JP7218092B2 - 基板接合体、基板接合体の製造方法、液体吐出ヘッド、および液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の基板を接着剤を介して接合させた基板接合体とその製造方法、及び、該基板接合体を用いた液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。

近年、圧力センサーや加速度センサーなどのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）やマイクロ流体デバイスなどの機能デバイスの製造において、接着剤を介して基板どうしを接合した基板接合体から構成されるデバイスが作製されている。その一例として液体を吐出する液体吐出ヘッドが挙げられる。

液体吐出ヘッドの例としてインクジェット記録ヘッドが挙げられる。インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するためのエネルギーを与えるエネルギー発生素子を有する。また、基板表面上には吐出口部材が形成され、吐出口部材にはインクを吐出する吐出口が複数開口している。また、基板にはインクの流路としての貫通孔が形成され、貫通孔を伝って基板の裏面側から表面側に向かってインクが供給される。貫通孔と吐出口とは連通しており、貫通孔を通過したインクはエネルギー発生素子から与えられる力により吐出口から吐出される。エネルギー発生素子としては、ヒータ素子のような通電加熱によりインクを沸騰させうる素子や、ピエゾ素子のような体積変化を利用して液体に圧力を加えうる素子が挙げられる。

インクジェット記録ヘッドは、インクによってインク流路の内壁面が浸食されやすく、長期間インクに晒された場合、流路構造が崩れる場合がある。特に、基板がシリコン基板の場合、このようなインクによるダメージが生じやすい。また、インク流路が、流路形状に加工された基板どうしが接着剤を介して接合されて形成されている場合、接着界面にインクが浸入し、基板間の接着力が低下する場合がある。

上記のような、基板および接着剤へのインク起因のダメージを低減する手法として、インクに侵されにくい保護膜（耐液膜）によって、基板接合体の表面を保護する手法が提案されている（特許文献１）。図１は特許文献１に記載されている基板接合体の表面保護方法を説明する図である。図１（Ａ）に示す基板接合体１５０は、第一の基板１５１と第二の基板１５２とが接着剤１５３を介して接合されたものである。基板接合体１５０は、第一の基板１５１と第二の基板１５２にわたって設けられたインク流路１５４を有し、第一の基板１５１にはインクを吐出する吐出口が形成されている。インク流路１５４の内壁面には、内壁面から接着剤１５３上にわたって、原子層堆積によって形成された酸化タンタル、酸化ハフニウム及び酸化ジルコニウムからなる群から選択される少なくとも一種の材料からなる保護膜１５７が設けられている。特許文献１には、このような構成をとることにより、基板および接着剤がインクによって侵食されるのを抑制することができることが記載されている。

特開２０１４－１２４８８７号公報

しかし、本発明者は、特許文献１のように接着剤上にわたって膜を形成しようとしても、接着剤上には良質な膜を形成することが難しい場合があることを見出した。これは、製造プロセスで基板接合体に加えられる温度変化や圧力変化等により接着剤がわずかに変形し、膜に応力が加わり、図１（Ｂ）に示すようなクラック１５８が発生するためと推測される。特に、接着剤上に特許文献１に示されるような無機元素を含む膜を形成した場合、膜と接着剤中の樹脂との間の熱膨張率の差が大きいため、膜にダメージが生じやすいと考えられる。

膜にクラックが発生すると、クラックの隙間からインクが浸入して接着剤にダメージを与えて基板どうしの接合不良を招来すると考えられる。また、膜が剥離して流路内を遊動するゴミとなり、吐出性能に影響を及ぼす場合もあると考えられる。

本発明は上記のような課題を鑑みてなされたものである。その目的は、基板どうしが接着剤を介して接合された基板接合体において、接着剤上にわたって良質な膜が形成された基板接合体及びその製造方法を提供することである。また、そのような基板接合体を有する液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することである。

本発明の基板接合体の製造方法は、第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有する基板接合体の製造方法であって、前記接着剤の端部が、前記接合領域の端面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にある前記接合領域に対して、前記膜を形成し、前記膜は、前記第一の基板と前記第二の基板との隙間を閉塞するように形成されており、前記膜の前記隙間を閉塞している部分と前記接着剤の端部との間に空間が形成されることを特徴とする。

また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出する吐出口と、前記液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子とを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記液体吐出ヘッドは、上記に記載の基板接合体の製造方法により形成された基板接合体を有し、前記基板接合体は、前記第一の基板と前記第二の基板とに接する前記液体の流路を有し、前記膜は、前記流路の内壁面上に、前記第一の基板と、前記第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との前記接合領域にわたって形成されることを特徴とする。

また、本発明の基板接合体は、第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有し、前記接着剤の端部が、前記膜が形成された面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にあり、前記第一の基板と前記第二の基板との隙間を跨ぐように前記膜が形成されていることを特徴とする。

さらにまた、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、前記液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子とを有する液体吐出ヘッドであって、上記に記載の基板接合体を有し、前記基板接合体は、前記第一の基板と前記第二の基板とに接する前記液体の流路を有し、前記膜は、前記流路の内壁面上に、前記第一の基板と、前記第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との前記接合領域にわたって形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、接着剤上にわたって良質な膜が形成された基板接合体及びその製造方法が提供される。また、本発明によれば、そのような基板接合体を有する液体吐出ヘッド及びその製造方法が提供される。

従来の基板接合体の製造方法を示す断面図である。 第一の実施形態の製造方法を示す断面図である。 第一の実施形態の製造方法における拡大断面図である。 隙間を閉塞するように膜を形成する場合の変形例における拡大断面図である。 隙間を跨ぐように膜を形成する場合を示す拡大断面図である。 第二の実施形態の製造方法を示す断面図である。 第二の実施形態の製造方法における拡大断面図である。 その他の実施形態の製造方法を示す断面図である。

本発明にかかる基板接合体及びその製造方法を液体吐出ヘッドを例に挙げて以下に説明する。

（第一の実施形態）
本発明にかかる液体吐出ヘッド及びその製造方法の第一の実施形態について、図を参照して説明する。図２（Ａ）～図２（Ｈ）は本実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法を、順を追って説明する図であり、図２（Ｈ）は液体吐出ヘッドの完成図である。図２（Ａ）～図２（Ｈ）はいずれも液体吐出ヘッドの断面図を示している。

＜液体吐出ヘッドの構造＞
図２（Ｈ）に示すように、本実施形態にかかる液体吐出ヘッドは、第一の基板１３１と第二の基板１３２とが接着剤１２３を介して上下に接合された基板接合体１３０を有している。基板接合体１３０を構成する第一の基板１３１上には、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子１０７が形成されている。また、第一の基板１３１上には、エネルギー発生素子１０７を駆動するための配線膜や、層間絶縁膜を含む表面メンブレン層１０３が形成されている。基板接合体上には、液体を吐出する吐出口１０１を形成する吐出口部材１１９が形成されている。吐出口部材１１９は、吐出口１０１が開口する天板１１７と、吐出口１０１に連通しエネルギー発生素子１０７から発生したエネルギーを液体に付与する圧力室１０２を形成する側壁１１８とから構成されている。なお、吐出口１０１および圧力室１０２は液体の流路の一種とみなすことができる。

基板接合体１３０には、液体の流路１１５が設けられており、流路１１５の内壁面上には膜１２４が、第一の基板１３１と第二の基板１３２にまたがって形成されている。膜の詳細については後述する。流路１１５は、第一の流路１１２、第二の流路１１３、及び、第三の流路１１４から構成されている。第一の流路１１２は、一つの吐出口１０１に対応する圧力室１０２に接続する。第二の流路１１３は、液体吐出ヘッド内の複数の第一の流路１１２と接続し、各第一の流路１１２へ液体を分配する。第三の流路１１４は、第二の流路１１３に接続する。本実施形態においては、流路１１５のうち第一の流路１１２および第二の流路１１３が第一の基板１３１に、第三の流路１１４ａが第二の基板１３２に形成されている。

図２（Ｈ）に示す液体吐出ヘッドでは、一つの圧力室１０２に２つの流路１１５ａおよび１１５ｂが接続されており、この２つの流路を介して圧力室内の液体を圧力室１０２の外部との間で循環させることができる。具体的には、図２（Ｈ）の矢印で示すように、液体を、左側の流路１１５ａを通って圧力室１０２へ流入させ右側の流路１１５ｂから流出させることができる。この液体の流れによって、例えば本実施形態にかかる液体吐出ヘッドをインクジェット記録ヘッドに適用した場合、吐出口１０１や圧力室１０２のインクが増粘するのを抑制することができる。なお、図２（Ｈ）に示すような液体を循環させる構成を有する液体吐出ヘッドでは、図２（Ｈ）中の基板接合体の真ん中の部分（基板接合体のエネルギー発生素子１０７が形成されている部分）の幅が狭くなるため、この部分の接合面で容易に剥がれが生じやすい。したがって、このような構成を有する液体吐出ヘッドでは、基板接合体を良質な膜で覆い、基板どうしの密着信頼性を高めることが重要である。

＜液体吐出ヘッドの製造方法＞
（１．第一の基板と第二の基板を準備する工程）
まず、図２（Ａ）に示すように、表面メンブレン層１０３とエネルギー発生素子１０７がフォトリソグラフィ工程により表面に形成された第一の基板１３１を用意する。第一の基板１３１としては、エネルギー発生素子１０７や配線膜を形成するのに適した各種の基板を用いることができる。第一の基板１３１は、シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、ガラス（石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラス）、アルミナ、ガリウム砒素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、およびアルミニウム合金からなる群より選択されるいずれかを含むことが好ましい。これらの中でも、第一の基板１３１としてはシリコン基板が好適に用いられる。エネルギー発生素子１０７としては、電気熱変換素子や圧電素子が挙げられる。第一の基板１３１を必要に応じ裏面側から薄加工することができる。薄加工する手段としては、研削やフッ硝酸などの薬液によるウエットエッチングが挙げられる。また、後述する第二の基板１３２との接合工程において接合しやすいように、第一の基板１３１の裏面を平滑化することが好ましい。平滑化する手段としては、番手の大きい砥石による研削、ドライポリッシュ、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）による研磨、反応性ガスによるドライエッチング、およびフッ硝酸などの薬液によるウエットエッチングが挙げられる。

次に、図２（Ｂ）に示すように、第一の基板１３１に第一の流路１１２及び第二の流路１１３を形成する。流路の形成手法としては、ドライエッチング、ウエットエッチング、レーザー、およびサンドブラスト法が挙げられる。第一の基板１３１の裏面側から基板の途中まで掘り、溝形状の第二の流路１１３を形成する。さらに、第一の基板１３１の表面側から第二の流路１１３と連通するまで掘り進め、複数のホール形状の第一の流路１１２を形成する。第一の流路１１２及び第二の流路１１３の形状は前記形状に限定されるものではなくデバイスの必要に応じて最適な形状を選択することができる。また、それらを形成する順番も限定されるものではなく、第一の流路１１２を形成した後に第二の流路１１３を形成しても良い。

次に、図２（Ｃ）に示すように、第二の基板１３２を用意する。第二の基板１３２の材料としては、第一の基板１３１と同じものを使用可能である。特に第二の基板としてはシリコン基板が好適に用いられる。第二の基板１３２に関しても第一の基板１３１と同様に、薄加工や平滑化をすることができる。

次に、図２（Ｄ）に示すように、第一の流路１１２及び第二の流路１１３と同様の手法で、第二の基板１３２に貫通孔として第三の流路１１４を形成する。

（２．第一の基板と第二の基板を接合する工程）
次に、図２（Ｅ）に示すように、第一の基板１３１の裏面（第二の基板１３２との接合面）に接着剤１２３を塗布し、第一の基板１３１と第二の基板１３２とを接着剤を介して接合する。その際、第一の流路１１２、第二の流路１１３、および第三の流路１１４が連通して流路１１５を構成するようになる。本実施形態においては、第一の基板１３１の接合面の面積の方が第二の基板１３２の接合面の面積より小さいため、過剰に接着剤１２３を塗布しないために、接着剤１２３を第一の基板１３１の接合面側に塗布することが好ましい。なお、接着剤１２３は第二の基板１３２の接合面に塗布してもよい。

図３（Ａ）に基板どうしの接合時の接合面付近の拡大断面図を示す。通常、接着剤１２３は、接合した際に基板への加圧により流路１１５側に流動してはみ出す。すなわち、接着剤１２３は、第一の基板１３１と第二の基板１３２との接合領域１３４の端面Ａ－Ａ´を超えて流路１１５内にはみ出している。接合領域１３４とは、第一の基板１３１の接合面と第二の基板１３２の接合面とが対向して形成されている領域である。図３（Ａ）に示す形態においては、第一の基板１３１側の内壁面の方が第二の基板１３２側の内壁面と比べて、流路１１５側から見て後退した位置にあることから、接合領域の端面Ａ－Ａ´は、第一の基板１３１側の内壁面の延長面でもある。

接着剤１２３としては、基板に対して密着性が高い材料が好適に用いられる。また、気泡などの混入が少なく塗布性が高い材料が好ましく、また接着剤１２３の厚さを薄くしやすい低粘度な材料が好ましい。接着剤１２３は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、およびウレタン樹脂からなる群より選択されるいずれかの樹脂を含むことが好ましい。接着剤１２３の硬化方式としては、熱硬化方式、および紫外線遅延硬化方式が挙げられる。なお、基板のいずれかに紫外線透過性がある場合は、紫外線硬化方式も使用できる。

接着剤１２３を塗布する手法としては、基板による接着剤転写法が挙げられる。具体的には、転写用基板を準備し、スピン塗布法やスリット塗布法により転写用基板上に接着剤を薄く均一に塗布する。その後、塗布した接着剤上に、第一の基板１３１の接着面を接触させることにより、接着剤を第一の基板１３１の接着面のみに転写することができる。転写用基板の大きさとしては、第一の基板１３１と同寸法以上であることが好適である。また材料についてはシリコンまたはガラスが好適である。

基板どうしの接合は、接合装置内で所定の温度まで基板を加温した後、所定の時間及び圧力で加圧することで行う。これらの接合パラメータは接着材料に応じて適切に設定される。また、接合部への気泡の混入を抑制することから真空中で接合することが好適である。

接着剤１２３が熱硬化型の場合は接合装置内で硬化するまで加温させても良い。また、基板接合体を接合後に取り出して、別途オーブンなどで加温することで硬化を促進させてもよい。接着剤１２３が紫外線遅延型の場合、接合前に予め接着剤１２３に紫外線を規定量で照射した後に接合する。接合後、基板接合体をさらに加温することで十分に硬化を促進させることが好ましい。接着剤１２３が紫外線硬化型の場合は、基板どうしの接合後に紫外線透過性を有する基板越しに接着剤１２３へ紫外線を規定量で照射して硬化させる。接合後、基板接合体をさらに加温することで十分に硬化を促進させることが好ましい。

（３．隙間を形成する工程）
次に、図２（Ｆ）に示すように、接着剤１２３の一部を流路１１５側から除去し、接着剤の端部を接合領域の端面側よりも基板接合体の内側へ向かう方向に後退させることで、隙間１４１を形成する。図３（Ｂ）に、接着剤の除去工程後の接合面付近の拡大図を示す。この工程では、図３（Ａ）に示すように第一の基板１３１と第二の基板１３２との接合領域の端面Ａ－Ａ´を超えて流路１１５内にはみ出している接着剤１２３を流路１１５側から除去する。このとき、接着剤の端部１３３が、接合領域の端面Ａ－Ａ´から基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にくるように除去する。こうすることにより、第一の基板１３１と第二の基板１３２との間に隙間１４１を形成することができる。隙間１４１は、少なくとも第一の基板１３１の接合面と、第二の基板１３２の接合面と、接着剤の端部１３３とで構成され、接合領域の端面Ａ－Ａ´に開口を有する空間である。

このように、接着剤の端部を接合領域の端面よりも内側へ後退させることで、接着剤の上下が基板に密着し束縛されている状態となり、図３（Ａ）に示すように接着剤が端面Ａ－Ａ´よりはみ出している場合と比較して、接着剤の変形が抑制される。その結果、接着剤上に形成される後述する膜に、応力が発生しづらくクラック等が生じにくい。

接着剤を除去して接着剤の端部を後退させる手法としては、酸素プラズマによるアッシングやエッチングが挙げられる。アッシングによる除去では、まず、基板接合体をアッシングチャンバー中に設置し、酸素ガスを流しながら高周波プラズマにより酸素イオンや酸素ラジカルを発生させる。酸素イオン及び酸素ラジカルは、基板接合体の第一の流路の開口部、及び第三の流路の開口部から流路内に浸入する。流路内において、酸素イオン及び酸素ラジカルは、シリコンなどの基板材料に対しては表面を薄く酸化させるのみであるが、接着剤に対しては主成分の炭素と反応して揮発させるため、接着剤は等方的に除去される。

エッチングによる除去としてはウエットエッチングが挙げられる。この場合、基板接合体をエッチング液中に浸漬させることで接着剤をエッチングする。エッチング液は接着剤の種類に対して適切な液が選択される。例えば、接着剤がエポキシ樹脂を含む場合のエッチング液としては、濃硫酸、クロム酸、およびアルカリ過マンガン酸塩が挙げられる。接着剤がポリイミド樹脂を含む場合のエッチング液としてはアルカリ性の水溶液が好適であり、ヒドラジン、苛性アルカリ、および有機アミン化合物が挙げられる。

（４．膜を形成する工程）
次に、図２（Ｇ）に示すように、流路の内壁面上に、第一の基板１３１と、第二の基板１３２と、第一の基板１３１と第二の基板１３２との接合領域にわたって膜１２４を形成する。膜１２４は、隙間１４１を閉塞するように、または隙間１４１を跨ぐように形成することが好ましい。隙間を閉塞するように膜を形成するとは、隙間内に膜が形成され、その膜によって流路側から見たときに隙間が埋められた状態にすることを表す。一方、隙間を跨ぐように膜を形成するとは、隙間内に膜は形成されず、隙間を蓋するように膜が形成されている状態を表す。

（４－１．隙間を閉塞するように膜を形成する場合）
図２（Ｇ）で示すように、隙間１４１を閉塞するように膜１２４を形成する。膜１２４によって隙間１４１が閉塞された様子を図３（Ｄ）に示す。このように、膜１２４が、第一の基板１３１の接合面と第二の基板１３２の接合面との間に挟まれた状態であり、膜１２４の基板に対する密着力が高いため、膜１２４に応力が生じたとしても膜１２４の剥がれが生じにくい。

膜１２４の成膜方法としては、原子層堆積法が好ましい。原子層堆積法では堆積工程と排気工程とが交互に繰り返される。堆積工程において、真空チャンバー内で原料となるプリカーサ分子や水分子を基板内に送り込み、一分子層程度の目的の分子を基板表面に吸着させる。このとき、基板表面に存在するヒドロキシル基に対して、プリカーサ内の官能基が吸着し、官能基がヒドロキシル基から水素原子を奪い揮発性分子として脱離する。その後、残された酸素原子とプリカーサ内の無機元素とが共有結合により結合する。そして、排気工程では、堆積工程で基板表面に吸着しきれずにチャンバー内に滞留している分子を排気する。

原子層堆積法では、共有結合により強固な結合が形成されるため、密着力が高い膜を形成することができる。また、原子層堆積法では、分子の平均自由工程が大きいため、高アスペクト比を持つ溝や穴に対して膜の付きまわり性が良い。そのため、流路側から隙間内へ膜を形成する原料が入り込み、隙間内部の壁全体に、均一な膜を形成することができる。図３（Ｃ）に、隙間１４１の内部に原子層堆積法により膜１２４を形成していく途中の様子を示す。膜１２４が、隙間１４１内の第一の基板１３１の接合面および第二の基板の接合面から付着していき、やがてそれらの膜が合体することで、隙間１４１が閉塞される。このとき、隙間１４１内を膜１２４がほぼ充填し一体化している。

一方で、原子層堆積法で接着剤表面に膜を形成した場合、その手法に起因し、膜と基板との密着性と比較して膜と接着剤との間の密着性が低くなる傾向にある。これは、接着剤の表面には、基板の表面と比較してヒドロキシル基が少なく、プリカーサ分子の官能基が反応しづらいためである。そのため、特許文献１に記載のように、単に、基板接合体の表面から接着剤上にわたって耐液膜を形成した場合、接着剤との界面に未反応の官能基が多く残留した欠陥を有する膜になり易い。また、耐液膜と接着剤との間の密着力が弱く耐液膜の剥がれが生じやすい。このような膜をインクなどの液体に長期間晒すと、接着剤が変質したり、接着剤と基板との界面に液が浸入したりすることで、接着不良を引き起こすことがある。

しかし、本実施形態によれば、上記で述べたように接着剤の端部を後退させ、基板どうしの間に形成された隙間を閉塞するように膜を形成する。このため、接着剤と膜との密着力が低くても、閉塞した部分の膜が強固に基板と密着しているため、膜の剥がれが生じにくい。

膜の形成方法は、隙間への膜の付きまわり性が良好であれば、原子層堆積法以外の成膜手法も使用可能である。例えば、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、Ｃａｔａｌｙｔｉｃ－ＣＶＤなどのＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が挙げられる。また、スパッタ法、真空蒸着法、イオンビームデポジション法なども使用できる。これらの成膜手法は、原子層堆積法と比較して膜の付きまわり性は劣るものの、成膜レートが高く、炭素、水素、水などの不純物が少ない膜を形成することができる。

膜１２４は耐液性を有し液体に暴露されても比較的安定であり、流路１１５に充填される液体から接着剤および基板を保護する機能を持つ。膜１２４は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、およびＳｉからなる群より選択されるいずれかの元素の、単体、酸化物、窒化物または炭化物を含むことが好ましい。これらの中でも、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、およびＳｉからなる群より選択されるいずれかの元素の酸化物を含むことが好ましい。

隙間を膜で閉塞するためには、隙間内の最も狭い部分の高さｈをある程度低くすることが好ましい。例えば、ｈを、１．０×１０^－２μｍ以上１．０×１０^２μｍ以下、特には、１．０×１０^－１μｍ以上１．０×１０μｍ以下、さらには１．０μｍ以上１．０×１０μｍ以下とすることが好ましい。隙間の高さｈは、接合工程における製法のパラメータを最適化することにより制御することができる。具体的には、接着剤材料、接着剤の塗布厚さ、接合圧力、接合温度、および加圧時間を適切に制御することにより所望の高さｈとすることができる。

また、流路の内壁面に形成される膜の厚さをｔとしたとき、ｈ＜２ｔの関係を満たすことが好ましい。通常、第一の基板１３１の接合面と第二の基板１３２の接合面に対して、同じ厚さで成膜されていくため、厚さｔの２倍の値がｈの値より多ければ隙間を閉塞できると考えられるためである。ｔとｈはｈ≦ｔの関係を満たすことがより好ましい。一方、膜応力の影響を低減する観点からｔ≦１０ｈであることが好ましい。

ｔは、具体的には、ｈが前述の範囲で形成されている場合は、５．０×１０^－３μｍ以上１．０×１０^３μｍ以下、特には５．０×１０^－２μｍ以上１．０×１０^２μｍ以下、さらには１．０μｍ以上１．０×１０μｍ以下であることが好ましい。

隙間内における膜と基板との間の密着力をより高めるためには、隙間内の膜によって閉塞されている領域を増やすことが好ましい。そのために、図３（Ｂ）に示す、接合領域の端面Ａ－Ａ’からの接着剤の端部１３３の後退幅Ｌを大きし、図３（Ｄ）に示す、膜１２４が第一の基板の接合面および第二の基板の接合面と接している領域の幅Ｗを増やせばよい。具体的には、後退幅Ｌと高さｈとが、ｈ＜Ｌの関係を満たすことが好ましい。後退幅Ｌは、具体的には、２．０×１０^－２μｍ以上２．０×１０^２μｍ以下、特には２．０×１０^－１μｍ以上２．０×１０^２μｍ以下、さらには２．０μｍ以上２．０×１０μｍ以下であることが好ましい。後退幅Ｌを大きくするためには、接合時に発生する接着剤のはみ出し幅を低減し、また、接着剤のはみ出し幅を均一化することが好ましい。接着剤はみ出し幅を低減・均一化する手法として、接着剤を薄く塗布すること、および接着剤を硬くすることが挙げられる。また、第一の基板または第二の基板の接合面内のいずれかの位置に、接着剤を逃がすことが可能な溝を別途加工してもよい。

ここで、図３（Ｄ）では、隙間１４１全体に膜１２４が充填されているが、必ずしもその必要はない。例えば、図４に示すように、接着剤の端部１３３と、膜１２４により閉塞された部分との間に空間１４２を有するように、隙間１４１内の任意の位置で隙間１４１を閉塞していてもよい。この場合、膜１２４による閉塞部分と接着剤の端部１３３とが離間しているため、接着剤に起因する応力の発生を抑えて、膜１２４の基板との密着信頼性がより一層改善される。また、接着剤の端部１３３表面に形成された膜１２４が万が一剥離したとしても、流路１１５内へ流れ出すことが抑制される。

（４－２．隙間を跨ぐように膜を形成する場合）
図５（Ｃ）に示すように、隙間１４１を跨ぐように膜１２４を形成する。この場合、接着剤の端部１３３と、膜１２４により閉塞された部分との間に空間１４２を有するため、接着剤が変形したとしても膜内の応力の発生を抑えて、膜の密着信頼性がより一層改善される。

隙間を跨ぐように膜を形成する方法について図５（Ａ）～（Ｃ）を用いて説明する。図５（Ａ）は、第一の基板１３１と第二の基板１３２とを接合した後の基板接合体の接合面付近の断面図である。図３（Ａ）と比較して、接着剤の厚さｄが大幅に薄くなっている。次に、図５（Ｂ）に示すように流路１１５側から接着剤１２３を除去し、接着剤の端部１３３を接合領域の端面Ａ－Ａ´から基板接合体の内側へ向かう方向に後退させる。その後退幅は図中Ｌで示している。接着剤を除去することで、接合領域の端面Ａ－Ａ´と接着剤１２３との間に隙間１４１が形成される。次に、図５（Ｃ）に示すように、膜１２４で流路１１５の内壁を被覆する。

このとき、膜１２４の形成方法と、隙間のアスペクト比Ｌ／ｈ、および隙間の高さｈを適切に選択することにより、膜１２４が隙間１４１を跨ぐように形成することができる。成膜方法は、成膜レートが早いＣＶＤ法やスパッタ法が好適に用いられる。これらの成膜方法において、一般的にアスペクト比Ｌ／ｈが２０以下の場合、膜が内部まで到達可能である。したがって、隙間のアスペクト比Ｌ／ｈを２０より大きい値に設定することで、隙間１４１内に膜が入り込まないようにすることができる。また、隙間の高さｈが小さいと、隙間１４１の開口付近に形成された膜は、開口から隙間１４１内にせり出すように成膜されていく。この場合、図５（Ｃ）に示すように、膜１２４で隙間１４１を閉塞することもできる。隙間の高さｈは、膜の厚さをｔとしたとき、ｈ＜ｔの関係を満たすことが好ましく、具体的には０．３μｍ以下であることが好ましい。

なお、本実施形態においては、隙間１４１を閉塞するように膜を形成する場合と隙間１４１を跨ぐように膜を形成する場合のいずれにおいても、膜１２４として耐液膜を用いている。しかし、隙間を閉塞するようにまたは跨ぐように膜を形成しさえすれば、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、耐液性を問わない膜１２４（第一の膜）を用いて隙間を閉塞した後、図２（Ｇ´）および図３（Ｄ´）で示すように、膜１２４上に第二の膜１２５として上記で述べたような耐液膜を形成してもよい。また、第一の膜１２４と第二の膜１２５の２層で隙間を閉塞してもよい。これらの場合、膜を２層形成するため製造工程が増えるが、接着剤上に第一の膜１２４を介して耐液膜を形成するため、耐液膜に生じる応力を大幅に低減することができる。この場合の第一の膜は、その上に形成される第二の膜との密着性を確保する観点から、無機元素を主成分とすることが好ましい。隙間への膜の付きまわりが良ければ、広範囲な無機材料を使用できる。例えば、Ｒｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｖ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｙ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃｒ，およびＭｏからなる群より選択される少なくとも一つの元素の単体、または化合物が挙げられる。第一の膜は、これらの無機元素の酸化物、特には、Ａｌ，Ｓｉ、およびＴｉからなる群より選択されるいずれかの元素の酸化物を含むことが好ましい。第一の膜は、耐液膜の成膜手法と同様の手法で形成することができるが、耐液膜と同様に原子層堆積法によって形成することが好ましい。

膜の形成工程が完了した後、基板接合体に形成された膜のうち不要な部分を除去する。膜の不要な部分としては、第一の基板１３１の表面に存在している電極パッド上に形成された部分が挙げられる。膜の不要な部分の除去手法としては、例えば以下の方法が挙げられる。まず、基板接合体の表面側にドライフィルム化したレジストをラミネートして、膜の不要な部分以外にエッチングマスクを形成する。その後、ドライエッチングやウエットエッチングによって膜の不要な部分を除去する。エッチング後に、エッチングマスクを溶剤などにより除去する。

（５．吐出口部材を形成する工程）
次に、図２（Ｈ）に示すように、基板接合体１３０上に吐出口部材１１９を形成する。まず、フィルム基材上に光硬化性樹脂が塗布されたドライフィルムレジストを、基板接合体１３０上に貼り合わせる。その後、ドライフィルムレジストを露光・現像することによって、吐出口部材の側壁１１８をパターニングする。次に、ドライフィルムレジストを用いて同様に、吐出口部材の天板１１７をパターニングする。最後に、未露光部分を現像することによって吐出口１０１および圧力室１０２を形成し、液体吐出ヘッドが完成する。

（第二の実施形態）
本発明にかかる基板接合体の製造方法及び液体吐出ヘッドの製造方法の第二の実施形態について、図を参照して説明する。図６（Ａ）～図６（Ｉ）は本実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法を、順を追って説明する図であり、いずれも液体吐出ヘッドの断面図を示している。なお、本実施形態の説明においては、第一の実施形態と異なる点について重点的に述べるものとし、第一の実施形態と同様のところは説明を省略する。

（１．第一の基板と第二の基板を準備する工程）
図６（Ａ）～（Ｂ）に示すように、第一の実施形態と同様に、第一の基板１３１を加工して流路１１２及び流路１１３を形成する。

次に、図６（Ｃ）に示すように、第一の基板１３１の裏面（第二の基板１３２との接合面）を加工して、第一の接合面１２１ａおよび第二の接合面１２２ａを形成する。第一の接合面１２１ａおよび第二の接合面１２２ａは、接合領域の端面から基板接合体の内部へ向かう方向に順に設けられ、第一の接合面１２１ａと第二の接合面１２２ａとの間には段差が設けられている。図６（Ｃ）に示す基板接合体の真ん中の部分は２つの流路と接しているため、その部分の接合面には、それぞれの流路側に第一の接合面１２１ａが設けられる。そのため、真ん中の部分の接合面は、２つの第一の接合面１２１ａに第二の接合面１２２ａが挟まれた凸形状となる。接合面をこのような形状に加工するには次のような方法が挙げられる。まず、第二の流路１１３が形成された第一の基板１３１の接合面に対してエッチングマスクを形成する。第二の流路１１４のような大きな開口がある接合面に対してエッチングマスクを形成する手段としては、ドライフィルム状に加工したレジストを接合面にラミネートして転写する方法が好ましい。また、第二の流路１１３を形成する前に、予め第一の基板１３１の接合面に接合面を加工するためのエッチングマスクを形成しておいても良い。エッチングマスクとしては、熱安定性が高く、且つ、第二の流路１１３の加工プロセスに対して安定である材料が好適である。そのような材料としては、レジスト、剥離液に対して不溶である有機樹脂、および気相成長法で成膜したシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機膜が挙げられる。その後、エッチングマスク越しに基板をエッチングして、第一の接合面１２１ａおよび第二の接合面１２２ａを形成する。その後、エッチングマスクを剥離液や酸素プラズマアッシング、ドライエッチングなどの手法により除去する。この時、流路の内壁面や接合面の表面に付着したエッチング堆積物を除去するため、エッチング堆積物用の剥離液を用いて基板接合体を洗浄しても良い。

次に、図６（Ｄ）に示すように、第二の基板１３２を用意する。

その後、図６（Ｅ）に示すように、第一の実施形態と同様に第三の流路１１４を形成する。さらに、第二の基板１３２の接合面を加工して、第一の基板１３１の接合面の段差（凸形状）と嵌合することが可能な、第一の接合面１２１ｂおよび第二の接合面１２２ｂを別途形成する。第一の接合面１２１ｂおよび第二の接合面１２２ｂは、第一の基板１３１の接合面と同様に、接合領域の端面から基板接合体の内部へ向かう方向に順に設けられ、第一の接合面１２１ｂと第二の接合面１２２ｂとの間には段差が設けられている。第一の基板１３１と第二の基板１３２は、この段差どうしで互いに嵌合することができる。

なお、本実施形態では、第一の基板１３１の接合面に凸部を形成し、第二の基板１３２の接合面に凹部を形成しているが、第一の基板１３１に凹部、第二の基板１３２側に凸部を形成しても良い。

（２．第一の基板と第二の基板を接合する工程）
次に、図６（Ｆ）に示すように、第一の基板１３１の第二の接合面１２２ａに接着剤１２３を塗布する。そして、接着剤１２３が塗布された第一の基板１３１と第二の基板１３２とをアライメント装置によって位置合わせをして、クランプ機構などにより二組の基板を挟むことで仮固定する。そして、仮固定した基板を接合装置に移す。

次に、図６（Ｇ）に示すように、接合装置内で所定の温度まで基板を加温した後、所定の時間及び圧力で加圧することで、第一の基板と第二の基板を接合する。その際、第一の流路１１２、第二の流路１１３、及び、第三の流路１１４が連通して流路１１５を構成するようになる。本実施形態においては、第一の基板の第一の接合面１２１ａには接着剤を塗布しないことにより、第一の基板と第二の基板の接合と同時に、第一の接合面に隙間を形成することができる。第一の基板と第二の基板とは、第一の基板の第二の接合面１２２ａに塗布された接着剤１２３を介して接合される。

接合が完了した時の接合面付近を拡大した様子を図７（Ａ）に示す。図７（Ａ）中、ｈは、隙間１４１の高さ、ｙ_１は、第一の基板１３１の接合面に設けられた段差の高さ、ｙ_２は、第二の基板１３２の接合面に設けられた段差の高さ、ｄは、接着剤の厚さをそれぞれ表す。基板どうしの接合と同時に隙間１４１を形成するためには、これらの各パラメータを最適化すればよい。具体的には、ｙ_１＋ｄ＞ｙ_２となるように、各基板の段差形状および接合後の接着剤厚さｄを制御する。

また、接合時に、接着剤１２３が加圧されるため、接着剤の端部１３３は、通常、接合前に比べて流路１１５側へ流動する。したがって、接合時に、接着剤の端部１３３を流路１１５へはみ出させず隙間１４１を形成するために、接着剤の流動量を低減することが好ましい。接着剤の流動量は、接着剤材料、接着剤の塗布厚さ、接合圧力、接合温度、および加圧時間を適切に制御することにより低減することができる。また、図７（Ａ）に示す、接合面（接合面間）の水平方向の隙間の幅ｘを増やすこと、ｙ_１及びｙ_２を増やすことでも、接着剤の流動量を抑えることができる。

このように、第一の基板の第一の接合面と第二の基板の接合面とが対向している前記接合領域の少なくとも隙間を形成しようとする部分に接着剤を塗布しないことにより、基板の接合と同時に第一の接合面に隙間を形成することができる。したがって、第一の実施形態と比較して基板を凹凸形状に加工する必要があるが、接着剤を除去する工程が不要になるメリットがある。また、本実施形態では、接着剤の厚さと接合面の凹凸形状を適切に制御すれば、接着剤の後退幅が第一の接合面の幅と等しくなるため、第一の実施形態と比較して接着剤の後退幅を制御しやすい。また、接合面の段差どうしで基板を接合するため、接着剤の厚さを薄くすることが困難な場合であっても、各基板の段差形状を制御することにより、比較的容易に隙間１４１の高さｈを狭めることができる。そのため、後述する膜の形成工程において隙間を閉塞または跨ぐように膜を形成しやすい。

本実施形態においても、接着剤の端部が接合領域の端面よりも内側へ後退した位置にあるため、接着剤が、接合領域内で基板と密着することによって束縛されている状態となる。そのため、図３（Ａ）に示すように接着剤が端面Ａ－Ａ´よりはみ出している場合と比較して接着剤の変形が抑制される。その結果、接着剤上に形成される後述する膜に、応力が発生しづらくクラック等が生じにくい。

なお、本実施形態のように接合面の段差どうしで基板を接合する場合においても、第一の実施形態と同様に、接着剤の一部を流路側から除去することで、隙間を形成してもよい。

（３．膜を形成する工程）
次に、図６（Ｈ）に示すように、内壁面上に、第一の基板１３１と、第二の基板１３２と、第一の基板１３１と第二の基板１３２との接合領域にわたって膜１２４を形成する。膜１２４は、隙間を閉塞するように、または隙間を跨ぐように形成される。膜１２４は第一の実施形態と同様の手法で形成することができる。

隙間を閉塞するように膜１２４を形成する場合において、図７（Ｂ）および（Ｃ）に、隙間１４１に膜１２４が形成されていく様子を示す。図に示すように、膜１２４が、隙間１４１内の第一の基板の接合面および第二の基板の接合面から付着していき、やがてそれらの膜が合体することで隙間１４１が閉塞される。隙間１４１は、膜１２４によって第一の接合面側で閉塞し、接合面の水平方向に形成された隙間には、閉塞されずに残った部分が存在している。このように、接着剤の端部１３３と、閉塞された部分との間に空間を有することにより、膜１２４は接着剤の影響を受けにくい。

第一の実施形態で述べたように膜を２層形成する場合は、図６（Ｈ´）および図７（Ｃ´）に示すように、第一の膜１２４上に第二の膜１２５を形成する。

（４．吐出口部材を形成する工程）
次に、図６（Ｉ）に示すように、第一の実施形態と同様に基板接合体１３０上に吐出口部材１１９を形成して、液体吐出ヘッドが完成する。

（その他の実施形態）
また、先の実施形態の基板接合体は、第一の基板側の流路の内壁面と、第二の基板側の流路の内壁面との間に段差が生じた構成を有しているが、基板接合体は、内壁面どうしに段差がない構成であってもよい。また、先の実施形態の基板接合体は、第一の基板と第二の基板との両方に流路が形成されているが、片方の基板に流路が設けられ、もう片方の基板がその流路にふたをする構成をとる基板接合体であってもよい。また、先の実施形態では、基板接合体の上下を貫通する貫通孔の内壁面に膜を有する構成であるが、未貫通孔を有する基板接合体であっても、第一の基板と第二の基板とを跨ぐようにその未貫通孔が形成されていれば、本発明を適用することができる。また、貫通孔または未貫通孔を有さない基板接合体であっても、第一の基板と第二の基板とが上下に接合され、その側面に膜を有する構成を有する基板接合体であれば、本発明を適用することができる。

また、先の実施形態で示した液体吐出ヘッドでは、基板接合体が、エネルギー発生素子を有し流路を形成する部材として用いられているが、これに限られず、液体吐出ヘッド内の任意の位置の部材に用いることができる。例えば、吐出口部材が２つ以上の基板で接合されている場合には、本発明にかかる基板接合体を吐出口部材として用いることができる。吐出口部材が２つ以上の基板で接合されている場合とは、例えば、図２（Ｈ）に示すように、吐出口部材１１９が、吐出口１０１を形成する天板１１７と、圧力室１０２を形成する側壁１１８とで構成されている場合である。また、吐出口部材を構成する少なくとも一つの基板と、エネルギー発生素子を有する基板との接合体にも、本発明にかかる基板接合体を適用することができる。

また、先の実施形態において、第一の流路１１２と第二の流路１１３とが設けられた第一の基板１３１に対し、本発明にかかる基板接合体を適用することもできる。すなわち、第一の基板１３１を、第一の流路１１２を有する基板と第二の流路１１３を有する基板に分割し、両者を接合した基板接合体としてもよい。すなわち、一つの基板に一つの幅の流路を有し、基板が複数重ねられた構成とすることもできる。

このような場合における基板接合体の製造方法を、図８（Ａ）～（Ｉ）を用いて説明する。

まず、先の実施形態と同様の第一の基板１３１（図８（Ａ））の表面に支持部材１１６を張り合わせ、第一の基板１３１を裏面側から薄化する（図８（Ｂ））。支持部材としては、紫外線硬化型テープまたは熱剥離テープが挙げられ、これらをラミネーターを用いて第一の基板１３１の表面に張り合わせることができる。また、ガラス基板やシリコン基板を、後に基板から剥離可能な接着剤を介して熱圧着させてもよい。薄化する手法としては、研削、研磨、ドライエッチング、およびウエットエッチングが挙げられる。

次に、先の実施形態と同様に第二の基板１３２を用意する。そして、図８（Ｃ）に示すように、第二の基板１３２の表面側に接着剤１２３を塗布する。接着剤１２３の塗布方法としては、スピン塗布やスリット塗布が挙げられる。ここで、接着剤１２３としては、先の実施形態と同様のものが使用できる。接合不良を低減するために、接着剤１２３を塗布する前に第一の基板１３１と第二の基板１３２の接合面を研磨して、接合面の平坦性を改善しても良い。なお、接着剤１２３は、第一の基板１３１の裏面に塗布してもよい。

次に、図８（Ｄ）に示すように第一の基板１３１と第二の基板１３２とを接合し、支持部材を除去する。支持部材が接着剤の熱硬化工程に耐えらない場合は、基板どうしを低温で仮接合した後、基板接合体から支持部材を除去したのち、接着剤の硬化を促進するための高温の熱処理を実施する。支持部材を除去した後高温の熱処理前に、支持部材の接着剤残渣を洗浄により除去してもよい。また、高温の熱処理をせずに、再度接合装置内に入れて接着剤を十分に基板になじませる（広げる）ことにより、接着剤の硬化を促進しても良い。

次に、図８（Ｅ）に示すように、基板接合体の第一の基板１３１側から第一の流路１１２をエッチングにより形成する。このとき、接着剤層がエッチングのストッパーとなり、流路のエッチングを停止することができる。その後、図８（Ｆ）に示すように、第二の基板１３２側から第二の流路１１３をエッチングにより形成する。第二の流路１１３のエッチングも接着剤層で停止させることができる。エッチングには、先の実施形態の流路形成時と同様のエッチング手法を使用できる。各流路の形成が完了した後に、剥離液などで洗浄し、流路の内壁面に付着した堆積物を除去しても良い。その後、接着剤層をエッチングにより除去する。接着剤層のエッチング手法としては、先の実施形態で挙げた接着剤を除去する際の手法を使用できる。

このとき、第二の流路１１３の底部に残留した接着剤層を全て除去するとともに、第一の基板１３１と第二の基板１３２との間に挟まれた接着剤層の一部を除去する（図８（Ｇ））。すなわち、接着剤の端部を接合領域の端面から基板接合体の内側へ向かう方向に後退させる。接着剤の除去が完了したあとは、第一の基板１３１と第二の基板１３２との間に存在していた接着剤１２３の一部が除去されて隙間１４１が形成される。これ以降は先の実施形態と同様に膜を形成し、吐出口部材を形成して、液体吐出ヘッドが完成する。

（実施例１）
第一の基板として、８インチシリコン基板（厚さ：７３０μｍ）の表面（ミラー面）上にアルミの配線、酸化シリコン薄膜の層間絶縁膜、窒化タンタルのヒータ薄膜パターン、外部の制御部と導通させるコンタクトパッドを形成したものを用意した（図２（Ａ））。第一の基板の表面に厚さ１８０μｍの紫外線硬化テープを保護テープとして張り合わせ、第一の基板の裏面を研削装置によって基板厚さが５００μｍになるまで薄加工した。その後、研削した面を平滑化するためにＣＭＰ装置によって研磨した。研磨は、コロイダルシリカを主成分とするスラリーとポリウレタン系の研磨パッドを用いて行った。その後、アンモニア８重量％、過酸化水素水８重量％、純水８４重量％との混合液からなる洗浄液を用いて研磨面を洗浄してスラリーを除去した。

次に、第二の流路を形成するためのマスクを形成した。まず、ポリアミド樹脂（日立化成株式会社製、商品名：ＨＩＭＡＬ）をスピン塗布法によって厚さ２μｍで基板裏面全体に塗布し、２５０℃１Ｈの熱処理によって硬化させた。その後、ノボラック系レジストをその上に塗布し、両面アライメント露光装置により露光をし、現像装置によって現像してレジストをパターニングした。レジスト越しにＯ_２ガスとＣＦ_４ガスを放電させたプラズマを用いてドライエッチングを実施し、所望のマスク形状に加工した。エッチング後、レジストを除去しマスクが完成した。

次に、第二の流路となる溝をエッチングにより形成した（図２（Ｂ））。エッチングには、ＳＦ_６ガスによるエッチングとＣＦ_４ガスによる堆積を繰り返すボッシュプロセスを用いた。平均の溝深さが３００μｍになったところでエッチングを停止した。保護テープに紫外線を照射して除去した後、ヒドロキシルアミンを主成分とする剥離液でレジストやエッチング堆積物を除去した。

次に、第一の基板の裏面に保護テープを張り合わせ、上記と同じ手段で表面にレジストマスクを形成し、基板の表面側から複数のホールから構成された第一の流路をドライエッチングにより形成した。エッチング後、保護テープを除去し、剥離液によりレジストや堆積物を除去した。

次に、第二の基板として、厚さ５００μｍのシリコン基板を準備した（図２（Ｃ））。第二の基板の表面（ミラー面）に保護フィルムを張り合わせ、裏面にレジストマスクを形成し、第三の流路をボッシュプロセスにより形成した（図２（Ｄ））。その後、保護フィルムを剥離し、レジストと堆積物を剥離液により除去した。

次に、第一の基板の裏面に接着剤を塗布した。まず、別途８インチシリコン基板を準備し、その上に接着剤としてベンゾシクロブテン溶液を１μｍ厚スピン塗布した。その後、塗布した接着剤の上に、第一の基板の接合面を接触させることで、接着剤を第一の基板の裏面に転写した。

次に、第一の基板と第二の基板とを接合アライメント装置を用いてアライメントして、基板の端部の２か所をクランプ治具で加圧することで仮固定した（図２（Ｅ））。仮固定した基板を接合装置内に移し、真空中で１５０℃まで昇温し５分間加圧接合した後、冷却して接合装置から取り出した。その後、窒素雰囲気中のオーブン内で、２５０℃１時間の熱処理を実施して接着剤を硬化させた。

次に、Ｏ_２プラズマとＣＦ_４プラズマによる等方エッチングにより、接着剤を流路側から除去し、接着剤の端部が接合領域の端面から５μｍ後退した位置にくるようにして、隙間を形成した（図２（Ｆ））。

次に、原子層堆積成膜装置によって基板接合体の流路の内壁面に膜を形成した。第一の膜としてＡｌ_２Ｏ_３膜を厚さ０．３μｍで隙間を閉塞するように形成した（図２（Ｇ）、図３（Ｄ））。さらに、第一の膜上に第二の膜としてＴｉＯ膜を厚さ０．２μｍで形成した（図２（Ｇ´）、図３（Ｄ´））。その後、基板接合体の第一の基板の表面に、ポジ型レジストから構成されたドライフィルムレジストをラミネートして、エッチングマスクを形成した。ＣＦ_４、Ｏ_２、およびＡｒの混合ガスからなるプラズマを用いたドライエッチングにより、コンタクトパッド上の膜を除去した。

次に、第一の基板表面上に、エポキシ樹脂から構成されたネガ型のドライフィルムを張り合わせ、露光することにより、吐出口部材の壁を形成した。さらにその上からドライフィルムを張り合わせ、露光することにより、吐出口部材の天板を形成した。そして、現像により未露光部分を除去し、吐出口と圧力室を形成した（図２（Ｈ））。その後、オーブン中で２００℃１時間の条件で熱処理することにより、吐出口部材を硬化させた。

このようにして液体吐出ヘッドを作製した。液体吐出ヘッドの流路の内壁面に形成された膜について、ヘッドを切断して流路内壁面を暴露させて、光学顕微鏡および電子線顕微鏡で観察したところ、表面にクラックが見られなかった。

（実施例２）
第一の基板として、８インチシリコン基板（厚さ：７３０μｍ）の表面（ミラー面）上にアルミの配線、酸化シリコン薄膜の層間絶縁膜、窒化タンタルのヒータ薄膜パターン、外部の制御部と導通させるコンタクトパッドを形成したものを用意した（図６（Ａ））。第一の基板の表面に厚さ１８０μｍの紫外線硬化テープを保護テープとして張り合わせ、第一の基板の裏面を研削装置によって基板厚さが５００μｍになるまで薄加工した。その後、研削した面を平滑化するためにＣＭＰ装置によって研磨した。研磨は、コロイダルシリカを主成分とするスラリーとポリウレタン系の研磨パッドを用いて行った。その後、アンモニア８重量％、過酸化水素水８重量％、純水８４重量％との混合液からなる洗浄液を用いて研磨面を洗浄してスラリーを除去した。

次に、第一の基板の裏面に第一の接合面と第二の接合面を形成するためのマスクを形成した。マスクは第二の実施形態で説明したような凸形状の段差を形成するためのマスクである。まず、ポリアミド樹脂（日立化成株式会社製、商品名：ＨＩＭＡＬ）をスピン塗布法によって厚さ２μｍで基板裏面全体に塗布し、２５０℃１Ｈの熱処理によって硬化させた。その後、ノボラック系レジストをその上に塗布し、両面アライメント露光装置により露光をし、現像装置によって現像してレジストをパターニングした。レジスト越しにＯ_２ガスとＣＦ_４ガスを放電させたプラズマを用いてドライエッチングを実施し、所望のマスク形状に加工した。エッチング後、レジストを除去しマスクが完成した。

次に、第二の流路を形成するためのレジストマスクを、上記と同じ手段で第一の基板の裏面側に形成した。その後、第二の流路となる溝をエッチングにより形成した（図６（Ｂ））。エッチングには、ＳＦ_６ガスによるエッチングとＣＦ_４ガスによる堆積を繰り返すボッシュプロセスを用いた。平均の溝深さが３００μｍになったところでエッチングを停止した。保護テープに紫外線を照射して除去した後、ヒドロキシルアミンを主成分とする剥離液でレジストやエッチング堆積物を除去した。

次に、第一の基板の裏面に保護テープを張り合わせ、上記と同じ手段で表面にレジストマスクを形成し、基板の表面側から複数のホールから構成された第一の流路をドライエッチングにより形成した（図６（Ｂ））。エッチング後、保護テープを除去し、剥離液によりレジストや堆積物を除去した。

次に、第一の基板の表面側に保護テープをラミネートし、裏面側に形成されている凸部形成用マスク越しに、ＳＦ_６プラズマによるシリコン異方性エッチングにより深さが２０μｍになるまでエッチングして、接合面に凸部を形成した（図６（Ｃ））。その後、酸素プラズマによるアッシングにより、凸部形成用マスクを除去した。

次に、第二の基板として、厚さ５００μｍのシリコン基板を準備した（図６（Ｄ））。第二の基板の表面（ミラー面）にレジストマスクを形成し、ＳＦ_６プラズマによるシリコン異方性エッチングにより２０μｍの深さの凹形状の段差を形成した（図６（Ｅ））。その後、第二の基板の表面に保護フィルムを張り合わせ、裏面にレジストマスクを形成し、第三の流路をボッシュプロセスにより形成した。その後、保護フィルムを剥離し、レジストと堆積物を剥離液により除去した。

次に、第一の基板の裏面に接着剤を塗布した（図６（Ｆ））。まず、別途８インチシリコン基板を準備し、その上に接着剤としてベンゾシクロブテン溶液を１μｍ厚スピン塗布した。その後、塗布した接着剤の上に、第一の基板の接合面を接触させることで、接着剤を第一の基板の裏面に転写した。

次に、第一の基板と第二の基板とを接合アライメント装置を用いてアライメントして、基板の端部の２か所をクランプ治具で加圧することで仮固定した（図６（Ｇ））。仮固定した基板を接合装置内に移し、真空中で１５０℃まで昇温し５分間加圧接合した後、冷却して接合装置から取り出した。その後、窒素雰囲気中のオーブン内で、２５０℃１時間の熱処理を実施して接着剤を硬化させた。

次に、原子層堆積成膜装置によって基板接合体の流路の内壁面に膜を形成した。第一の膜としてＡｌ_２Ｏ_３膜を厚さ０．３μｍで、隙間を閉塞するように形成した（図６（Ｈ）、図７（Ｃ））。さらに、第一の膜上に第二の膜としてＴｉＯ膜を厚さ０．２μｍで形成した（図６（Ｈ´）、図７（Ｃ´））。

その後、基板接合体の第一の基板の表面に、ポジ型レジストから構成されたドライフィルムレジストをラミネートして、エッチングマスクを形成した。ＣＦ_４、Ｏ_２、およびＡｒの混合ガスからなるプラズマを用いたドライエッチングにより、コンタクトパッド上の膜を除去した。

次に、第一の基板表面上に、エポキシ樹脂から構成されたネガ型のドライフィルムを張り合わせ、露光することにより、吐出口部材の壁を形成した。さらにその上からドライフィルムを張り合わせ、露光することにより、吐出口部材の天板を形成した。そして、現像により未露光部分を除去し、吐出口と圧力室を形成した（図６（Ｉ））。その後、オーブン中で２００℃１時間の条件で熱処理することにより、吐出口部材を硬化させた。

このようにして、流路の内壁面に良質な膜が形成された液体吐出ヘッドを作製した。

（実施例３）
実施例１と同様に、第一の基板（厚さ７３０μｍのシリコン基板）を用意し（図８（Ａ））、これを裏面側から薄化した（図８（Ｂ））。実施例１との相違点は、薄化する厚さが１５０μｍである点である。さらに、第二の基板として厚さ５００μｍのシリコン基板を準備し、第二の基板の表面に接着剤としてベンゾシクロブテン溶液をスピン塗布法によって塗布した（図８（Ｃ））。塗布厚は０．５μｍでとした。次に、第一の基板と第二の基板とをアライメントして仮固定した（図８（Ｄ））。仮固定した基板を接合装置内に移し、真空中で１５０℃まで昇温し５分間加圧接合した後、冷却して接合装置から取り出した。その後、別途窒素雰囲気中のオーブンで２５０℃１時間の条件で加熱して接合基板体を作製した。

基板接合体について、ボッシュプロセスによるドライエッチングを用いて第一の基板側から第一の流路を形成し、接着剤層でエッチングを停止した（図８（Ｅ））。ついで、第二の基板側から第二の流路を同様に形成し、接着剤層でエッチングを停止した（図８（Ｆ））。次に、Ｏ_２プラズマとＣＦ_４プラズマによる等方エッチングにより、流路内に暴露されている接着剤を除去し、さらに接着剤の端部を接合領域の端面から５μｍの位置に後退させて、隙間を形成した（図８（Ｇ））。

次に、原子層堆積成膜装置によって、第一の膜として厚さ０．５μｍのＡｌ_２Ｏ_３膜を、さらに第二の膜として厚さ０．２μｍのＴｉＯ膜を形成することで隙間を閉塞し（図８（Ｈ））、且つ、インク流路壁面に耐液膜を形成した。その後、コンタクトパッド上の膜をドライエッチングにより除去した。

その後、実施例１と同様に吐出口部材を形成した（図８（Ｉ））。このようにして、流路の内壁面に良質な膜が形成された液体吐出ヘッドを作製した。

１０１ 吐出口
１０７ エネルギー発生素子
１１５ 流路
１１９ 吐出口部材
１２１ 第一の接合面
１２２ 第二の接合面
１２３ 接着剤
１２４ 膜（第一の膜）
１２５ 第二の膜
１３０ 基板接合体
１３１ 第一の基板
１３２ 第ニの基板
１３３ 接着剤の端部
１３４ 接合領域
１４１ 隙間
１４２ 空間

Claims (20)

1. 第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有する基板接合体の製造方法であって、
   前記接着剤の端部が、前記接合領域の端面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にある前記接合領域に対して、前記膜を形成し、
   前記膜は、前記第一の基板と前記第二の基板との隙間を閉塞するように形成されており、
   前記膜の前記隙間を閉塞している部分と前記接着剤の端部との間に空間が形成されることを特徴とする基板接合体の製造方法。
2. 第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有する基板接合体の製造方法であって、
   前記接着剤の端部が、前記接合領域の端面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にある前記接合領域に対して、前記膜を形成し、
   前記第一の基板と前記第二の基板との隙間を跨ぐように前記膜を形成することを特徴とする基板接合体の製造方法。
3. 第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有する基板接合体の製造方法であって、
   前記接着剤の端部が、前記接合領域の端面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にある前記接合領域に対して、前記膜を形成し、
   前記第一の基板と前記第二の基板は、それぞれ、前記接合領域の端面側から前記基板接合体の内部へ向かう方向に順に、第一の接合面と第二の接合面とを有し、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間に段差が設けられ、前記段差どうしで互いに嵌合することを特徴とする基板接合体の製造方法。
4. 第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有する基板接合体の製造方法であって、
   前記接着剤の端部が、前記接合領域の端面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にある前記接合領域に対して、前記膜を形成し、
   前記第一の基板と前記第二の基板とを接合した後、前記接着剤の少なくとも一部を除去し、前記接着剤の端部を、前記接合領域の端面よりも前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退させることを特徴とする基板接合体の製造方法。
5. 前記第一の基板の前記第一の接合面と前記第二の基板の前記第一の接合面とが対向している前記接合領域の少なくとも一部に接着剤を塗布しないことにより、前記第一の基板と前記第二の基板の接合と同時に前記第一の基板と前記第二の基板との間に隙間を形成する請求項３に記載の基板接合体の製造方法。
6. 前記隙間内の、前記第一の基板の接合面と前記第二の基板の接合面との高さをｈ、前記基板接合体上に形成された前記膜の厚さをｔとしたとき、ｈ＜２ｔの関係を満たすように前記膜を形成する請求項５に記載の基板接合体の製造方法。
7. 前記接着剤の端部の、前記接合領域の端面からの後退幅Ｌが２．０×１０^－２μｍ以上２．０×１０^２μｍ以下である請求項１～６のいずれか１項に記載の基板接合体の製造方法。
8. 前記膜が原子層堆積法により形成される請求項１～７のいずれか１項に記載の基板接合体の製造方法。
9. 前記膜が、Ｒｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｖ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｙ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃｒ，およびＭｏからなる群より選択される少なくとも一つの元素の酸化物を含む請求項１～８のいずれか１項に記載の基板接合体の製造方法。
10. 前記膜が、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、およびＳｉからなる群より選択されるいずれかの元素の酸化物を含む請求項９に記載の基板接合体の製造方法。
11. 前記膜を第一の膜として、前記第一の膜上にさらに、原子層堆積法により第二の膜を形成する請求項１～１０のいずれか１項に記載の基板接合体の製造方法。
12. 前記第二の膜が、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、およびＳｉからなる群より選択されるいずれかの元素の酸化物を含む請求項１１に記載の基板接合体の製造方法。
13. 液体を吐出する吐出口と、前記液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子とを有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記液体吐出ヘッドは、請求項１～１０のいずれか１項に記載の基板接合体の製造方法により形成された基板接合体を有し、
    前記基板接合体は、前記第一の基板と前記第二の基板とに接する前記液体の流路を有し、
    前記膜は、前記流路の内壁面上に、前記第一の基板と、前記第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との前記接合領域にわたって形成されることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
14. 第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、
    前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有し、
    前記接着剤の端部が、前記膜が形成された面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にあり、
    前記第一の基板と前記第二の基板との隙間を跨ぐように前記膜が形成されていることを特徴とする基板接合体。
15. 第一の基板と第二の基板とが接着剤を介して接合された基板接合体であって、
    前記第一の基板から該第一の基板と前記第二の基板との接合領域を跨って該第二の基板まで形成された膜を有し、
    前記接着剤の端部が、前記膜が形成された面から前記基板接合体の内側へ向かう方向に後退した位置にあり、
    前記第一の基板と前記第二の基板は、それぞれ、前記膜が形成される面側から前記基板接合体の内部へ向かう方向に順に、第一の接合面と第二の接合面とを有し、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間に段差が設けられ、前記段差どうしで互いに嵌合することを特徴とする基板接合体。
16. 前記隙間内の、前記第一の基板の接合面と前記第二の基板の接合面との高さをｈ、前記基板接合体上に形成された前記膜の厚さをｔとしたとき、ｈ＜２ｔの関係を満たす請求項１４に記載の基板接合体。
17. 前記膜が、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、およびＳｉからなる群より選択されるいずれかの元素の酸化物を含む請求項１４～１６のいずれか１項に記載の基板接合体。
18. 液体を吐出する吐出口と、前記液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子とを有する液体吐出ヘッドであって、
    請求項１４～１７のいずれか１項に記載の基板接合体を有し、
    前記基板接合体は、前記第一の基板と前記第二の基板とに接する前記液体の流路を有し、
    前記膜は、前記流路の内壁面上に、前記第一の基板と、前記第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との前記接合領域にわたって形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
19. 前記素子を内部に備える圧力室を備え、前記圧力室内の液体は前記圧力室の外部との間で循環される請求項１８に記載の液体吐出ヘッド。
20. 前記第一の基板が前記素子を有し、前記第一の基板上に、前記吐出口を形成する吐出口部材を有する請求項１８または１９に記載の液体吐出ヘッド。

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