JP2005335140A - 液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、このような事情に鑑み、比較的厚さの薄い流路形成基板の表面を良好に洗浄でき、圧力発生室を高精度に形成することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】 流路形成基板用ウェハの一方面に振動板を介して圧電素子を形成する工程と、保護基板用ウェハを流路形成基板用ウェハの一方面側に接合して接合体とする工程と、流路形成基板用ウェハを所定の厚さにする工程と、接合体の浮力を利用して接合体の流路形成基板用ウェハ側の一部のみを洗浄液に浸漬させて流路形成基板用ウェハの他方面を洗浄する工程と、流路形成基板用ウェハの他方面に保護膜を形成すると共に所定形状にパターニングする工程と、保護膜を介して流路形成基板用ウェハをウェットエッチングすることにより圧力発生室を形成する工程と、接合体を所定の大きさに分割する工程とを具備する。
【選択図】 なし

Description

液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドの代表的な例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合されて圧電素子を封止する圧電素子保持部を有する封止基板を接合したものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなインクジェット式記録ヘッドにおいては、近年、圧電素子を高密度に配列することで印刷品質の向上が図られている。このように圧電素子を高密度に配列する場合、流路形成基板には圧力発生室を高密度に形成されるため、流路形成基板の厚さを比較的薄くすることで、圧力発生室を区画する隔壁の剛性が確保する必要がある。

流路形成基板の厚さ薄くする方法としては、例えば、特許文献１に記載されているように、流路形成基板の表面を研削、あるいはエッチングする方法等がある。そして、このような方法で流路形成基板の厚さを薄く加工した後は、流路形成基板の表面に保護膜を形成し、この保護膜をマスクとして流路形成基板をエッチングすることにより複数の圧力発生室を形成する。

しかしながら、このような方法で流路形成基板を所定の厚みにした後、流路形成基板上に保護膜を形成すると、研磨、あるいはエッチングに起因して保護膜にピンホールが形成されてしまうという問題がある。そして、このようなピンホールが存在する保護膜は密着力が低いため、保護膜をマスクとしてエッチングすることにより圧力発生室を形成すると、保護膜のサイドエッチング量が大きくなり、圧力発生室を高精度に形成することができないという問題がある。

このような問題を解消するためには、流路形成基板上に保護膜を形成する前に、流路形成基板の表面を十分に洗浄する必要がある。流路形成基板（シリコンウェハ）の洗浄する方法としては、洗浄液にウェハ全体を浸漬させて洗浄する方法がある。しかしながら、このように基板全体を洗浄液に浸漬させて洗浄すると、製造不良の原因となるため好ましくない。例えば、封止基板上には、圧電素子を駆動するための駆動ＩＣが接続される接続配線等が設けられている場合が多く、基板全体を洗浄液に浸漬させて洗浄すると、この接続配線が洗浄液によってエッチングされて断線するという問題がある。また、圧電素子保持部内等に洗浄液が侵入して圧電素子が破壊されてしまう虞もある。

また、基板全体の厚さは数百μｍと薄く取扱いが難しく、流路形成基板の表面のみを洗浄するのは困難であった。なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドの製造方法においても、同様に存在する。

特開２００４−８２７２２号公報（第１図、第８図及び第９頁等参照）

本発明は、このような事情に鑑み、比較的厚さの薄い流路形成基板の表面を良好に洗浄でき、圧力発生室を高精度に形成することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、シリコン基板からなり液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハの一方面に振動板を介して圧電素子を形成する工程と、前記圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板が複数一体的に形成される保護基板用ウェハを前記流路形成基板用ウェハの前記一方面側に接合して接合体とする工程と、前記流路形成基板用ウェハの他方面側を加工して当該流路形成基板用ウェハを所定の厚さにする工程と、前記接合体の浮力を利用して当該接合体の前記流路形成基板用ウェハ側の一部のみを洗浄液に浸漬させて当該流路形成基板用ウェハの他方面を洗浄する工程と、前記流路形成基板用ウェハの他方面に保護膜を形成すると共に所定形状にパターニングする工程と、該保護膜を介して前記流路形成基板用ウェハをウェットエッチングすることにより前記圧力発生室を形成する工程と、前記接合体を所定の大きさに分割する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第１の態様では、流路形成基板用ウェハの表面を洗浄することで、保護膜の密着性が向上する。したがって、この保護膜を介して流路形成基板用ウェハをエッチングして圧力発生室を形成する際、保護膜のサイドエッチング量が大幅に低減される。よって、圧力発生室等を高精度に形成することができる。さらに、接合体全体を洗浄液に浸漬させることなく、流路形成基板用ウェハの表面のみを良好に洗浄することができるため、洗浄液に起因する製造不良の発生を防止することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程では、前記接合体の前記封止基板用ウェハ側表面の一部に支持部材を当接させて当該接合体を支持固定し当該接合体の移動を規制することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第２の態様では、接合体全体を洗浄液に浸漬することなく流路形成基板用ウェハの表面をより確実に洗浄することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記封止基板用ウェハには、各封止基板に対応して複数のリザーバ部が予め形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第３の態様では、接合体の浮力がさらに増加するため、接合体全体を洗浄液に浸漬することなく流路形成基板用ウェハの表面をさらに確実に洗浄することができる。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程の前に、前記封止基板用ウェハの表面に保護フィルムを接着して当該封止基板用ウェハに形成された前記圧電素子保持部を含む空間を密封する工程をさらに有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第４の態様では、封止基板用ウェハ上に洗浄液が飛散等した場合でも、洗浄液に起因する製造不良を確実に防止できる。また、封止基板用ウェハの空間が封止されていることで、接合体の浮力が確保される。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記封止基板用ウェハの表面には、前記圧電素子を駆動するための駆動ＩＣが接続される接続配線が予め形成されており、前記保護フィルムは前記接続配線を完全に覆うように当該封止基板用ウェハに接着されることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第５の態様では、接続配線に洗浄液等が付着して、接続配線が断線する等の製造時の不良が確実に防止される。

本発明の第６の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記洗浄液が、アンモニア過酸化水素水混合液であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第６の態様では、所定の洗浄液を用いることで、流路形成基板用ウェハの表面が良好に洗浄される。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記保護膜が、窒化シリコンからなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第７の態様では、保護膜の流路形成基板用ウェハとの密着性が確実に向上する。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る製造方法によって製造されるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバ部３２と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられる保護膜５２を介して、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。

また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等の金属層９５からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。

さらに、このような流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００を保護するための圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されている。そして、圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。また、このような保護基板３０には、圧電素子保持部３１の外側にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて、各圧力発生室１２の列毎の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。また、このような保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、保護基板３０上には、所定パターンで形成された接続配線２００が形成され、この接続配線２００上には圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ２１０が実装されている。そして、各圧電素子３００から圧電素子保持部３１の外側まで引き出された各リード電極９０の先端部と、駆動ＩＣ２１０とが駆動配線２２０を介して電気的に接続されている。

さらに、保護基板３０のリザーバ部３２に対応する領域上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ２１０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、圧電素子３００及び振動板をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインクが吐出する。

以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図６を参照して説明する。なお、図３〜図５は、圧力発生室１２の長手方向の断面図であり、図６は、洗浄工程を模式的に示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハからなり流路形成基板１０が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。

次に、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。次に、図３（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成し、これら圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。

なお、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイッテルビウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子３００の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ_３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ_３（ＰＺ）、Ｐｂ（Ｚｒ_ｘＴｉ_１−ｘ）Ｏ_３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ_１／２Ｎｂ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｔａ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｎｂ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。

また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。

次に、図４（ａ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、まず流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９５を形成する。そして、この金属層９５上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を形成し、このマスクパターンを介して金属層９５を圧電素子３００毎にパターニングすることによりリード電極９０を形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、保護基板３０が複数一体的に形成される保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着剤３５によって接着して接合体１４０を形成する。ここで、保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３２、圧電素子保持部３１等が予め形成されており、保護基板用ウェハ１３０上には、上述した接続配線２００が予め形成されている。また、保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するシリコンウェハであり、保護基板用ウェハ１３０を接合することで流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。

次いで、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０側とは反対側を加工して、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。具体的には、まず、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研削する。その後、更に弗化硝酸等のエッチング液を用いてウェットエッチングする。例えば、本実施形態では、接合体１４０を回転させながら、流路形成基板用ウェハ１１０の表面にエッチング液を吹き付ける、いわゆるスピンエッチングを行い、流路形成基板用ウェハ１１０の厚さが約７０μｍとなるようにした。

次に、図５（ａ）に示すように、保護基板用ウェハ１３０の表面に、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）等からなり、接続配線２００を保護する保護フィルム１５０を接着する。このとき、保護基板用ウェハ１３０の略全面が保護フィルム１５０によって覆われるため、圧電素子保持部３１、リザーバ部３２等、保護基板用ウェハ１３０に形成されている空間はこの保護フィルム１５０によって封止される。

次に、接合体１４０の浮力を利用し、接合体１４０の流路形成基板用ウェハ１１０側の一部のみを所定の洗浄液に浸漬させて流路形成基板用ウェハ１１０の、上述した工程で加工された面を洗浄液によって洗浄する。すなわち、接合体１４０を構成する保護基板用ウェハ１３０には、複数の圧電素子保持部３１及びリザーバ部３２等の空間が形成されているため、接合体１４０は洗浄液中に沈まない程度の浮力を有する。そして、この接合体１４０の浮力を利用して流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄する。

具体的には、図６（ａ）に示すように、ウォーターバス１６０内に貯留されている洗浄液１７０、例えば、アンモニア過酸化水素水混合液（ＳＣ１）に、接合体１４０の流路形成基板用ウェハ１１０側の面を接液させる。このとき、接合体１４０は、洗浄液１７０中に沈むことはなく、その浮力によって洗浄液１７０表面に浮いた状態となる。そして、図６（ｂ）に示すように、接合体１４０の保護基板用ウェハ１３０側の面に支持部材１８０を当接させて、接合体１４０を洗浄液１７０中に所定深さまで押し込み、接合体１４０の流路形成基板用ウェハ１１０側の一部を浸漬させた状態で保持する。そして、この状態で、例えば、洗浄液１７０を循環させて発生させた流れ等を利用して、流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄する。

なお、本実施形態では、一つの棒状の支持部材１８０を、接合体１４０の面方向の略中央部に当接させて、接合体１４０を支持するようにした。これにより、接合体１４０の上下方向及び水平方向の移動が規制されると共に、傾きも規制されている。なお、勿論、複数の支持部材で、接合体１４０を支持するようにしてもよく、各支持部材を当接する位置は、接合体１４０の中央部に限定されず、接合体１４０の移動を規制できるように適宜決定すればよい。

このように流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄した後は、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる保護膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図５（ｃ）に示すように、この保護膜５２をマスクとして流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。次いで、図５（ｄ）に示すように、保護基板用ウェハ１３０上の保護フィルム１５０を除去すると共に、流路形成基板用ウェハ１１０の連通部１３と、封止基板用ウェハのリザーバ部３２との間の弾性膜５０及び絶縁体膜５５を除去して連通孔５３を形成し、この連通孔５３を介して連通部１３とリザーバ部３２とを連通させてリザーバ１００を形成する。

このようにリザーバ１００を形成した後は、図示しないが、保護基板用ウェハ１３０に形成されている接続配線２００上に駆動ＩＣ２１０を実装すると共に、駆動ＩＣ２１０とリード電極９０とを駆動配線２２０によって接続する。その後、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、これら流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。

以上説明したように、本実施形態では、流路形成基板用ウェハを研削等により所定厚さに加工した後、流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄するようにした。これにより、流路形成基板用ウェハ１１０に形成される保護膜５２の密着力が、流路形成基板用ウェハ１１０の洗浄を行わない場合と比較して大幅に向上する。そして、このように保護膜５２の密着力が向上することで、圧力発生室１２等をエッチングにより形成する際の保護膜５２のサイドエッチング量を小さく抑えることができる。すなわち、洗浄を行うことで、保護膜５２にピンホールが形成されるのを防止することができ、保護膜５２のサイドエッチング量を小さく抑えることができる。したがって、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２等を極めて高精度に形成することができる。

また、流路形成基板用ウェハ１１０表面の洗浄する際、接合体１４０の浮力を利用して、接合体１４０を洗浄液に完全に浸漬させることなく、接合体１４０の一部のみを洗浄液１７０中に浸漬させるようにしたので、洗浄液１７０が接合体１４０の保護基板用ウェハ１３０側に流れ込むことがなく、保護基板用ウェハ１３０上の接続配線２００が洗浄液１７０によってエッチングされる等、製造不良の発生を防止することができる。

なお、上述したように本実施形態では、洗浄時に、接続配線２００を保護フィルム１５０により保護するようにしているが、接合体１４０を洗浄液１７０中に完全に浸漬させてしまうと、洗浄液１７０によって保護フィルム１５０が剥がれたり、保護基板用ウェハ１３０と保護フィルム１５０との隙間から洗浄液１７０が侵入するなどして接続配線２００が断線する虞がある。

ここで、流路形成基板用ウェハ１１０の洗浄を行った場合と、行わなかった場合とで、保護膜５２に形成されるピンホールの数、及びサイドエッチング量を比較した結果を下記表１に示す。また、図７には、洗浄を行った場合の保護膜の金属顕微鏡像を示し、図８には、洗浄を行わなかった場合の保護膜の金属顕微鏡像を示す。

なお、ピンホールが形成される要因としては、流路形成基板用ウェハ１１０の研削に起因するものと、ウェットエッチングに起因するものとがあり、各ピンホールが何れの要因で形成されたものかは、形状等から容易に判定することができる。

そして、下記表１の研削に起因するピンホールの数は、保護膜５２をパターニングした状態において、下記の手順で計測したピンホールの数である。すなわち、複数のチップ（流路形成基板）が形成される１枚のウェハ（接合体）から、任意の５チップを選択し、さらに各チップから１０セグメント（圧電素子）を選択する。そして、計５０セグメントの隔壁１１に対向する領域の保護膜５２に存在するピンホールの数を視認により計測した。一方、エッチングに起因するピンホールの数は、１枚のウェハから任意の１チップを選択し、この１チップ領域内に存在するピンホールの数を視認により計測したものである。また、サイドエッチング量は、ピンホールの数を計測した保護膜５２をマスクとして流路形成基板１０をエッチングにより形成した後に、上記選択領域で測定した値（最大値）である。

上記表１に示す結果からも明らかなように、流路形成基板用ウェハ１１０の洗浄を行うことで、保護膜５２に形成されるピンホールの数を減少させることができる。また、サイドエッチング量も、洗浄を行わなかった場合よりも大幅に減少させることができる。さらに、このことは、図７及び図８に示す金属顕微鏡像からも明らかである。すなわち、洗浄を行った場合（図７）、保護膜のサイドエッチングは視認できない程度であったが、洗浄を行わなかった場合には（図８）、絶縁膜のサイドエッチングを容易に視認することができた（例えば、図中実線で囲まれた領域）。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０を洗浄する際に、棒状の支持部材１８０によって接合体１４０を支持するようにしたが、支持部材１８０の構造は特に限定されるものではない。例えば、図９に示すようには、支持部材１８０Ａは、接合体１４０の端面側から相対向するように張り出した複数の張り出し部１８１によって接合体１４０を支持するものであってもよい。このような支持部材１８０Ａを用いる場合には、まず、図９（ａ）に示すように、支持部材１８０Ａの張り出し部１８１ａ，１８１ｂ間に接合体１４０を挿入する。これにより、接合体１４０は、張り出し部１８１ａが流路形成基板用ウェハ１１０側の面に当接することで支持される。そして、図９（ｂ）に示すように、この状態のまま支持部材１８０Ａを下降させ、接合体１４０を洗浄液１７０中に浸漬させる。このとき、上述したように接合体１４０はその浮力によって洗浄液１７０上に浮くため、洗浄液１７０上では、接合体１４０は、接合基板用ウェハ側の面に張り出し部１８１ｂが当接することよって支持される。この状態で、流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄することにより、上述の実施形態と同様に、流路形成基板用ウェハ１１０の表面を良好に洗浄することができる。

また、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を模式的に示す図である。 実施形態１に係る保護膜を示す金属顕微鏡像である。 従来技術に係る保護膜を示す金属顕微鏡像である。 他の実施形態に係る記録ヘッドの製造工程を模式的に示す図である。

符号の説明

１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ 圧電素子保持部、 ３２ リザーバ部、 ３５ 接着剤、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 ９５ 金属層、 １００ リザーバ、 １１０ 流路形成基板用ウェハ、 １３０ 保護基板用ウェハ、 １４０ 接合体、 １５０ 保護フィルム、 １８０ 支持部材、 ２００ 接続配線、 ２１０ 駆動ＩＣ、 ２２０ 駆動配線、 ３００ 圧電素子

Claims (7)

1. シリコン基板からなり液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハの一方面に振動板を介して圧電素子を形成する工程と、前記圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板が複数一体的に形成される保護基板用ウェハを前記流路形成基板用ウェハの前記一方面側に接合して接合体とする工程と、前記流路形成基板用ウェハの他方面側を加工して当該流路形成基板用ウェハを所定の厚さにする工程と、前記接合体の浮力を利用して当該接合体の前記流路形成基板用ウェハ側の一部のみを洗浄液に浸漬させて当該流路形成基板用ウェハの他方面を洗浄する工程と、前記流路形成基板用ウェハの他方面に保護膜を形成すると共に所定形状にパターニングする工程と、該保護膜を介して前記流路形成基板用ウェハをウェットエッチングすることにより前記圧力発生室を形成する工程と、前記接合体を所定の大きさに分割する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
2. 請求項１において、前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程では、前記接合体の前記封止基板用ウェハ側表面の一部に支持部材を当接させて当該接合体を支持固定し当該接合体の移動を規制することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 請求項１又は２において、前記封止基板用ウェハには、各封止基板に対応して複数のリザーバ部が予め形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程の前に、前記封止基板用ウェハの表面に保護フィルムを接着して当該封止基板用ウェハに形成された前記圧電素子保持部を含む空間を密封する工程をさらに有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 請求項４において、前記封止基板用ウェハの表面には、前記圧電素子を駆動するための駆動ＩＣが接続される接続配線が予め形成されており、前記保護フィルムは前記接続配線を完全に覆うように当該封止基板用ウェハに接着されることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
6. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記洗浄液が、アンモニア過酸化水素水混合液であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
7. 請求項１〜６の何れかにおいて、前記保護膜が、窒化シリコンからなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
   

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