JP4640222B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
従来、インクジェット式プリンターなどに用いられるインクジェットヘッドとして、ピエゾ方式（圧電方式）のものやバブル方式（サーマル方式）のものなどが知られている。このようなインクジェットヘッドは、インクを貯留する圧力室を有し、この圧力室内のインクを、ピエゾ方式ではアクチュエーターによって、バブル方式では溶媒を沸騰させることにより発生した気泡によって押し出し、吐出させる機構となっている。
このようなインクジェットヘッドでは、例えば前記のピエゾ方式やバブル方式のものなどでも、圧力室を、半導体プロセスでシリコン基板（シリコンウエハ）に形成するのが一般的である。圧力室をシリコン基板に形成する理由としては、シリコン基板（シリコンウエハ）は加工が比較的容易であり、圧力室を精度よく作製できることが挙げられる。また、特にバブル方式のインクジェットヘッドでは、ヒータの形成が容易であり、かつヒータによる加熱に十分耐え得る耐熱性があることも理由として挙げられる。
ところで、このようなシリコン基板（シリコンウエハ）を用いた半導体プロセスでは、製造コストを下げるために異物・欠陥等による不良率を下げ、歩留まりを上げることが必要であるが、この歩留まりにはチップサイズが大きく影響する。ところが、一般に、このインクジェットヘッドを形成するための要素となるヘッド用チップは所望のノズル数を確保しようとした場合、ＩＣチップに比べて大きく本質的に歩留まりが困難である。
例えば、現在、最も高密度化されたヘッドでも６００ｄｐｉ（ノズルピッチ４２．３μｍ）であり、これを構成する１チップのサイズは、ＩＣチップと比較して大型となる。したがって、一枚のシリコン基板（シリコンウエハ）から得られるヘッド用チップは、ＩＣチップの場合に比べて少なくなり、よって良品としてのヘッド用チップの絶対数を確保するためには、ＩＣチップの場合よりもさらに歩留まりを高くする必要があるのである。
ところで、前述したように例えばピエゾ方式のインクジェットヘッドでは、従来、圧力室のみをシリコンウエハにより形成し、ＰＺＴ等の圧電薄膜を有したアクチュエーターなど、他の部品をこれに貼り付けていくことで、ヘッドを組み立てる製造方法が主流であった。しかし、この製造方法では、圧力室以外の部品についての加工精度に問題があるため、高密度化に限界がある。
したがって、近年では、アクチュエーターやこれに接続する配線などを基板上に直接形成する、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）による製造方法が開発されている。この製造方法では、基板上にアクチュエーターや配線などを形成し、その後、同じ基板を加工して圧力室を形成し、さらに必要に応じて基板を個片化（ダイシング）することにより、インクジェットヘッドの構成要素となるヘッド用チップを作製している（例えば、特許文献１参照）。
このような製造方法にあっては、ＰＺＴなどの圧電薄膜（圧電体膜）を気相法、又は液相法で作製する際、結晶化のためのアニール温度が例えば６００℃程度にまでなることから、基板としては少なくとも６００℃以上の耐熱性を有していることが必須となる。そこで、基板としてシリコン（シリコンウエハ）を用いれば、耐熱性の点で問題がなく、しかも、前述したように圧力室を容易にかつ高精度で形成できるといった利点もそのまま有したものとなり、非常に合理的である。
特開２００４−６７２２号公報
しかしながら、この製造方法では、圧力室のみをシリコン基板から形成する従来法に比べ、シリコン基板に対してアクチュエーターやこれに接続する配線等を形成する工程が追加されるため、シリコン基板でのプロセス部分が長くなり、したがって異物や欠陥等による不良の発生が起こり易くなる。その結果、一枚のシリコン基板（シリコンウエハ）から得られるヘッド用チップの良品の数、すなわち歩留まりが十分に得られなくなってしまい、前述したように良品としてのヘッド用チップの絶対数が十分に確保できなくなり、製造コストの低減化が大きく妨げられていた。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、良品としてのヘッド用チップの歩留まりを上げ、その絶対数を十分に確保するようにし、これによって製造コストの低減化を可能にした、インクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するため本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、インクを貯留する圧力室と、該圧力室に設けられて前記インクを吐出するためのノズルと、前記圧力室の内圧を変化させ、前記ノズルから該圧力室内のインクを吐出させるためのアクチュエーターと、を具備してなるインクジェットヘッドの製造方法において、
基板上に液相法又は気相法を用いて前記アクチュエーターを形成し、上部構造体を製造する工程と、
前記基板から前記上部構造体を分離する工程と、
前記基板とは別に、圧力室を有する下部構造体を金属ガラスによって形成する工程と、
前記上部構造体と前記下部構造体とを接合する工程と、を備えたことを特徴としている。
このインクジェットヘッドの製造方法によれば、アクチュエーターを含む上部構造体と圧力室を有する下部構造体とを、同一の基板から形成することなくそれぞれ別に形成し、これらを接合して例えばインクジェットヘッドの構成要素となるヘッド用チップを形成するので、予め検査して良品と判定された上部構造体と、別に検査して良品と判定された下部構造体とを接合することで、前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）を上げ、その絶対数を十分に確保することができる。
すなわち、シリコン基板上にアクチュエーターやこれに接続する配線などを直接形成し、さらに同一のシリコン基板に圧力室も形成する従来法では、多くの工程を経てアクチュエーターや配線などを形成した後、圧力室を形成した際に、例えば異物や欠陥等に起因してこの圧力室に不良が発生すると、その上に形成された正常なアクチュエーターや配線なども、結果的に不良品の一部となってしまう。したがって、この正常なアクチュエーターや配線などは、最終的な製品に供されることができなくなり、そのため歩留まりが大きく低下し、製造コストの低減化が妨げられていた。
これに対し、本発明によれば、前述したように良品と判定された正常な上部構造体は、同じく良品と判定された下部構造体と接合されるようになるので、正常であるにもかかわらず不良品となってしまうといった不都合がなく、したがって、前述したように前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）が上がり、その絶対数も十分に確保できることにより、製造コストの低減化が可能になる。
また、下部構造体を金属ガラスによって形成しているので、例えば従来のようにシリコンウエハから形成する場合に比べ、加工バラツキなどが少なく、したがって良品率が高くなる。また、高価なシリコンに比べて安価であることから、材料コストの低減化が図れる。
また、高温プロセスを含むインクジェットヘッドの上部構造体の製造工程と、低温プロセスからなる下部構造体の形成工程とを、連続させることなく別にしているので、工程管理が容易になり、したがって生産性の向上を図ることが可能になる。
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記下部構造体を形成する工程は、シリコンを加工することで下部構造体形成用のシリコン型を形成する工程と、前記シリコン型に金属ガラスを入れる工程と、前記金属ガラスをシリコン型から離型することで下部構造体を形成する工程と、からなるのが好ましい。
このようにすれば、シリコン基板を用いることで比較的容易にしかも高精度にシリコン型を形成することができるため、このシリコン型から下部構造体をより容易にかつ高精度に形成することができる。
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記下部構造体を形成する工程は、シリコンを加工することで下部構造体のレプリカを形成する工程と、前記レプリカの表面に導電膜を形成する工程と、電鋳法によって前記レプリカの表面を覆って金属型を形成する工程と、前記金属型から前記レプリカを離型する工程と、前記金属型に金属ガラスを入れる工程と、前記金属ガラスを金属型から離型することで下部構造体を形成する工程と、からなるのが好ましい。
このようにすれば、シリコンからレプリカを作製するため、レプリカを高精度に形成することができる。したがって、このレプリカを基に形成した金属型も高精度になることから、この金属型から下部構造体をより高精度に形成することができる。また、金属型は例えばシリコンからなる型などに比べて耐久性が高いため、量産性に優れたものとなる。
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記下部構造体を形成する工程では、得られた金属ガラスからなる下部構造体の表層部を加熱酸化してその表面に酸化膜を形成する工程を、有しているのが好ましい。
このようにすれば、圧力室の内壁面を構成する面も酸化膜となるため、より化学的に安定になることで耐薬品性などが向上し、種々のインクに対して良好な耐性を有するようになる。
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記下部構造体を形成する工程では、金属ガラスによって下部構造体を構成する複数の部材を形成し、その後、該部材を組み立てることで下部構造体とするようにしてもよい。
下部構造体の形状が複雑になっても、該下部構造体を複数の部材にして形成し、これら部材を組み立てることで下部構造体を得るため、個々の部材については比較的単調な形状にすることで、複雑な形状の下部構造体の製造を比較的容易にすることができる。
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記アクチュエーターが、圧電体素子からなるのが好ましい。
圧電体素子でアクチュエーターを構成することにより、インクの吐出駆動を精度良く行わせることができるうえ、バブル方式に比べ、高速駆動も可能となる。
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記基板が、シリコン基板であるのが好ましい。
特に基板上への圧電体素子の形成には高温の熱処理プロセスが必要であるため、、基板としては十分な耐熱性が必要になるが、シリコン基板を用いることで、耐熱性についての要件を満たすことになる。また、アクチュエーターの形成などを半導体プロセスによって行う場合にも、基板のサイズの選択肢が広く大型の基板（１２ｉｎｃｈ）も用意可能であることや、既存の半導体プロセス装置をそのまま利用できることなどから、有利になる。
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記金属ガラスが、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、希土類、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃａの少なくとも一種を主成分もしくは添加成分としているのが好ましい。
このようにすれば、金属ガラス材料を適宜に調整することにより、上部構造体との接合性を高めることができる。
本発明のインクジェットヘッドは、インクを貯留する圧力室と、該圧力室に設けられて前記インクを吐出するためのノズルと、前記圧力室の内圧を変化させ、前記ノズルから該圧力室内のインクを吐出させるためのアクチュエーターと、を具備してなるインクジェットヘッドにおいて、
基板上に液相法又は気相法によって前記アクチュエーターが形成され、さらに前記基板から分離されたことで得られる上部構造体と、前記基板とは別に、金属ガラスにより圧力室を有して形成された下部構造体とが、一体に接合されてなることを特徴としている。
このインクジェットヘッドによれば、アクチュエーターを含む上部構造体と圧力室を有する下部構造体とが、同一の基板から形成されることなくそれぞれ別に形成され、これらが一体に接合されて例えばインクジェットヘッドの構成要素となるヘッド用チップが形成されるので、予め検査して良品と判定された上部構造体と、別に検査して良品と判定された下部構造体とが接合されることで、前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）が上がり、その絶対数が十分に確保される。
また、下部構造体が金属ガラスによって形成されているので、例えば従来のようにシリコンウエハから形成される場合に比べ、加工バラツキなどが少なく、したがって良品率が高くなる。また、高価なシリコンに比べて安価であることから、材料コストの低減化が図れる。
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明のインクジェットヘッドの一実施形態について説明する。
図１は、インクジェットヘッドの一実施形態の要部、すなわちヘッド用チップの要部を示す図であり、図１中符号１はインクジェットヘッドである。このインクジェットヘッド１は、インクジェット式プリンターなどに用いられるもので、インクを貯留する圧力室２と、該圧力室２に貯留されたインクを吐出するためのノズル３と、前記圧力室２の内圧を変化させ、前記ノズル３から該圧力室２内のインクを吐出させるためのアクチュエーター４と、を備えて構成されたものである。
また、このインクジェットヘッド１は、圧力室２側を構成する下部構造体５と、アクチュエーター４側を構成する上部構造体６と、を有した略直方体状のヘッド用チップ（図示せず）を、一個又は複数個備えて構成されている。ここで、前記ヘッド用チップには、アクチュエーター４が多数（例えば１８０個×２列、又は３６０個×２列）形成されており、さらに圧力室２が、これらアクチュエーター４に対して１：１に対応して形成されている。
下部構造体５は、金属ガラスの硬化体からなる略直方体状のもので、前記したように多数の圧力室２を有し、これら圧力室２の側部に連通部７を有し、また圧力室２の底面側にノズル部８を有したものである。この下部構造体５には、その底面側、すなわちインクジェットヘッド１の底面側に、前記ノズル部８に連通するノズル３を形成したノズルプレート９が貼設されている。この下部構造体５を構成する金属ガラスは、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、希土類、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃａの少なくとも一種を主成分もしくは添加成分としているのが好ましい。このような金属ガラスは、後述するように低温で加熱された後冷却されることで硬化し、ガラス質を示すもので、硬化前あるいは硬化後に成型用の型に入れられ、形状が転写された後、離型させられることで成型されたものである。
ここで、前記圧力室２は、下部構造体５の上面側を開口し、底面（下面）側にノズル部８のみを開口したもので、後述するようにその上面側が上部構造体６の振動板１０に覆われたことにより、ノズル孔、インク供給口以外は閉じられた状態に形成されたものである。
また、このような圧力室２は、インクジェットヘッド１の底面側を示す斜視図である図２に示すように、二列に整列した状態で多数配設されており、その底面側がノズルプレート９によって覆われ、閉じられている。ノズルプレート９に形成された多数のノズル３は、それぞれ圧力室２内に連通する位置に配置され、かつ二列に整列した状態で配置されている。
なお、図２では、簡略化して圧力室２を１２個×２列で示したが、実際には、前述したように多数のアクチュエーター４に対応して、圧力室２も多数個形成されている。また、本実施形態では２列で示しているが、必ずしも２列である必要はない。一列内で必要なノズル数、チップサイズ、必要な総ノズル数等を考慮し、都度適当な列数にすればよい。一般に列数を減らし、チップサイズを小型化すればアクチュエーターや圧力室の歩留まりは向上するが、ヘッドにチップを組み込む工程での煩雑さは増える。
このような圧力室２は、圧力室２の配列方向に沿って形成された連通部７により連通している。そして、連通部７にはこれに連通してリザーバ（図示せず）が設けられ、このリザーバにはインク供給口（図示せず）が形成されている。このような構成のもとに圧力室２には、インクジェットヘッド１とは別に設けられたインクタンク（図示せず）より、チューブ（図示せず）を介して前記インク供給口にインクが供給され、さらにリザーバ、連通部７を経てインクが供給されるようになっている。
上部構造体６は、図１に示したように下部構造体５の上面側、すなわち前記ノズルプレート９と反対の側の面に接合されたものである。この上部構造体６は、その底面側に振動板１０を有し、この振動板１０の下面が前記下部構造体５に接合したことにより、下部構造体５に一体化されたものである。振動板１０は、前述したように圧力室２の上面側を覆ってこれを閉じるもので、アクチュエーター４の駆動によって変位（撓曲）し、圧力室２の内圧を変化させるものである。
このような振動板１０は、酸化珪素（ＳｉＯ２等のＳｉＯｘ）と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２等のＺｒＯｘ）との積層膜からなっている。すなわち、下部構造体５側に酸化珪素膜（図示せず）が配設され、その上に酸化ジルコニウム膜（図示せず）が配設されたことにより、これら積層膜によって振動板１０が構成されている。この振動板１０は、厚さが例えば１〜２μｍ程度に形成されている。なお、この振動板１０については、前記積層膜によって構成することなく、例えば酸化ジルコニウムのみの単層膜によって構成してもよい。
振動板１０の上には、前記アクチュエーター４が形成されている。アクチュエーター４は、前述したように圧力室２に１：１に対応して配設されたもので、図１に示したように、二列に整列した圧力室２のそれぞれの直上に配置され、したがってこれらアクチュエーター４も二列に整列したものとなっている。このアクチュエーター４は、本実施形態では圧電体素子（ピエゾ素子）からなるもので、下部電極１１と圧電体膜１２と上部電極１３とから構成されている。
下部電極１１は、本実施形態では前記振動板１０上の全面に形成されたもので、厚さが例えば０．２μｍ程度の白金等によって形成されている。この下部電極１１は、振動板１０上の全面に形成されたことにより、アクチュエーター４の駆動によって振動板１０とともに変位するようになっている。すなわち、この下部電極１１は、アクチュエーター４の構成要素であるとともに、振動板１０と同じ機能をも発揮するようになっている。なお、本実施形態において下部電極１１は、複数のアクチュエーター（圧電体素子）４の共通電極となっている。
圧電体膜１２は、厚さが例えば１μｍ程度のＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等によって形成されたものであり、上電極膜１２は、厚さが例えば０．１μｍ程度の白金等によって形成されたものである。これら圧電体膜１２と上部電極１３とは、下部電極１１と異なり、アクチューエーター４毎に独立して島状に形成されている。このような構成のもとにアクチュエーター４は、それぞれ独立して駆動するようになっている。
これらアクチュエーター４上には、それぞれ保護膜１４を介して配線１５が接続されている。すなわち、前記下部電極１１上には、前記圧電体膜１２及び上部電極１３を覆って酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３等のＡｌＯｘ）等からなる保護膜１４が形成されている。そして、この保護膜１４には前記上部電極１３に通じるコンタクトホール１６が形成され、これにより該配線１５は、前記上部電極１３に電気的に接続したものとなっている。
また、このように振動板１０、アクチュエーター４、配線１５等が形成されてなる上部構造体６の上には、封止板１７が貼設されており、これによって本実施形態のインクジェットヘッド１が構成されている。この封止板１７は、アクチュエーター部を保護する機能と、駆動制御用ＩＣチップを配置することによる配線基板としての機能と、ＣＭＰをする際のウエハ支持基板としての機能と、を有するものである。また、封止板１７に直接制御用ＩＣを設けることなく、前記配線１５から封止板１７を経由してフレキシブル回路基板を外付けし、このフレキシブル回路基板（図示せず）にアクチュエーター４の駆動を制御する半導体装置を設けるようにしてもよい。
このような構成からなるインクジェットヘッド１にあっては、アクチュエーター４に通電すると、圧電体膜１２が圧電効果によってひずみ、変位することで外側に撓曲する。すると、下部電極１１と振動板１０とが圧電体膜１２と一体になって同時に変位し、外側（封止板１７側）へ撓曲することで、圧力室２内の容積を増大させ、内圧を低くする。
このようにして圧力室２内の容積が増大し、内圧が低下すると、連通部７を介して接続するリザーバ（図示せず）内にインクが充填されている場合には、増大した容積分に相当するインクが、リザーバから連通部７を介して圧力室２内に流入する。
そして、このような状態からアクチュエーター４へそれまでと逆の電位を通電すると圧力室側に振動板１０が撓むことにより圧力室内の体積が減少し、内圧が高まる。これによってインクはノズル３から液滴となって吐出される。
なお、前記リザーバには、前述したようにインクジェットヘッド１とは別に設けられたインクタンク（図示せず）より、チューブ（図示せず）を介してインクが供給されるようになっている。
次に、このような構成からなるインクジェットヘッド１の製造方法に基づき、本発明のインクジェットヘッドの製造方法の一実施形態について説明する。
本発明が特に従来の製造方法と異なるところは、半導体プロセスにより下部構造体５と上部構造体６とを別個に形成し、特にそれぞれ良品として判定されたものどうしを接合することにより、良品としてのインクジェットヘッド１を得る点にある。
すなわち、本実施形態では、まず図３（ａ）に示すようにシリコン基板（シリコンウエハ）２０を用意する。ただし、従来では、ＫＯＨを用いた異方性エッチングでシリコン基板を直接加工し、圧力室を形成しているため、シリコン基板としては高価なＳｉ（１１０）基板を用いる必要があったが、本発明では、後述するようにシリコン基板に圧力室を加工しないため、高価なＳｉ（１１０）基板を用いる必要はなく、比較的安価な通常のＳｉ（１００）基板を用いることができる。
そして、このシリコン基板２０を熱酸化処理することにより、その表層部に酸化珪素（ＳｉＯ２）膜を形成する。続いて、この酸化珪素膜上にスパッタ法でジルコニウム（Ｚｒ）を成膜する。次いで、これを熱酸化処理することにより、ジルコニウム膜から酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜を形成し、これによって図３（ｂ）に示すように、酸化珪素膜と酸化ジルコニウム膜との積層膜からなる振動板１０を形成する。なお、酸化ジルコニウム膜は、振動板の膜厚、剛性の調整と、この上部に形成する白金電極膜（下部電極１１）の配向制御と、さらに上層のＰＺＴ（圧電体膜１２）からの鉛の拡散を酸化珪素膜まで広がらないように止める拡散バリア層の役割を果たしている。振動板膜厚、剛性の調整の機能については酸化珪素膜だけでも可能であり、電極成膜プロセスによって白金膜（下部電極１１）の配向制御が可能であり、電極によって鉛拡散を防ぐことができれば、必ずしも酸化ジルコニウム膜は必要ではない。
次いで、前記振動板１０上にスパッタ法等の気相法によって白金を成膜し、図３（ｃ）に示すように下部電極１１を形成する。白金電極膜（下部電極１１）の製法としては、前記スパッタ法に限らず、蒸着法などの気相プロセスやめっき法のような液相プロセスでも可能である。なお、この下部電極１１を成膜するに先立ち、酸化ジルコニウム膜との間に接着層を形成する。一般には、ＴｉＯｘが用いられるが、ＺｒＯｘ等を用いることもできる。
また、本実施形態では下部電極１１として白金を用いているが、Ｉｒなどの金属や導電性酸化物電極、例えばＳｒＲｕＯ３やＬａＮｉＯ３などでもよい。下部電極１１には電極としての機能の他に、上部に形成する圧電体膜１２の配向制御の機能も必要である。特に（１００）配向させたペロブスカイト構造の酸化物電極は、ＰＺＴ（圧電体膜１２）の配向制御にもっとも都合がよい。
次いで、下部電極１１上に、図３（ｄ）に示すようにゾルゲル法等の液相法によってＰＺＴからなる圧電体層１２ａを形成する。ここで、ゾルゲル法による圧電体層１２ａの形成方法としては、まず、ＰＺＴを構成する金属元素、すなわちＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉを含有する化合物、例えばアルコキシド等の有機化合物を溶媒（分散媒）に溶解（分散）し、得られた溶液（分散液）を公知の塗布法で前記下部電極１１上に配し、その後、焼成することによって圧電体層１２ａを得る、といった手法が採用される。なお、ゾルゲル法以外の手法として、例えばスパッタ法やＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法等の気相法や水熱合成法のような液相プロセスにより、圧電体層１２ａを形成するようにしてもよい。
次いで、圧電体層１２ａ上にスパッタ法等の気相法によって白金を成膜し、図４（ａ）に示すように上部電極層１３ａを形成する。なお、上部電極層１３ａの成膜方法も、下部電極１１と同様、めっき等の液相法も可能であり、また必ずしも白金である必要はない。
このようにして下部電極１１上に圧電体層１２ａ及び上部電極層１３ａを形成したら、公知のレジスト技術、露光・現像技術によってレジストパターン（図示せず）を形成する。そして、このレジストパターンをマスクにして反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングを行い、上部電極層１３ａ及び圧電体層１２ａをパターニングすることにより、図４（ｂ）に示すように上部電極１３及び圧電体膜１２を形成する。これにより、圧電体素子からなるアクチュエーター４が得られる。
ここで、上部電極層１３ａ及び圧電体層１２ａのパターニングによるアクチュエーター４の形成に際しては、シリコン基板２０上に、図５に示すように複数（例えば４０個）のチップ領域２１を設定する。そして、これら各チップ領域２１毎に、予め設定した数のアクチュエーター４を、それぞれ二列に整列させた状態で形成する。なお、このようなアクチュエーター４の形成するためのエッチングにより、特に前記のチップ領域２１についても、これを区画し、かつ隣り合うチップ領域２１間を分ける溝状の境界部２２を形成する。この境界部２２の形成については、例えば振動板１０中の酸化珪素までをエッチングし、シリコン基２０を露出させることで行う。
次いで、図４（ｃ）に示すように前記シリコン基板２０上に、スパッタ法等によってアクチュエーター４を覆って保護膜１４を形成する。なお、この保護膜１４は、ＰＺＴ（圧電体膜１２）を外部環境(特に湿度)から保護するためのものであり、駆動時のアクチュエーター４の撓みを妨げないよう、機能を果たせる範囲内で可能な限り薄く形成するのが好ましい。
次いで、レジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクにして前記保護膜１４をエッチングすることにより、図４（ｄ）に示すように前記上部電極１３に通じるコンタクトホール１６を形成する。
一般に半導体チップの層間絶縁膜に形成したコンタクトホールの場合アスペクト比が大きいため、タングステンプラグ等を形成する必要がある。ところが、本実施形態では、前記層間絶縁膜にあたる保護膜１４の膜厚は１００ｎｍ程度と薄く、またコンタクト径も数ミクロン以上となることから、コンタクトホール１６のアスペクト比が極めて小さい。このためプラグを形成する必要がなく、コンタクトホール１６形成後、直接配線を形成することが可能になる。
次いで、図６（ａ）に示すように保護膜１４上にＡｌ、Ａｕ等の配線材料を成膜して配線層１５ａを形成する。続いて、公知のレジスト技術、露光・現像技術、エッチング技術によって配線層１５ａをパターニングすることにより、図６（ｂ）に示すように前記上部電極１３に電気的に接続する配線１５を形成する。
このようにして各アクチュエーター４毎に配線１５を接続したら、シリコン基板２０上の全てのアクチュエーター４について電気的な検査を行い、さらに外観検査等を行うことにより、図５に示したチップ領域２１毎に、その電気特性や外観についての良否を判定する。
次いで、必要に応じて前記配線１５を覆う層間絶縁膜等（図示せず）を形成し、さらにシリコン基板２０上の全面に、図６（ｃ）に示すように封止板１７を接着等により貼設する。これにより、シリコン基板２０上には、図５に示した各チップ領域２１毎に、上部構造体６が形成される。
次いで、シリコン基板２０の底面側、すなわちアクチュエーター４を形成した側と反対の側を、化学機械研磨法（ＣＭＰ法）で研磨し、図７（ａ）に示すように振動板１０の底面側を露出させる。これにより、シリコン基板２０を前記上部構造体から除去することができる。ここで、研磨量を制御し、特に振動板１０における酸化珪素膜の研磨量を適宜に調整することにより、振動板１０の厚さを所望の厚さに容易に制御することができる。また、酸化珪素膜を全て除去し、酸化ジルコニウム膜を露出させることにより、振動板１０を酸化ジルコニウムのみの単層膜にしてもよい。
その後、必要に応じてエッチングやダイシングを行うことにより、図５に示した各チップ領域２１毎に分離し、図７（ａ）に示したように各チップ単位の上部構造体６を得る。
このようにして各チップ単位の上部構造体６を得たら、先に行った電気特性や外観についての検査結果より、良品と判定されたものを選別し、次工程に供するようにする。
一方、前記シリコン基板２０を用いた工程とは別に、図７（ｂ）に示すように圧力室２を有する下部構造体５を、金属ガラスによって形成する。ここで、このようにして形成する下部構造体５としては、チップ単位となる構造のもの、すなわち、圧力室２を例えば１８０個×２列、又は３６０個×２列に形成したものを形成する。この下部構造体５の形成方法としては、特に以下に示す二通りの型成形法が好適に用いられる。
第１の型成形法は、シリコンからなる型（シリコン型）を用いる方法である。
この方法では、まず、半導体プロセスに用いられるシリコン加工技術やＭＥＭＳなどによってシリコン基板を加工し、図８（ａ）に示すように下部構造体形成用のシリコン型３０を形成する。すなわち、シリコン基板の一方の側を加工することにより、下部構造体の形状に対応するキャビティ３１を形成し、これによってシリコン型３０を得る。ここで、シリコンは加工が容易でしかも高精度の加工が可能であることから、シリコン型３０を容易にかつ高精度に作製することができる。
次に、図８（ｂ）に示すように前記シリコン型３０に、金属ガラス硬化体の前駆体である液状物３２を入れる。
この金属ガラスの液状物３２の調整（作製）方法としては、例えば以下に示す二つの方法が挙げられる。
第１の方法では、加水分解可能な有機金属化合物を、水と有機溶媒とからなる反応液中において、ホウ素イオンの存在下にハロゲンイオンを触媒とし、ｐＨを４．５〜５．０に調整しながら加水分解、脱水縮合させる。これにより、金属ガラス硬化体の前駆体である液状物３２が得られる。
第２の方法では、加水分解可能な有機金属化合物を、水と有機溶媒とからなる反応液中において、ホウ素イオンの存在下でハロゲンイオンを触媒とし、ｐＨを８〜１０に調整しながら加水分解、脱水縮合させた後、沈降した反応生成物を水洗分離する。これにより、金属ガラス硬化体の前駆体である液状物３２が得られる。
このようにして調整した液状物３２は、例えば２００℃以下の温度で加熱しガラス化させることにより、硬化した金属ガラス、すなわち金属ガラスの硬化体となる。
なお、このようにして得られる金属ガラスの硬化体としては、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、希土類、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃａの少なくとも一種を主成分もしくは添加成分としているのが望ましい。
前記液状物３２の調整に用いられる原料である有機金属化合物は、加水分解が可能なものであればよく、特に限定されない。好ましい有機金属化合物は金属アルコキシドであり、ＭＲ２ ｍ（ＯＲ１）ｎ−ｍなる一般式で表される。式中Ｍは酸化数ｎの金属、Ｒ１およびＲ２はアルキル基、ｍは０〜（ｎ−１）の整数を表す。Ｒ１およびＲ２は同一でもよく、異なる基であってもよい。なかでも、Ｒ１およびＲ２が炭素原子４個以下のアルキル基、すなわちメチル基［ＣＨ３−］（以下、Ｍｅで表す）、エチル基［Ｃ２Ｈ５−］（以下、Ｅｔで表す）、プロピル基［Ｃ３Ｈ７−］（以下、Ｐｒで表す）、イソピロピル基［ｉ−Ｃ３Ｈ７−］（以下、ｉ−Ｐｒで表す）、ブチル基［Ｃ４Ｈ９−］（以下、Ｂｕで表す）、イソブチル基［ｉ−Ｃ４Ｈ９−］（以下、ｉ−Ｂｕで表す）等の低級アルキル基が好適に用いられる。
金属アルコキシドとしては、例えば、リチウムエトキシド［ＬｉＯＥｔ］、ニオブエトキシド［Ｎｂ（ＯＥｔ）５］、マグネシウムイソプロポキシド［Ｍｇ（ＯＰｒ−ｉ）２］、アルミニウムイソプロポキシド［Ａｌ（ＯＰｒ−ｉ）３］、亜鉛プロポキシド［Ｚｎ（ＯＰｒ）２］、テトラエトキシシラン［Ｓｉ（ＯＥｔ）４］、チタンイソプロポキシド［Ｔｉ（ＯＰｒ−ｉ）４］、バリウムエトキシド［Ｂａ（ＯＥｔ）２］、バリウムイソプロポキシド［Ｂａ（ＯＰｒ−ｉ）２］、トリエトキシボラン［Ｂ（ＯＥｔ）３］、ジルコニウムプロポキシド［Ｚｒ（ＯＰｒ）４］、ランタンプロポキシド［Ｌａ（ＯＰｒ）３］、イットリウムプロポキシド［Ｙ（ＯＰｒ）３］、鉛イソプロポキシド［Ｐｂ（ＯＰｒ−ｉ）２］等が挙げられる。これら金属アルコキシドは、何れも市販品があり、容易に入手することができる。また、これら金属アルコキシドについては、部分的に加水分解して得られる低縮合物も市販されており、これを原料として使用することも可能である。
また、前記の加水分解が可能な有機金属化合物については、これをそのまま反応に用いてもよいが、反応の制御を容易にするため、溶媒で希釈して用いるのが望ましい。希釈用溶媒は、前記の有機金属化合物を溶解することができ、かつ水と均一に混合することができるものであればよい。一般的には、脂肪族の低級アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコールおよびそれらの混合物等が好適に用いられる。また、ブタノール＋セロソルブ＋ブチルセロソルブ、あるいはキシロール＋セロソルブアセテート＋メチルイソブチルケトン＋シクロヘキサン等の混合溶媒を使用することもできる。
前記有機金属化合物の中で金属がＣａ、Ｍｇ、Ａｌ等である場合には、反応液中の水と反応して水酸化物を生成したり、炭酸イオンＣＯ３ ２−が存在すると炭酸塩を生成して沈澱を生ずるため、隠蔽剤としてトリエタノールアミンのアルコール溶液を添加することが望ましい。溶媒に混合溶解するときの有機金属化合物の濃度は、通常７０（重量）％以下、特に５〜７０（重量）％の範囲に希釈して使用することが望ましい。
また、使用する反応液は、一般に水と有機溶媒とからなる。反応液に用いる有機溶媒としては、水および酸、アルカリと均一な溶液をつくるものであればよく、通常前記有機金属化合の希釈に用いる脂肪族の低級アルコール類が好適である。低級アルコール類のなかでも、メタノール、エタノールより炭素数の多いプロパノール、イソプロパノール、ブタノールおよびイソブタノールが好ましい。反応液を構成する水と有機溶媒の割合は、水の濃度として０．２〜５０ｍｏｌ／ｌの範囲であればよい。
さらに、前記反応液中において、ホウ素イオンの存在下にて、ハロゲンイオンを触媒として有機金属化合物を加水分解する。ホウ素イオンＢ３＋を与える化合物としては、トリアルコキシボランＢ（ＯＲ）３が用いられる。なかでも、トリエトキシボラン［Ｂ（ＯＥｔ）３］が好適に用いられる。反応液中のＢ３＋イオン濃度は１．０〜１０．０ｍｏｌ／ｌの範囲が好ましい。また、ハロゲンイオンはＦ−およびＣｌ−もしくはこれらの混合物が用いられる。用いる化合物としては、前記反応液中でＦ−イオンおよびＣｌ−イオンを生ずるものであればよく、例えばＦ−イオン源にはフッ化水素アンモニウム［ＮＨ４Ｆ・ＨＦ］、フッ化ナトリウム［ＮａＦ］等、Ｃｌ−イオン源は塩化アンモニウム［ＮＨ４Ｃｌ］等が好適である。
反応液中の前記ハロゲンイオンの濃度は、特に限定されないものの、触媒を含む反応液の合計重量に対して０．００１〜２ｍｏｌ／ｋｇ、特に０．００２〜０．３ｍｏｌ／ｋｇの範囲が好ましい。ハロゲンイオンの濃度が０．００１ｍｏｌ／ｋｇより低いと、有機金属化合物の加水分解が十分に進行し難くなり、また、ハロゲンイオンの濃度が２ｍｏｌ／ｋｇを超えると、生成する金属ガラスが不均一になり易くなるためである。
有機金属化合物の加水分解反応は、通常所定量の有機金属化合物を所定量の水と有機溶媒との混合溶媒に混合溶解した主剤溶液と、所定量のハロゲンイオンを含有する所定量の反応液とを、所定の比で混合し十分に攪拌して均一な反応溶液とした後、酸またはアルカリで反応溶液のｐＨを希望の値に調整し、数時間熟成させる。ホウ素化合物は、主剤溶液または反応液に予め所定量を混合溶解しておく。アルコキシボランを用いる場合は、他の有機金属化合物と共に主剤溶液に溶解するのが有利である。以上のような加水分解、脱水縮合により、金属ガラスの液状物３２が生成される。
このようにして得られた金属ガラスの液状物３２は、常温では液体の状態に保持される。そして、例えば２００℃以下の比較的低温による加熱により硬化し、硬化後ガラス質を示す材料となる。このようにして得られたガラス質材料は、樹脂材に比べて耐光性、耐湿性、及び耐熱性に優れ、十分な耐久性を有するものとなる。
したがって、このようにして生成させた金属ガラスの液状物３２を、前述したように前記シリコン型３０に入れ、その状態で該液状物３２を２００℃以下の低温加熱、例えば赤外線照射によって１００℃程度で３０分から２時間程度加熱することにより、硬化させる。その後、この金属ガラスの硬化体を前記シリコン型３０から離型することにより、図７（ｂ）に示したように金属ガラス硬化体からなる下部構造体５を得ることができる。
また、前記シリコン型３０に、金属ガラスの液状物３２でなく、金属ガラスの硬化体を入れ、押し付け成形法によって金属ガラスの硬化体からなる下部構造体５を得ることもできる。すなわち、下部構造体５は非常に薄い構造体であるため、押し付け成形法によっても容易に成形することができるのである。この成形法では、まず、前記の液状物３２から板状の金属ガラス硬化体を形成する。そして、この板状硬化体をシリコン型３０に相対的に押し付け、この硬化体をシリコン型３０のキャビティ３１内に強制的に入れ込む。その際、必要に応じて加熱することにより、硬化体を軟化させるようにしてもよい。このようにして硬化体をキャビティ３１内に入れ込むと、硬化体にはキャビティ３１の形状が転写される。その後、前記シリコン型３０から硬化体を離型することにより、図７（ｂ）に示した下部構造体５が得られる。
このような下部構造体５の形成方法によれば、シリコン基板を用いることで比較的容易にしかも高精度にシリコン型３０を形成することができるため、このシリコン型３０から下部構造体５をより容易にかつ高精度に形成することができる。
また、第２の型成形法は、シリコンを加工することで下部構造体のレプリカを形成し、このレプリカを基に作製した金属型を用いる方法である。
この方法では、まず、半導体プロセスに用いられるシリコン加工技術やＭＥＭＳなどによってシリコンを加工し、図９（ａ）に示すように下部構造体５のレプリカ４０を形成する。なお、図９（ａ）に示したレプリカ４０では、その底面側に板状部４１を形成し、この板状部４１を下部構造体５に対応する部分より外側に張り出させておく。
次に、図９（ｂ）に示すようにこのレプリカ４０の表面に導電膜４２を形成する。導電膜４２としては、例えばＮｉ等の金属で形成するのが好ましく、例えばスパッタ法や無電解メッキ法によってレプリカ４０の表面にＮｉを成膜することにより、導電膜４２を形成する。
次いで、電鋳法によって前記レプリカ４０の表面を覆って金属型を形成する。すなわち、レプリカ４０とその表面に形成した導電膜４２を電鋳型とし、この電鋳型の前記導電膜４２を陰極にして電解メッキを行い、電鋳型の外側にＮｉ等の金属やその合金等を電着させる。これにより、図９（ｃ）に示すように金属型４３を形成する。
次いで、前記金属型４３から前記レプリカ４０を離型し、図９（ｄ）に示すようにレプリカ４０に対応した形状のキャビティ４４を有する金属型４３を得る。このとき、レプリカ４０の表面に形成した導電膜４２が剥離膜として機能し、金属型４３からのレプリカ４０の離型が容易になる。なお、この離型に際しては、レプリカ４０に形成した板状部４１を金属型４３から引きはがすことにより、離型を容易に行うことができる。
このようにして金属型４３を形成したら、前記第１の型成形法の場合と同様にして、図９（ｅ）に示すように金属型４３に金属ガラス硬化体の前駆体である液状物３２を入れ、硬化させる。その後、この金属ガラスの硬化体を前記金属型４３から離型することにより、図７（ｂ）に示したような金属ガラス硬化体からなる下部構造体５を得ることができる。また、前述したように金属型４３に金属ガラスの硬化体を入れることによっても、金属ガラス硬化体からなる下部構造体５を得ることができる。
このような下部構造体５の形成方法によれば、シリコンからレプリカ４０を作製するため、レプリカ４０を高精度に形成することができる。したがって、このレプリカ４０を基に形成した金属型４３も高精度になることから、この金属型４３から下部構造体５をより高精度に形成することができる。また、金属型４３は例えば前記のシリコン型３０などに比べて耐久性が高いため、量産性に優れたものとなる。
なお、完成したインクジェットヘッド１において使用されるインクによっては、圧力室２内のインクと下部構造体５との間で化学反応等が生じ、電池効果が起きたり、腐蝕が起こる可能性もある。そのような場合には、下部構造体５を大気雰囲気中で加熱酸化することなどにより、その表層部に酸化膜を形成してもよい。このように酸化膜を形成することにより、圧力室２の内壁面を構成する面も酸化膜となるため、より化学的に安定になって耐薬品性などが向上する。したがって、圧力室２はインクとの間の反応等が防止され、種々のインクに対して良好な耐性を有するようになる。
また、前記の下部構造体５の形成工程では、下部構造体５を単一部材で構成することなく、複数の部材によって下部構造体５を構成し、これら複数の部材を組み立てることにより、図７（ｂ）に示した下部構造体５を得るようにしてもよい。具体的には、前記第１の型成形法又は第２の型成形法において、シリコン型３０又は金属型４３をそれぞれ複数の型に分割し、これら分割型でそれぞれ下部構造体５の構成部材を金属ガラスによって形成し、得られた構成部材を組み立てることにより、下部構造体５を得る。
このようにすれば、下部構造体５の形状が複雑になっても、これを複数の構成部材にして形成し、さらに組み立てることで下部構造体５が得られるため、個々の部材については比較的単調な形状にすることで、複雑な形状の下部構造体５の製造を比較的容易にすることができる。
このようにして第１の型成形法や第２の型成形法によって下部構造体５を形成したら、得られた下部構造体５について、外観検査等を行い、製品としての良否を判定する。そして、検査結果より良品と判定されたものを選別し、次工程に供するようにする。
次いで、良品として判定された上部構造体６と、良品として判定された下部構造体５とを組み合わせ、図７（ｃ）に示すように上部構造体６の振動板１０側と下部構造体５の上面側とを接合する。接合方法としては、加圧・加熱することで電子を拡散させることによる拡散接合や、水素接合、接合面をプラズマ処理することなどによって活性化させ、これら接合面同士を直接接合する直接接合、さらには、接着剤による接着などが採用可能である。なお、上部構造体６と下部構造体５とをより容易にかつ強固に接合させるためには、例えば振動板１０をジルコニウム酸化物のみの単層膜によって構成し、下部構造体５を構成する金属ガラスとしてジルコニウム（Ｚｒ）またはその酸化物を含有するものを用いることにより、これらの間を熱拡散等によって容易にかつ強固に接合することができる。
その後、下部構造体５の底面側に、従来と同様にしてノズルプレート７を接着等で貼設し、ヘッド用チップ（図示せず）を得る。なお、このノズルプレート７の貼設については、上部構造体６と下部構造体５との接合に先立って行ってもよい。そして、このようにして形成したヘッド用チップを一個又は複数個用い、従来と同様にして組み立てることにより、図１に示したインクジェットヘッド１を得る。
このようにして得られたインクジェットヘッド１は、インクジェット式のプリンターや、工業用のインクジェット装置などに用いられる。
このようなインクジェットヘッド１の製造方法にあっては、アクチュエーター４を含む上部構造体６と圧力室２を有する下部構造体５とをそれぞれ別に形成し、これらを接合してインクジェットヘッド１の構成要素となるヘッド用チップを形成するので、予め検査して良品と判定された上部構造体６と、別に検査して良品と判定された下部構造体５とを接合することで、前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）を上げ、その絶対数を十分に確保することができる。
すなわち、シリコン基板上にアクチュエーターやこれに接続する配線などを直接形成し、さらに同一のシリコン基板に圧力室も形成する従来法では、多くの工程を経てアクチュエーターや配線などを形成した後、圧力室を形成した際に、例えば異物や欠陥等に起因してこの圧力室に不良が発生すると、その上に形成された正常なアクチュエーターや配線なども、結果的に不良品の一部となってしまう。したがって、この正常なアクチュエーターや配線などは、最終的な製品に供されることができなくなり、そのため従来では歩留まりが大きく低下し、製造コストの低減化が妨げられていた。
これに対し、本発明にあっては、前述したように良品と判定された正常な上部構造体６は、同じく良品と判定された下部構造体５と接合されるようになるので、従来のごとく正常であるにもかかわらず不良品となってしまうといった不都合がなく、したがって、前述したように前記ヘッド用チップの良品率（歩留まり）が上がり、その絶対数も十分に確保できることにより、製造コストを低減化することができる。
また、下部構造体５を金属ガラスによって形成しているので、例えば従来のようにシリコンウエハから形成する場合に比べ、加工バラツキなどが少なく、したがって良品率が高くなる。また、高価なシリコンに比べて安価であることから、材料コストの低減化を図ることができる。
また、高温プロセスを含むインクジェットヘッド１の上部構造体６の製造工程と、低温プロセスからなる下部構造体５の形成工程とを、連続させることなく別にしているので、工程管理が容易になり、したがって生産性の向上を図ることができる。
また、このようにして得られた本発明のインクジェットヘッド１にあっては、前述したように予め検査して良品と判定された上部構造体６と、別に検査して良品と判定された下部構造体５とが接合されて形成されているので、良品率（歩留まり）が高く、したがってその絶対数が十分に確保されたものとなる。
また、下部構造体５が金属ガラスによって形成されているので、例えば従来のようにシリコンウエハから形成される場合に比べ、加工バラツキなどが少なく、したがって良品率が高いものとなる。また、高価なシリコンに比べて安価であることから、材料コストも低減化されたものとなる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態ではアクチュエーターとして圧電体素子（ピエゾ素子）を用いたが、このような電気機械変換体以外の駆動素子をアクチュエーターとして用いることもできる。具体的には、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた駆動素子や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式の駆動素子、静電吸引方式、さらにはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式の駆動素子などを採用することもできる。
また、下部構造体５の形成方法についても、金属ガラスで形成できれば、型成形法に限定されることなく、従来公知の種々の方法が採用可能である。
本発明に係るインクジェットヘッドの要部側断面図である。 図１に示したインクジェットヘッドを底面側から見た斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。 （ａ）〜（ｄ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。 製造工程を説明するためのシリコン基板の平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示したインクジェットヘッドの製造工程図である。 （ａ）、（ｂ）は下部構造体の製造工程図である。 （ａ）〜（ｅ）は下部構造体の製造工程図である。
符号の説明
１…インクジェットヘッド、２…圧力室、３…ノズル、４…アクチュエーター、５…下部構造体、６…上部構造体、１０…振動板、１１…下部電極、１２…圧電体膜、１３…上部電極、２０…シリコン基板、３０…シリコン型、３３…金属ガラスの液状物、４０…レプリカ、４２…導電膜、４３…金属型

Claims (8)

  1. インクを貯留する圧力室と、該圧力室に設けられて前記インクを吐出するためのノズルと、前記圧力室の内圧を変化させ、前記ノズルから該圧力室内のインクを吐出させるためのアクチュエーターと、を具備してなるインクジェットヘッドの製造方法において、
    基板上に前記アクチュエーターを形成し、上部構造体を製造する工程と、
    前記基板から前記上部構造体を分離する工程と、
    前記基板とは別に、圧力室を有する下部構造体を金属ガラスによって形成する工程と、
    前記上部構造体と前記下部構造体とを接合する工程と、を備え、
    前記下部構造体を形成する工程は、シリコンを加工することで下部構造体形成用のシリコン型を形成する工程と、前記シリコン型に、加水分解可能な有機金属化合物を加水分解し、さらに脱水縮合して得られた、金属ガラスの硬化体の前駆体である液状物を入れる工程と、前記液状物を硬化させて金属ガラスの硬化体を形成する工程と、前記金属ガラスの硬化体をシリコン型から離型することで下部構造体を形成する工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
  2. インクを貯留する圧力室と、該圧力室に設けられて前記インクを吐出するためのノズルと、前記圧力室の内圧を変化させ、前記ノズルから該圧力室内のインクを吐出させるためのアクチュエーターと、を具備してなるインクジェットヘッドの製造方法において、
    基板上に前記アクチュエーターを形成し、上部構造体を製造する工程と、
    前記基板から前記上部構造体を分離する工程と、
    前記基板とは別に、圧力室を有する下部構造体を金属ガラスによって形成する工程と、
    前記上部構造体と前記下部構造体とを接合する工程と、を備え、
    前記下部構造体を形成する工程は、シリコンを加工することで下部構造体のレプリカを形成する工程と、前記レプリカの表面に導電膜を形成する工程と、電鋳法によって前記レプリカの表面を覆って金属型を形成する工程と、前記金属型から前記レプリカを離型する工程と、前記金属型に、加水分解可能な有機金属化合物を加水分解し、さらに脱水縮合して得られた、金属ガラスの硬化体の前駆体である液状物を入れる工程と、前記液状物を硬化させて金属ガラスの硬化体を形成する工程と、前記金属ガラスの硬化体を金属型から離型することで下部構造体を形成する工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
  3. 前記上部構造体を製造する工程では、基板上に液相法又は気相法を用いて前記アクチュエーターを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
  4. 前記下部構造体を形成する工程では、得られた金属ガラスの硬化体からなる下部構造体の表層部を加熱酸化してその表面に酸化膜を形成する工程を、有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
  5. 前記下部構造体を形成する工程では、金属ガラスの硬化体によって下部構造体を構成する複数の部材を形成し、その後、該部材を組み立てることで下部構造体とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
  6. 前記アクチュエーターは、圧電体素子からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
  7. 前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
  8. 前記金属ガラスは、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、希土類、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃａの少なくとも一種を主成分もしくは添加成分としていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
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