹部とする複数の基板、すなわちノズルプレートや流路形成基板、封止基板、コンプライアンス基板等を個々に形成した後、これらを接合することで形成されている。
【０００５】
通常、封止基板等の配線パターンを有しかつ貫通孔を有するデバイス用基板を形成するには、基板に貫通孔を形成した後、基板の上面側にスパッタ法等の気相法で配線パターンの材料を成膜する。そして、基板の底面側にフィルム（基板支持体）を粘着剤で貼り付けて支持した後、例えば基板上にスリットコーター等でレジスト材料を配し、これを成膜する。そして、レジスト材料膜の所定位置を露光した後、フィルムを基板から剥離し、レジスト材料膜を現像して、レジストパターンを形成する。そして、これをマスクにして配線パターンの材料膜をエッチングし、配線パターンを形成する。
【特許文献１】特開２０００−１２７３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記の方法で封止基板等のデバイス用基板を形成すると、貫通孔の底面側開口部等に配線パターンの金属材料等が残留するおそれがある。
詳しくは、先述のように気相法で配線パターンの材料を成膜すると、貫通孔内にもその材料膜が形成される。そして、基板の底面側にフィルムを粘着剤で貼り付けると、貼り付ける際の圧力で、粘着剤が底面側から貫通孔内に押し込まれてしまう。そして、基板の上面側にレジスト材料を成膜すると、レジスト材料が上面側から貫通孔内に流れ込んでしまう。貫通孔内には、押し込まれた粘着剤とレジスト材料とが、積層されあるいは一部化学反応して不溶物が形成される。
【０００７】
このような不溶物は、粘着剤とレジスト材料とが化学反応すること等によって、基板支持体の剥離処理やレジスト材料膜の現像処理等の通常の処理では除去され難くなっている。したがって、これらの処理を行った後にも、特に貫通孔の底面側開口部には、配線パターンの材料膜が不溶物に覆われた部分が生じ、この部分の材料膜はエッチングによって除去されずに金属残留物となってしまう。
【０００８】
このような金属残留物（配線パターンの材料）は、デバイス用基板形成の後の工程や液滴吐出ヘッドの製造工程で脱離し再付着すると、配線パターンに短絡を生じさせること等により歩留りを低下させることがあった。特に、無電解めっき法で配線パターン上にめっき皮膜を形成し低抵抗の配線パターンとして機能させる場合には、金属残留物上にめっき用金属が析出してこれを成長させ、短絡が生じる確率が高くなってしまう。また、製品となったデバイスの使用中に、金属残留物が脱離すると、例えばこれが液滴吐出ヘッドのノズル等に詰まることにより、動作不良等の不具合を生じさせることがあった。
【０００９】
本発明は、前記の事情を鑑み成されたものであって、配線パターンの金属材料が貫通孔内に残留することを防止した高信頼性のデバイス用基板と、これを良好な歩留りで製造する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】
【００１０】
本発明のデバイス用基板は、基板の第１面上に導電膜パターンが設けられたデバイス用基板であって、前記基板には、前記第１面とその裏面となる第２面とに開口部を有する貫通孔が形成されており、前記第２面側の開口部の周縁部には、貫通孔の内壁が除去されてなる切欠部が形成されていることを特徴とする。
このように切欠部が形成された構成とすれば、例えば気相法で前記導電膜パターンの材料を前記基板の第１面に配した際に、前記切欠部は貫通孔の内壁面よりも奥側となっているので、ここに導電膜パターンの材料が付着することが抑制される。より詳しくは、前記貫通孔内に入射した材料（例えばスパッタ粒子）は、直進性を有しているので、入射方向から貫通孔の内壁面の陰となる前記切欠部に到達する確率が減少し、これが付着することが抑制される。
また、切欠部を含む前記貫通孔の第２面側の内寸は、切欠部が形成されていない場合よりも大きくなっているので、第２面側の開口部から押し込まれた粘着剤は、その貫通孔内での厚さが薄くなり、前記切欠部を越えて第１面側に押し込まれることが防止される。
【００１１】
このように、導電膜パターンの材料膜が第２面側（切欠部）に形成されることを抑制し、かつ粘着剤が前記切欠部を越えて第１面側に押し込まれることを抑制しているので、前記導電膜パターンの材料膜上に粘着剤が付着することが格段に抑制される。したがって、前記材料膜上には、粘着剤とレジスト材料とからなる不溶物が形成されることが抑制され、この不溶物に被覆された部分の前記材料膜がエッチングされずに金属残留物となることが低減される。よって、金属残留物がデバイス用基板の使用時に離脱して不具合が生じることが格段に低減され、高信頼性のデバイス用基板となっている。
【００１２】
なお本発明において、貫通孔の内壁が除去されてなる切欠部とは、切欠部が形成されていない貫通孔の内壁面、すなわち貫通孔の第１面側の内壁面に沿う平面あるいは曲面を深さ方向（第２面側）に延長した面に対して、基板側が除去された部分を示すものとする。
【００１３】
また、前記切欠部は、前記貫通孔の内壁に対して段差形状となっていることが好ましい。
このようにすれば、導電膜パターンの材料は段差部を回り込むことができないので、前記切欠部に導電膜パターンの材料が付着することを確実に防止できる。
【００１４】
本発明のデバイスは、前記デバイス用基板を有することを特徴とする。
先述のように本発明のデバイス用基板は、高信頼性のものとなっているので、これを有する本発明のデバイスも高信頼性のものとなる。
【００１５】
本発明の液滴吐出ヘッドは、前記デバイス用基板を有することを特徴とする。
先述のように本発明のデバイス用基板は、高信頼性のものとなっているので、これを有する本発明の液滴吐出ヘッドも高信頼性のものとなる。
【００１６】
本発明のデバイス用基板の形成方法は、
基板の第１面とその裏面となる第２面とに開口部を有する貫通孔を形成するとともに、前記第２面側の貫通孔形成部の周縁部に、前記貫通孔の内壁と対応する部分が除去されてなる切欠部を形成する工程と、
前記基板の第１面に、導電膜パターンの材料膜を気相法で形成する工程と、
前記材料膜が形成された前記基板の第２面側に、粘着剤を介して基板支持体を貼り付ける工程と、
前記基板支持体が貼り付けられた前記基板の前記第１面側にレジスト材料を配し、次いでこのレジスト材料膜の所定位置を露光し、その後に前記基板支持体を前記基板から剥離するとともに前記レジスト材料膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記導電膜パターンの材料膜をエッチングし、導電膜パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、第２面側の貫通孔形成部の周縁部に切欠部を形成しているので、導電膜パターンの材料膜を気相法で形成する工程で、貫通孔内に入射した材料（例えばスパッタ粒子）が入射方向から貫通孔の内壁面の陰となる前記切欠部に到達する確率が減少し、切欠部の基板面に材料が付着することが抑制される。
また、前記切欠部を含む前記貫通孔の第２面側の内寸は、切欠部を形成しない場合よりも大きくなっているので、前記基板の第２面側に基板支持体を貼り付けた際に貫通孔内に押し込まれた粘着剤は、貫通孔内での厚さが薄くなり、切欠部を越えて第１面側に押し込まれることが抑制される。
【００１８】
このように、前記切欠部に材料膜が形成されることを抑制し、かつ粘着剤が切欠部を越えて第１面側に押し込まれることを抑制しているので、貫通孔内の導電膜パターンの材料膜に粘着剤が付着することが格段に低減される。したがって、導電膜パターンの材料膜上に粘着剤とレジスト材料とからなる不溶物が形成されることが抑制され、導電膜パターンの材料膜が不溶物に覆われてエッチングされずに残留することが防止される。よって、貫通孔の底面側開口部に導電膜パターンの材料（金属）が残留することが防止され、金属残留物に起因する歩留りの低下が格段に抑制される。このようにして、デバイス用基板を良好な歩留りで製造することができる。
【００１９】
また、前記導電膜パターンを形成する工程の後に、前記導電膜パターン上に無電解めっき法でめっき皮膜を形成することが好ましい。
本発明の方法では、導電膜パターンの材料が残留することを低減しているので、金属残留物上にめっき用金属が析出する不都合が生じることなく、良好にめっき皮膜を形成することができる。したがって、低温プロセスである無電解めっき法を用いることにより、導電膜パターンの成膜温度を下げることができ、デバイス用基板が受ける熱影響を低減することができる。
【００２０】
本発明のデバイスの製造方法は、導電膜パターンが形成されたデバイス用基板を有し、前記導電膜パターンを介して供給される信号に基づいて駆動されるデバイスの製造方法であって、前記デバイス用基板を先述のデバイス用基板の形成方法で形成することを特徴とする。
先述のように本発明のデバイス用基板の形成方法によれば、高信頼性のデバイス用基板を良好な歩留りで形成することができるので、高信頼性のデバイスを良好な歩留りで製造することができる。
【００２１】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、導電膜パターンが形成されたデバイス用基板を有し、前記導電膜パターンを介して供給される信号に基づいて液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記デバイス用基板を先述のデバイス用基板の形成方法で形成することを特徴とする。
先述のように本発明のデバイス用基板の形成方法によれば、高信頼性のデバイス用基板を良好な歩留りで形成することができるので、高信頼性の液滴吐出ヘッドを良好な歩留りで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のデバイス用基板及びその形成方法の一実施形態を説明し、その後に前記デバイス用基板を封止基板に適用した液滴吐出ヘッドの一実施形態を説明する。
なお、以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造はその寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせて示す場合がある。
【００２３】
（デバイス用基板）
図１（ａ）は、本発明に係るデバイス用基板の一実施形態を示す側断面構成図である。図１（ａ）に示すように、基板１０の上面（第１面）１０ａには配線パターン２５が設けられており、基板１０の上面１０ａと底面（第２面）１０ｂとに開口部を有する貫通孔３０を有している。また、基板１０の底面１０ｂ側には凹部１５が形成されている。凹部１５は、デバイス用基板１を有するデバイス（液滴吐出ヘッド）を機能させるためのものであり、液滴吐出ヘッドの圧電素子を動作可能に保持するための構造である。
【００２４】
前記配線パターン２５は、本実施形態では、基板１０の上面１０ａに形成された配線下地パターン（導電膜パターン）２０と、この上に形成されたＡｕからなるめっき層２３と、からなっている。また、前記配線下地パターン２０は、基板１０上に形成されたＮｉ−Ｃｒからなる第１下地層２１と、この上に形成されたＡｕからなる第２下地層２２と、からなっている。配線パターン２５は、デバイス用基板１を有するデバイス（液滴吐出ヘッド）を機能させるためのものであり、例えば液滴吐出ヘッドの駆動基板から圧電素子に電気信号を伝達する配線パターンとして用いられる。
【００２５】
前記貫通孔３０は、例えば開口部の形状が矩形のものであり、デバイス用基板１を有するデバイス（液滴吐出ヘッド）を機能させるためのものである。例えば、デバイス用基板１の底面側に接合された圧電素子の上電極膜（図示せず）を露出させ、この電極と接続するワイヤー配線を通すためのものや、液滴吐出ヘッド使用時に液滴吐出ヘッド使用時に機能液の流路の一部となるもの等が、その用途に応じた形状や寸法で形成されている。また、貫通孔３０の底面１０ｂ側の周縁部には、貫通孔３０の内壁面３０ａと対応する基板部分が除去されてなる切欠部３５が形成されている。
【００２６】
図１（ｂ）は、デバイス用基板１の切欠部３５付近を拡大して示す図である。図１（ｂ）に示すように、切欠部３５は、切欠部３５が形成されていない場合の貫通孔３０の内壁面３０ｂ、すなわち貫通孔３０の内壁面３０ａを深さ方向（基板１０の上面１０ａ側から底面１０ｂ側）に延長した面（内壁面）３０ｂに対して、基板１０側の基板部分が除去されて形成されている。本実施形態では、切欠部３５は、その側面３５ａが貫通孔３０の内壁面３０ａに対して段差形状となっており、またその上面３５ｂは基板１０の底面１０ｂに対して段差形状となっている。切欠部３５を段差形状とすることで、前記配線下地パターン２０の材料が切欠部３５に付着する確率を極めて低くすることができ、かつ切欠部３５を含む貫通孔３０の底面１０ｂ側の内寸を十分に大きくすることができる。
【００２７】
切欠部３５の寸法としては、本実施形態では基板１０の底面１０ａから切欠部３５の上面３５ａまでの高さ（深さ）が２０μｍ程度となっており、貫通孔３０の内壁面３０ａから切欠部３５の側面３５ａまでの幅が２０μｍ程度となっている。また、基板１０の上面１０ａから切欠部３５の上面３５ａまでの深さ（高さ）は、例えば３８０μｍ程度となっている。
【００２８】
切欠部３５は、前記配線下地パターン２０の材料が貫通孔３０の底面１０ｂ側、すなわち切欠部３５の側面３５ａ及び上面３５ｂに付着すること防止することができるようになっている。詳しくは、一般に前記配線下地パターン２０は気相法で形成されるが、貫通孔３０内に入射した配線下地パターン２０の材料（例えばスパッタ粒子）が、入射方向から貫通孔３０の内壁面３０ａの陰となる切欠部３５ａに到達する確率は低いので、これが切欠部３５の側面３５ａ及び上面３５ｂに付着することが抑制される。
【００２９】
したがって、前記材料膜の成膜方法に応じて、前記切欠部３５の形状を設計することにより、配線下地パターン２０の材料が切欠部３５に付着することを防止することができる。例えば、スパッタ法による成膜では材料粒子（スパッタ粒子）の直進性が高いので、スパッタ装置や貫通孔の幅と深さとの比（アスペクト比）等によってスパッタ粒子の入射方向が規定される。この入射方向から前記切欠部３５が貫通孔３０の内壁面３０ａの陰となるように切欠部３５の幅と深さの比を定めることができる。また、蒸着法による成膜では、貫通孔３０の内壁面３０ａと切欠部３５の上面３５ｂとが基板１０側に張る角度を小さくすることにより、前記材料粒子が、貫通孔３０の内壁３０ａと切欠部３５の上面３５ｂとの角を回り込むことを十分に抑制することができると考えられる。
【００３０】
また、切欠部３５は、前記材料膜をパターニングする際に用いられる粘着剤（図示せず）が切欠部３５を越えて貫通孔３０の上面１０ａ側に押し込まれることを抑制できるようになっている。詳しくは、一般に前記材料膜のパターニングは、基板１０の底面１０ｂに図示しないフィルム（基板支持体）を粘着剤で貼り付けて行うが、フィルムを貼り付ける際の圧力で前記粘着剤は切欠部３５を含む貫通孔３０内に押し込まれる。ここで、切欠部３５を含む貫通孔３０の底面１０ｂ側の内寸は、切欠部３５が形成されていない場合よりも大きくなっているので、切欠部３５を含む貫通孔３０内での粘着剤の厚さ（高さ）は薄く（低く）なる。したがって、粘着剤の量やフィルムを貼り付ける際の圧力等に応じて、切欠部３５の高さや幅を設計することにより、貫通孔３０の上面１０ａ側に粘着剤が押し込まれることを防止することができる。
【００３１】
図２（ａ）〜（ｄ）は、切欠部の形状について、いくつかの変形例を示す図である。図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、切欠部の形状としては、前記切欠部３５のように平面で構成された段差形状の他にも、先述の設計事項や形成方法に応じて様々な形状を採用することができる。図２（ａ）は、基板１０の底面１０ｂ側に凸となる曲面で構成された切欠部３５Ａの例である。図２（ｂ）は、基板１０の底面１０ｂ側に凹となる曲面で構成された切欠部３５Ｂの例である。図２（ｃ）は、基板１０の底面１０ｂに向かうにつれて貫通孔３０の内壁面３０ａから離れるように傾斜した平面で構成された切欠部３５Ｃの例である。図２（ｄ）は、基板１０の上面１０ａ側（図１（ａ）参照）に凸となる楔形状で構成された切欠部３５Ｄの例である。このように切欠部３５は、切欠部３５が形成されていない場合の貫通孔３０の内壁面３０ｂよりも基板１０側の基板部分が除去された形状となっていれば、本発明の効果を得ることができる。例えば、図１（ｂ）、図２（ａ）〜（ｄ）に示した形状を組み合わせた形状としてもよい。また、貫通孔３０の内壁面３０ａが、傾斜面である場合についても適用可能である。
【００３２】
次に、本発明に係るデバイス用基板の形成方法の一実施形態を、先述したデバイス用基板１に適用した例を用いて説明する。
【００３３】
図３（ａ）〜（ｅ）、図４（ａ）〜（ｄ）は、デバイス用基板１の形成方法の一実施形態を示す断面工程図である。なお、通常はシリコンウエハを複数のチップ形成部に区画し、各チップ形成部に配線パターンや貫通孔を形成した後に、これを個片化してデバイス用基板１を形成するが、以下の説明で参照する図面中にはチップ形成部の要部のみを示している。
【００３４】
まず、図３（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる厚さが４００μｍ程度の基板１０上にレジストパターン（図示せず）を形成し、これをマスクとして前記基板１０をエッチングして、基板１０の上面（第１面）１０ａと底面（第２面）１０ｂとに開口部を有する貫通孔３０を形成する。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板１０の底面１０ｂ側に、凹部１５を形成するとともに、貫通孔３０の周縁部に切欠部３５を形成する。凹部１５は、例えば底面１０ｂ側にレジストパターン（図示せず）を形成し、これをマスクとして前記基板１０をエッチングすることで形成する。前記切欠部３５は、レーザー光を用いた切削加工やエッチングによる加工、あるいはこれらを組み合わせた加工等で形成することができ、本実施形態では、前記凹部１５形成部及び切欠部３５形成部を開口させたレジストパターン（図示せず）を基板１０の底面１０ｂ側に形成し、これをマスクとしてエッチングすることにより、前記凹部１５を形成する過程で切欠部３５を形成する。このようにして、本実施形態では、高さが２０μｍ程度、幅が２０μｍ程度の段差形状に切欠部３５を形成する。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示すように、基板１０の第１面１０ａ側に気相法で、後述する配線下地パターン（導電膜パターン）２０の材料を成膜する。本実施形態では、Ｎｉ−Ｃｒをスパッタ法で成膜して第１下地材料膜２１ａを形成し、その後にＡｕをスパッタ法で成膜して第２下地材料膜２２ａを形成する。Ｎｉ―ＣｒやＡｕのスパッタ粒子（図示せず）は、貫通孔３０内にも入射し内壁面３０ａに到達して、ここにも第１、第２下地材料膜２１ａ、２２ａが形成される。前記切欠部３５は、スパッタ粒子の入射方向から内壁面３０ａの陰となっているので、スパッタ粒子が切欠部３５に到達する確率は極めて低くなっている。したがって、切欠部３５には、第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａが形成されないようになっている。
【００３７】
次に、図３（ｄ）に示すように基板１０の底面１０ｂ側に、粘着剤４１からなる粘着層を有したフィルム（基板支持体）４０を配置した後、例えば基板１０とフィルム４０とを押し合わせる圧力を掛けて、双方を貼り合わせる。粘着剤４１は、基板１０とフィルム４０とを押し合わせる圧力によって、前記凹部１５や、切欠部３５を含む貫通孔３０内に押し込まれているが、押し込まれた粘着剤４１の量は配した粘着剤４１の総量や、前記圧力の大きさ等により定まる。また、底面１０ｂに平行な断面での切欠部３５を含む貫通孔３０の断面積は、切欠部３５を形成しない場合よりも切欠部３５の分だけ増加しているので、ここに押し込まれた粘着剤４１の断面積も増加する。
【００３８】
したがって、切欠部３５を形成しない場合よりも、切欠部３５を含む貫通孔３０内に押し込まれた粘着剤４１の厚さが薄くなり、粘着剤４１が切欠部３５を越えて貫通孔３０の上面１０ａ側に押し込まれることが抑制される。また、先述のように貫通孔３０内の第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａは、切欠部３５より上面１０ａ側のみに形成されているので、前記粘着剤４１が第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａに付着することが抑制されている。
【００３９】
さらに、先述のように切欠部３５を含む貫通孔３０内の粘着剤４１の厚さは、配された粘着剤４１の総量や前記圧力、切欠部３５の寸法等によって定まるので、これらの条件を適切に設定することで粘着剤４１が第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａに付着することを確実に防止することもできる。例えば、基板１０とフィルム４０とを押し付ける圧力を１２０ｋＰａ以下とすることで、切欠部３５を含む貫通孔３０内の粘着剤４１の厚さを十分に薄くすることができる。
【００４０】
次に、図４（ａ）に示すように、例えばスリットコーターによってレジスト材料を基板１０の上面１０ａ側全体に配してレジスト材料膜５０ａを形成し、その後にレジスト材料膜５０ａの所定位置を露光する。ここで、レジスト材料は貫通孔３０内に流れ込んでおり、前記粘着剤４１上にもレジスト材料膜５０ａが形成されている。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、前記フィルム４０を基板１０から剥離し、その後に前記レジスト材料膜５０ａを現像してレジストパターン５０を形成する。ここで、前記レジスト材料膜５０ａと粘着剤４１との接触部付近（図４（ａ）参照）では、レジスト材料膜５０ａと粘着剤４１とが積層され、あるいは一部化学反応して不溶物４５が形成されてしまう場合がある。
【００４２】
詳しくは、先述したように切欠部３５を含む貫通孔３０内に押し込まれた粘着剤４１は、例えばその上面が基板１０の上面１０ａ側に向かって突起状に盛り上がることにより、突起部と切欠部３５の側面３５ｂ（図１（ａ）参照）との間に隙間ができる。そして、この隙間にレジスト材料が配されることにより、切欠部３５の側面３５ａ側、あるいは貫通孔３０の内壁面３０ａ側からレジスト材料、粘着剤４１が順次積層された部分が形成されてしまう。そして、前記フィルム４０を基板１０から剥離しても部分的に残ってしまった粘着剤４１は、これに覆われたレジスト材料膜５０ａを現像処理から保護してしまい、この部分のレジスト材料膜５０ａが除去されずに残ってしまう。また、レジスト材料を熱処理等で硬化させてレジスト材料膜５０ａを形成した場合には、その熱処理によってレジスト材料と粘着剤とが化学反応し、フィルムの剥離処理やレジスト材料膜５０ａの現像処理で用いる処理液（除去液）に対して不溶となってしまうこともある。
【００４３】
従来の方法では、切欠部３５を形成しないので、第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａに粘着剤４１が付着して、ここに前記不溶物４５が形成されてしまう。
ところが、本発明の方法では、切欠部３５を形成しているので、第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａに粘着剤４１が付着することがなく、前記不溶物４５が形成された場合でも、少なくとも第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａ上には不溶物４５が形成されないようになっている。
【００４４】
次に、図４（ｃ）に示すように、前記レジストパターン５０をマスクにして、第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａをエッチングし、第１下地層２１と第２下地層２２とを形成する。先述したように、第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａ上には不溶物４５が形成されないようにしているので、不溶物４５によって所定位置以外の第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａが保護されてエッチングされずに残留することが防止される。このようにして、貫通孔３０の底面側開口部の内壁面３０ａ等に、第１下地層２１及び第２下地層の材料である導電性の金属が残留することが防止される。
【００４５】
次に、図４（ｄ）に示すように、本実施形態では前記第１下地層２１と第２下地層２２とからなる配線下地パターン２０上に、無電解めっき法でＡｕを析出させてめっき膜２３を形成し、配線下地パターン２０とめっき膜２３とからなる配線パターン２５を形成する。先述したように、貫通孔３０の内壁面３０ａ等に導電性の金属が残留することを防止しているので、金属残留物上にめっき用金属（Ａｕ）が析出して成長して異物となることや、金属残留物が脱離して配線下地パターン２０に付着しここにめっき用金属（Ａｕ）が析出して短絡を生じさせること等が防止されている。以上のようにして、デバイス用基板１を形成する。
【００４６】
本発明のデバイス用基板の形成方法によれば、切欠部３５を形成しているので、第１下地材料膜２１ａ及び第２下地材料膜２２ａ上には、粘着剤４１とレジスト材料とからなる不溶物４５が形成されることが防止され、したがって不溶物４５によって配線下地パターン（導電膜パターン）２０の金属材料が貫通孔３０の底面側開口部の内壁面８０ａに残留することが防止されている。よって、金属残留物が短絡を生じさせること等が防止され、短絡等による歩留りの低下が抑制される。このようにして、デバイス用基板１を良好な歩留りで形成することができる。
また、本発明の形成方法で得られたデバイス用基板１は、金属残留物が低減されているので、これがデバイス用基板１の使用時に離脱して不具合を生じることが防止されている。このようにして、高信頼性のデバイス用基板１となっている。
【００４７】
なお、本実施形態では、導電膜パターン（配線下地パターン）２０を下地とし、この上にめっき膜２３を形成して配線パターン２５を形成しているが、導電膜パターン２０を厚く形成することで配線パターンとすることもできる。また、貫通孔３０を形成した後に切欠部３５を形成しているが、切欠部３５を形成した後に貫通孔３０を形成するようにしてもよい。また、フィルム４０の剥離処理とレジスト材料膜５０ａの現像処理は、順番を入れ替えて行うこともできる。
【００４８】
（液滴吐出ヘッド）
次に、上記のデバイス用基板を有する液滴吐出ヘッドについて図５を参照して説明する。本実施形態の液滴吐出ヘッドは、インク（機能液）を液滴状にしてノズルから吐出するものであり、前記デバイス用基板１（図１（ａ）参照）を封止基板に適用した例である。
【００４９】
図５は、液滴吐出ヘッドＨの断面構成図である。図５に示すように、液滴吐出ヘッドＨは、液滴が吐出されるノズル開口５５０を備えたノズル基板５００と、ノズル基板５００の上面（＋Ｚ側）に接続されてインク流路を形成する流路形成基板６００と、流路形成基板６００の上面に接続されて圧電素子（駆動素子）７００の駆動によって変位する振動板７５０と、振動板７５０の上面に接続されてリザーバ８５０を形成する封止基板８００と、封止基板８００上に設けられて前記圧電素子７００を駆動するための駆動回路部（ドライバＩＣ）９００と、を備えて構成されている。
【００５０】
液滴吐出ヘッドＨの動作は、各駆動回路部９００に接続された図示しない外部コントローラによって制御される。流路形成基板６００には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されており、これらの開口領域は、ノズル基板５００と振動板７５０とにより囲まれて圧力発生室６５０を形成する。また、上記平面視略櫛歯状の開口領域のうち、封止基板８００と流路形成基板６００とにより囲まれた部分がリザーバ８５０を形成している。
【００５１】
流路形成基板６００の図示下面側（−Ｚ側）は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板５００が流路形成基板６００の下面に接続されている。流路形成基板６００の下面とノズル基板５００とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。ノズル基板５００には、液滴を吐出する複数のノズル開口５５０が設けられている。具体的には、ノズル基板５００に設けられた複数（例えば７２０個程度）のノズル開口５５０はＹ軸方向（紙面と直交する方向）に配列されている。
【００５２】
圧力発生室６５０とノズル開口５５０とは、各々対応して設けられている。すなわち、圧力発生室６５０は、複数のノズル開口５５０に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。圧力発生室６５０は、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁６７０が形成されている。
【００５３】
複数の圧力発生室６５０の基板中央部側の端部は上述した隔壁６７０によって閉塞されているが、基板外縁部側の端部は互いに接続するように集合され、リザーバ８５０と接続されている。リザーバ８５０は、図示しない機能液導入口と圧力発生室６５０との間で機能液を一時的に保持するものであって、封止基板８００にＹ軸方向に延びる平面視矩形状に形成されたリザーバ部８５５と、流路形成基板６００に形成された連通部６３０とから構成されている。そして、連通部６３０において各圧力発生室６５０と接続され、複数の圧力発生室６５０の共通の機能液保持室（インク室）を形成している。図５に示す機能液の経路をみると、ヘッド外端上面に開口する機能液導入口より導入された機能液が、リザーバ８５０に流れ込み、供給路６４０を経て、複数の圧力発生室６５０のそれぞれに供給されるようになっている。なお、封止基板８００のリザーバ部８５５は、先述したデバイス用基板１の貫通孔３０として形成されたものである（図１（ａ）参照）。
【００５４】
流路形成基板６００と封止基板８００との間に配置された振動板７５０は、流路形成基板６００側から順に弾性膜７５５と下電極膜７３０とを積層した構造を備えている。流路形成基板６００側に配される弾性膜７５５は、例えば１〜２μｍ程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、弾性膜７５５上に形成される下電極膜７３０は、例えば０．２μｍ程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜７３０は、流路形成基板６００と封止基板８００との間に配される複数の圧電素子７００の共通電極としても機能するようになっている。
【００５５】
振動板７５０を変形させるための圧電素子７００は、下電極膜７３０側から順に圧電体膜７１０と、上電極膜７２０とを積層した構造を備えている。圧電体膜７１０の厚さは例えば１μｍ程度、上電極膜７２０の厚さは例えば０．１μｍ程度である。
なお、圧電素子７００の概念としては、圧電体膜７１０及び上電極膜７２０に加えて、下電極膜７３０を含むものであってもよい。下電極膜７３０は圧電素子７００として機能する一方、振動板７５０としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜７５５及び下電極膜７３０が振動板７５０として機能する構成を採用しているが、弾性膜７５５を省略して下電極膜７３０が弾性膜７５５を兼ねる構成とすることもできる。
【００５６】
圧電素子７００（圧電体膜７１０及び上電極膜７２０）は、複数のノズル開口５５０及び圧力発生室６５０のそれぞれに対応するように複数設けられている。
圧電素子７００を含む振動板７５０上の領域を覆って、封止基板８００が設けられており、封止基板８００の上面（流路形成基板６００と反対側面）には、封止膜９５１と固定板９５２とを積層した構造のコンプライアンス基板９５０が接合されている。このコンプライアンス基板９５０において、内側に配される封止膜９５１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜９５１によってリザーバ部８５５の上部が封止されている。他方、外側に配される固定板９５２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼）からなる板状部材である。
この固定板９５２には、リザーバ８５０に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部９５３が形成されており、この構成によりリザーバ８５０の上部は、可撓性を有する封止膜９５１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部８６０となっている。
【００５７】
通常、機能液導入口からリザーバ８５０に機能液が供給されると、例えば、圧電素子７００の駆動時の機能液の流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ８５０内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ８５０の上部が封止膜９５１のみよって封止された可撓部８６０を有しているので、この可撓部８６０が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ８５０内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板９５２によって十分な強度に保持されている。
【００５８】
封止基板８００は、流路形成基板６００とともに液滴吐出ヘッドＨの基体を成す部材であるから剛体とすることが好ましく、封止基板８００を形成する材料として流路形成基板６００と略同一の熱膨張率を有する材料を用いることがより好ましい。本実施形態の場合、流路形成基板６００がシリコンからなるものであるから、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適である。シリコン単結晶基板を用いた場合、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、圧電素子保持部８７０や溝部８８０を容易に形成できるという利点が得られる。その他、流路形成基板６００と同様、ガラス、セラミック材料等を用いて封止基板８００を作製することもできる。
【００５９】
封止基板８００上には駆動回路部９００が配設されている。駆動回路部９００は、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されている。各駆動回路部９００は、複数の接続端子（図示せず）を備えており、一部の接続端子が封止基板８００上の配線基板１００に形成された配線パターン対してワイヤーＷ１により接続されている。駆動回路部９００の他の一部の接続端子は、封止基板８００の溝部８８０内に配置された上電極膜７２０に対してワイヤーＷ２により接続されている。なお、封止基板８００の溝部８８０は、先述したデバイス用基板１の貫通孔３０として形成されたものである（図１（ａ）参照）。
【００６０】
封止基板８００のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝部８８０が形成されており、封止基板８００は溝部８８０によってＸ軸方向に区画されている。また、この溝部８８０の底面には前記上電極膜７２０や下電極膜７３０が露出しており、先述のようにこれら電極膜から前記駆動回路部９００へ電力の供給ができるようになっている。
【００６１】
回路駆動部９００と接続される複数の圧電素子７００を封止している封止部８９０には、圧電素子７００に対向する領域に、圧電素子７００の運動を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する圧電素子保持部８７０が設けられている。圧電素子７００のうち、少なくとも圧電体膜７１０は、この圧電素子保持部８７０内に密封されている。なお、圧電素子保持部８７０は、前記デバイス用基板１の凹部１５として形成されたものである（図１（ａ）参照）。
【００６２】
封止部８９０の圧電素子保持部８７０によって封止されている圧電素子７００のうち、上電極膜７２０の−Ｘ側の端部は、封止部８９０の外側まで延びて、溝部８８０の底面部に露出している。溝部８８０における流路形成基板６００上に下電極膜７３０の一部が配置されている場合においては、上電極膜７２０と下電極膜７３０との短絡を防止するための絶縁膜が、上電極膜７２０と下電極膜７３０との間に介挿されている。
【００６３】
上述した構成を有する液滴吐出ヘッドＨにより機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッドＨに接続された外部コントローラ（図示せず）によって機能液導入口に接続された外部機能液供給装置（図示せず）を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口を介してリザーバ８５０に供給された後、ノズル開口５５０に至るまでの液滴吐出ヘッドＨの内部流路を満たす。
【００６４】
また外部コントローラは、封止基板８００上に実装された駆動回路部９００に例えば配線基板１００を介して駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部９００は、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、各圧電素子７００に送信する。
すると、圧力発生室６５０に対応するそれぞれの下電極膜７３０と上電極膜７２０との間に電圧が印加される結果、弾性膜７５５、下電極膜７３０及び圧電体膜７１０に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室６５０の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口５５０より液滴が吐出される。
【００６５】
本実施形態では、本発明のデバイス用基板を前記封止基板８００に適用して液滴吐出ヘッドＨを構成している。
そのため、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドＨにおいては、デバイス用基板１の貫通孔３０（図１（ａ））に相当する溝部８８０やリザーバ部８５５に配線パターンの金属材料が残留することが防止されている。したがって、溝部８８０の金属残留物が液滴吐出ヘッドＨの使用時に脱離し、溝部８８０に露出した上電極膜７２０や下電極膜７３０等に短絡を生させることが防止されている。また、リザーバ部８５５の金属残留物が液滴吐出ヘッドＨの使用時に脱離し、機能液に流されて供給路６４０、圧力発生室６５０を介してノズル開口５５０へ運ばれ、ノズル開口５５０を詰まらせることが防止されている。このように、短絡やノズル５５０詰まり等の不具合が防止され、高信頼性の液滴吐出ヘッドＨとなっている。
【００６６】
また、本実施形態の液滴吐出ヘッドＨの製造方法は、前記封止基板８００を本発明のデバイス用基板の形成方法で形成するので、金属残留物に起因して歩留りが低下することが抑制されている。したがって液滴吐出ヘッドＨを良好な歩留りで製造することができる。
【００６７】
（液滴吐出装置）
次に、前記液滴吐出ヘッドＨを備えたインクジェット式記録装置の一例について図６を参照しながら説明する。
【００６８】
図６は、インクジェット式記録装置の一実施形態を示す斜視構成図である。本例では、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットが、その一部を前記液滴吐出ヘッドＨ（図５参照）で構成され、インクジェット式記録装置に搭載されている。図６に示すように、液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ６２Ａ及び６２Ｂが着脱可能に設けられており、この記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂを搭載したキャリッジ６３が、装置本体６４に取り付けられたキャリッジ軸６５に軸方向移動自在に取り付けられている。
【００６９】
記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト６７を介してキャリッジ６３に伝達されることで、記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂを搭載したキャリッジ６３がキャリッジ軸６５に沿って移動するようになっている。一方、装置本体６４にはキャリッジ軸６５に沿ってプラテン６８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン６８上に搬送されるようになっている。このような構成を具備した液滴吐出装置（インクジェット式記録装置）は、前述の液滴吐出ヘッドＨを備えているので、高信頼性のものとなっている。
【００７０】
なお、図６では、プリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明に係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。
【００７１】
また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、デバイス用基板の断面構成図と要部拡大図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、デバイス用基板の変形例を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、デバイス用基板の形成方法を示す断面工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、デバイス用基板の形成方法を示す断面工程図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの断面構成図である。
【図６】液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・デバイス用基板、１０・・・基板、１０ａ・・・上面（第１面）、１０ｂ・・・底面（第２面）、２０・・・配線下地パターン（導電膜パターン）、２５・・・配線パターン、３０・・・貫通孔、３０ａ・・・内壁面、３５・・・切欠部、４０・・・フィルム（基板支持体）、４１・・・粘着剤、５０・・・レジストパターン、５０ａ・・・レジスト材料膜
【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】
2009006491.tif 000007
【図６】
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