JP4849240B2 - 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド - Google Patents

Description

液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関し、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及びインクジェット式記録ヘッドに関する。

液体噴射ヘッド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とこの圧力発生室に連通する連通部と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連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備し、振動板とこの振動板上に設けられた積層膜とを貫通する貫通部を介してリザーバ部と連通部とを連通させてリザーバを形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、具体的には、振動板及び積層膜の連通部に対向する部分を機械的に打ち抜いて貫通部を形成してリザーバ部と連通部とを連通させている。

しかしながら、このように機械的な加工で貫通部を形成すると、加工カス等の異物が生じ、圧力発生室などの流路内にこの異物が入り込み、吐出不良等の原因となるという問題がある。なお、貫通部を形成後、例えば、洗浄等を行うことで、加工カス等の異物はある程度除去することはできるが完全に除去するのは難しい。また、貫通部を機械的に加工すると、貫通部の周囲に亀裂等が発生し、この亀裂が生じることによっても吐出不良が発生するという問題がある。すなわち、亀裂が発生した状態でインクを充填してノズル開口から吐出させると、亀裂部分から破片が脱落し、この破片がノズル開口に詰まり吐出不良が発生するという問題がある。

このような問題を解決するために、流路形成基板に連通部を形成する前に連通部に対向する領域の振動板を除去して貫通孔（開口部）を形成し、この貫通孔（開口部）を圧電素子から引き出されるリード電極を構成するがリード電極とは不連続の密着層及び金属層（不連続金属層）によって封止した状態でエッチングすることにより連通部を形成し、その後ウェットエッチングによってこの密着層及び金属層を除去して連通部とリザーバ部とを連通させるようにする方法がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１５９８０１号公報 特開２００６−０４４０８３号公報 特開２００５−２５４６２２号公報

このような方法で連通部とリザーバ部とを連通させてリザーバを形成することで、上述したような異物によるノズル詰まり等の発生を防止することができる。しかしながら、例えば、金属層として金（Ａｕ）を用いる場合等に密着層としてニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いると、この密着層が流路形成基板をエッチングするためのエッチング液に接触することで、その表面に変質層（不動態層）が形成されてしまう場合がある。そして、密着層の表面に変質層が形成されてしまうと、その後の工程で密着層をウェットエッチングにより除去するのが困難になる虞がある。

また、上述したように貫通孔（開口部）を密着層及び金属層（不連続金属層）で封止した状態でエッチングすることにより連通部を形成する場合、流路形成基板とリザーバ形成基板とを接合する接着剤に気泡が混入して、接着強度が低下してしまう虞がある。例えば、流路形成基板上に積層膜を形成し、この積層膜を介して流路形成基板とリザーバ形成基板とを接合するようにしたものがあり（例えば、特許文献３参照）、このような構成では、積層膜と不連続金属層との高さに差が生じてこの部分の接着剤に気泡が混入し、流路形成基板とリザーバ形成基板とを接着する接着強度が低下してしまう虞がある。

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においても、同様に存在する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、密着層をウェットエッチングによって確実に除去してリザーバを良好に形成することができ、且つ流路形成基板とリザーバ形成基板とを強固に接合することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、シリコン基板からなり液滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と該圧力発生室に連通する連通部とが形成されると共に一方面側に下電極膜、圧電体層及び上電極膜からなる圧電素子が設けられる流路形成基板と、該流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され前記連通部と連通するリザーバ部が形成されるリザーバ形成基板とを有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記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側に振動板を介して前記下電極膜を形成し前記圧力発生室に対向する領域の下電極膜を所定形状にパターニングすると共に、前記圧力発生室の列の周囲に前記圧力発生室に対向する領域の下電極膜とは不連続の不連続下電極膜を形成する工程と、前記流路形成基板用ウェハ上に前記圧電体層及び前記上電極膜を積層及びパターニングして前記圧力発生室に対向する領域に前記圧電素子を形成すると共に、前記不連続下電極膜上の一部に前記圧電素子とは不連続の積層膜を形成する工程と、前記連通部となる領域の前記不連続下電極膜及び前記振動板を除去して開口部を形成する工程と、絶縁材料からなる保護膜を前記不連続下電極膜の表面を覆って形成する工程と、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなる密着層と金属層とで構成され各圧電素子からその一方の端部側に引き出されるリード電極を形成すると共に前記密着層と前記金属層とで構成されるが前記リード電極とは不連続の不連続金属層を前記不連続下電極膜上まで連続するように前記開口部に対応する領域に形成する工程と、前記リザーバ部を有するリザーバ形成基板が複数一体的に形成されたリザーバ形成基板用ウェハを前記流路形成基板用ウェハの一方面側に接合する工程と、前記不連続金属層で前記開口部が封止された状態で前記流路形成基板用ウェハをその他方面側からウェットエッチングして前記連通部を形成する工程と、前記不連続金属層を構成する密着層及び金属層を順次ウェットエッチングすることによって除去して前記リザーバ部と前記連通部とを連通させる工程と、前記流路形成基板用ウェハ及び前記接合基板用ウェハを分割する工程と、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。

かかる本発明では、各開口部に対応する領域の不連続金属層が不連続下電極膜上まで連続的に形成されているため、流路形成基板用ウェハとリザーバ形成基板用ウェハとを接着する接着剤への気泡の混入を抑えて、両基板を良好に接合することができる。また、不連続金属層が不連続下電極膜と絶縁されているため、流路形成基板をエッチングする際に、不連続金属層を構成する密着層の表層に変質層が形成されるのを防止することができる。したがって、ニッケルクロムからなる密着層をウェットエッチングによって確実に除去してリザーバを良好に形成することができる。

ここで、前記保護膜の材料として、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、タンタルシリコン、酸化アルミ及び酸化タンタルからなる群から選択される何れかを用いることが好ましい。これにより、不連続下電極膜と不連続金属層とをより確実に絶縁することができる。

また、前記不連続金属層を構成する密着層を除去するためのエッチング液として、塩酸過水を用いることが好ましい。これにより、不連続金属層を構成する密着層をエッチングによって確実に除去することができる。

また、前記流路形成基板用ウェハをエッチングするためのエッチング液として、水酸化カリウム溶液を用いることが好ましい。これにより、密着層の表面に変質層が形成されるのを防止しつつ、流路形成基板に連通部を高精度に形成することができる。

さらに、前記金属層が金（Ａｕ）からなることが好ましい。これにより、リード電極を良好に形成できると共に、不連続金属層によって開口部を確実に封止することができる。

また、本発明は、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と該圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極膜、圧電体層及び上電極膜からなる複数の圧電素子と、前記連通部と連通してリザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板とを具備し、前記圧力発生室の周囲には当該圧電素子とは不連続の不連続下電極膜が設けられると共に、該不連続下電極膜上の一部に前記圧電素子とは不連続の圧電体層及び上電極膜からなる積層膜が設けられ、且つ前記連通部の周囲の前記不連続下電極膜の表面が絶縁材料からなる保護膜によって覆われていると共に、当該不連続下電極膜上には、前記保護膜を介して前記リード電極とは不連続の不連続金属層が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。

かかる本発明では、積層膜と不連続金属層との段差が極めて小さいため、流路形成基板用ウェハとリザーバ形成基板用ウェハとを接着する接着剤への気泡の混入が抑えられ、両基板の接合強度が向上する。

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、本発明の実施形態１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Ａ−Ａ′断面図であり、図３は図２の一部を拡大した断面図である。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０．５〜２μｍの弾性膜５０と、酸化ジルコニウムからなり厚さ約０．４μｍの絶縁体膜５５とが形成されている。

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の長手方向一端部側には、隔壁１１によって区画され各圧力発生室１２に連通するインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。さらに、連通路１４の外側には、各連通路１４とそれぞれ連通する連通部１５が設けられている。また詳しくは後述するが、流路形成基板１０にはリザーバ形成基板３０が接合され、連通部１５は、弾性膜５０及び絶縁体膜５５に設けられた開口部５０ａ，５５ａを介してリザーバ形成基板３０にリザーバ形成基板３０に設けられるリザーバ部３１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１３は、その幅方向の断面積が圧力発生室１２の幅方向の断面積よりも狭くなるように形成されており、連通部１５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。例えば、本実施形態では、インク供給路１３は圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。また、各連通路１４は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１５側に延設してインク供給路１３と連通部１５との間の空間を区画することで形成されている。この連通路１４は、インク供給路１３の幅よりも広い幅、例えば、本実施形態では、圧力発生室１２と略同一幅で形成されている。すなわち、連通路１４は、インク供給路１３の幅方向の断面積よりも広い幅方向の断面積を有する。

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１３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、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、例えば、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の面には、上述したように厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０と、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５とが形成されている。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とで構成される圧電素子３００が形成されている。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。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子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。

ここで、圧電素子３００の共通電極である下電極膜６０は、本実施形態では、圧力発生室１２の長手方向では圧力発生室１２に対向する領域内にパターニングされ、圧力発生室１２の並設方向では複数の圧力発生室１２に対応する領域に亘って連続的に設けられている。また、下電極膜６０は、圧力発生室１２の並設方向で流路形成基板１０の端部近傍まで延設されている。一方、圧電素子３００を構成する圧電体層７０及び上電極膜８０は、基本的には圧力発生室１２に対向する領域内に設けられているが、圧力発生室１２の長手方向では、下電極膜６０の端部よりも外側まで延設されており、下電極膜６０の端面は圧電体層７０によって覆われている。

このような各圧電素子３００の上電極膜８０からは、リード電極９０が引き出されており、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。このリード電極９０は、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなる密着層９１と、この密着層９１上に形成され、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９２とで構成されている。

圧力発生室１２の列の周囲には、圧電素子３００を構成する下電極膜６０とは不連続の不連続下電極膜６１が設けられ、さらに不連続下電極膜６１上には、圧電素子３００とは不連続の積層膜１１０が設けられている。また、本実施形態では、連通部１５の周囲にも、不連続下電極膜６１及び積層膜１１０が設けられている。

積層膜１１０は、圧電素子３００を構成する圧電体層７０とは不連続の不連続圧電体層７１と、圧電素子３００を構成する上電極膜８０とは不連続の不連続上電極膜８１とで構成されている。また積層膜１１０は、不連続下電極膜６１上の一部、本実施形態では、連通部１５の周縁部を除く領域の不連続下電極膜６１上に形成されている。連通部１５の周縁部の不連続下電極膜６１上、すなわち、不連続下電極膜６１の積層膜１１０が形成されていない領域には、絶縁材料からなる保護膜１２０が設けられている。そして、不連続下電極膜６１上には、この保護膜１２０を介して不連続金属層１３０が形成されている。本実施形態では、不連続金属層１３０は、絶縁体膜５５に形成された開口部５５ａ内の弾性膜５０上から不連続下電極膜６１上まで連続的に設けられている。この不連続金属層１３０は、リード電極９０を構成する密着層９１と金属層９２とからなるがリード電極９０とは不連続に設けられている。

このような流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有するリザーバ形成基板３０が、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層３５によって接着されている。リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１は、上述したように弾性膜５０及び絶縁体膜５５に設けられた開口部５０ａ，５５ａを介して連通部１５と連通され、これらリザーバ部３１及び連通部１５によってリザーバ１００が形成されている。なお、連通部１５を図１に示すように一体的に形成するのではなく、複数の圧力発生室１２に対応して複数の連通部として構成しても良い。この場合は、リザーバ１００は、リザーバ形成基板３０に形成されたリザーバ部３１のみで構成されることになる。

また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３２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３２は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。さらに、圧電素子保持部３２のリザーバ部３１とは反対側の領域には、リザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通してリード電極９０が露出される露出孔３３が形成されている。

このようなリザーバ形成基板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ている。

また、リザーバ形成基板３０上には、所定パターンで形成された接続配線２００が設けられ、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から引き出された各リード電極９０の先端部と、駆動ＩＣ２１０とが露出孔３３内に延設される駆動配線２２０を介して電気的に接続されている。

さらに、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１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３１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。

このような本実施形態の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４〜図７を参照して説明する。なお、図４〜図７は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハであり流路形成基板１０が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハ４１０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４１０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４（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４（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、圧力発生室１２に対向する領域の下電極膜６０を所定形状にパターニングする。このとき、圧力発生室１２の外側の領域に、圧力発生室１２に対向する領域の下電極膜６０とは不連続の不連続下電極膜６１を形成する。

次に、図４（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４１０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。また同時に、圧力発生室１２の列の周囲、及び連通部１５の周囲の不連続下電極膜６１上に積層膜１１０を形成する。

次いで、図５（ａ）に示すように、不連続下電極膜６１と絶縁体膜５５とをパターニングして連通部１５が形成される領域を貫通させ、さらに弾性膜５０をパターニングして連通部１５が形成される領域を貫通させる。すなわち、連通部１５に対向する領域の絶縁体膜５５に開口部５５ａを形成し、弾性膜５０に開口部５０ａを形成する。なお、本実施形態では、絶縁体膜５５の開口部５５ａを、弾性膜５０の開口部５０ａよりも開口面積が大きくなるように形成しているが、これら開口部５０ａ，５５ａは同じ大きさで形成されていてもよい。

次に、図５（ｂ）に示すように、不連続下電極膜６１の表面を覆って保護膜１２０を形成する。すなわち、流路形成基板用ウェハ４１０の全面に保護膜１２０を形成した後、この保護膜１２０を所定形状にパターニングする。保護膜１２０の材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、タンタルシリコン酸化アルミニウム又は酸化タンタルの何れかを用いることが好ましく、例えば、本実施形態では、酸化アルミニウムを用いている。

次に、図５（ｃ）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４１０の全面に亘って、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなる密着層９１を形成し、この密着層９１上に、例えば、金（Ａｕ）からなる金属層９２を形成する。そして、この金属層９２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９２及び密着層９１を圧電素子３００毎にパターニングすることによってリード電極９０を形成する。

またこのとき、各開口部５０ａ，５５ａに対応する領域の密着層９１及び金属層９２は、リード電極９０とは不連続となるように残しておく。すなわち、開口部５０ａ，５５ａに対向する領域に、リード電極９０とは不連続の密着層９１及び金属層９２からなる不連続金属層１３０を不連続下電極膜６１上まで連続的に形成する。これにより、開口部５０ａ，５５ａはこの不連続金属層１３０によって完全に封止される。

次に、図５（ｄ）に示すように、リザーバ形成基板３０が複数一体的に形成されるリザーバ形成基板用ウェハ４３０を、流路形成基板用ウェハ４１０上に、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層３５を介して接合する。ここで、このリザーバ形成基板用ウェハ４３０には、リザーバ部３１、圧電素子保持部３２等が予め形成されており、リザーバ形成基板用ウェハ４３０上には、上述した接続配線２００が予め形成されている。なお、リザーバ形成基板用ウェハ４３０は、例えば、シリコンウェハからなる。

このように流路形成基板用ウェハ４１０とリザーバ形成基板用ウェハ４３０とを接合する際、リザーバ形成基板用ウェハ４３０は積層膜１１０の表面に当接することで高精度に位置決めされた状態で接合される。さらに、本発明では、上述したように不連続金属層１３０が不連続下電極膜６１上まで連続的に形成されているため、積層膜１１０の表面１１０ａと不連続金属層１３０の表面１３０ａとの段差が極めて小さくなる。これにより、不連続金属層１３０に対応する領域の接着層３５への気泡の混入が抑えられるため、接着層３５によって流路形成基板用ウェハ４１０（流路形成基板１０）とリザーバ形成基板用ウェハ４３０（リザーバ形成基板３０）とを良好に接合することができ、両基板の接合強度が向上する。

次いで、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ４１０をある程度の厚さとなるまで薄くする。次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ４１０上に、保護膜５２を新たに形成して所定形状にパターニングする。そして、図６（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４１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）して、流路形成基板用ウェハ４１０に圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５等を形成する。すなわち、各開口部５０ａ，５５ａを不連続金属層１３０によって封止した状態で、流路形成基板用ウェハ４１０を、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のエッチング液によってエッチングする。そして、弾性膜５０及び不連続金属層１３０が露出するまで流路形成基板用ウェハ４１０をエッチングすることより、圧力発生室１２、連通部１５等を同時に形成する。

このとき、各開口部５０ａ，５５ａが密着層９１及び金属層９２からなる不連続金属層１３０によって封止されているため、開口部５０ａ，５５ａを介してリザーバ形成基板用ウェハ４３０側にエッチング液が流れ込むことがない。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ４３０の表面に設けられている接続配線２００にエッチング液が付着することがなく、断線等の不良の発生を防止することができる。また、リザーバ部３１内にエッチング液が浸入してリザーバ形成基板用ウェハ４３０がエッチングされる虞もない。

なお、不連続金属層１３０が不連続下電極膜６１と電気的に接続されていると、流路形成基板用ウェハ４１０をエッチングする際に、不連続金属層１３０を構成する密着層９１の表面に変質層が形成されてしまう虞がある。この変質層は、密着層９１のごく表層に薄く形成されるものであるが、密着層９１をエッチングするためのエッチング液では除去することができないため、密着層９１をエッチングによって除去するのが困難となる。

しかし、本発明では、各開口部５０ａ，５５ａに対向する領域の不連続金属層１３０は不連続下電極膜６１上まで連続的に形成されているが、不連続金属層１３０とは保護膜１２０によって絶縁されている。このため、流路形成基板用ウェハ４１０をウェットエッチングすることによって圧力発生室１２等を形成する際に、各開口部５０ａ，５５ａを封止している不連続金属層１３０にエッチング液が接触することで、この不連続金属層１３０を構成する密着層９１の表層に、膜質が変化した変質層（不動態層）が形成されるのを防止することができる。

そして、このように不連続金属層１３０を構成する密着層９１に変質層が形成されるのを防止することができるため、次工程で、不連続金属層１３０を構成する密着層９１を良好に除去することができる。具体的には、例えば、塩酸過水等からなるエッチング液を用いて不連続金属層１３０を構成する密着層９１をエッチングすることにより、すなわち、密着層９１を、いわゆるＳＣ２処理（ＳＣ２洗浄）することにより、図７（ａ）に示すように、開口部５０ａ，５５ａに対向する領域の密着層９１を良好に除去することができる。

次に、連通部１５側から金属層９２をウェットエッチングすることにより、図７（ｂ）に示すように、開口部５０ａ，５５ａに対向する領域の金属層９２を完全に除去する。これにより、連通部１５とリザーバ部３１とが開口部５０ａ，５５ａを介して連通してリザーバ１００が形成される。

以上のような方法でリザーバ１００等を形成した後は、図示しないが、リザーバ形成基板用ウェハ４３０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４１０及びリザーバ形成基板用ウェハ４３０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４１０のリザーバ形成基板用ウェハ４３０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、リザーバ形成基板用ウェハ４３０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４１０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。

（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、圧力発生室１２、リザーバ１００等の内面に、例えば、酸化タンタル等の耐インク性を有する材料からなるインク保護膜を設けるようにしてもよい。また、例えば、上述した実施形態では、圧電素子３００を形成した後に開口部５０ａ，５５ａを形成するようにしたが、勿論、圧電素子３００を形成する前に開口部５０ａ，５５ａを形成するようにしてもよい。さらに、上述の実施形態では、保護膜１２０を不連続下電極膜６１上のみに形成するようにしたが、勿論、圧電素子３００を覆うように形成し、この保護膜１２０によって圧電素子３００の水分に起因する破壊を防止するようにしてもよい。

さらに、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（電界放出ディスプレー）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拡大断面図である。 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に係る製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ インク供給路、 １４ 連通路、 １５ 連通部、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ リザーバ形成基板、 ３１ リザーバ部、 ３２ 圧電素子保持部、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ５０ａ，５５ａ 開口部、 ６０ 下電極膜、 ６１ 不連続下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ７１ 不連続圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ８１ 不連続上電極膜、 ９０ リード電極、 ９１ 密着層、 ９２ 金属層、 １００ リザーバ、 １１０ 積層膜、 １２０ 保護膜、 １３０ 不連続金属層、 ４１０ 流路形成基板用ウェハ、 ４３０ リザーバ形成基板用ウェハ、 ３００ 圧電素子

Claims (6)

1. シリコン基板からなり液滴を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と該圧力発生室に連通する連通部とが形成されると共に一方面側に下電極膜、圧電体層及び上電極膜からなる圧電素子が設けられる流路形成基板と、該流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され前記連通部と連通するリザーバ部が形成されるリザーバ形成基板とを有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   前記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側に振動板を介して前記下電極膜を形成し前記圧力発生室に対向する領域の下電極膜を所定形状にパターニングすると共に、前記圧力発生室の列の周囲に前記圧力発生室に対向する領域の下電極膜とは不連続の不連続下電極膜を形成する工程と、
   前記流路形成基板用ウェハ上に前記圧電体層及び前記上電極膜を積層及びパターニングして前記圧力発生室に対向する領域に前記圧電素子を形成すると共に、前記不連続下電極膜上の一部に前記圧電素子とは不連続の積層膜を形成する工程と、
   前記連通部となる領域の前記不連続下電極膜及び前記振動板を除去して開口部を形成する工程と、
   絶縁材料からなる保護膜を前記不連続下電極膜の表面を覆って形成する工程と、
   ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなる密着層と金属層とで構成され各圧電素子からその一方の端部側に引き出されるリード電極を形成すると共に前記密着層と前記金属層とで構成されるが前記リード電極とは不連続の不連続金属層を前記不連続下電極膜上まで連続するように前記開口部に対応する領域に形成する工程と、
   前記リザーバ部を有するリザーバ形成基板が複数一体的に形成されたリザーバ形成基板用ウェハを前記流路形成基板用ウェハの一方面側に接合する工程と、
   前記不連続金属層で前記開口部が封止された状態で前記流路形成基板用ウェハをその他方面側からウェットエッチングして前記連通部を形成する工程と、
   前記不連続金属層を構成する密着層及び金属層を順次ウェットエッチングすることによって除去して前記リザーバ部と前記連通部とを連通させる工程と、
   前記流路形成基板用ウェハ及び前記接合基板用ウェハを分割する工程と、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. 前記保護膜の材料として、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、タンタルシリコン、酸化アルミ、及び酸化タンタルからなる群から選択される何れかを用いることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 前記不連続金属層を構成する密着層を除去するためのエッチング液として、塩酸過水を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 前記流路形成基板用ウェハをエッチングするためのエッチング液として、水酸化カリウム溶液を用いることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 前記金属層が金（Ａｕ）からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
6. 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と該圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極膜、圧電体層及び上電極膜からなる複数の圧電素子と、前記連通部と連通するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板とを具備し、
   前記圧力発生室の周囲には当該圧電素子とは不連続の不連続下電極膜が設けられると共に、該不連続下電極膜上の一部に前記圧電素子とは不連続の圧電体層及び上電極膜からなる積層膜が設けられ、
   且つ前記連通部の周囲の前記不連続下電極膜の表面が絶縁材料からなる保護膜によって覆われていると共に、当該不連続下電極膜上には、前記保護膜を介して前記リード電極とは不連続の不連続金属層が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。