JP2000355103A - 静電型アクチュエータ・インクジェットヘッド及びそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動板電極と基板電極との間のギャップを中
央部から周辺部に向かって小さくし、振動板を変位させ
る電圧を低くする。 【解決手段】 シリコンで形成される振動板１１と該振
動板１１とギャップ１３を介して接合される電極基板１
２上に前記振動板１１に対向して設けられた基板電極１
４を有し、前記振動板１１と前記基板電極１４との間に
駆動電圧を印加し、前記振動板を静電力により変形させ
る。前記振動板１１と基板電極１４の両方又はいずれか
は、その対向している面に絶縁膜を有し、前記振動板電
極と基板電極との間における前記振動板短手方向の断面
におけるギャップ１３は中央部から周辺部に向かって小
さくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電型アクチュエ
ータ・インクジェットヘッド及びそれらの製造方法に係
り、より詳細には、オンデマンド式インクジェットプリ
ンタ用ヘッド及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク液滴をノズルから直接記録媒体上
に噴射して記録する静電型アクチュエータを用いたイン
クジェットプリンタ用ヘッドの駆動方法については種々
提案されている。その駆動方法には、大きく分けて、振
動板と個別電極が直接接触しないように駆動する非接触
駆動方法と、個別電極が振動板と直接接触する当接駆動
方法の２種類の方法があり、これらについては、特開平
７−２１４７７０号公報に開示されている。

【０００３】しかしながら、いずれの駆動方法にも長
所，短所があり、特に、当接駆動方法においては、個々
のヘッド間のバラツキの小さい安定した一定のインク吐
出量が得られる（デジタル的）反面、インク吐出重量等
の吐出特性をより多様に制御し、多階調に対応させるこ
とは困難であった。その技術課題を解決するために、特
開平９−３９２３５号公報には、静電型インクジェット
ヘッドの振動板と個別電極の長手方向のギャップを多段
に形成したインクジェットが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】静電型アクチュエータ
の応用製品にオンデマンド型インクジェットヘッドがあ
る。この静電型インクジェットヘッドの駆動方法には、
前述のように、大きく分けて、振動板と個別電極が直接
接触しないように駆動する非接触駆動方法と、個別電極
が振動板と直接接触する当接駆動方法の２種類の方法が
提案されている。非接触駆動方法の場合、個別電極や振
動板に対する電気的，機械的ストレスが小さいため、比
較的ヘッドの寿命が長いというメリットがあるものの、
振動板の厚み等の形状の違いによる各振動板のバネ定数
の不均一等の要因により、各ノズルから吐出されるイン
ク量を一定にすることが困難であった。

【０００５】これに対し、個別電極が振動板と直接接触
する当接駆動方法は、非接触駆動方法と異なり、常に、
振動板が個別電極に接触する電圧以上で駆動するため、
各ヘッドから吐出されるインクの吐出量がギャップ長で
一義的に決定されるため、インク吐出量が安定する（特
開平７−２１４７７０号公報）。しかし、この様な、当
接駆動を行った場合、ヘッド間のバラツキの小さい安定
した一定のインク吐出量が得られる（デジタル的）反
面、インク吐出重量等の吐出特性をより多様に制御し、
多階調に対応させることは困難であった。

【０００６】前記技術課題を解決するために、特開平９
−３９２３５号公報において、静電型インクジェットヘ
ッドの振動板と個別電極の長手方向のギャップを多段に
形成したインクジェットが開示された。しかしながら、
この特開平９−３９２３５号公報に記載の静電型インク
ジェットヘッドは、振動板と電極間の間隔（ギャップ）
は相対的に大きな部分と小さな部分があり、それらが段
階的に変化している構造とすることにより、駆動電圧の
低電圧化を可能にするとともに、インク滴吐出量を段階
的に制御することを可能とするものである。高密度化の
トレンドの中で、以下の理由により駆動電圧が上昇し、
駆動回路のコスト上昇を引き起こすという問題があっ
た。

【０００７】インクジェットヘッドでは、高速，高画質
の印字を行うためには、ノズルの高密度化が必要不可欠
であるが、静電引力により振動板を駆動するインクジェ
ットヘッドにおいて、ノズルピッチを狭くして高密度化
するためには、個々の振動板におけるノズルピッチ方向
の短辺長を短くする必要がある。ここで、式（１）よ
り、静電引力による振動板の変位量は振動板短辺長の４
乗に比例することから、高密度化を目的として振動板の
短辺長を短くすると、変位量が著しく小さくなる。

【０００８】従って、変位を大きくして必要とするイン
ク液滴の吐出量を確保するためには、式（１），式
（２）より、振動板の厚さを薄くするか、振動板と個別
電極のギャップ長を狭くするか、あるいは駆動電圧を大
きくすることが必要となってくる。

【０００９】

【数１】

【００１０】ここで、振動板の厚さ（ｈ）を薄くするこ
とは、振動板の剛性を低下し、インク吐出力の低下を引
き起こすため、好ましくない。一方、振動板と個別電極
のギャップに相当する電極間距離（ｔ）を短くすること
は、振動板の変位量の減少に伴ってインクの吐出量を減
少し、インクかすれ等の原因になるので、好ましくな
い。そのため、駆動電圧を大きくすることで、高密度化
に対応しようとしたが、電源，駆動回路のコストが高く
なる問題があった。

【００１１】本発明の目的は、上述のごとき、問題点を
解決し、高密度化に対応したインクジェットヘッドに対
応できる静電型アクチュエータ・インクジェットヘッド
及びそれらの製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の静電型アクチ
ュエータの製造方法は、振動板と該振動板とギャップを
介して接合される電極基板上に前記振動板に対向して設
けられた基板電極を有し、前記振動板（又は該振動板に
取り付けられた振動板電極）と前記基板電極との間に駆
動電圧を印加し、前記振動板を静電力により変形させる
静電型アクチュエータにおいて、前記振動板と基板電極
の両方又はいずれかはその対向している面に絶縁膜を有
し、前記振動板（又は振動板電極）と基板電極との間に
おける振動板短手方向の断面におけるギャップは中央部
から周辺部に向かって小さくなっていることを特徴とし
たものである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ギャップは前記電極基板側に形成されており、
該電極基板の短手方向の断面形状は前記振動板に向かっ
て滑らかな凹形状であり、前記基板電極は概ねこの凹形
状を覆っていることを特徴とするものである。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ギャップは前記電極基板側に形成されており、
該電極基板の短手方向の断面形状は前記振動板に向かっ
て周辺部が滑らかな凸形状であり、前記基板電極は概ね
この凸形状を覆っていることを特徴とするものである。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ギャップは前記電極基板側に形成されており、
該電極基板の短手方向の断面における形状は前記電極基
板に向かって中央部が滑らかな凹形状と該凹形状に連続
して周辺部が滑らかな凸形状であり、前記基板電極は概
ねこの連続した形状を覆っていることを特徴とするもの
である。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかの発明において、前記振動板および電極基板はシリ
コンを材料として形成されていることを特徴とするもの
である。

【００１７】請求項６の発明は、請求項１乃至４のいず
れかの発明において、前記振動板はシリコンで形成さ
れ、電極基板はシリコン振動板と陽極接合可能な絶縁性
材料から形成されていることを特徴とするものである。

【００１８】請求項７の発明は、請求項１乃至６のいず
れかに記載の静電型アクチュエータの製造方法におい
て、前記電極基板上にフォトレジストの層を形成し、該
フォトレジストの層にフォトリソグラフィによりギャッ
プ形状を形成し、このフォトレジスト層をマスクとして
前記電極基板材料を等方性及び／又は異方性エッチング
を行うことにより該電極基板材料に所望のギャップ形状
を形成することを特徴としたものである。

【００１９】請求項８の発明は、請求項１乃至６のいず
れかに記載の静電型アクチュエータの駆動方法におい
て、駆動のために前記振動板を変位させたときに、該振
動板の少なくとも一部が絶縁膜を介して前記基板電極と
接した状態であることを特徴とするものである。

【００２０】請求項９のインクジェットヘッドは、請求
項１乃至６のいずれかに記載の静電型アクチュエータを
用いるインクジェットヘッドであって、インクを吐出す
るための液室が前記振動板の一部を用いて形成されてい
ることを特徴とするものである。

【００２１】請求項１０の静電型インクジェットヘッド
の製造方法は、記録液を吐出するノズルに連通する液室
の一部を構成する振動板と、振動板に対して非平行なギ
ャップを介して個別電極が対向配置された電極基板を有
し、前記振動板に取り付けられた共通電極と前記個別電
極間に駆動電圧を印加し、前記振動板を静電力により変
形させ記録液を前記ノズル吐出口から吐出させ記録媒体
に記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法にお
いて、振動板基板もしくは電極基板の少なくとも一方の
基板において、ギャップの位置に対応して、前記基板上
もしくは前記基板上に形成された絶縁層上に所定の形状
のレジストを形成する工程と、前記レジストおよび前記
基板もしくは基板上に形成された絶縁層を同時にエッチ
ングすることにより前記レジスト形状を所定の比率で前
記基板もしくは前記絶縁層に転写する工程を有すること
を特徴とするものである。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項１０に記載の
発明において、基板上もしくは基板上に形成された絶縁
層上にレジストを塗布後、少なくとも非平行ギャップ形
成領域に対応する部分においてギャップ形状に対応して
段階的もしくは連続的な透過率分布を持つフォトマスク
を利用して前記レジストに露光／現像処理を行うことに
より、所定の形状を持ったレジストを形成することを特
徴とするものである。

【００２３】請求項１２の発明は、請求項１０に記載の
発明において、基板上にもしくは基板上に形成された絶
縁層上にレジストを塗布後、使用するレジスト／装置／
露光条件／現像条件において個々の開口が解像しないよ
うな複数の開口をもつとともに、前記開口がギャップ形
状に対応した開口率分布で配置されているフォトマスク
を利用し、前記開口が解像しないような条件で露光／現
像処理を行うことにより所定の形状を持ったレジストを
形成することを特徴とするものである。

【００２４】請求項１３の発明は、請求項１０又は１２
に記載の発明において、露光／現像処理後にレジストの
軟化温度以上の温度の熱処理を加えることを特徴とする
ものである。

【００２５】請求項１４の発明は、請求項１０に記載の
発明において、所定の形状に加工されたレジストと基板
もしくは基板上に形成された絶縁膜を同時にエッチング
する工程終了後に、振動板が形成される基板と対向電極
が形成される基板の接合面の少なくとも一部には２００
０Å以上の厚みのレジストが残っていることを特徴とす
るものである。

【００２６】請求項１５の発明は、請求項１０に記載の
発明において、レジストの非平行ギャップに対応する部
分の両側に、非平行ギャップ部分のレジスト勾配よりも
大きな勾配で形成される段差をレジストに設けることを
特徴とするものである。

【００２７】請求項１６の発明は、請求項１１又は１２
に記載の発明において、縮小光学系からなる露光装置に
より露光処理を行なうことを特徴とするものである。

【００２８】請求項１７の発明は、請求項１１又は１２
に記載の発明において、基板上にもしくは基板上に形成
された絶縁層上にレジストを塗布後、処理するレジスト
／露光装置／露光条件において解像限界以下となるよう
な複数の開口を有しているとともに前記開口の開口率は
ギャップ形状に対応して徐々に変化するようなパターン
を有するフォトマスクを利用して前記レジストに露光／
現像処理を行う工程において、露光位置をずらして複数
回の露光処理を行うことを特徴とするものである。

【００２９】請求項１８の発明は、請求項１１又は１２
に記載の発明において、レジストおよび基板もしくは基
板上に形成された絶縁層を同時にエッチングすることに
より前記レジスト形状を所定の比率で前記基板もしくは
前記絶縁層に転写にあたり、前記レジストのエッチレー
トが基板もしくは基板上に形成された絶縁層のエッチレ
ートよりも大きいことを特徴とするものである。

【００３０】請求項１９の発明は、請求項１０に記載の
発明において、レジストおよび基板もしくは基板上に形
成された絶縁層を同時にエッチングする工程が枚様式の
処理装置で複数枚の基板を処理する場合に所定の量に満
たないエッチングを一旦行なったのちに最初の処理と処
理順を逆にして所定量のエッチング処理を行なうことを
特徴とするものである。

【００３１】請求項２０の発明は、請求項１０に記載の
発明において、振動板基板もしくは電極基板の少なくと
も一方の基板において、ギャップの位置に対応して、前
記基板上もしくは前記基板上に形成された絶縁層上に所
定の形状をもったレジストを形成する工程と、前記レジ
ストおよび前記基板もしくは基板上に形成された絶縁層
を同時にエッチングすることにより前記レジスト形状を
所定の比率で前記基板もしくは前記絶縁層に転写する第
一のエッチング工程と少なくとも電極形成部分が完全に
開口されたエッチングマスクによって前記基板もしくは
基板上に形成された絶縁層をエッチングする第二のエッ
チング工程を有し、前記第二のエッチング工程により形
成された凹部内に個別電極を形成することを特徴とする
ものである。

【００３２】請求項２１の発明は、請求項２０に記載の
発明において、第一のエッチング工程よりも第二のエッ
チング工程を後に行うことを特徴とするものである。

【００３３】請求項２２の発明は、請求項２０に記載の
発明において、第二のエッチング工程のエッチングマス
クが、第一のエッチング工程終了後に基板上に残ったレ
ジストであることを特徴とするものである。

【００３４】請求項２３の発明は、請求項２０に記載の
発明において、第二のエッチング工程でエッチングされ
る材料がシリコン基板上に形成された熱酸化膜であり、
エッチャントがバッファード沸酸であることを特徴とす
るものである。

【００３５】請求項２４の発明は、請求項１０乃至２３
の発明において、振動板形成基板および対向電極形成基
板の材料が単結晶シリコンであって、いずれかの方法で
製造されたことを特徴とするものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による静電型アク
チュエータの概略構成を示す図で、図中、１１は振動
板、１２は電極基板、１３は静電力を発生するためのギ
ャップ、１４は基板電極で、該基板電極１４は電極基板
１２の上に形成され、前記ギャップ１３を介して前記振
動板１１に対向して配設され、該基板電極１４と前記振
動板１１との間に電圧が印加された時に該振動板を変位
させる。振動板１１の材料としては、単結晶シリコン等
の材料を用いることが耐久性等の観点で望ましいが、長
期の耐久性を必要としないような目的であれば多結晶シ
リコンで形成してもよい。

【００３７】振動板１１の厚さは、アクチュエータの使
用目的，変位範囲，駆動する電圧等により最適に選択さ
れるが、通常は、１.０μｍから２０μｍの範囲で設定
されることが多い。振動板１１の形成方法としては、シ
リコンウエハーを材料として形成されることが多い。具
体的には、シリコンウエハーを電極基板１２と接合し、
その後に、所望の振動板厚さまでシリコンウエハーを研
磨する方法、又は、振動板を形成するシリコンウエハー
に予め不純物を拡散しておき、接合後に不純物領域での
エッチング速度の差を利用してエッチング停止し、所望
の振動板厚さを得る方法、又は、同様に、不純物を拡散
して電気化学的に所望の厚さでエッチングを停止させる
方法等がある。あるいは、いわゆるＳＯＩウエハーと呼
ばれる予め所定の厚さのシリコン薄膜が形成されている
ウエハーを用いて、振動板を形成させることもできる。

【００３８】多結晶シリコンで振動板を形成する場合に
は、予めギャップ１３，基板電極１４を形成した電極基
板１２のギャップ部をＡｌ（アルミニウム）等のいわゆ
る犠牲材料で平坦化し、その上にシリコン薄膜１１を成
膜し、その後に、前記犠牲材料を除去することで形成す
ることができる。この振動板１１に振動板電極（図示せ
ず）を別途形成してもよいが、通常の場合、不純物の拡
散によりシリコン振動板１１を低抵抗として、振動板と
振動板電極を兼ねることが多い。このシリコン振動板は
基板電極を向いている側に絶縁膜が形成されていてもよ
い。その場合、絶縁膜としてはＳｉＯ_２等酸化膜系の絶
縁膜、Ｓｉ_３Ｎ_４等窒化膜系の絶縁膜を使用することが
できる。絶縁膜の形成方法としては成膜手法によること
が多いが、振動板の表面を熱酸化し、表面に酸化膜の絶
縁膜を形成してもよい。

【００３９】電極基板１２としては単結晶シリコン，ガ
ラス，セラミック等種々の材料を選択することができ
る。単結晶シリコンで電極基板を形成する場合には通常
のシリコンウエハーを用いることができる。その厚さは
シリコンウエハーの直径で異なるが、直径４インチのシ
リコンウエハーであれば厚さが５００μｍ程度、直径６
インチのシリコンウエハーであれば厚さは６００μｍ程
度であることが多い。シリコンウエハー以外の材料を選
択する場合には、振動板シリコンと熱膨張係数の差が小
さい方が振動板と接合する場合に、信頼性の点で有利で
ある。例えば、ガラス材料であればコーニング社製♯７
７４０，岩城硝子社製であればＳＷ３，ホーヤ社製であ
ればＳＤ２等を用いることができる。

【００４０】電極基板１２と振動板１１との接合は、接
着剤による接合でもよいが、より信頼性の高い物理的な
接合、例えば、振動板１１が単結晶シリコンで形成さ
れ、電極基板１２がシリコンで形成される場合、酸化膜
を介した直接接合法を用いることができ、又、電極基板
１２がガラスの場合、陽極接合が使用できる。電極基板
１２がシリコンで形成されていて、陽極接合を用いる場
合には、電極基板１２と振動板１１との間にパイレック
スガラスを成膜して、この膜を介して陽極接合を行って
もよい。

【００４１】ギャップ１３は、電極基板１２の上に形成
された基板電極１４と振動板１１との振動板短手方向に
おける間隔が、周辺部が中央部より小さくなるように形
成されている。その短辺方向，長辺方向の長さ，ギャッ
プ深さ等の寸法はアクチュエータの使用目的，変位範
囲，駆動する電圧等により選択されるが、一般的には、
短辺長さは５０〜５００μｍ，長辺長さは２００〜４０
００μｍ，ギャップ深さとしては０.１〜５.０μｍの範
囲で設定されることが多い。ギャップ１３の具体的な形
成方法については後述する。

【００４２】基板電極１４としては、通常、半導体素子
の形成プロセス等で一般的に用いられているＡｌ，Ｃ
ｒ，Ｎｉ等の金属材料が多く用いられる。また、不純物
により低抵抗化した多結晶シリコン薄膜を用いてもよ
い。電極基板１２がＳｉウエハーなど導電性を有する材
料で形成される場合には、電極基板１２と基板電極１４
との間には絶縁層を形成する必要がある。この場合、絶
縁層としてはＳｉＯ_２が用いられるのが一般的である。
電極基板１２にガラス等の絶縁性材料を用いる場合に
は、基板電極１４との間に絶縁層を形成する必要はな
い。また、電極基板１２がシリコンの場合には、基板電
極として、不純物拡散領域を用いることができる。この
場合、拡散に用いる不純物は基板シリコンの導電型と反
対の導電型を示す不純物を用い、拡散領域周辺にｐｎ接
合を形成し、基板電極１４と電極基板１２とを電気的に
絶縁する。種々の方法で形成した基板電極は、振動板と
の短絡を避けるために絶縁膜で覆う場合がある。その絶
縁膜としてはＳｉＯ_２等酸化膜系の絶縁膜、Ｓｉ_３Ｎ_４
等窒化膜系の絶縁膜を使用することができる。絶縁膜の
形成方法としては成膜手法によることが多い。

【００４３】本発明による静電型アクチュエータは、従
来の静電型アクチュエータより低電圧で駆動可能であ
る。静電型アクチュエータは振動板電極（振動板が兼ね
ることが多い）とこれに対向して配置される基板電極と
の間に発生する静電力と振動板の剛性力の釣り合いによ
り動作する。この静電力は２つの電極間の距離の二乗に
反比例するために、電極間距離が小さいほどより小さい
電圧で所望の静電力を得ることができる。

【００４４】本発明による静電型アクチュエータでは、
振動板電極と基板電極との間隔は周辺部が中央より小さ
くなっているために、駆動電圧の印加に従い、振動板の
変位は距離が小さい周辺部から開始する。このときの変
位開始電圧は振動板中央部の変位開始電圧より低い。振
動板周辺部の変位開始に従い、振動板電極と基板電極と
の間隔は順次小さくなり、少しの電圧増加で大きな変位
が得られる。よって、本発明による静電型アクチュエー
タは、従来の静電型アクチュエータに比べて低い電圧で
駆動可能である。

【００４５】又、本発明による静電型アクチュエータ
は、振動板と基板電極との間に絶縁膜が形成されている
ため、振動板が基板電極と触れても短絡することがな
い。よって、本発明による静電型アクチュエータでは振
動板の一部が対向する基板電極と触れるような動作も可
能である。図１においては、説明を簡明にするために、
アクチュエータを１つだけ示したが、同一基板上に、図
示の静電型アクチュエータを複数個等しい間隔で配置
し、静電アクチュエータアレーとして形成することも可
能である。

【００４６】図２は、本発明による静電型アクチュエー
タのギャップ形状の実施例を示す断面図で、振動板２１
は単結晶シリコンで形成され、その厚さは８μｍであ
る。電極基板２２は単結晶シリコンの（１００）ウエハ
ー，厚さ５２５μｍのものを用いた。ギャップ２３の形
状は振動板２１に向かって滑らかな凹形状に形成されて
いる。その短辺長さは１３０μｍ，長辺長さは３０００
μｍ，ギャップ２３の深さとしては０.３μｍである。
基板電極２４は、厚さ３０００オングストロームのＴｉ
Ｎ薄膜であり、ＲＦスパッタ法により形成した。基板電
極２４の下地にはシリコンの熱酸化膜（図示せず）が１
μｍの厚さで形成されている。又、基板電極２４はプラ
ズマＣＶＤ法で成膜したシリコンの窒化膜（厚さ５００
０オングストローム）で保護される。振動板２１と電極
基板２２との接合はシリコンの熱酸化膜を介した直接接
合で行われた。

【００４７】図５は、図２に示した静電型アクチュエー
タのギャップ形成のプロセスを具体的に示したもので、
図５（Ａ）〜図５（Ｅ）に示すプロセスから成る。 図５（Ａ）：シリコンウエハーからなる電極基板材料５
２にフォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００）５５を厚さ１
μｍに形成する。

【００４８】図５（Ｂ）：次いで、フォトマスク５６を
用いてフォトレジスト５５を露光する。このフォトマス
ク５６は光が透過する領域は透過した光が散乱するよう
に形成されており、そのため、フォトレジスト５５の露
光領域はマスク５６の中央部で深く、マスク５６の周辺
部で浅く露光される。

【００４９】図５（Ｃ）：露光の光強度，露光時間を調
整し、レジスト５５の露光領域が電極基板材料５２に到
達しないようにすると、現像後のレジスト形状は拡散マ
スクでの露光領域を反映して、図５（Ｃ）に示すよう
に、滑らかな凹形状になる。

【００５０】図５（Ｄ）：このレジスト層５５と電極基
板材料５２を深さ方向に異方性ドライエッチするとエッ
チングの進行に従い、レジスト層５５の滑らかな凹形状
が電極基板材料５２に転写される。エッチングガスとし
てはＳＦ_６，Ｏ_２の混合ガスを用いた。エッチングの条
件はレジスト層５５のエッチングレートと電極基板材料
５２のエッチングレートが等しくなるように調整した。
こうすることにより、レジスト層５５に形成したギャッ
プ５３の深さと電極基板材料５２に形成される深さが等
しく得られる。又、２つの材料のエッチングレート比を
意識的に変えて、電極基板材料５２に形成されるギャッ
プ深さを調整することも可能である。

【００５１】図５（Ｅ）：エッチング終了後、電極基板
材料５２上に残ったレジスト層５５を除去して、本発明
による静電型アクチュエータを構成するギャップ形状５
３が完成した。図５（Ｄ）では、振動板との接合面の保
護のためにギャップの周辺にレジスト層を残してある
が、接合に問題がない場合にはレジスト層を残す必要は
ない。

【００５２】図３は、本発明によるギャップ形状の他の
実施例を説明するための断面図で、この実施例において
は、振動板３１は単結晶シリコンで形成され、その厚さ
は５μｍである。電極基板３２はコーニング社製パイレ
ックスガラス♯７７４０の、厚さ１μｍのものを用い
た。ギャップ３３はその形状が振動板３１に向かって周
辺部が滑らかな凸形状に形成されている。その短辺長さ
は１３０μｍ，長辺長さは３０００μｍ，ギャップ３３
の深さとしては０.５μｍである。

【００５３】基板電極３４は厚さ３０００オングストロ
ームのＡｌ薄膜であり、ＲＦスパッタ法により形成し
た。又、基板電極３４はプラズマＣＶＤ法で成膜したシ
リコンの窒化膜（厚さ５０００オングストローム）で保
護されている。振動板３１と電極基板３２との接合は陽
極接合で行われた。

【００５４】図６は、図３に示した静電型アクチュエー
タのギャップ形成プロセスを具体的に示したもので、図
６（Ａ）〜図６（Ｅ）に示すプロセスより成る。 図６（Ａ）：パイレックスガラス♯７７４０からなる電
極基板材料６２にフォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００）
６５を厚さ１μｍに形成する。 図６（Ｂ）：次いで、フォトマスクを用いてギャップと
なる領域のフォトレジスト６５を露光除去する。 図６（Ｃ）：フォトレジスト６５を開口した後に改めて
フォトレジスト６６を塗布する。レジスト６６は段差の
ある形状に塗布されるので、レジスト６６の開口部の周
辺で形状が振動板側に向かって滑らかな凸形状に変化す
る。

【００５５】図６（Ｄ）：このレジスト層（６５，６
６）と電極基板材料６２を深さ方向に異方性ドライエッ
チングすると、エッチングの進行に従い、レジスト層
（６５，６６）の滑らかな凸形状が電極基板材料６２に
転写される。エッチングガスとしてはＣＦ_４，Ｏ_２の混
合ガスを用いた。エッチングの条件はレジスト層（６
５，６６）のエッチングレートと電極基板材料６２のエ
ッチングレートが等しくなるように調整した。こうする
ことに、よりレジスト層（６５，６６）に形成したギャ
ップ形状６３の深さと電極基板材料６２に形成される深
さが等しく得られる。又、２つの材料のエッチングレー
ト比を意識的に変えて、電極基板材料６２に形成される
ギャップ深さを調整することも可能である。

【００５６】図６（Ｅ）：エッチング終了後、電極基板
材料６２上に残ったレジスト層を除去して、本発明によ
る静電型アクチュエータを構成するギャップ形状が完成
した。図６（Ｄ）では振動板との接合面の保護のために
ギャップの周辺にレジスト層６５を残してあるが、接合
に問題がない場合にはレジスト層を残す必要はない。

【００５７】図４は、本発明によるギャップ形状の更に
他の実施例を説明するための断面図で、振動板４１は、
単結晶シリコンで形成され、その厚さは８μｍである。
電極基板４２は単結晶シリコンの（１００）ウエハー，
厚さ５２５μｍのものを用いた。ギャップ４３の形状は
振動板４１に向かってギャップの短辺の開口部の周辺で
形状が滑らかな凸形状に、又、開口部の中央部で滑らか
な凸形状に形成されている。その短辺長さは１３０μ
ｍ，長辺長さは３０００μｍ，ギャップ深さとしては
０.３μｍである。基板電極４４は厚さ３０００オング
ストロームのＴｉＮ薄膜であり、ＲＦスパッタ法により
形成した。基板電極４４の下地にはシリコンの熱酸化膜
（図示せず）が１μｍの厚さで形成されている。又、基
板電極３４はプラズマＣＶＤ法で成膜したシリコン窒化
膜（厚さ５０００オングストローム）で保護されてい
る。振動板４１と電極基板４２との接合はシリコンの熱
酸化膜を介した直接接合で行われた。

【００５８】図７は、図４に示した静電型アクチュエー
タのギャップ形成プロセスを具体的に示したもので、図
７（Ａ）〜図７（Ｆ）に示すプロセスより成る。 図７（Ａ）：シリコンウエハーからなる電極基板材料７
２にフォトレジスト（ＯＦＰＲ−８００）７６を厚さ１
μｍに形成する。 図７（Ｂ）：次いで、フォトマスクを用いてギャップと
なる領域のフォトレジストを露光除去する。 図７（Ｃ）：フォトレジストを開口した後に改めてフォ
トレジスト７６を塗布する。塗布後にこのレジスト層
（７５，７６）を熱処理することによりレジスト７６は
熱による流動性を得て、その表面張力とのバランスによ
りレジスト７５の開口部の周辺で形状が滑らかな凸形状
又は開口部の中央部で滑らかな凸形状に変化する。

【００５９】図７（Ｄ）：このレジスト層（７５，７
６）と電極基板材料７２を深さ方向に異方性ドライエッ
チングすると、エッチングの進行に従い、レジスト層
（７５，７６）の滑らかな凹凸形状が電極基板材料７２
に転写される。エッチングガスとしてはＳＦ_６，Ｏ_２の
混合ガスを用いた。エッチングの条件はレジスト層（７
５，７６）のエッチングレートと電極基板材料７２のエ
ッチングレートが等しくなるように調整した。こうする
ことによりレジスト層（７５，７６）に形成したギャッ
プ形状の深さと電極基板材料７２に形成される深さが等
しく得られる。又、２つの材料のエッチングレート比を
意識的に変えて、電極基板材料７２に形成されるギャッ
プ７３の深さを調整することも可能である。

【００６０】図７（Ｅ）：エッチング終了後、電極基板
材料７２上に残ったレジスト層７５を除去して、本発明
による静電型アクチュエータを構成するギャップ形状が
完成した。なお、図７（Ｅ）では振動板との接合面の保
護のためにギャップの周辺にレジスト層７５を残してあ
るが、接合に問題がない場合にはレジスト層を残す必要
はない。

【００６１】図８は、本発明による静電型アクチュエー
タを用いたインクジェットヘッドの一例を示す断面図
で、図８（Ａ）は正面図、図８（Ｂ）は側面図である。
図８において、８１は本アクチュエータの振動板を兼ね
た液吐出用の液室形成部材であり、シリコンの（１１
０）ウエハーを基板として異方性エッチングの手法によ
り形成した。８２は電極基板部材であり、シリコンの
（１００）ウエハーを用いて形成されている。８３は滑
らかな凹形状のギャップで、その深さは０.８μｍであ
る。８４はギャップ内に形成された基板電極で、厚さ
０.３μｍのＴｉＮ薄膜で形成されている。この基板電
極８４はプラズマＣＶＤの手法で形成した厚さ０.１５
μｍのＳｉＮ膜で保護されている（図示せず）。８５は
振動板と電極基板接合のための酸化膜で、厚さ０.２μ
ｍである。振動板と電極基板との接合は酸化膜を介した
シリコンの直接合法で行った。８６はインク吐出のため
の加圧液室で短辺長は１３０μｍ，長辺長は３５００μ
ｍである。８７は流体抵抗用流路でその断面積は１２０
０μｍ^２，長さは２００μｍである。８８は共通流路に
開口されたインク供給用開口部で直径０.５ｍｍであ
る。８９は加圧液室に連通する共通液室で長さ１５００
μｍである。この共通液室８９は複数の加圧液室に連通
することもできる。９０は単結晶シリコンの振動板で厚
さは３μｍである。この振動板９０は液室８６を形成す
る液室形成部材の一部であり、加圧液室，共通液室を形
成する過程で形成される。その方法は振動板となる部分
にボロン元素（Ｂ）を高濃度に拡散させ、液室を形成す
る異方性エッチングを振動板領域で停止させることで形
成した。９１はインク吐出のためのノズルでその直径は
２５μｍである。９２はノズル部を含むノズルプレート
で、Ｎｉの電鋳法により形成され、インク吐出の表面が
疎水性に処理されている。

【００６２】本インクジェットヘッドでは静電力により
シリコン振動板９０を振動させて加圧液室８６内部の圧
力を上昇させ、その上昇力によりインク滴をノズル部９
１より吐出させる。吐出後、新たなインクは外部に連通
する共通液室８９から液体抵抗流路８７を介して加圧液
室８６に補充される。吐出されるインク量は振動板９０
の変位により制御できる。本インクジェットヘッドにお
いて、振動板９０の変位はギャップ周辺の振動板／基板
電極間の間隔の小さいところから始まるので、低電圧で
駆動できる。又、振動板９０と基板電極８４との間には
絶縁膜があるので振動板を基板電極に接するまで振動板
を変位させることもできる。

【００６３】なお、図８においては、説明を簡略化する
ために、インクジェットヘッドを１つだけ示したが、同
一基板上に本インクジェットヘッドを複数等しい間隔で
配置し、インクジェットヘッドアレーとして形成するこ
とも可能である。

【００６４】図９は、本発明によって製造されたインク
ジェットヘッドのアクチュエータ部の要部断面で、該ア
クチュエータの主要部は、従来のものと同様に、支持基
板１２０，絶縁膜１２１，対向電極１２２，絶縁膜１２
３，接着層１２４，隔膜１１０，振動板１１１から構成
される。振動板１１１と対向電極１２２間（正確には絶
縁膜１２３との間）には微少なギャップが形成されてい
て、振動板１１１と対向電極１２２間に電圧を加える
と、静電力により振動板１１１が対向電極１２２側に変
位し、その後、電圧を０に戻したときに変位している振
動板１１１がその弾性力によって元の位置に戻ろうとす
る力によりインクを噴射させるものである。振動板１１
１と対向電極１２２間のギャップは絶縁膜１２１中に堀
込まれたくぼみとスペーサとしても用いられている接着
層１２４とによって作られた間隔から対向電極１２２の
厚みの差をとった大きさとなる。

【００６５】図９に示したアクチュエータでは、駆動電
圧の低電圧化と噴射インク滴量の複数段階制御を目的と
して、片側においてはギャップ端から中心部に行くに従
い振動板と対向電極間隔が徐々に広がるように、残り部
分においては振動板と対向電極が平行となるようなギャ
ップ形状となっている。対向電極１２２上の絶縁膜１２
３は振動板１１１と対向電極１２２の短絡を防ぐもので
あり、同機能の絶縁膜を振動板側に形成してもよい。ま
た、振動板と対向電極が接触しないような駆動方式で動
作させる場合には省略する事も可能である。また、図９
に示した例においては、絶縁層１２１に窪みを掘った
が、支持基板に窪みを掘りその上に均一な厚みで絶縁層
を形成しても同様なギャップを形成することが可能であ
る。さらに、支持基板としてガラス等の絶縁性の基板を
用いた場合には、絶縁膜１２１は省略可能である。ま
た、対向電極形成基板側に形成されたような窪みを振動
板側に形成してギャップ作成することも可能である。更
に、ギャップ形状はあくまで１例であり、目的に応じて
他のギャップ形状にすることも可能である。

【００６６】図９に示した例においては、支持基板とし
て＜１００＞シリコンウェハを用い、絶縁膜１２１とし
ては前記シリコンウェハ上に熱酸化により概ね２μｍ成
長させた熱酸化膜を用いた。また、対向電極としてはＡ
ｌ、その上の絶縁膜としてはプラズマＣＶＤ法により成
長させたＳｉＯ₂膜を用いた。ギャップスペーサを兼ね
る接着層１２４には感光性ポリイミドをもちいて熱圧着
による接着をおこなった。隔壁１１０および振動板１１
１には＜１１０＞シリコンウェハが用いられていて、さ
らに振動板１１１にはエッチングストップのために高濃
度（６Ｅ１９／ｃｍ３以上）のボロンドープがされてい
る。ただし、これらはあくまで１実施例であり、同様な
機能を持つ他材料を用いてもかまわない。

【００６７】本発明は、振動板とそれにギャップを挟ん
で対向する電極間のギャップ形成法に関するものである
ことから他部品の図示は省略したが、従来技術と同様に
図９の構成のアクチュエータにインク供給路，流体抵
抗，ノズルプレート等の部品と組み付けることにより、
インクジェットヘッドが作成される。

【００６８】図１０（Ａ），（Ｂ）、図１１（Ｃ），
（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）、図１２（Ｇ），（Ｈ），
（Ｉ），図１３は本発明によるインクジェットヘッド製
造プロセスのフローを説明するための概略図である。

【００６９】図１０（Ａ）：支持基板１２０となる＜１
００＞シリコンウェハ上に絶縁膜１２１となる熱酸化膜
を２.０μｍ成長させ、フォトレジスト１３０をスピン
コート／プリベークを行ったのち、個々の開口は解像し
ない多数の開口がギャップ形状に対応した開口率分布で
配置されているフォトマスク１４０を利用して露光処理
を行う（以下、このようなフォトマスクをグラデーショ
ンマスクと呼ぶ）。

【００７０】本実施例においては、レジスト１３０とし
ては、ＴＳＭＲ ＣＲＢ−２（粘度５０ｃｐ品）を用い
概ね２０００ｒｐｍでスピンコートすることにより２.
８μｍ程度の厚を得た。塗布後は９０℃ ６０ｓｅｃの
プリベークをおこない、露光はｇ線ステッパー（型式：
ＮＳＲ１７５５Ｇ７Ａ、ＮＡ：０.５４、λ：４３６ｎ
ｍ）にて装置的な露光量（透過率１００％，パターンボ
ケの問題がないような広いパターンでの露光量）７００
ｍＪ／ｃｍ２、フォーカスオフセット量は１０μｍの条
件でおこなった。

【００７１】図１４は、ギャップ部分のマスクパターン
のイメージを示す図で、所定のピッチで多数の開口Ａが
開いていてギャップ形状に対応して開口率を変化させて
いる。図１４はあくまで概念図であり、実際のマスクで
の開口の数は通常もっと多い。本実施例においては、開
口のピッチはウェハ上で１.６μｍ相当のピッチとした
（ウェハ上では実際には開口しない条件で処理する）。
この開口ピッチであれば、前記レジスト／露光装置／露
光条件において個々の開口は解像しない。また、１／５
の縮小露光系を用いているので、ウェハ状で１.６μｍ
ピッチとなるような開口はフォトマスク上では８μｍピ
ッチの開口となっている。このように、縮小露光系を用
いているので、フォトマスク上での開口ピッチはウェハ
上より大きくなるので、フォトマスクの寸法バラツキ
（＝開口率のバラツキ）は等倍露光系を用いたときより
も小さくなる。また、上記開口ピッチはあくまで１例で
あり、露光装置・露光条件・所望のパターン形状によっ
て望ましい開口ピッチは変わってくる。また、本実施例
においては、グラデーションマスクを用いたが、ギャッ
プ形状に対応した透過率分布を持つようなフォトマスク
を用いても良い。そのようなフォトマスクは、たとえ
ば、露光する波長の光に対し半透明の材料を用いその膜
厚分布により透過率分布を制御することでも得られる。
特に特殊な材料でなくとも、膜厚が薄ければ半透明にな
るので、例えばポリシリコン等でもかまわない。

【００７２】図１０（Ｂ）：つづいて現像処理をおこな
うと、前述した開口ピッチ及び露光条件では個々の開口
パターンは解像せずに、概ね平滑化された露光量分布に
対応したレジスト残膜厚分布が得られる。微視的に見る
と、レジスト表面には概ね平滑化されているものの多少
残っている光強度分布に対応して、開口ピッチと同ピッ
チのさざ波状の凹凸が残るが、本実施例の条件ではその
凹凸の高さは概ね２００Å以下であり、特性上はなんら
問題無いレベルである（図１７に、模式図を拡大して示
す）。また、レジストの種類、露光装置／露光条件、マ
スク設計等によっては、この凹凸が問題になる場合もあ
るが、その場合は現像後にレジストの軟化点以上の温度
（例えば２００℃）でベーク熱処理をおこなうことによ
り、その凹凸を小さくすることも可能である。また、一
度で露光する場合の半分の露光量（本実施例においては
３５０ｍＪ／ｃｍ２）で露光をおこなったのち、開口ピ
ッチの半分（本実施例においては０.８μｍ）露光位置
をずらしてもう一度残り半分の露光（本実施例において
は３５０ｍＪ／ｃｍ２）を行うことにより、それぞれの
露光で光強度の強いところと弱いところが互いに打ち消
し合い、凹凸をなだらかにすることも可能である。

【００７３】本実施例においては、図１５に示すような
感度曲線のレジストを用いて図１６に示すような開口率
分布を持つフォトマスクを用いることにより、図１０
（Ｂ）に示したように斜面と平行な底面の逆台形形状の
窪みを持つようなレジスト形状を形成した。また、本発
明の方法によると、開口率の分布を変えることにより、
本実施例のレジスト形状だけでなく、比較的自由なレジ
スト形状を得ることができる。

【００７４】図１１（Ｃ）：レジスト１３０および絶縁
膜を同時にエッチングする事によりレジストの形状が絶
縁膜に転写されていく。本実施例においては、ＣＦ４／
Ｏ２ガス系を用いたＲＩＥにより、レジストのエッチレ
ート約９０００Å／ｍｉｎ，酸化膜のエッチレート約３
０００Å／ｍｉｎの条件でのエッチングを行った。

【００７５】図１１（Ｄ）：本実施例においてはレジス
トを完全にエッチングすることにより、レジスト形状を
深さ方向に１／３に縮小したような窪みが絶縁膜１２１
に形成される。プラズマ発光の強度変化からエッチング
のエンドポイントを検出し、さらに、レジスト厚さの分
布に応じて所定量のオーバーエッチング（実施例におい
ては１０％とした）を行う。前記エッチレートでエッチ
ングを行うことにより、オーバーエッチング時に絶縁膜
の段差上部分も若干エッチングされるが、一方でオーバ
ーエッチング時には絶縁膜は形状を変えずに全体的に膜
減りするのみなので、（もとのレジスト形状と）ギャッ
プ深さ・幅はレジストと酸化膜のエッチレート比のみで
決定される。レジスト上に形成される開口ピッチに対応
したさざ波状の凹凸の高さもレジスト上での高さの１／
３程度の７０Å以下となり、特性にほとんど影響を与え
ない大きさとすることができた。このように、レジスト
のエッチレートがレジスト形状を転写される絶縁膜もし
くは基板のエッチレートよりも大きくなる条件でエッチ
ングを行うことにより、レジスト形成段階で生じる凹凸
の高さより絶縁膜もしくは基板上での凹凸を小さくする
ことができる。

【００７６】図１１（Ｅ）：洗浄後に対向電極１２２と
なる材料をスパッタ法により成膜する。本実施例におい
てはＡｌを２０００Å成膜した。成膜方法、材料、厚み
はこれに限ったものではない。

【００７７】図１１（Ｆ）：フォトリソ／エッチング工
程により対向電極１２２のパターン形成を行う。

【００７８】図１１（Ｇ）：レジスト除去／洗浄後、絶
縁膜１２３をＰＥ−ＣＶＤ法により成膜する。本実施例
ではＴＥＯＳ＋Ｏ₂ガスを用いてシリコン酸化膜を１５
００Å成膜した。成膜方法、材料、厚みはこれに限った
ものではない。

【００７９】図１１（Ｈ）：接着層２５０を塗布・パタ
ーン形成を行う。本実施例においては、接着層として感
光性ポリイミドを用いているので、フォトリソ工程に準
じたプロセスでパターン形成が可能である。

【００８０】図１２（Ｉ）：振動板形成領域１２０に少
なくとも６Ｅ１９／ｃｍ３以上のボロンドープを行った
振動板／隔壁形成基板１１０となる＜１１０＞シリコン
ウェハと対向電極が形成された基板とを熱圧着により接
着する。

【００８１】図１３：隔壁となる部分をマスクして＜１
１０＞ＫＯＨによりシリコンを異方性エッチングする。
高濃度にボロンが拡散された領域でＫＯＨでのエッチン
グがストップし、隔壁１１０が形成されると同時に振動
板１１１が形成される。

【００８２】図１８は本発明の他の実施例によって製造
されたインクジェットヘッドアクチュエータ部の要部断
面で、本実施例も、前述の実施例と同様に、支持基板１
２０，絶縁膜１２１，対向電極１２２，絶縁膜１２３，
隔膜１１０，振動板１１１から構成されているが、接着
層を用いずに絶縁膜１２１を介して支持基板１２０と振
動板１１１が直接接合により接合されている。本実施例
のアクチュエータでは、噴射インク滴量の複数段階制御
のさらなる多値化を目的として、一方の端から他方の端
に行くに従い振動板と対向電極間隔が徐々に広がるよう
なギャップ形状となっている。また、絶縁膜１２３に掘
られた窪みの形状は非平行ギャップを形成するために底
面が斜面になっているとともに、振動板と対向電極１２
２上の絶縁膜１２３がぶつからないようなスペースを確
保できる程度の深さが最低でも必要であり、窪みの両端
部においてはそれに必要な比較的急峻な傾きの段差が形
成されている。

【００８３】本実施例においては、支持基板として＜１
００＞シリコンウェハを用い、絶縁膜１２１としては前
記シリコンウェハ上に熱酸化により概ね２μｍ成長させ
た熱酸化膜を用いた。また、対向電極としてはＴｉＮ、
その上の絶縁膜としてはプラズマＣＶＤ法により成長さ
せたＳｉＯ₂膜を用いた。隔壁１１０および振動板１１
１には＜１１０＞シリコンウェハが用いられていて、さ
らに振動板１１１にはエッチングストップのために高濃
度（６Ｅ１９／ｃｍ３以上）のボロンドープがされてい
る。振動板１１１と支持基板１２０は熱酸化膜を介した
直接接合により接合した。ただし、これらはあくまで１
実施例であり、同様な機能を持つ他材料を用いてもかま
わない。また、本実施例のギャップ形状はあくまで１例
であり、目的に応じて他のギャップ形状にすることも可
能である。

【００８４】本発明は、振動板とそれにギャップを挟ん
で対向する電極間のギャップ形成法に関するものである
ことから他部品の図示は省略したが、従来技術と同様
に、図１８の構成のアクチュエータにインク供給路，流
体抵抗，ノズルプレート等の部品と組み付けることによ
り、インクジェットヘッドが作成される。

【００８５】図１９（Ａ），（Ｂ）、図２０（Ｃ），
（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）、図２１（Ｇ），（Ｈ）は、本
実施例のプロセスのフローを説明するための概略図であ
る。

【００８６】図１９（Ａ）：支持基板１２０となる＜１
００＞シリコンウェハ上に絶縁膜１２１となる熱酸化膜
を２.０μｍ成長させ、フォトレジスト１３０をスピン
コート／プリベークを行ったのち、グラデーションマス
クを利用して露光処理を行う。本実施例においては、レ
ジスト１３０はＴＳＭＲ ＣＲＢ−２（粘度５０ｃｐ
品）を用い概ね２０００ｒｐｍでスピンコートすること
により２.８μｍ程度の厚を得た。塗布後は９０℃ ６
０ｓｅｃのプリベークをおこない、露光はｇ線ステッパ
ー（型式：ＮＳＲ１７５５Ｇ７Ａ、ＮＡ：０.５４、
λ：４３６ｎｍ）にて装置的な露光量（透過率１００
％，パターンボケの問題がないような広いパターンでの
露光量）７００ｍＪ／ｃｍ２、フォーカスオフセット量
は１０μｍの条件でおこなった。

【００８７】グラデーションマスクの設計は前記実施例
と同様に１.６μｍピッチで多数の開口を配置したが、
ギャップ形状が異なることに対応し開口率分布は前記実
施例と異なり図２２に示すような分布とした。つづいて
現像処理をおこなうことにより、図示されるような底部
がなだらかな斜面になっていて、その両端に底部の傾斜
と比較し急峻な（本実施例では垂直に近い）傾きの段差
を持つようなレジスト形状が得られる。本実施例におい
ては前記段差は小さい方で約１.２μｍとなっている。

【００８８】図１９（Ｂ）：レジスト１３０および絶縁
膜を同時にエッチングする事によりレジストの形状が絶
縁膜に転写されていく。本実施例においては、ＣＦ４／
Ｏ２ガス系を用いたＲＩＥにより、レジストのエッチレ
ート約８０００Å／ｍｉｎ，酸化膜のエッチレート約３
２００Å／ｍｉｎの条件でのエッチングを行った。ま
た、本実施例においては枚葉式のＲＩＥ装置を用いてい
たが、枚葉式の装置において複数枚（通常２５枚）ウェ
ハの連続処理をおこなうと、処理順に応じて徐々にエッ
チレートが変化していくことがある。そこで、本実施例
においては、まず、所定の深さが得られるエッチング時
間の概ね半分の時間エッチングの連続処理を行った後、
最初のエッチングとは処理するウェハの順番を逆にして
残り半分程度のエッチングの連続処理を行った。

【００８９】図２０（Ｃ）：本実施例においては段差上
部のレジストが４０００Å程度残る程度までエッチング
を行うことによりエッチングされた部分のレジスト形状
を深さ方向に１／２.５に縮小したような窪みが絶縁膜
１２１に形成される。本実施例においては段差上部のレ
ジストを２０００Å以上残すことによりその部分の酸化
膜表面がエッチングダメージを受けて荒れることが無い
ので、その面を接合面として振動板のシリコン面との直
接接合が可能である。なお、レジストの残厚が２０００
Å未満になると、レジストが残っていても表面荒れが生
じてしまうことが実験により確認されている。また、前
工程で底部のなだらかな斜面の両側にほぼ垂直な段差を
持つレジスト形状を形成していたので、エッチングレー
トのバラツキによりレジストのエッチング量がばらつい
ても、振動板の振動領域幅を規定する窪み上部の幅のバ
ラツキはわずかである。ちなみに、振動の変位は振動板
の振動領域幅の概ね４乗に比例するので、その寸法バラ
ツキを小さくおさえることは重要である。

【００９０】図２０（Ｄ）：レジスト除去および洗浄後
に対向電極２３０となる材料をスパッタ法により成膜す
る。本実施例においてはＴｉＮを２０００Å成膜した。
成膜方法、材料、厚みはこれに限ったものではない。

【００９１】図２０（Ｅ）：フォトリソ／エッチング工
程によって対向電極１２２のパターン形成を行う。本実
施例においては、対向電極１２２となる部分以外に直接
接合の接合面となる段差上部の部分にも対向電極材料１
２２ａであるＴｉＮを残すようにパターン形成を行っ
た。

【００９２】図２０（Ｆ）：レジスト除去／洗浄後、絶
縁膜１２３をＰＥ−ＣＶＤ法により成膜した後、対向電
極１２２及びその側面を覆うようなレジストパターンを
フォトリソ工程により形成する。本実施例では絶縁膜に
は、ＴＥＯＳ＋Ｏ₂ガスを用いてシリコン酸化膜を１５
００Å成膜した。成膜方法、材料、厚みはこれに限った
ものではない。

【００９３】図２１（Ｇ）：前工程でパターン形成した
レジストをマスクに段差上部分に残っていた絶縁膜をエ
ッチングする。エッチングはバッファーフッ酸を用いて
ウェットで行っても良いし、例えばＣＨＦ３＋ＣＦ４ガ
スを用いてドライエッチングで行っても良い。いずれに
してもこの段階では下のＴｉＮ層でエッチングがストッ
プするので、直接接合面となる酸化膜表面はエッチング
ダメージを受けない。つづいて、レジスト除去を行った
後、前工程でパターニングされた絶縁膜１２３をマスク
として、アンモニア水＋過酸化水素水＋純水のエッチャ
ントによりＴｉＮをエッチングする。このエッチャント
では酸化膜はほとんどエッチングおよびダメージを受け
ないため、段差上部の酸化膜表面は直接接合可能な表面
性が保たれる。

【００９４】図２１（Ｈ）：振動板形成領域１２０に少
なくとも６Ｅ１９／ｃｍ３以上のボロンドープを行った
振動板／隔壁形成基板１１０となる＜１１０＞シリコン
ウェハと対向電極が形成された基板を直接接合により接
合する。次に隔壁となる部分をマスクして＜１１０＞Ｋ
ＯＨによりシリコンを異方性エッチングする。高濃度に
ボロンが拡散された領域でＫＯＨでのエッチングがスト
ップし、隔壁１１０が形成されると同時に振動板１１１
が形成され本実施例のアクチュエータ主要部が完成す
る。

【００９５】図２３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は更に他の
実施例の製造プロセスを説明するための概略図である
が、その出来上がりの形状は前記実施例の図２１（Ｈ）
と概ね等しい形状となる。

【００９６】図２３（Ａ）：支持基板１２０となる＜１
００＞シリコンウェハ上に絶縁膜１２１となる熱酸化膜
を２.０μｍ成長させ、フォトレジスト１３０をスピン
コート／プリベークを行ったのち、グラデーションマス
クを利用して露光処理を行う。 本実施例においては、
レジストはＴＳＭＲ ＣＲＢ−２（粘度５０ｃｐ品）を
用い概ね２０００ｒｐｍでスピンコートすることにより
２.８μｍ程度の厚を得た。塗布後は９０℃ ６０ｓｅ
ｃのプリベークをおこない、露光はｇ線ステッパー（型
式：ＮＳＲ１７５５Ｇ７Ａ、ＮＡ：０.５４、λ：４３
６ｎｍ）にて装置的な露光量（透過率１００％，パター
ンボケの問題がないような広いパターンでの露光量）７
００ｍＪ／ｃｍ２、フォーカスオフセット量は１０μｍ
の条件でおこなった。

【００９７】グラデーションマスクの設計は先の実施例
と同様に１.６μｍピッチで多数の開口を配置したが、
ギャップ形状が異なることに対応し開口率分布は先の実
施例と異なり図２２に示すような分布とした。つづいて
現像処理をおこなうことにより、図示されるような底部
がなだらかな斜面になっていて、その両端に底部の傾斜
と比較し急峻な（本実施例では垂直に近い）傾きの段差
を持つようなレジスト形状が得られる。本実施例におい
ては前記段差は小さい方で約１.２μｍとなっている。

【００９８】図２３（Ｂ）：レジスト１３０および絶縁
膜を同時にエッチングする事によりレジストの形状が絶
縁膜に転写されていく。本実施例においては、ＣＦ４／
Ｏ２ガス系を用いたＲＩＥにより、レジストのエッチレ
ート約８０００Å／ｍｉｎ，酸化膜のエッチレート約３
２００Å／ｍｉｎの条件でのエッチングをおこなう。エ
ッチング量としては概ね底面のなだらかな斜面のレジス
トがちょうどすべてエッチングされる程度のエッチング
量とした。

【００９９】図２３（Ｃ）：バッファードフッ酸によ
り、絶縁膜１２１（熱酸化膜）を約４０００Åエッチン
グを行う。ＢＨＦによる熱酸化膜のエッチングは非常に
均一であり、エッチング量のバラツキはウェハ内±１％
以下、ロット内で±１.５％以下程度に抑えることが可
能であるので段差深さのバラツキを小さすることができ
る。また、ＢＨＦによるエッチングでは多少サイドエッ
チが入るがこの条件では概ね１μｍ以下であり特性上は
ほとんど問題にならない。また、工程短縮のためにドラ
イエッチのみで段差形成する場合でも、レジストと絶縁
膜の選択比を所定の値に制御する必要のある非平行段差
を形成するステップと選択比を厳密に制御する必要のな
い全体的に均一に段差を深くするステップでエッチング
条件を変えることにより、段差深のバラツキを少なくす
ることが可能である。

【０１００】本実施例においてはＢＨＦによるウェット
エッチのマスクには非平行ギャップ形成のためにグラデ
ーションマスクにより形成されたレジストのレジストと
絶縁膜を同時にエッチングする工程後に残った部分を利
用したが、別途形成してもかまわない。また、先にウェ
ットエッチにより均一な段差を形成した後、グラデーシ
ョンマスクを利用して非平行ギャップを形成することも
可能であるが、図２４に示すように、先に形成した段差
によりレジスト膜厚に分布ができるため、その点に注意
してマスク設計をする必要がある。以下、前記実施例と
同様にしてインクジェットヘッドが形成される。

【０１０１】

【発明の効果】請求項１の静電型アクチュエータは、振
動板（又は振動板電極）と基板電極との間のギャップが
中央部から周辺部に向かって小さくなっているので、振
動板を変位させる電圧を低くすることが可能である。

【０１０２】請求項２の静電型アクチュエータにおいて
は、ギャップは、その短手方向の断面における形状が振
動板に向かって滑らかな凹形状であり、基板電極は概ね
この凹形状を覆っているので、振動板が変位する電圧を
低くすることが可能である。

【０１０３】請求項３の静電型アクチュエータにおいて
は、振動板（又は振動板電極）と基板電極との間のギャ
ップは、その短手方向の断面における形状が振動板に向
かって周辺部が滑らかな凸形状であり、基板電極は概ね
この凸形状を覆っているので、振動板が変位する電圧を
一層低くすることが可能である。

【０１０４】請求項４の静電型アクチュエータにおいて
は、振動板（又は振動板電極）と基板電極との間のギャ
ップは、その短手方向の断面における形状が電極基板に
向かって中央部が滑らかな凹形状とそれに連続して周辺
部が滑らかな凸形状であり、基板電極は概ねこの連続し
た形状を覆っているので、振動板が変位量を多く得るこ
とが可能である。

【０１０５】請求項５の静電型アクチュエータは、その
振動板と電極基板がシリコンを材料として形成している
ので、安価な静電アクチュエータを得ることができる。

【０１０６】請求項６の静電型アクチュエータは、その
振動板がシリコンで形成され、且つ電極基板がシリコン
と陽極接合可能な材料で形成されているので、低温なプ
ロセス温度で形成した静電アクチュエータを得ることが
できる。

【０１０７】請求項７の静電型アクチュエータの形成法
によれば、本発明の静電アクチュエータを精度よく形成
することができる。

【０１０８】請求項８の静電型アクチュエータの駆動方
法によれば、振動板と基板電極とを接して駆動するので
振動板変位を正確に制御できる。

【０１０９】請求項９のインクジェットヘッドでは、低
電圧で駆動する静電アクチュエータを用いているので駆
動回路のコストを安くできる。

【０１１０】請求項１０のインクジェットヘッド製造方
法によれば、振動板基板もしくは電極基板の少なくとも
一方の基板において、ギャップの位置に対応して、前記
基板上もしくは前記基板上に形成された絶縁層上に所定
の形状のレジストを形成する工程と、前記レジストおよ
び前記基板もしくは基板上に形成された絶縁層を同時に
エッチングすることにより前記レジスト形状を所定の比
率で前記基板もしくは前記絶縁層に転写する工程によ
り、階段形状の段差や非平行形ギャップ形状をフォトリ
ソ／エッチングといった通常の半導体製造で使用されて
いる技術によって作成することにより大量生産が可能と
なる。

【０１１１】請求項１１のインクジェットヘッド製造方
法によれば、基板上もしくは基板上に形成された絶縁層
上にレジストを塗布後、ギャップ形状に対応して透過率
が段階的もしくは連続的に変化するフォトマスクを利用
してレジストに露光／現像処理を行うことにより透過率
分布に対応したレジスト膜厚分布を得ることができるの
で、目的に応じてギャップ形状を比較的自由に設計する
ことができ、より高機能・高性能のインクジェットヘッ
ドを製造する事が可能となる。

【０１１２】請求項１２のインクジェットヘッド製造方
法によれば、基板上にもしくは基板上に形成された絶縁
層上にレジストを塗布後、少なくとも非平行ギャップ形
成領域に対応する部分においては、処理するレジスト／
露光装置／露光条件において解像限界以下となるような
複数の開口を有しているとともに前記開口の開口率はギ
ャップ形状に対応して徐々に変化するようなパターンを
有するフォトマスクを利用して前記レジストに露光／現
像処理を行うことにより開口率分布に対応したレジスト
膜厚分布を得ることができることから、目的に応じてギ
ャップ形状を比較的自由に設計することができるので、
より高機能・高性能のインクジェットヘッドを製造する
事が可能となる。

【０１１３】請求項１３のインクジェットヘッド製造方
法によれば、露光／現像処理後にレジストの軟化温度以
上の温度の熱処理を加えることにより透過率の段階的な
変化や開口ピッチに対応したレジストの微細な凹凸を小
さくすることができるので、より高性能・高信頼性のイ
ンクジェットヘッドを製造する事が可能となる。

【０１１４】請求項１４のインクジェットヘッド製造方
法によれば、所定の形状に加工されたレジストと基板も
しくは基板上に形成された絶縁膜を同時にエッチングす
る工程終了後に、振動板が形成される基板と対向電極が
形成される基板の少なくとも一部に２０００Å以上の厚
みのレジストを残すことによりその部分に表面荒れが発
生しないので、後の工程で平坦化等特別な処理をするこ
となく振動板形成基板と対向電極形成基板を直接接合す
る事が可能となり、特性のバラツキの少ないインクジェ
ットヘッドの製造が可能となる。

【０１１５】請求項１５のインクジェットヘッド製造方
法によれば、レジストの非平行ギャップに対応する部分
の両側に、非平行ギャップ部分のレジスト勾配よりも大
きな勾配で形成される段差をレジストに設けることによ
り、エッチング量がばらつきに起因するギャップ幅のバ
ラツキを小さくすることが可能となり特性バラツキの少
ないインクジェットヘッドの製造が可能となる。

【０１１６】請求項１６のインクジェットヘッド製造方
法によれば、基板上にもしくは基板上に形成された絶縁
層上にレジストを塗布後、ギャップ形状に対応して開口
率が徐々に変化する複数の開口部が形成されたフォトマ
スクを利用し縮小光学系をもった露光装置によりレジス
トに露光／現像処理を行うことから、フォトマスク上で
は開口の大きさや開口のピッチがウェハ上よりも大きく
作成する事になることから、フォトマスク作成時の相対
的なバラツキを小さくすることができるので、特性バラ
ツキの小さなインクジェットヘッドを製造する事が可能
となる。

【０１１７】請求項１７のインクジェットヘッド製造方
法によれば、基板上もしくは基板上に形成された絶縁層
上にレジストを塗布後、ギャップ形状に対応して開口率
が徐々に変化する複数の開口部が形成されたフォトマス
クを利用して露光処理を行なうにあたって、露光位置を
ずらして複数回の露光処理を行うことにより、マスクの
開口ピッチに対応したレジストの微細な凹凸を小さくす
ることができるので、より高性能・高信頼性のインクジ
ェットヘッドを製造する事が可能となる。

【０１１８】請求項１８のインクジェットヘッド製造方
法によれば、レジストおよび基板もしくは基板上に形成
された絶縁層を同時にエッチングすることにより前記レ
ジスト形状を所定の比率で前記基板もしくは前記絶縁層
に転写にあたり、前記レジストのエッチレートを基板も
しくは基板上に形成された絶縁層のエッチレートよりも
大きくすることにより、レジスト上に比べ基板もしくは
基板上でのマスクの開口ピッチに対応したレジストの微
細な凹凸は小さくすることができるので、より高性能・
高信頼性のインクジェットヘッドを製造する事が可能と
なる。

【０１１９】請求項１９のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、レジストおよび基板もしくは基板上に形
成された絶縁層を同時にエッチングする工程が枚様式の
処理装置で複数枚の基板を処理する場合に所定の量に満
たないエッチングを一旦行なったのちに最初の処理と処
理順を逆にして所定量のエッチング処理を行なうことに
より処理順によるエッチングスピードの変動の影響を小
さくすることができるので、特性バラツキの小さなイン
クジェットヘッドを製造する事が可能となる。

【０１２０】請求項２０のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、非平行形状を形成する為のレジストおよ
び前記基板もしくは基板上に形成された絶縁層を同時に
エッチングする第一のエッチング工程と全体を均一にエ
ッチングする第二のエッチング工程のそれぞれに対して
最適なエッチング条件を選択することによりより高精度
のギャップ形成が可能となるので、特性バラツキの小さ
なインクジェットヘッドを製造する事が可能となる。

【０１２１】請求項２１のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、レジストおよび前記基板もしくは基板上
に形成された絶縁層を同時にエッチングする第一のエッ
チング工程よりも第二のエッチング工程を後に行うこと
により、第一のエッチング工程前のレジスト膜厚がより
均一に塗布可能となりギャップ形状をより精密に制御す
ることが可能となるので、特性バラツキの小さなインク
ジェットヘッドを製造する事が可能となる。

【０１２２】請求項２２のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、第二のエッチング工程のエッチングマス
クとして第一のエッチング工程終了後に基板上に残った
レジストを用いることにより工程を短縮することができ
るので、製造コストの低減が可能となる。

【０１２３】請求項２３のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、第二のエッチング工程で形成される段差
がシリコン基板上に形成された熱酸化膜のバッファー沸
酸によるエッチングにより形成されることからきわめて
均一性が高く高精度のエッチングが可能となるので、特
性バラツキの小さなインクジェットヘッドを製造する事
が可能となる。

【０１２４】請求項２４のインクジェットヘッドは振動
板形成基板および対向電極形成基板の材料が単結晶シリ
コンであることから、既存の半導体製造装置を使用して
製造することが可能となるので、低価格で高性能のイン
クジェットヘッドを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１の静電型アクチュエータの概略構成
を示した図である。

【図２】 請求項２のギャップ形状の実施例を示すため
の図である。

【図３】 請求項３のギャップ形状の実施例を示すため
の図である。

【図４】 請求項４のギャップ形状の実施例を示すため
の図である。

【図５】 図２に示した静電型アクチュエータのギャッ
プ形成のプロセスを具体的に示した図である。

【図６】 図３に示した静電型アクチュエータのギャッ
プ形成のプロセスを具体的に示した図である。

【図７】 図４に示した静電型アクチュエータのギャッ
プ形状のプロセスを具体的に示した図である。

【図８】 静電型アクチュエータを用いたインクジェッ
トヘッドの一例を示す断面図である。

【図９】 本発明によって製造されたインクジェットヘ
ッドのアクチュエータ部の要部断面である。

【図１０】 本発明によるインクジェットヘッド製造プ
ロセスのフローを説明するための概略図である。

【図１１】 本発明によるインクジェットヘッド製造プ
ロセスの一部のフローを説明するための概略図である。

【図１２】 図１１に示したインクジェットヘッド製造
プロセスの続きのフローを説明するための概略図であ
る。

【図１３】 図１２に示したインクジェットヘッド製造
プロセスの続きのフローを説明するための概略図であ
る。

【図１４】 ギャップ部分のマスクパターンのイメージ
を示す図である。

【図１５】 レジストの感度曲線を示す図である。

【図１６】 フォトマスクの開口率分布の例を示す図で
ある。

【図１７】 露光部の凹凸を模式図を拡大して示す図で
ある。

【図１８】 本発明の他の実施例によって製造されたイ
ンクジェットヘッドアクチュエータ部の要部断面であ
る。

【図１９】 図１８に示したインクジェットヘッドアク
チュエータの製造プロセスのフローを説明するための概
略図である。

【図２０】 図１９の続きのプロセスのフローを説明す
るための概略図である。

【図２１】 図２０の続きのプロセスのフローを説明す
るための概略図である。

【図２２】 フォトマスクの開口率分布の他の例を示す
図である。

【図２３】 本発明の更に他の実施例の製造プロセスを
説明するための概略図である。

【図２４】 レジスト膜厚の分布に段差がある場合の例
を示す図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１…振動板、１２，２２，３２，
４２…電極基板、１３，２３，３３，４３…ギャップ、
１４，２４，３４，４４…基板電極、１１０…隔膜、１
１１…振動板、１２０…支持基板、１２１…絶縁膜、１
２２…対向電極、１２３…絶縁膜、１２４…接着層、１
３０…フォトレジスト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 康弘 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大高 剛一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 滝本 幸也 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 太田 英一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 入野田 貢 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2C057 AF55 AF93 AG54 AG90 AG92 AG93 AP02 AP14 AP24 AP31 AP53 AQ02 BA03 BA15

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動板と該振動板とギャップを介して接
   合される電極基板上に前記振動板に対向して設けられた
   基板電極を有し、前記振動板と前記基板電極との間に駆
   動電圧を印加し、前記振動板を静電力により変形させる
   静電型アクチュエータにおいて、前記振動板と基板電極
   の両方又はいずれかは、その対向している面に絶縁膜を
   有し、前記振動板と基板電極との間における前記振動板
   短手方向の断面におけるギャップは中央部から周辺部に
   向かって小さくなっていることを特徴とした静電型アク
   チュエータ。
2. 【請求項２】 前記ギャップは前記電極基板側に形成さ
   れており、該電極基板の短手方向の断面における形状は
   前記振動板に向かって滑らかな凹形状であり、前記基板
   電極は概ね該凹形状を覆っていることを特徴とする請求
   項１に記載の静電型アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記ギャップは前記電極基板側に形成さ
   れており、該電極基板の短手方向の断面形状は前記振動
   板に向かって周辺部が滑らかな凸形状であり、前記基板
   電極は概ねこの凸形状を覆っていることを特徴とする請
   求項１に記載の静電型アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記ギャップは前記電極基板側に形成さ
   れており、該電極基板の短手方向の断面形状は前記電極
   基板に向かって中央部が滑らかな凹形状と該凹形状に連
   続して周辺部が滑らかな凸形状であり、前記基板電極は
   概ねこの連続した形状を覆っていることを特徴とする請
   求項１に記載の静電型アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記振動板および電極基板はシリコンを
   材料として形成されていることを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれかに記載の静電型アクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記振動板はシリコンで形成され、電極
   基板はシリコン振動板と陽極接合可能な絶縁性材料から
   形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の静電アクチュエータ。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の静電
   型アクチュエータの製造方法において、前記電極基板上
   にフォトレジストの層を形成し、該フォトレジストの層
   にフォトリソグラフィによりギャップ形状を形成し、こ
   のフォトレジスト層をマスクとして前記電極基板材料を
   等方性及び／又は異方性エッチングを行うことにより該
   電極基板材料に所望のギャップ形状を形成することを特
   徴とした静電型アクチュエータの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１乃至６のいずれかに記載の静電
   型アクチュエータの駆動方法において、駆動のために前
   記振動板を変位させたときに、該振動板の少なくとも一
   部が絶縁膜を介して前記基板電極と接した状態であるこ
   とを特徴とする静電型アクチュエータの駆動方法。
9. 【請求項９】 請求項１乃至６のいずれかに記載の静電
   型アクチュエータを用いるインクジェットヘッドであっ
   て、インクを吐出するための液室が前記振動板の一部を
   用いて形成されていることを特徴とするインクジェット
   ヘッド。
10. 【請求項１０】 記録液を吐出するノズルに連通する液
    室の一部を構成する振動板と、振動板に対して非平行な
    ギャップを介して個別電極が対向配置された電極基板を
    有し、前記振動板に取り付けられた共通電極と前記個別
    電極間に駆動電圧を印加し、前記振動板を静電力により
    変形させ記録液を前記ノズル吐出口から吐出させ記録媒
    体に記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法に
    おいて、振動板基板もしくは電極基板の少なくとも一方
    の基板において、ギャップの位置に対応して、前記基板
    上もしくは前記基板上に形成された絶縁層上に所定の形
    状のレジストを形成する工程と、前記レジストおよび前
    記基板もしくは基板上に形成された絶縁層を同時にエッ
    チングすることにより前記レジスト形状を所定の比率で
    前記基板もしくは前記絶縁層に転写する工程を有するこ
    とを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
11. 【請求項１１】 基板上もしくは基板上に形成された絶
    縁層上にレジストを塗布後、少なくとも非平行ギャップ
    形成領域に対応する部分においてギャップ形状に対応し
    て段階的もしくは連続的な透過率分布を持つフォトマス
    クを利用して前記レジストに露光／現像処理を行うこと
    により、所定の形状を持ったレジストを形成することを
    特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッドの
    製造方法。
12. 【請求項１２】 基板上にもしくは基板上に形成された
    絶縁層上にレジストを塗布後、使用するレジスト／装置
    ／露光条件／現像条件において個々の開口が解像しない
    ような複数の開口をもつとともに、前記開口がギャップ
    形状に対応した開口率分布で配置されているフォトマス
    クを利用し、前記開口が解像しないような条件で露光／
    現像処理を行うことにより所定の形状を持ったレジスト
    を形成することを特徴とする請求項１０に記載のインク
    ジェットヘッドの製造方法。
13. 【請求項１３】 露光／現像処理後にレジストの軟化温
    度以上の温度の熱処理を加えることを特徴とする請求項
    １０又は１２に記載のインクジェットヘッドの製造方
    法。
14. 【請求項１４】 所定の形状に加工されたレジストと基
    板もしくは基板上に形成された絶縁膜を同時にエッチン
    グする工程終了後に、振動板が形成される基板と対向電
    極が形成される基板の接合面の少なくとも一部には２０
    ００Å以上の厚みのレジストが残っていることを特徴と
    する請求項１０に記載のインクジェットの製造方法。
15. 【請求項１５】 レジストの非平行ギャップに対応する
    部分の両側に、非平行ギャップ部分のレジスト勾配より
    も大きな勾配で形成される段差をレジストに設けること
    を特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッド
    の製造方法。
16. 【請求項１６】 縮小光学系からなる露光装置により露
    光処理を行なうことを特徴とする請求項１１又は１２に
    記載のインクジェットヘッドの製造方法。
17. 【請求項１７】 基板上にもしくは基板上に形成された
    絶縁層上にレジストを塗布後、処理するレジスト／露光
    装置／露光条件において解像限界以下となるような複数
    の開口を有しているとともに前記開口の開口率はギャッ
    プ形状に対応して徐々に変化するようなパターンを有す
    るフォトマスクを利用して前記レジストに露光／現像処
    理を行う工程において、露光位置をずらして複数回の露
    光処理を行うことを特徴とした請求項１１又は１２に記
    載のインクジェットヘッドの製造方法。
18. 【請求項１８】 レジストおよび基板もしくは基板上に
    形成された絶縁層を同時にエッチングすることにより前
    記レジスト形状を所定の比率で前記基板もしくは前記絶
    縁層に転写にあたり、前記レジストのエッチレートが基
    板もしくは基板上に形成された絶縁層のエッチレートよ
    りも大きいことを特徴とする請求項１１又は１２に記載
    のインクジェットヘッドの製造方法。
19. 【請求項１９】 レジストおよび基板もしくは基板上に
    形成された絶縁層を同時にエッチングする工程が枚様式
    の処理装置で複数枚の基板を処理する場合に所定の量に
    満たないエッチングを一旦行なったのちに最初の処理と
    処理順を逆にして所定量のエッチング処理を行なうこと
    を特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッド
    の製造方法。
20. 【請求項２０】 振動板基板もしくは電極基板の少なく
    とも一方の基板において、ギャップの位置に対応して、
    前記基板上もしくは前記基板上に形成された絶縁層上に
    所定の形状をもったレジストを形成する工程と、前記レ
    ジストおよび前記基板もしくは基板上に形成された絶縁
    層を同時にエッチングすることにより前記レジスト形状
    を所定の比率で前記基板もしくは前記絶縁層に転写する
    第一のエッチング工程と少なくとも電極形成部分が完全
    に開口されたエッチングマスクによって前記基板もしく
    は基板上に形成された絶縁層をエッチングする第二のエ
    ッチング工程を有し、前記第二のエッチング工程により
    形成された凹部内に個別電極を形成することを特徴とす
    る請求項１０に記載のインクジェットヘッドの製造方
    法。
21. 【請求項２１】 第一のエッチング工程よりも第二のエ
    ッチング工程を後に行うことを特徴とする請求項２０記
    載のインクジェットヘッドの製造方法。
22. 【請求項２２】 第二のエッチング工程のエッチングマ
    スクが、第一のエッチング工程終了後に基板上に残った
    レジストであることを特徴とする請求項２０に記載のイ
    ンクジェットヘッドの製造方法。
23. 【請求項２３】 第二のエッチング工程でエッチングさ
    れる材料がシリコン基板上に形成された熱酸化膜であ
    り、エッチャントがバッファード沸酸であることを特徴
    とする請求項２０に記載のインクジェットヘッドの製造
    方法。
24. 【請求項２４】 振動板形成基板および対向電極形成基
    板の材料が単結晶シリコンであって、請求項１０乃至２
    ３のいずれかの方法で製造されたことを特徴とするイン
    クジェットヘッド。