(57)【要約】【課題】接合精度を高めることができるような液滴吐出ヘッドの製造方法等を得る。【解決手段】シリコンからなり、振動により液体を加圧する振動板２２を有するキャビティ基板２０のキャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂと、少なくとも１枚の他の基板のアライメントピン穴とを、アライメントピン６７に通した状態で、キャビティ基板２０と他の基板とを接合することによって、液体の流路を形成する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、キャビティ基板２０となるシリコン基板６１のアライメントピン穴６２Ｂとなる部分以外をシリコンマスク６４により覆う工程と、シリコン基板６１のアライメントピン穴６２Ｂを異方性ドライエッチングにより形成する工程とを有する。【選択図】図４
2009143199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンからなり、振動により液体を加圧する振動板を有するキャビティ基板のアライメントピン穴と、少なくとも１枚の他の基板のアライメントピン穴とを、アライメントピンに通した状態で、前記キャビティ基板と前記他の基板とを接合することによって、前記液体の流路を形成する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴となる部分以外をマスクにより覆う工程と、
前記キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴を異方性ドライエッチングにより形成する工程と
を有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２】
前記アライメントピン穴を異方性ドライエッチングにより形成した後に、前記キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴をウェットエッチング液から保護するための処理を行う工程と、
ウェットエッチングによって、前記キャビティ基板となる基板に前記流路の一部を形成する工程と
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記キャビティ基板のアライメントピン穴をウェットエッチング液から保護するために、耐アルカリエッチング樹脂を用いることを特徴とする請求項２記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記振動板を振動させるための電極を有する電極基板と前記キャビティ基板となる基板とを接合した後、接合した面と反対側の面から、前記キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴となる部分以外をマスクにより覆うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴吐出ヘッドを製造する方法等に関するものである。特にその製造時におけるアライメントを高精度に行うためのものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、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（紙等）との間で相対移動させ、液滴吐出ヘッドから吐出した液滴を対象物の所定の位置に付着させて印刷等をするものである。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。
【０００３】
液滴吐出方式を実現する吐出ヘッドとして、吐出液体を溜めておく吐出室の少なくとも一面の壁（ここでは底壁とする。この壁は他の壁と一体形成されているが、以下、この壁のことを振動板ということにする）が撓んで形状が変化するようにしておき、振動板を撓ませて吐出室内の圧力を高め、吐出室と連通するノズルから液滴を吐出させるものがある。そして、このような液滴吐出ヘッドを製造する際の材料として、例えば、ガラス基板、シリコン基板が用いられる。そして、各基板に部材形成を行い、積層し、接合して製造をしている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１１５１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような液滴吐出ヘッドに関し、近年、高精細な印刷等が要求されており、そのためにノズル、ノズルに連通する流路等の高密度化、吐出性能の向上が進んでいる。また、液滴吐出ヘッドの構造も複雑化しており、そのため、例えば流路を構成するために積層する基板の数も増えつつある。
【０００５】
以上のことから従来以上に積層する基板を接合する（貼り合わせる）精度を高める必要があるが、十分な精度が得られていないのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題を解決するため、アライメント精度をたかめ、接合（貼り合わせ）精度を高めることができるような液滴吐出ヘッドの製造方法等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコンからなり、振動により液体を加圧する振動板を有するキャビティ基板のアライメントピン穴と、少なくとも１枚の他の基板のアライメントピン穴とを、アライメントピンに通した状態で、キャビティ基板と他の基板とを接合することによって、液体の流路を形成する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴となる部分以外をマスクにより覆う工程と、キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴を異方性ドライエッチングにより形成する工程とを有する。
本発明によれば、キャビティ基板となるシリコンの基板に形成するアライメントピン穴の部分以外をマスクにより覆い、アライメントピン穴を異方性ドライエッチングにより加工するようにしたので、キャビティ基板に形成する流路に対する位置精度を損なうことなくアライメントピン穴のみを選択的にエッチングすることができる。また、ドライエッチングを行うことにより、アライメントピン穴の形状の自由度を高くすることができるため、例えば円形のような強度が高く、ストレス耐性の高い形状にアライメントピン穴を開口することができ、アライメントピンを用いたアライメント（位置合わせ）、それに伴う基板の接合（貼り合わせ）を高精度で行うことができる。そのため、ノズルの高密度化に対応することができ、で吐出性能の高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【０００８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、アライメントピン穴を異方性ドライエッチングにより形成した後、キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴をウェットエッチング液から保護するための処理を行う工程と、ウェットエッチングによって、キャビティ基板となる基板に流路の一部を形成する工程とをさらに有する。
本発明によれば、アライメントピン穴を形成した後、エッチング液からアライメントピン穴を保護するための処理を行ってから流路を形成するようにしたので、流路形成をアライメントピン穴形成より後の工程にすることで、流路を破損させずにすみ、ウェットエッチングを行うことで、高精度で生産性の高い流路形成を行うことができる。
【０００９】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴をウェットエッチング液から保護するために、耐アルカリエッチング樹脂を用いる。
本発明によれば、耐アルカリエッチング樹脂によりアライメントピン穴を保護するようにしたので、シリコン基板をウェットエッチングする際のエッチング液（エッチャント）となるアルカリ溶液から適切にアライメントピン穴の形状を保護することができる。
【００１０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、振動板を振動させるための電極を有する電極基板とキャビティ基板となる基板とを接合した後、接合した面と反対側の面から、キャビティ基板となる基板のアライメントピン穴となる部分以外をマスクにより覆う。
本発明によれば、接合基板に対してアライメントピン穴を形成するようにしたので、電極基板との接合により基板を安定させた後に、アライメントピン穴を形成することができる。
【００１１】
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、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法により液滴吐出装置を製造するようにしたので、アライメント精度が高く、ノズルの高密度化にも適用することができ、高精細で吐出性能の高い液滴吐出装置を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】
【００１２】
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は液滴吐出ヘッドの一部を示している。また、図２は液滴吐出ヘッドの断面図を表す図である。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となる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位（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、図における上側を上とし、下側を下として説明する）。
【００１３】
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、リザーバ基板３０及びノズル基板４０の４つの基板が下から順に積層されて構成される。ここで本実施の形態では、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とリザーバ基板３０、リザーバ基板３０とノズル基板４０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。
【００１４】
第１の基板となる電極基板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に形成される吐出室２１となる凹部に合わせて、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。また、キャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向する凹部１１の内側（特に底部）には、固定電極となる個別電極１２が設けられている。個別電極１２は電極部、リード部及び端子部を有し、端子部を介してＩＣドライバ５０と電気的に接続され、ＩＣドライバ５０から電圧印加（電荷供給）等が行われる。この個別電極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の厚さで凹部１１の内側に成膜することで形成される。そして、振動板２２と個別電極１２との間は、凹部１１により振動板２２が撓む（変位する）ことができる一定のギャップ（凹部１１等に囲まれた空間、空隙室）が形成される。
【００１５】
さらに、凹部１１には、後述するＦＰＣ５１からＩＣドライバ５０に各個別電極１２にそれぞれ個別の電荷供給制御を行うためのＳＥＧ信号を送信するためのリード線（配線）の役割を果たす信号リード線１３が設けられている、ＩＣドライバ５０が収容されたときに、ＩＣドライバ５０の直下となる部分に配される。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取り入れ口１４となる貫通穴が設けられている。
【００１６】
キャビティ基板２０は、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。本実施の形態では、例えば厚さ約５０μｍで表面が（１１０）面方位のシリコン基板であるものとする。キャビティ基板２０には、吐出室２１となる凹部（底壁がボロンドープ層で形成され、可動電極となる振動板２２となっている）が形成されている。また、キャビティ基板２０の下面（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２３が成膜されている。絶縁膜２３は、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、０．１μｍのＴＥＯＳ膜により成膜する。ここでは絶縁膜２３をＴＥＯＳ膜としているが、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））を用いてもよい。さらに、キャビティ基板２０にも液体取り入れ口１４となる貫通穴が設けられている（電極基板１０に設けられた貫通穴と連通する）。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２５を備えている。また、ＩＣドライバを収容するためのドライバ収容部２６となる貫通穴を有している。
【００１７】
リザーバ基板３０は例えばシリコン基板を主要な材料とする。リザーバ基板３０には、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）３１となる凹部が形成されている。この凹部の底面にも、液体取り入れ口１４となる貫通穴（電極基板１０に設けられた貫通穴と連通する）が設けられている。また、凹部の底面には、リザーバ３１から各吐出室２１に液体を供給するための供給口３２が各吐出室２１の位置に合わせて形成されている。そして、各吐出室２１とノズル基板４０に設けられたノズル４１との間の流路となり、吐出室２１で加圧された液体がノズル４１に移送する流路となる複数のノズル連通孔３３が各ノズル（各吐出室２１）に合わせて設けられている。また、ＩＣドライバ５０を収容するためのドライバ収容部２６となる貫通穴（キャビティ基板２０に設けられた貫通穴と連通する）を有している。
【００１８】
ノズル基板４０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４０には、複数のノズル４１が形成されている。各ノズル４１は、各ノズル連通孔３３から移送された液体を液滴として外部に吐出する。本実施の形態のノズル基板４０は、２段で形成されたノズル４１を複数有しているものとする。ノズル４１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。ここで、振動板２２によりリザーバ３１側の液体に加わる圧力を緩衝するためのダイヤフラムを設けるようにしてもよい。ここで、ノズル基板４０が蓋となって、ドライバ収容部２６に収容したＩＣドライバ５０が保護される。
【００１９】
ＩＣドライバ５０は、液滴吐出ヘッドにある複数の個別電極１２に対して、それぞれ独立して電圧を印加し、電荷供給、維持、放電等を行うための手段である。本実施の形態では、２つのＩＣドライバ５０を収容するようにしているが、この数について限定するものではない。また、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）５１は、駆動制御手段（図示せず）からの信号を液滴吐出ヘッド側に送信するための配線が設けられている。配線は、共通電極端子２５を介して液滴吐出ヘッド内の全振動板２２に対して共通した電荷供給制御を行うためのＣＯＭ信号を送信するＦＰＣ配線５１ａ及び信号リード線１３を介してＩＣドライバ５０に前述したＳＥＧ信号を送信するＦＰＣ配線５１ｂからなる。
【００２０】
図２は液滴吐出ヘッドの断面図である。振動板２２と個別電極１２との間に形成されたギャップ（空間、空隙）は、封止材２４による封止により、ドライバ収容部２６の空間と連通することなく、外気と遮断されている。
【００２１】
例えば、ドライバＩＣ５０に選択された個別電極１２には約４０Ｖの電圧が印可され、正に帯電する。このとき、振動板２２は相対的に負に帯電する（ここでは、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）等、共通電極端子２５を介してキャビティ基板２０には負の極性を有する電荷が供給される）。そのため、選択された個別電極１２と振動板２２との間では静電気力が発生し、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は元に戻ろうとする。そのとき吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力で加圧された液体がノズル４１から液滴として吐出する。この液滴が例えば記録紙に着弾することによって印刷等が行われる。
【００２２】
前述のように、本実施の形態の液滴吐出ヘッドは、流路等となる凹部等を形成する加工を施した４枚の基板を積層して構成し、ノズルに至るまでの流路を形成している。高密度に形成された凹部を、対応するノズルに合わせて積層して接合（貼り合わせる）ためには、高精度の位置合わせ（アライメント）を行う必要がある。基板のアライメント方法については、例えば基板（ウェハ）にアライメントピン穴を形成し、アライメントピンに差し入れる方法がある。ここで、シリコン基板の加工（特にキャビティ基板２０を作製するための加工）では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）により行うことが多く、アライメントピン穴はその加工時のウェットエッチングにより形成することが一般的である。
【００２３】
ただ、例えばウェットエッチングでは、表面が（１１０）面方位のシリコン基板に形成できるアライメントピン穴は円形状とはならず、いびつな形状となる。そのため、アライメントピン穴の一部のみがアライメントピンと接することでシリコン基板（キャビティ基板２０）が固定されることになる。このとき、過度の負荷（ストレス）がアライメントピン穴の一部にかかり、チッピング（欠損による微小粒子の発生）、基板の破損等を招くおそれがある。また、このようなチッピング等により、アライメントピンとうまく接しなくなり、貼り合わせ位置がずれることもある。
【００２４】
そこで、本実施の形態では、位置合わせを行うためのアライメントピンを通すアライメントピン穴の形状の自由度を確保するために、アライメントピン穴を異方性ドライエッチング（以下、ドライエッチングという）を行って形成するようにする。例えば、アライメントピン穴をストレス耐性の高い円形状に形成し、アライメントピン穴全体がアライメントピンと接するようにして、チッピング、破損等を防止してアライメント精度を高める。また、流路等をシリコン基板に加工するためのウェットエッチングを行う前に、形成したアライメントピン穴をウェットエッチングから保護するための処理を行う。
【００２５】
図３、図４及び図５は本実施の形態に係る電極基板１０及びキャビティ基板２０の製造工程を表す図である。図３〜図５に基づいて液滴吐出ヘッドにおける電極基板１０及びキャビティ基板２０の製造について説明する。なお、ここではウェハ単位で複数個分の液滴吐出ヘッドの部位等を同時形成するが、図５〜図７ではその一部分だけを示している。
【００２６】
シリコン基板６１の片面（電極基板１０との接合面側となる）を鏡面研磨し、例えば２２０μｍの厚さの基板（キャビティ基板２０となる）を作製する。次に、シリコン基板６１のボロンドープ層を形成する面を、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する。さらに縦型炉に石英ボートをセットして、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、ボロンをシリコン基板６１中に拡散させ、ボロンドープ層（図示せず）を形成する。取り出したボロンドープ層の表面にはボロン化合物（ＳｉＢ6 ：ケイ化６ホウ素）が形成されているが（図示せず）、酸素及び水蒸気雰囲気中、６００℃の条件で１時間３０分酸化させると、フッ酸水溶液によるエッチングが可能なＢ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 に化学変化させることができる。Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 に化学変化させた状態で、Ｂ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 を、フッ酸水溶液にて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）して除去する。ボロンドープ層を形成した面に、プラズマＣＶＤ法により、成膜時の処理温度は３６０℃、高周波出力は２５０Ｗ、圧力は６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で例えば、絶縁膜２３を０．１μｍ成膜する（図３（ａ））。そして、液体取り入れ口１４となる部分の絶縁膜２３を除去する（図３（ｂ））。
【００２７】
電極基板１０については、上記図３（ａ）、（ｂ）とは別工程で作製する。約１ｍｍのガラスの基板の一方の面に対し、約０．３μｍの深さの凹部１１を形成する。凹部１１の形成後、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、リード線１３を同時に形成する。最後に液体取り入れ口１４及び電極基板用アライメントピン穴６２Ａとなる穴をサンドブラスト法または切削加工等により所定の形状で形成する。これにより、電極基板１０を作製する。そして、シリコン基板６１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６１に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して陽極接合を行う（図３（ｃ））。ここで、電極基板用アライメントピン穴６２Ａについては、ウェハ上に２つ形成しておけば、アライメントピンにより基板を固定することができる。そのため、本実施の形態では例えば、ウェハ中心を点対称とする基板端の２点に電極基板用アライメントピン穴６２Ａを形成する。ただ、これに限定するものではない。例えば予備用として、別の箇所に電極基板用アライメントピン穴６２Ａを設けるようにしてもよい。これは、以下に示す各基板のアライメントピン穴についても同様である。
【００２８】
陽極接合後の接合済み基板（以下、接合済み基板という）に対し、シリコン基板６１の厚さが例えば約６０μｍになるまでシリコン基板６１表面の研削（研磨）加工を行って薄板化を行う。その後、加工変質層を除去する為に、３２ｗ％の濃度の水酸化カリウム溶液により、シリコン基板６１に対して約１０μｍのウェットエッチングを行う。これによりシリコン基板６１の厚さを約５０μｍにする（図３（ｄ））。
【００２９】
次に、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）６３をプラズマＣＶＤ法により成膜する（図３（ｅ））。成膜条件としては、例えば、成膜時の処理温度は３６０℃、高周波出力は７００Ｗ、圧力は３３．３Ｐａ（０．２５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で１．５μｍ成膜する。ＴＥＯＳを用いた成膜は比較的低温で行うことができ、基板の加熱をできる限り抑えられる点で都合がよい。
【００３０】
ＴＥＯＳハードマスク６３を成膜した後、吐出室２１、ドライバ収容部２６、液体取り入れ口１４、キャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂ（貫通穴）となる部分のＴＥＯＳハードマスク６３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ＴＥＯＳハードマスク６３が無くなるまで、それらの部分をエッチングしてＴＥＯＳハードマスク６３をパターニングし、それらの部分について、シリコン基板６１を露出させる。エッチングした後にレジストを剥離する（図３（ｆ））。
【００３１】
次に、キャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂとなる部分を貫通させたシリコンマスク６４をシリコン基板６１側から接合済み基板に載置する。そして、例えばＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）ドライエッチングを行い、キャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂを形成する（図４（ｇ））。ＩＣＰドライエッチングを行う条件について、エッチングプロセスにおいては、ＳＦ6 流量４００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（４００ｓｃｃｍ）、エッチング時間３．５秒、チャンバー圧力８Ｐａ、コイルパワー２２００Ｗ、プラテンパワー５５Ｗ、プラテン温度２０℃とする。また、デポジションプロセスにおいては、Ｃ4Ｆ8流量２００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（２００ｓｃｃｍ）、エッチング時間２．５秒、チャンバー圧力２．７Ｐａ、コイルパワー１８００Ｗ、プラテン温度２０℃とする。そして、エッチングプロセスとデポジションプロセスとを組み合わせて１サイクルとし、約１５０サイクル行って、キャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂとなる部分のシリコン基板６１を所定の形状で貫通させる。ここでは、基板表面に対して垂直方向にエッチングするのに適したＩＣＰドライエッチングとするが特に限定するものではない。
【００３２】
ここで、本実施の形態ではキャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂを形成してから、ウェットエッチングにより吐出室２１等の液体の流路を形成する。これは、例えば形成した流路に係る部分（特に振動板２２）が薄くて脆くなるため、例えばキャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂを形成する際に、破損する可能性が高くなるからである。そのため、ウェットエッチングの工程よりも先にキャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂを形成する。
【００３３】
このような関係で、後に行うウェットエッチングの工程において、所定の形状で形成したキャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂがエッチングされて変形しないように、アルカリエッチング用の保護膜となる耐アルカリエッチング樹脂６５をポッティングして封止する（図４（ｈ））。ここでは電極基板用アライメントピン穴６２Ａの部分についてもポッティングし、封止している。耐アルカリエッチング樹脂６５としては、例えばジエチレングリコールジメチルエーテル、５−メチル−２−ヘキサノンを含むポリマー樹脂がある。
【００３４】
次に、接合済み基板を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液に浸し、吐出室２１、ドライバ収容部２６、液体取り入れ口１４となる部分の厚さが約１０μｍになるまでウェットエッチングを行う。さらに、接合済み基板を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（図４（ｉ））。このように、前記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の面荒れを抑制し、厚さ精度を０．８０±０．０５μｍ以下にすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化することができる。
【００３５】
ウェットエッチングを終了すると、接合済み基板を有機溶剤中に浸して耐アルカリエッチング樹脂６５を除去する（図４（ｊ））。この有機溶剤としては、例えば５−メチル−２−ヘキサノンを含む有機溶剤がある。
【００３６】
ドライバ収容部２６、液体取り入れ口１４となる部分のボロンドープ層を除去するため、ドライバ収容部２６となる部分が開口したシリコンマスク６６を、接合済み基板のシリコン基板６１側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（異方性ドライエッチング）を３０分間行い、ドライバ収容部２６、液体取り入れ口１４となる部分にプラズマを当てて、開口する（図４（ｋ））。ここで、例えば接合済み基板とシリコンマスク６６とのアライメント精度を高めるため、シリコンマスク６６の装着は、接合済み基板とシリコンマスク６６とをアライメントピン６７に通して行うようにするとよい。
【００３７】
さらに共通電極端子２５となる部分を開口したマスク６８を、接合済み基板のシリコン基板６１側の表面に取り付ける。そして、共通電極端子２５となる部分のＴＥＯＳハードマスク６３を除去した後（図５（ｌ））、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２５を形成する（図５（ｍ））。このときも、接合済み基板とマスク６８とをアライメントピン６７に通して行うようにするとよい。
【００３８】
さらに、例えば、ギャップへの水分透過等を防ぐために、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ、蒸着、スパッタ等により、封止材２４を堆積させて封止を行う（図５（ｎ））。堆積させる封止材２４の厚さについては、特に限定しないが、ギャップの幅が約０．２μｍであることから、例えば最薄部分で約２〜３μｍ又はそれ以上、他の基板との接合に影響しない範囲で堆積できればよい。以上のようにして、キャビティ基板２０の作製等を行い、キャビティ基板２０と電極基板１０とが接合された接合済み基板を作製する。
【００３９】
図６及び図７はリザーバ基板３０及びノズル基板４０接合等に係る工程を表す図である。接合済み基板を例えば前述したアライメントピン６７に通す。そして、あらかじめ別工程で作製していたリザーバ基板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側から接着し、接合する（図６（ａ））。ここで、リザーバ基板３０についても、リザーバ３１となる凹部等を形成する際に、ウェットエッチングを行うため、リザーバ基板３０となるシリコン基板に対し、例えばＩＣＰドライエッチングによるリザーバ基板用アライメントピン穴６２Ｃを形成しておく。ここで、リザーバ基板３１となるシリコン基板にリザーバ３１となる凹部等を形成する際にもウェットエッチングを行うため、前述したように耐アルカリエッチング樹脂によりリザーバ基板用アライメントピン穴６２Ｃを保護する。ウェットエッチングが終了すると、有機溶剤により耐アルカリエッチング樹脂を除去するようにする。また、ドライバＩＣ５０を個別電極１２等と接続する（図６（ｂ））。
【００４０】
さらに別工程で作製していたノズル基板４０についても同様に、例えばエポキシ系接着剤により、接合したリザーバ基板３０側から接着し、接合する（図７（ｃ））。ノズル基板４０についても、ノズル４１を形成する際に例えばＩＣＰドライエッチングによるノズル基板用アライメントピン穴６２Ｄを形成しておく。そして、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々のチップに切断し、液滴吐出ヘッドが完成する（図７（ｄ））。このとき、アライメントピン穴の部分はダイシングにより、基本的には液滴吐出ヘッドには残らない。
【００４１】
以上のように実施の形態１によれば、キャビティ基板２０におけるキャビティ基板用アライメントピン穴６２Ｂの形成をＩＣＰドライエッチング等の異方性ドライエッチングにより行うようにしたので、所定の形状でアライメントピン穴を形成することができる。そのため、チッピング、基板の破損等を防ぎ、積層する他の基板（リザーバ基板３０、ノズル基板４０）と精度の高い貼り合わせを実現することができる。
【００４２】
実施の形態２．
前述の実施の形態では、４つの基板を積層して構成する液滴吐出ヘッドについて説明したが、積層する基板の数を４つに限定するものではない。例えば３層の液滴吐出ヘッドについても適用することができる。
【００４３】
また、上述の実施の形態では、ウェハ単位でアライメント及び接合を行ったが、例えば先にダイシングした後、各液滴吐出ヘッド単位でアライメント及び接合を行うことができる。この場合には、各基板のアライメントピン穴は、液滴吐出ヘッド単位で形成するようにする。
【００４４】
実施の形態３．
図８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９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８及び図９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９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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
上述した実施の形態では、キャビティ基板となるシリコン基板について、アライメントピン穴となる部分をマスクで覆った後、ドライエッチングで加工する方法について説明した。ただ、特にキャビティ基板における作製の際に限定するものではなく、液滴吐出ヘッド製造の工程において、他のシリコン基板を加工する際に、上記の実施の形態のような方法を用いることができる。また、液滴吐出ヘッドだけでなく、他の加工素子においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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を表す図である。
【図３】電極基板１０及びキャビティ基板２０の製造を表す図（その１）である。
【図４】電極基板１０及びキャビティ基板２０の製造を表す図（その２）である。
【図５】電極基板１０及びキャビティ基板２０の製造を表す図（その３）である。
【図６】リザーバ基板３０及びノズル基板４０接合等を表す図（その１）である。
【図７】リザーバ基板３０及びノズル基板４０接合等を表す図（その２）である。
【図８】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９】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  液滴吐出ヘッド、１０  電極基板、１１  凹部、１２  個別電極、１２ａ  ギャップ、１３  信号リード線、１４  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  封止材、２５  共通電極端子、２６  ドライバ収容部、３０  リザーバ基板、３１  リザーバ、３２  供給口、３３  ノズル連通孔、４０  ノズル基板、４１  ノズル、５０  ドライバＩＣ、５１  ＦＰＣ  ５１ａ，５１ｂ  ＦＰＣ配線、６１  シリコン基板、６２Ａ  電極基板用アライメントピン穴、６２Ｂ  キャビティ基板用アライメントピン穴、６２Ｃ  リザーバ基板用アライメントピン穴、６２Ｄ  ノズル基板用アライメントピン穴、６３  ＴＥＯＳハードマスク、６４  シリコンマスク、６５  耐アルカリエッチング樹脂、６６  シリコンマスク、６７  アライメントピン、６８  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。
【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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