シランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法
【課題】簡易な成膜装置によって、被成膜基材の表面に、シランカップリング剤の被膜を均一且つ強固に形成することができ、また、一の成膜サイクル終了から次の成膜サイクル開始までに要するリセット時間が短く、連続処理を好適に行うことができるシランカップリング剤の成膜方法、及び、これを用いるインクジェットヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】チャンバー３０１の内部にシランカップリング剤ガスを導入し、チャンバー３０１の内壁３０１ａにシランカップリング剤を吸着させる第１の工程と、チャンバー３０１内に被成膜基材１２５を導入し、チャンバー３０１にシランカップリング剤ガスを導入することなくチャンバー３０１内に被成膜基材１２５を放置し、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤を被成膜基材１２５の表面に成膜する第２の工程とを有する。
【解決手段】チャンバー３０１の内部にシランカップリング剤ガスを導入し、チャンバー３０１の内壁３０１ａにシランカップリング剤を吸着させる第１の工程と、チャンバー３０１内に被成膜基材１２５を導入し、チャンバー３０１にシランカップリング剤ガスを導入することなくチャンバー３０１内に被成膜基材１２５を放置し、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤を被成膜基材１２５の表面に成膜する第２の工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シランカップリング剤及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シランカップリング剤は、ケイ素に、加水分解基や有機官能基が結合した化合物であり、その被膜を基材に成膜すると、有機官能基の特性によって基材表面に接着性、機械的強度、耐水性などを付与することができるため、様々な分野で表面改質剤として多用されている。例えば、インクジェットヘッドにおいては、金属よりなるノズル基板のキャビティー基板との接合面に、シランカップリング剤の被膜を形成することで接合性を付与し、両基板を強固に接合することが行われている。
【０００３】
このシランカップリング剤の成膜方法としては、従来より、シランカップリング剤の溶液に被成膜基材を浸漬する浸漬法が知られている。しかし、浸漬法では、溶液の表面張力や毛細管現象があるため、特に、被成膜基材が微細構造を有する場合、均一に被膜を成膜するのが難しい。
【０００４】
そこで、表面張力や毛細管現象の影響を回避するため、シランカップリング剤を蒸気として、被成膜基材の表面に被着させる気相成膜法を用いることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
このうち、特許文献１の方法では、デシケータの底部に、液状のシランカップリング剤を溜めておき、このシランカップリング剤の上方に被成膜基材を保持した状態で、シランカップリング剤を１００℃程度に加熱する。これにより、シランカップリング剤が蒸気化し、この蒸気が被成膜基材の表面に被着することでシランカップリング剤の被膜が形成される。
しかし、この方法では、一の成膜サイクルを行った後、次の成膜サイクルを行う前に、加熱したデシケータを常温まで冷却しなければならず、この冷却過程に時間がかかる。このため、量産等における連続処理には適用し難い。
【０００６】
また、特許文献２に記載された方法では、チャンバー内を、被成膜基材を搬入した後、真空雰囲気とし、該チャンバー内に蒸気化したシランカップリング剤を導入することで、被成膜基材の表面にシランカップリング剤の被膜を形成する。
【０００７】
しかし、この方法では、真空度の高い成膜雰囲気が必要となることや、原料ガスの圧力を精密に調整しなくてはならないことから、成膜装置が高価になってしまう。
また、被成膜基材を加熱しない状態で成膜を行うため、成膜された被膜は、金属基板の表面に存在する結合サイトとの化学結合が少なく、強度が不十分である。このため、例えば基板同士の接着界面等を構成する被膜としては不適当である。
さらに、ガス導入管から送出されたガスを、そのまま被成膜基材に被着させるため、ガス導入管から近い領域では膜厚が厚くなり、遠い領域では膜厚が薄くなるというように、被膜の膜厚が不均一となる。このため、目的とする表面改質が十分になされないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７０１１４号公報
【特許文献２】特開２００６−２３１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、簡易な構成の成膜装置によって、被成膜基材の表面に、シランカップリング剤の被膜を均一且つ強固に形成することができ、また、一の成膜サイクル終了から次の成膜サイクル開始までに要するリセット時間が短く、連続処理を好適に行うことができるシランカップリング剤の成膜方法、及び、これを用いるインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法は、チャンバーの内部にシランカップリング剤のガスを導入し、前記チャンバーの内壁に前記シランカップリング剤を吸着させる第１の工程と、前記シランカップリング剤のガスの導入を停止し、前記チャンバーの内部に基板を導入し、前記チャンバーにシランカップリング剤のガスを導入することなく前記チャンバーの内部に前記基板を放置し、前記チャンバーの内壁から脱離したシランカップリング剤を前記基板の表面に成膜する第２の工程と、を有する。
【００１１】
このため、本発明のシランカップリング剤の成膜方法によれば、高度な真空雰囲気や、精密なガス圧調整が不要となり、シランカップリング剤の被膜を、簡易な成膜装置を用い、簡単な操作で形成することができる。
【００１２】
また、シランカップリング剤を、チャンバーの内壁に一旦吸着させた後、これを脱離させることによって基板の表面に供給するので、ガス導入管から送出されるシランカップリング剤を直接基板の表面に供給するのに比べて、基板の表面に偏りなくシランカップリング剤が供給される。このため、基板の表面に、シランカップリング剤被膜を均一な膜厚で形成することが可能となる。
【００１３】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第１の工程及び前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を、シランカップリング剤の液化温度以上に保持することが好ましい。
【００１４】
このような構成とすることにより、チャンバー内に導入したシランカップリング剤ガスの液化が抑えられるとともに、チャンバー内に搬送した基板を、チャンバーからの熱伝導によって昇温させることができる。これにより、基板の表面に、シランカップリング剤を均一に吸着させることができるとともに、吸着したシランカップリング剤と基板との間に、十分に化学結合を生じさせることができる。その結果、基板の表面に、シランカップリング剤被膜を均一な膜厚で強固に形成することが可能となる。
また、一の成膜サイクルが終了した後、チャンバーを放冷することなく、次の成膜サイクルを開始することができ、連続処理を効率良く行うことが可能となる。
【００１５】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第２の工程において、前記チャンバーの内部に導入された前記基板は、前記チャンバーの内部で常温付近から徐々に昇温することが好ましい。
【００１６】
このような構成とすることにより、基板の表面に、シランカップリング剤を十分に吸着させることができ、所望の膜厚のシランカップリング剤被膜を容易に得ることが可能となる。
【００１７】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を上昇させ、前記チャンバーの内壁からのシランカップリング剤の脱離を促進させることが好ましい。
【００１８】
このような構成とすることにより、シランカップリング剤の成膜レートが高くなり、シランカップリング剤被膜を効率良く形成することが可能となる。
【００１９】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第２の工程において、前記基板の温度を前記チャンバーの温度とは独立に制御することが好ましい。
【００２０】
このような構成とすることにより、チャンバーの温度に関わらず、基板の昇温速度を自由に制御することができ、所望の膜厚のシランカップリング剤被膜を容易に得ることが可能となる。
【００２１】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記チャンバーの内壁の材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金の少なくともいずれかであることが好ましい。
【００２２】
このような構成とすることにより、チャンバーを、耐食性に優れたものとすることができる。特に、ステンレス鋼を用いた場合には、チャンバーの耐食性をより改善することができ、アルミニウム及びアルミニウム合金を用いた場合には、チャンバーからのガス放出が抑えられ、純度の高いシランカップリン剤被膜を得ることが可能となる。
【００２３】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記チャンバーの内壁には、極性を付与する処理、多孔質化処理、鏡面化仕上げの少なくともいずれかの表面処理が施されていることが好ましい。
【００２４】
このような構成とすることにより、シランカップリング剤の成膜レートを容易に所望の範囲とすることができる。
【００２５】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記チャンバーの内壁には、多数のフィンが設けられていることが好ましい。
【００２６】
このような構成とすることにより、チャンバーの内壁の表面積が大きくなり、内壁に吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。このため、シランカップリング剤の成膜レートを、より高めることが可能となる。
【００２７】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、液滴を吐出するための複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板の前記複数のノズルそれぞれに連通して液滴を収容する複数の圧力室を有するキャビティー基板と、前記圧力室に液滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドの製造方法であって、前記シランカップリング剤の成膜方法を用いて、前記ノズル基板及び前記キャビティー基板の少なくともいずれかの接合面にシランカップリング剤の被膜を成膜する工程と、前記ノズル基板と前記キャビティー基板とを、前記シランカップリング剤の被膜を介して接合する工程と、を有する。
【００２８】
このため、本発明のインクジェットヘッドの製造方法によれば、ノズル基板及びキャビティー基板の少なくともいずれかの接合面に、シランカップリング剤の被膜を、均一な膜厚で強固に形成することができ、各基板を強固に接合することができる。これにより、耐環境性に優れたインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【００２９】
また、このインクジェットヘッドの製造方法では、シランカップリング剤の被膜を、簡易な成膜装置によって効率良く成膜することができるため、インクジェットヘッドの製造効率の向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のインクジェットヘッドの製造方法によって製造されるインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドの概略縦断面図。
【図３】図１のノズル基板の膜構成を説明するための拡大図。
【図４】ノズル基板の製造方法を示す製造工程の断面図。
【図５】図４に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図７】図６に続くインクジェットヘッドの製造工程の断面図。
【図８】図７に続くインクジェットヘッドの製造工程の断面図。
【図９】実施形態１に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置の模式図。
【図１０】真空ビルドアップ試験の測定結果を示す特性図。
【図１１】実施形態３に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明のシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。
【００３２】
＜＜インクジェットヘッドの構成＞＞
まず、本発明のシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法によって製造されるインクジェットヘッドの構成について説明する。
ここでは、インクジェットヘッドの一例として、静電駆動式のインクジェットヘッドについて図１又は図２を参照して説明する。なお、アクチュエータ（圧力発生手段）は静電駆動方式に限られたものではなく、その他の圧電素子は発熱素子等を利用する方式であってもよい。
【００３３】
図１は、インクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図であり、一部を断面で表してある。図２は、図１の右半分の概略構成を示すインクジェットヘッドの断面図である。なお、図１及び図２では、通常使用される状態とは上下逆に示されている。
【００３４】
このインクジェットヘッド１０は、図１及び図２に示すように、複数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティー基板２と、キャビティー基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が配設された電極基板３とを貼り合わせることにより構成されている。
【００３５】
ノズル基板１は、多層基板構造を有し、シリコン基板で構成されている。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、インク吐出方向の先端側から後側方向に行くに従って開口断面が段階的に大きくなるｎ段（ｎは２以上の自然数）の多段構造を有している。この例では、開口径が異なる２つの円筒状のノズル孔から形成された２段の多段構造を例示しており、以下、吐出方向の先端側から順に第１ノズル部１１ａ、第２ノズル部１１ｂという。
【００３６】
図３は、図１のノズル基板の膜構成を説明するための拡大図である。
ノズル基板１の第１層基板１ａにおいて第１ノズル部１１ａの内壁を含む表面全体には、耐インク保護膜１０３，１０４が形成されている。吐出面の耐インク保護膜１０４は例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で成膜されたＳｉＯ２膜で構成されており、このＳｉＯ２膜はこの上に成膜される撥液膜１０５の下地ともなっている。また、第１層基板１ａにおいて第２層基板１ｂとの接合面と、第１ノズル部１１ａの内壁とに形成された耐インク保護膜１０３は、例えば熱酸化により形成されたＳｉＯ２膜により構成されている。
【００３７】
また、第２層基板１ａにおいて第１層基板１ａとの接合面と第２ノズル１１ｂの内壁とには親液膜１２３が形成されている。この親液膜１２３は例えば熱酸化により形成されたＳｉＯ２膜により構成されており、耐インク保護膜としても機能する。そして、第２層基板１ｂの第１層基板１ａとの接合面と反対側の面は、キャビティー基板２との接合性を高めるためのプライマー層１２４が形成されている。このプライマー層１２４は、後述する本発明のシランカップリング剤の成膜方法によって形成されており、均一な膜厚を有し、第２層基板１ａ表面に強固に形成されている。このため、プライマー層１２４は、第２層基板１ａのキャビティー基板に対する接合強度を大きく高めることができる。なお、プライマー層１２４は第２層基板１ｂにおいてキャビティー基板２との接合面に形成されていれば十分であるが、製造工程上、第２ノズル部１１ｂの内壁にも形成されている。
【００３８】
キャビティー基板２はシリコン基板から作製されている。このシリコン基板にウェットエッチングを施すことにより、インク流路の圧力室２１となる凹部２５、オリフィス２３となる凹部２６、及びリザーバー２４となる凹部２７から形成される。凹部２５は前記ノズル孔１１に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、図２に示すようにノズル基板１とキャビティー基板２を接合した際、各凹部２５が圧力室２１を構成し、それぞれノズル孔１１に連通しており、またインク供給口である前記オリフィス２３ともそれぞれ連通している。そして、圧力室２１（凹部２５）の底壁が振動板２２となっている。
【００３９】
凹部２６は、細溝状のオリフィス２３を構成し、この凹部２６を介して凹部２５（圧力室２１）と凹部２７（リザーバー２４）とが連通している。
凹部２７は、インク等の液状材料を貯留するためのものであり、各圧力室２１に共通のリザーバー（共通インク室）２４を構成する。そして、リザーバー２４（凹部２７）はそれぞれオリフィス２３を介して全ての圧力室２１に連通しており、圧力室２１、リザーバー２４及びオリフィス２３によりインク流路が形成されている。なお、オリフィス２３（凹部２６）はノズル基板１の裏面（キャビティー基板２との接合側の面）に設けることもできる。また、リザーバー２４の底部には後述する電極基板３に設けたインク供給孔３３に連通するインク供給孔２８が設けられている。このインク供給孔３３及びインク供給孔２８を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給されるようになっている。
【００４０】
また、キャビティー基板２の全面又は少なくとも電極基板３との対向面には熱酸化やプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりＳｉＯ２やＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）膜等からなる絶縁膜２ａが膜厚０．１μｍで施されている。この絶縁膜２ａは、インクジェットヘッド１０を駆動させた時に絶縁破壊や短絡を防止する目的で設けられる。
【００４１】
電極基板３は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製される。中でも、キャビティー基板２のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。これは、電極基板３とキャビティー基板２を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板３とキャビティー基板２との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極基板３とキャビティー基板２を強固に接合することができるからである。
【００４２】
電極基板３には、キャビティー基板２の各振動板２２に対向する面の位置にそれぞれ凹部３２が設けられている。凹部３２は、エッチングにより深さ約０．３μｍで形成されている。そして、各凹部３２内には、一般に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる個別電極３１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成される。したがって、振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ（空隙）は、この凹部３２の深さ、個別電極３１及び振動板２２を覆う絶縁膜２ａの厚さにより決まることになる。このギャップはインクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響するため、高精度に形成される。
【００４３】
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを有する。端子部３１ｂは、図２に示すように、配線のためにキャビティー基板２の末端部が開口された電極取り出し部３０内に露出している。振動板２２と個別電極３１との間に形成される電極間ギャップの開放端部はエポキシ等の樹脂による封止材３４で封止される。これにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップへ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。そして、ＩＣドライバ等の駆動制御回路３５が各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティー基板２上に設けられた共通電極２９と前記フレキシブル配線基板（図示せず）を介して接続されている。
【００４４】
次に、以上のように構成されたインクジェットヘッド１０の動作を説明する。
駆動制御回路３５は例えば２４ｋＨｚで発振し、キャビティー基板２の共通電極端子２９と個別電極３１の間にパルス電圧を印加して個別電極３１に電荷供給を行う。個別電極３１に電極を供給して正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、振動板２２と個別電極３１との間に静電気力が発生する。この静電気力の吸引作用により振動板２２が個別電極３１側に引き寄せられて撓み、圧力室２１の容積が拡大する。これによりリザーバー２４の内部に溜まっていたインク滴がオリフィス２３を通じて圧力室２１に流れ込む。次に、個別電極３１への電圧の印加を停止すると、静電吸引力が消滅して振動板２２が復元し、圧力室２１の容積が急激に収縮する。これにより、圧力室２１内の圧力が急激に上昇し、この圧力室２１に連通しているノズル孔１１からインク滴が吐出される。
【００４５】
＜＜シランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法＞＞
次に、本発明に係るシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法を、図１及び図２に示すインクジェットヘッドを製造する場合を例にして説明する。
＜実施形態１＞
まず、本発明のシランカップリング剤の成膜方法を、インクジェットヘッドの製造方法に適用した実施形態１について説明する。
図４〜図８は、実施形態１に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図、図９は、実施形態１に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置を示す模式図である。
【００４６】
［Ａ］支持基板付き第２層基板の作製工程
図１及び図２に示すインクジェットヘッド１０を作製するには、まず、支持基板付き第２層基板１２５を以下のようにして作製する。
（Ａ１）すなわち、図４（Ａ）に示すように、第２層基板１ｂとなるシリコン基板１２０の表面にレジスト１２１を塗布し、フォトリソグラフィによりレジスト１２１をパターニングし、第２ノズル部１１ｂに対応する部分に開口１２１ａを形成する。
そして、ＩＣＰドライエッチング装置によりレジスト１２１の開口１２１ａを介して、垂直に異方性ドライエッチングし、第２ノズル部１１ｂとなる凹部１２２を形成する。この凹部１２２の形成には、Ｃ４Ｆ８とＳＦ６とを交互に使用したエッチングを行う。
【００４７】
（Ａ２）続いて、レジストパターンを硫酸洗浄などにより剥離した後、シリコン基板１２０を熱酸化炉に投入し、図４（Ｂ）に示すように、シリコン基板１２０の表面全体に親液膜１２３を形成する。親液膜１２３としては、例えば膜厚０．１μｍの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成する。
【００４８】
（Ａ３）図４（Ｃ）に示すように、シリコン基板１２０の凹部１２２形成側の面１２０ａに、両面接着シート５０を介してガラス等の透明材料よりなる支持基板１１０を貼り付ける。
（Ａ４）次に、図４（Ｄ）に示すように、シリコン基板１２０の凹部１２２形成側の面１２０ａと反対側の表面１２０ｂ側からグラインダー（図示せず）で研削加工を行い、所望の板厚近傍まで薄板化する。これにより、第２ノズル部１１ｂとなる凹部１２２の底面が削除され第２ノズル部１１ｂが形成される。薄板後、さらに、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によってシリコン基板１２０の表面を研磨し、所定の板厚にする。
【００４９】
以上の工程により、支持基板付き第２層基板１２５を得る。
［Ｂ］シランカップリング剤被膜の形成工程
前記工程［Ａ］で作製された支持基板付き第２層基板１２５では、支持基板１１０側と反対側の面が、キャビティー基板２と接合される接合面１２０ｂを構成する。図４（Ｅ）に示すように、この工程では、接合面１２０ｂに、本発明のシランカップリング剤の成膜方法を用いてシランカップリング剤被膜（プライマー層１２４）を形成する。以下、このシランカップリング剤の成膜方法について説明する。
【００５０】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法は、チャンバーの内部にシランカップリング剤のガスを導入し、前記チャンバーの内壁に前記シランカップリング剤を吸着させる第１の工程（Ｂ１）と、前記シランカップリング剤のガスの導入を停止し、前記チャンバーの内部に基板を導入し、前記チャンバーにシランカップリング剤のガスを導入することなく前記チャンバーの内部に前記基板を放置し、前記チャンバーの内壁から脱離したシランカップリング剤を前記基板の表面に成膜する第２の工程（Ｂ２）とを有している。
【００５１】
まず、各工程で用いる成膜装置の一例について説明する。
図９（Ａ）に示すように、この成膜装置３００は、図示しない基板搬入口を有するチャンバー３０１と、チャンバー３０１内に、原料ガスを供給するガス供給手段３０２と、チャンバー３０１内のガスを排気する真空ポンプ３０３とを有している。
【００５２】
チャンバー３０１は、外部と成膜空間とを仕切る容器であり、気密性を有するとともに、内部が高真空状態とされるため耐圧性を有するものとされる。また、チャンバー３０１は加熱手段を備えており、この加熱手段によって、チャンバー３０１内が加熱され、所定の温度に制御されるようになっている。
【００５３】
チャンバー３０１は、耐食性に優れる金属材料等によって構成されている。そのような金属材料としては、具体的にはＳＵＳ２０１、ＳＵＳ２０２、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼、アルミニウム及びアルミニウム合金等の金属材料が挙げられる。このうち、特に、ステンレス鋼は耐食性に優れており、また、アルミニウム及びアルミニウム合金は、軽量であるとともに放出ガスが少ないという利点を有する。
【００５４】
チャンバー３０１の内壁３０１ａには、工程（Ｂ１）でシランカップリング剤を吸着させるため、シランカップリング剤ガスに対する吸着性を制御する表面処理が施されているのが好ましい。これにより、工程（Ｂ２）でチャンバー３０１の内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤を被成膜基材１２５の表面に成膜する際、その成膜レートを容易に所望の範囲とすることができる。
【００５５】
そのような表面処理としては、例えば、内壁３０１ａに極性を付与する処理、内壁３０１ａを多孔質化する処理、内壁３０１ａを鏡面化する処理（鏡面仕上げ）等が挙げられる。
チャンバー３０１の内壁３０１ａに極性を付与する処理を行うと、シランカップリング剤が水素結合する結合サイトが増えるため、チャンバー３０１の内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。その結果、シランカップリング剤の成膜工程（Ｂ２）で、大きな成膜レートを得ることができる。極性を付与する処理としては、例えば酸素プラズマ処理等の酸化処理等が挙げられる。
【００５６】
また、チャンバー３０１の内壁３０１ａに多孔質化処理を行うと、その表面積が大きくなるため、チャンバー３０１の内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。その結果、シランカップリング剤の成膜工程（Ｂ２）で、大きな成膜レートを得ることができる。多孔質化処理としては、例えばチャンバー３０１がアルミニウム又はアルミニウム合金によって構成されている場合には、アルマイト処理（陽極酸化処理）等を用いることができる。
【００５７】
一方、チャンバー３０１の内壁３０１ａに鏡面仕上げを行うと、その表面積が小さくなるため、チャンバー３０１の内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が小さくなる。これにより、シランカップリング剤の成膜工程（Ｂ２）で、比較的膜厚の薄いシランカップリング剤被膜、例えばシランカップリング剤の単分子膜を容易に得ることができる。
ここで、以上の表面処理は、いずれかを単独で行ってもよく、複数の表面処理を組み合わせて行うようにしても良い。
【００５８】
ガス供給手段３０２は、ガス導入管３０４を介してチャンバー３０１の下方に接続されている。ガス供給手段３０２は、シランカップリング剤の貯留タンクや加熱手段等を有し、シランカップリング剤を加熱して気化し、そのガスをガス導入管３０４に送出する。ガス導入管３０４に送出されたシランカップリング剤のガスは、ガス導入管３０４を通過してチャンバー３０１内に供給される。また、ガス導入管３０４の途中には第１バルブ３０５が設けられており、この第１バルブ３０５の開閉操作によって、チャンバー３０１内へのガス供給の開始及び停止の切り替えや、ガス流量の制御が行われるようになっている。
【００５９】
真空ポンプ３０３は、排気管３０６を介してチャンバー３０１の下方に接続されている。真空ポンプ３０３は、チャンバー３０１内のガスを所定の流量で排気し、チャンバー３０１内を減圧状態にしたり、不要なガスを除去したりする。排気管３０６の途中には第２バルブ３０７が設けられており、この第２バルブ３０７の開閉操作によって、ガス排気の開始及び停止の切り替えや、ガス排気量の制御を行われるようになっている。
【００６０】
本実施形態では、以上のような成膜装置３００を用いてシランカップリング剤被膜を形成する。以下、本実施形態に係るシランカップリング剤の成膜方法を、工程順に説明する。
（Ｂ１）チャンバー内壁へのシランカップリング剤吸着工程（第１の工程）
まず、成膜装置３００のチャンバー３０１の内壁３０１ａに、シランカップリング剤を吸着させる。
【００６１】
（Ｂ１−１）具体的には、加熱手段を作動させることにより、チャンバー３０１内を設定温度まで加熱する。また、第２バルブ３０７を開いた状態で真空ポンプ３０３を作動させることにより、チャンバー３０１内のガスを排気する。そして、チャンバー３０１内が設定値まで減圧となったところで、第２バルブ３０７を閉じ、真空ポンプ３０３による排気を停止する。
【００６２】
チャンバー３０１内の温度は、８０〜１８０℃であるのが好ましい。内壁３０１ａへのシランカップリング剤の吸着は発熱反応であるため、チャンバー３０１内の温度が高くなる程、吸着量は小さくなる。このため、チャンバー３０１内の温度が１８０℃を超えると、十分な吸着量が得られない。一方、チャンバー３０１内の温度が８０℃未満になると、シランカップリング剤が液化し、内壁３０１ａにシランカップリング剤を均一に吸着させるのが困難になる。本実施形態では、加熱手段により、工程（Ｂ１）〜工程（Ｂ２）に亘ってチャンバー３０１内の温度が１４０℃程度（シランカップリング剤の液化温度以上の温度）に保たれるように制御する。
【００６３】
（Ｂ１−２）続いて、第１バルブ３０５を開いた状態でガス供給手段３０２からシランカップリング剤ガスを送出させ、チャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入する。そして、チャンバー３０１内でのシランカップリング剤ガスの分圧が設定値に達しところで、第１バルブ３０５を閉じ、シランカップリング剤ガスの導入を停止する。この状態でしばらく放置する。この放置の間に、チャンバー３０１内に導入されたシランカップリング剤ガスは、チャンバー３０１の内壁３０１ａや配管の外周面等と接触し、その少なくとも一部が接触面との分子間力や水素結合等によってチャンバー３０１の内壁３０１ａ等に吸着する。
【００６４】
チャンバー内に導入するシランカップリング剤としては、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（Ｎ−フェニル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン等が挙げられる。
【００６５】
チャンバー３０１内に導入するシランカップリング剤ガスの分圧は、チャンバー３０１内の温度におけるシランカップリング剤の飽和蒸気圧以下の圧力であることが必要である。シランカップリング剤ガスの分圧が飽和蒸気圧より高くなると、チャンバー３０１内でシランカップリング剤が液化し、内壁３０１ａにシランカップリング剤を均一に吸着させることが困難になる。具体的には、シランカップリング剤ガスの分圧は、その飽和蒸気圧に対して概ね１０％〜５０％であるのが好ましく、チャンバー３０１内の温度が前記範囲である場合には、５００〜２０００Ｐａ程度が適当である。これにより、チャンバー３０１内でのシランカップリング剤ガスの液化を抑制して、内壁３０１ａに、シランカップリング剤を十分に吸着させることができる。
【００６６】
（Ｂ１−３）次に、第２バルブ３０７を開き、チャンバー３０１内に、シランカップリング剤が設定した分圧で残存するように、チャンバー３０１内のシランカップリング剤ガスの一部を真空ポンプ３０３によって排気する。その後、第２バルブ３０７を閉じ、真空ポンプ３０３による排気を停止する。
【００６７】
ここで、チャンバー３０１内に残存させるシランカップリング剤ガスの分圧は、目的とする成膜レートや膜厚によっても異なるが、数Ｐａ〜数十Ｐａであるのが好ましい。シランカップリング剤ガスの分圧が前記範囲より小さい場合には、後工程（Ｂ２）で行うシランカップリング剤の成膜に際し、十分な成膜レート及び膜厚が得られない可能性がある。また、シランカップリング剤ガスの分圧が前記範囲より大きい場合には、後工程（Ｂ２）において、シランカップリング剤被膜の膜厚を精密に制御するのが困難になる。
【００６８】
チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスの分圧（内壁３０１ａにおける吸着量）は、真空ポンプ２０３による排気速度や排気時間、チャンバー３０１内の温度によって制御することができる。そして、シランカップリング剤を前記分圧範囲で残存させるためには、排気時間は１〜３０分であるのが好ましく、１〜１０分であるのがより好ましい。
【００６９】
なお、チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスの分圧は、例えば真空ビルドアップ試験を用いて測定することができる。
参考のため、図１０に、真空ビルドアップ試験による残存シランカップリング剤ガスの分圧測定結果の一例を示す。図１０において、測定曲線１はチャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入した後、１分間排気した場合、測定曲線２はチャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入した後、７０分間排気した場合の各真空ビルドアップ試験の結果である。また、図１０には、比較として、チャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入せずに真空ビルドアップ試験を行った結果も併せて示している。測定条件は以下の通りである。
【００７０】
測定条件
チャンバーの容積 ：２０Ｌ
チャンバー内の温度 ：１２０℃
チャンバー内に導入したシランカップリング剤：アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製 商品名ＫＢＭ−９０３）
チャンバー内に導入したシランカップリング剤ガスの分圧：２０００Ｐａ
シランカップリング剤ガス導入から排気までの放置時間：１０分間
【００７１】
図１０において、比較曲線は、チャンバー３０１のリークに基づくものであり、各測定曲線の最大値から比較曲線の最大値を差し引いた値が、チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスの分圧に略対応する。
まず、真空ポンプ３０３によって１分間排気した場合の測定曲線１の最大値は、比較曲線の最大値よりも１００Ｐａ大きな値となっている。このことから、チャンバー３０１内にシランカップリング剤を導入した後、１分間排気した場合には、チャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスが１００Ｐａの分圧で残存するものと推定することができる。
一方、真空ポンプ３０３によって７０分間排気した場合の測定曲線は、比較曲線とほぼ重なっている。このことから、チャンバー３０１内にシランカップリング剤を導入した後、７０分間排気すると、チャンバー３０１内のシランカップリング剤ガスは殆ど除去されるものと推定される。
【００７２】
（Ｂ２）シランカップリング剤の成膜工程
次に、チャンバー３０１の内部に支持基板付き第２層基板（被成膜基材）１２５を搬入し、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤を該基板１２５の表面（接合面）１２０ｂに成膜することによってシランカップリング剤被膜（プライマー層）１２４を形成する。
【００７３】
（Ｂ２−１）具体的には、まず、チャンバー３０１内を大気圧雰囲気とする。そして、チャンバー３０１の基板搬入口を開放し、図９（Ｂ）に示すように、被成膜基材１２５が載置されたカセット１２６をチャンバー３０１内に搬入する。その後、チャンバー３０１の基板搬入口を閉じ、被成膜基材１２５の温度が８０〜１００℃になるまで、当該基材１２５をチャンバー３１０内で放置する。
放置している間、被成膜基材１２５は、チャンバー３０１からの熱伝導によって常温付近から徐々に温度上昇する。それと同時に、その表面１２０ｂに、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤ガスが接触する。
【００７４】
ここで、被成膜基材１２５は、チャンバー３０１内に搬入された直後は略常温であるため、その表面１２０ｂに接触したシランカップリング剤ガスは、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに露出する水酸基等との水素結合を介して吸着する（以下、この過程を「吸着過程」と言う。）。
【００７５】
そして、被成膜基材１２５が、チャンバー３０１からの熱伝導によって高温（８０〜１００℃）になると、吸着は発熱反応であるため、吸着してくるシランカップリング剤分子の数は極端に減る。その一方、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに吸着しているシランカップリング剤のシラノール基と被成膜基材１２５表面１２０ｂの水酸基との化学結合は増加する（以下、この過程を「化学結合過程」と言う。）。その結果、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに、シランカップリング剤被膜１２４が均一な膜厚で強固に形成される。
【００７６】
被成膜基材１２５を放置している間のチャンバー３０１内の温度は、本実施形態では前記工程（Ｂ１）と同じ温度（１４０℃程度）に維持するが、前記工程（Ｂ１）での温度から変化させるようにしても良い。これにより、内壁３０１ａからのシランカップリング剤の脱離速度が変化し、シランカップリング剤の成膜レートや膜厚を制御することができる。例えば、チャンバー３０１内の温度を前記工程（Ｂ１）よりも高く設定することにより、内壁３０１ａからのシランカップリング剤の脱離が促進され、シランカップリング剤の成膜レートを高めることができる。
【００７７】
また、チャンバー３０１内の温度は、被成膜基材１２５の昇温速度にも影響する。このため、チャンバー３０１内の温度を変えることによって被成膜基材１２５の昇温速度が制御され、これによって、第２層基板に成膜されるシランカップリング剤被膜１２４の膜厚を制御することができる。
【００７８】
すなわち、前述のように、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤は、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに、吸着過程及び化学結合過程を経て成膜される。
【００７９】
ここで、例えばチャンバー３０１内の温度を比較的低く設定した場合には、被成膜基材１２５の昇温速度は遅くなる。その場合、吸着過程が比較的長くなるため、この過程で、被成膜基材１２５の表面１２０ｂにシランカップリング剤が厚く吸着する。そして、被成膜基材１２５が高温（８０〜１００℃）になると、吸着してくるシランカップリング剤は減少するが、吸着過程で既にシランカップリング剤が厚く吸着しているため、これらのシランカップリング剤と被成膜基材１２５との間で化学結合が増加し、シランカップリング剤被膜１２４が比較的厚く形成される。
【００８０】
一方、チャンバー３０１内の温度を比較的高く設定した場合には、被成膜機材１２５の昇温速度は速くなる。その場合、被成膜基材１２５の表面１２０ｂにシランカップリング剤が十分厚く吸着する前に、被成膜基材１２５が高温となり、吸着してくるシランカップリング剤が減少する。このため、被処理基材１２５の表面１２０ｂに形成されるシランカップリング剤被膜１２４の膜厚は、比較的薄いものとなる。
【００８１】
このように、このシランカップリング剤の成膜方法では、被成膜基材１２５を放置している間のチャンバー３０１内の温度に依存して、成膜レートや成膜されるシランカップリング剤被膜の膜厚が変化する。このため、その温度特性に基づいてチャンバー３０１内の温度を設定することにより、成膜されるシランカップリング剤被膜の膜厚を精密に制御することが可能となる。
但し、チャンバー３０１内の温度を低く設定し過ぎると、内壁３０１ａからシランカップリング剤が脱離し難くなったり、被成膜基材１２５が十分に昇温せず、被成膜基材１２５とシランカップリング剤との化学結合が不十分となったりする。このため、チャンバー３０１内の温度を設定する際には、これらの点も考慮する必要がある。
【００８２】
なお、被成膜基材１２５を放置している間のチャンバー３０１内の圧力は、特に限定されず、大気圧雰囲気、減圧雰囲気のいずれでも良い。
また、チャンバー３０１内での被処理基材１２５の放置時間は、チャンバー内３０１の温度によっても異なるが、チャンバー内の温度が前述の適正範囲（８０〜１８０℃）の場合には３０分〜１時間程度が適当である。これにより、チャンバー内３０１で、被成膜基材１２５を確実に化学結合が増加する温度（８０〜１００℃）とすることができる。
【００８３】
（Ｂ２−２）以上のようにして被成膜基材１２５の表面１２０ｂにシランカップリング剤被膜（プライマー層）１２４を成膜した後、チャンバー２０１内の基板搬入口を開放し、被成膜基材１２５が載置されたカセット１２６をチャンバー２０１内から搬出する。その後、基板搬入口を閉じ、第２バルブを開いた状態で真空ポンプを作動させることによって、チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスを排気する。
そして、次に成膜すべき被成膜基材１２５がある場合には、本工程の後、工程（Ｂ１−１）〜工程（Ｂ２−２）を繰り返す。ここで、工程（Ｂ１−１）も、チャンバー３０１内をシランカップリング剤の液化温度以上に保持して行うため、本工程終了後、チャンバー３０１を放冷することなく、続けて工程（Ｂ１−１）を開始する。
【００８４】
以上のように、このシランカップリング剤の成膜方法は、高度な真空雰囲気や、精密なガス圧調整が不要であり、シランカップリング剤の被膜を、簡易な成膜装置３００を用いて簡単な操作で形成することができる。
【００８５】
また、シランカップリング剤を、チャンバー３０１の内壁３０１ａに一旦吸着させた後、これを脱離させることによって被成膜基材１２５の表面に供給するので、ガス導入管２０４から送出されるシランカップリング剤を直接被成膜基材の表面に供給するのに比べて、被成膜基材１２５表面に偏りなくシランカップリング剤が供給される。このため、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに、シランカップリング剤被膜１２４を均一な膜厚で形成することが可能となる。
【００８６】
また、一連の工程を、チャンバー３０１内をシランカップリング剤の液化温度以上に保持して行うため、チャンバー３０１内に導入したシランカップリング剤ガスの液化が抑えられるとともに、チャンバー３０１内に搬送された被成膜基材１２５を、チャンバー３０１からの熱伝導によって昇温させることができる。これにより、被処理基板１２５の表面に、シランカップリング剤を均一に吸着させることができるとともに、吸着したシランカップリング剤と被処理基材１２５の表面との間に、十分に化学結合を生じさせることができる。その結果、シランカップリング剤被膜１２４を、均一な膜厚で強固に形成することが可能となる。
【００８７】
［Ｃ］支持基板剥離工程
以上のようにしてプライマー層（シランカップリング剤被膜）１２４を形成した後、図４（Ｆ）に示すように、支持基板付き第２層基板１２５に、支持基板１１０側からＵＶ光を照射し、両面接着シート５０の自己剥離層５１を発泡させて支持基板１１０をシリコン基板１２０の表面１０２ａから剥離する。
以上により、第２層基板１ｂが作製される。
【００８８】
［Ｄ］第１層基板の作製工程
続いて、第１層基板１ｂを作製する。
（Ｄ１）図５（Ｇ）に示すように、第１層基板１ａとなるシリコン基板１００に、前記工程（Ａ１）と同様にしてフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて第１ノズル１１ａとなる凹部１０２を形成する。
（Ｄ２）続いて、シリコン基板１００を熱酸化炉に投入し、図５（Ｈ）に示すように、シリコン基板１００の表面全体に例えば膜厚０．１μｍの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）１０３を形成する。
【００８９】
（Ｄ３）図５（Ｉ）に示すように、シリコン基板１００の凹部１０２形成側の面１００ａに、両面接着シート５０を介してガラス等の透明材料よりなる支持基板１１０を貼り付ける。
（Ｄ４）次に、図５（Ｊ）に示すように、シリコン基板１００の凹部１０２形成側の面１００ａと反対側の表面１００ｂ側から研削加工及び表面研磨を行い、所望の板厚近傍まで薄板化する。これにより、第１ノズル部１１ａとなる凹部１０２の底面が削除され第１ノズル部１１ａが形成される。
【００９０】
（Ｄ５）次に、図５（Ｋ）に示すように、シリコン基板１００の表面１００ｂ（以下、吐出面１００ｂという）に、耐インク保護膜１０４を形成する。この耐インク保護膜１０４は、次の工程（Ｄ６）で形成される撥液膜１０５の下地膜ともなるもので酸化系金属膜で構成される。ここでは、例えばＳｉＯ２膜で構成され、スパッタ装置で成膜される。なお、酸化物系金属膜の成膜は、自己剥離層５１が劣化しない温度（１００℃程度）以下で実施できればよく、スパッタリング法に限るものではない。酸化物系金属膜としては、他にた例えば、酸化ハフニウム膜、酸化タンタル、酸化チタン、酸化インジウム錫、酸化ジルコニウムも使用できる。自己剥離層５１に影響しない温度で成膜することができ、シリコン基板１００への密着性を確保することができれば、成膜方法はスパッタ等に限らずＣＶＤ等の手法でもよい。
【００９１】
（Ｄ６）次に、図６（Ｌ）に示すように、シリコン基板１００の吐出面１００ｂに撥液処理を施す。具体的には、フッ素原子を含むケイ素化合物を主成分とする撥液性を持った材料を蒸着やディッピングで成膜し、吐出面１００ｂに撥液膜１０５を形成する。このとき、第１ノズル部１１ａの内壁にも撥液膜１０５が形成される。
（Ｄ７）次に、図６（Ｍ）に示すように、支持基板１１０側からＵＶ光を照射し、両面接着シート５０の自己剥離層５１を発泡させて支持基板１１０をシリコン基板１００の表面１００ａから剥離する。
以上により、第１層基板１ａが作製される。
【００９２】
（Ｄ８）そして最後に、図６（Ｎ）に示すように、図６（Ｍ）の第１層基板１ａと図５（Ｇ）の第２層基板１ｂとを表面活性接合により接合する。すなわち、第１層基板１ａと熱酸化膜１０３と、第２層基板１ｂの熱酸化膜（親液膜）１２３のそれぞれの表面に、アルゴンの高速電子ビームを照射し、表面を活性化させて加圧接合を行う。接合は圧力１０−６Ｐａ程度の真空中で行う。
以上によりノズル基板１が作製される。
【００９３】
［Ｅ］キャビティー基板２及び電極基板３の製造方法
ここでは、電極基板３にシリコン基板２００を接合した後、そのシリコン基板２００からキャビティー基板２を製造する方法について図７、図８を参照して簡単に説明する。
【００９４】
電極基板３は以下のようにして製造される。
（Ｅ１）まず、硼珪酸ガラス等からなる板厚約１ｍｍのガラス基板２０２に、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してフッ酸によってエッチングすることにより凹部３２を形成する。なお、この凹部３２は個別電極３１の形状より少し大きめの溝状のものであり、個別電極３１ごとに複数形成される。
そして、凹部３２の内部に、例えばスパッタによりＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる個別電極３１を形成する。
その後、ドリル等によってインク供給孔３３を形成することにより、電極基板３が作製される。
【００９５】
（Ｅ２）次に、厚さが例えば５２５μｍのシリコン基板２００の両面を鏡面研磨した後に、シリコン基板２００の片面にプラズマＣＶＤによって厚さ０．１μｍのＳｉＯ２膜（絶縁膜）２ａを形成する。なお、シリコン基板２００を形成する前に、エッチングストップ技術を利用し振動板２２の厚みを高精度に形成するためのボロンドープ層を形成するようにしてもよい。エッチングストップとは、エッチング面から発生する気泡が停止した状態と定義し、実際のウェットエッチングにおいては、気泡の発生の停止をもってエッチングがストップしたものと判断する。
【００９６】
（Ｅ３）そして、このシリコン基板２００と、図７（Ａ）のように作製された電極基板３とを、例えば３６０℃に加熱し、シリコン基板２００に陽極を、電極基板３に陰極を接続して８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合により接合する。
（Ｅ４）シリコン基板２００と電極基板３とを陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で接合状態のシリコン基板２００をエッチングすることにより、シリコン基板２００の厚さを例えば１４０μｍになるまで薄板化する。
【００９７】
（Ｅ５）次に、シリコン基板２００の上面（電極基板３が接合されている面と反対側の面）全面にプラズマＣＶＤによって例えば厚さ１．５μｍのＴＥＯＳ膜２０１を形成する。
そして、このＴＥＯＳ膜２０１に、圧力室２１となる凹部２５およびリザーバー２４となる凹部２７を形成するためのレジストをパターニングし、これらの部分のＴＥＯＳ膜２０１をエッチング除去する。
その後、シリコン基板２００を水酸化カリウム水溶液等でエッチングすることにより、圧力室２１となる凹部２５およびリザーバー２４となる凹部２７を形成する。このとき、配線のための電極取り出し部３０となる部分もエッチングして薄板化しておく。なお、図８（Ｅ）のウェットエッチング工程では、例えば初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。これにより、振動板２２の面荒れを抑制することができる。
【００９８】
（Ｅ６）シリコン基板２００のエッチングが終了した後に、フッ酸水溶液でエッチングすることによりシリコン基板２００の上面に形成されているＴＥＯＳ膜２０１を除去する。
（Ｅ７）次に、シリコン基板２００の圧力室２１となる凹部２５等が形成された面に、プラズマＣＶＤによりＳｉＯ２膜（絶縁膜）２ａを例えば厚さ０．１μｍで形成する。
（Ｅ８）その後、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等によって電極取り出し部３０を開放する。また、電極基板３のインク供給孔３３からレーザ加工を施してシリコン基板２００のリザーバー２４となる凹部２７の底部を貫通させ、インク供給孔２８を形成する。また、振動板２２と個別電極３１との間のギャップの開放端部をエポキシ樹脂等の封止材３４（図２参照）を充填することにより封止する。また、図１、図２に示すように共通電極２９がスパッタによりシリコン基板２００上面（ノズル基板１との接合面）の端部に形成される。
【００９９】
以上により、電極基板３に接合した状態のシリコン基板２００からキャビティー基板２が作製される。
そして最後に、上述のように作製されたノズル基板１の第２層基板１ｂに形成されたプライマー層１２４の表面に、接着剤を供給し、第２層基板１ｂとキャビティー基板２とを接着剤を介して接合する。
以上により、図１及び図２に示したインクジェットヘッド１０の本体部が作製される。
【０１００】
このように、本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法によれば、ノズル基板１の第２層基板１ｂの表面に、プライマー層１２４を、均一な膜厚で強固に形成することができるため、ノズル基板１とキャビティー基板２とを強固に接合することができる。これにより、耐環境性に優れたインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【０１０１】
また、このインクジェットヘッドの製造方法では、プライマー層１２４を、簡易な成膜装置３００によって効率良く成膜することができるため、インクジェットヘッドの製造効率の向上に貢献することができる。
【０１０２】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２に係るシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
なお、実施形態２においては、前記実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０３】
実施形態２のインクジェットヘッドの製造方法は、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、被成膜基材１２５を加熱する加熱手段を備え、被成膜基材１２５の温度をチャンバー３０１の温度とは独立に制御するように構成されている以外は、前記実施形態１と同様である。
【０１０４】
この実施形態２においても、前記実施形態１と同様の作用・効果が得られる。
また、実施形態２のインクジェットヘッドの製造方法では、特に、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、被成膜基材１２５を加熱する加熱手段を備え、被成膜基材１２５の温度をチャンバー３０１の温度とは独立に制御するように構成されていることにより、チャンバー３０１の温度に関わらず、被成膜基材１２５の昇温速度を自由に制御することができる。このため、所望の膜厚のシランカップリング剤被膜１２４を容易に得ることが可能となる。
【０１０５】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３に係るシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
図１１は、実施形態３に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置を示す模式図である。
なお、実施形態３においては、前記実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０６】
実施形態３のインクジェットヘッドの製造方法は、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、その内壁３０１ａに多数のフィン３０８を備える以外は、前記実施形態１と同様の構成とされている。
ここで、多数のフィン３０８は、チャンバー３０１の左右の内壁３０１ａに、それぞれ同じ枚数で取り付けられ、その主面が底面に対して略平行とるように上下方向に並列して配されている。
各フィン３０８の構成材料としては、チャンバー３０１と同様の金属材料を用いることができる。また、各フィン３０８には、工程（Ｂ１）でシランカップリング剤を吸着させるため、シランカップリング剤ガスに対する吸着性を制御する表面処理が施されているのが好ましい。そのような表面処理としては、例えば、前述のチャンバー３０１の内壁３０１ａに施す表面処理と同様のものを挙げることができる。
【０１０７】
この実施形態３においても、前記実施形態１１と同様の作用・効果が得られる。
また、実施形態３のインクジェットヘッドの製造方法では、特に、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、その内壁３０１ａに多数のフィン３０８を備えることにより、内壁３０１ａの表面積が大きくなり、内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。このため、シランカップリング剤の成膜工程で、より大きな成膜レートを得ることが可能となる。
【０１０８】
以上、本発明のシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法を、図示の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、各実施形態では、シランカップリング剤被膜１２４を、ノズル基板１（第２層基板１ｂ）のキャビティー基板２との接合面１２０ｂに形成しているが、キャビティー基板２の第２層基板１ｂとの接合面に形成してもよく、双方の接合面に形成しても構わない。
また、各実施形態では、ノズル基板１、キャビティー基板２及び電極基板３を備えた３層構造のインクジェットヘッドを製造する場合を例にしているが、本発明の成膜方法及び製造方法によって製造されるインクジェットヘッドはこれに限るものではなく、ノズル基板、リザーバー基板、キャビティー基板及び電極基板を備えた４層構造のインクジェットヘッドであっても構わない。
【符号の説明】
【０１０９】
１２５…被成膜基材（基板）、３０１…チャンバー、３０１ａ…内壁、３０８…フィン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シランカップリング剤及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シランカップリング剤は、ケイ素に、加水分解基や有機官能基が結合した化合物であり、その被膜を基材に成膜すると、有機官能基の特性によって基材表面に接着性、機械的強度、耐水性などを付与することができるため、様々な分野で表面改質剤として多用されている。例えば、インクジェットヘッドにおいては、金属よりなるノズル基板のキャビティー基板との接合面に、シランカップリング剤の被膜を形成することで接合性を付与し、両基板を強固に接合することが行われている。
【０００３】
このシランカップリング剤の成膜方法としては、従来より、シランカップリング剤の溶液に被成膜基材を浸漬する浸漬法が知られている。しかし、浸漬法では、溶液の表面張力や毛細管現象があるため、特に、被成膜基材が微細構造を有する場合、均一に被膜を成膜するのが難しい。
【０００４】
そこで、表面張力や毛細管現象の影響を回避するため、シランカップリング剤を蒸気として、被成膜基材の表面に被着させる気相成膜法を用いることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
このうち、特許文献１の方法では、デシケータの底部に、液状のシランカップリング剤を溜めておき、このシランカップリング剤の上方に被成膜基材を保持した状態で、シランカップリング剤を１００℃程度に加熱する。これにより、シランカップリング剤が蒸気化し、この蒸気が被成膜基材の表面に被着することでシランカップリング剤の被膜が形成される。
しかし、この方法では、一の成膜サイクルを行った後、次の成膜サイクルを行う前に、加熱したデシケータを常温まで冷却しなければならず、この冷却過程に時間がかかる。このため、量産等における連続処理には適用し難い。
【０００６】
また、特許文献２に記載された方法では、チャンバー内を、被成膜基材を搬入した後、真空雰囲気とし、該チャンバー内に蒸気化したシランカップリング剤を導入することで、被成膜基材の表面にシランカップリング剤の被膜を形成する。
【０００７】
しかし、この方法では、真空度の高い成膜雰囲気が必要となることや、原料ガスの圧力を精密に調整しなくてはならないことから、成膜装置が高価になってしまう。
また、被成膜基材を加熱しない状態で成膜を行うため、成膜された被膜は、金属基板の表面に存在する結合サイトとの化学結合が少なく、強度が不十分である。このため、例えば基板同士の接着界面等を構成する被膜としては不適当である。
さらに、ガス導入管から送出されたガスを、そのまま被成膜基材に被着させるため、ガス導入管から近い領域では膜厚が厚くなり、遠い領域では膜厚が薄くなるというように、被膜の膜厚が不均一となる。このため、目的とする表面改質が十分になされないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−７０１１４号公報
【特許文献２】特開２００６−２３１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、簡易な構成の成膜装置によって、被成膜基材の表面に、シランカップリング剤の被膜を均一且つ強固に形成することができ、また、一の成膜サイクル終了から次の成膜サイクル開始までに要するリセット時間が短く、連続処理を好適に行うことができるシランカップリング剤の成膜方法、及び、これを用いるインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法は、チャンバーの内部にシランカップリング剤のガスを導入し、前記チャンバーの内壁に前記シランカップリング剤を吸着させる第１の工程と、前記シランカップリング剤のガスの導入を停止し、前記チャンバーの内部に基板を導入し、前記チャンバーにシランカップリング剤のガスを導入することなく前記チャンバーの内部に前記基板を放置し、前記チャンバーの内壁から脱離したシランカップリング剤を前記基板の表面に成膜する第２の工程と、を有する。
【００１１】
このため、本発明のシランカップリング剤の成膜方法によれば、高度な真空雰囲気や、精密なガス圧調整が不要となり、シランカップリング剤の被膜を、簡易な成膜装置を用い、簡単な操作で形成することができる。
【００１２】
また、シランカップリング剤を、チャンバーの内壁に一旦吸着させた後、これを脱離させることによって基板の表面に供給するので、ガス導入管から送出されるシランカップリング剤を直接基板の表面に供給するのに比べて、基板の表面に偏りなくシランカップリング剤が供給される。このため、基板の表面に、シランカップリング剤被膜を均一な膜厚で形成することが可能となる。
【００１３】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第１の工程及び前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を、シランカップリング剤の液化温度以上に保持することが好ましい。
【００１４】
このような構成とすることにより、チャンバー内に導入したシランカップリング剤ガスの液化が抑えられるとともに、チャンバー内に搬送した基板を、チャンバーからの熱伝導によって昇温させることができる。これにより、基板の表面に、シランカップリング剤を均一に吸着させることができるとともに、吸着したシランカップリング剤と基板との間に、十分に化学結合を生じさせることができる。その結果、基板の表面に、シランカップリング剤被膜を均一な膜厚で強固に形成することが可能となる。
また、一の成膜サイクルが終了した後、チャンバーを放冷することなく、次の成膜サイクルを開始することができ、連続処理を効率良く行うことが可能となる。
【００１５】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第２の工程において、前記チャンバーの内部に導入された前記基板は、前記チャンバーの内部で常温付近から徐々に昇温することが好ましい。
【００１６】
このような構成とすることにより、基板の表面に、シランカップリング剤を十分に吸着させることができ、所望の膜厚のシランカップリング剤被膜を容易に得ることが可能となる。
【００１７】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を上昇させ、前記チャンバーの内壁からのシランカップリング剤の脱離を促進させることが好ましい。
【００１８】
このような構成とすることにより、シランカップリング剤の成膜レートが高くなり、シランカップリング剤被膜を効率良く形成することが可能となる。
【００１９】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記第２の工程において、前記基板の温度を前記チャンバーの温度とは独立に制御することが好ましい。
【００２０】
このような構成とすることにより、チャンバーの温度に関わらず、基板の昇温速度を自由に制御することができ、所望の膜厚のシランカップリング剤被膜を容易に得ることが可能となる。
【００２１】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記チャンバーの内壁の材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金の少なくともいずれかであることが好ましい。
【００２２】
このような構成とすることにより、チャンバーを、耐食性に優れたものとすることができる。特に、ステンレス鋼を用いた場合には、チャンバーの耐食性をより改善することができ、アルミニウム及びアルミニウム合金を用いた場合には、チャンバーからのガス放出が抑えられ、純度の高いシランカップリン剤被膜を得ることが可能となる。
【００２３】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記チャンバーの内壁には、極性を付与する処理、多孔質化処理、鏡面化仕上げの少なくともいずれかの表面処理が施されていることが好ましい。
【００２４】
このような構成とすることにより、シランカップリング剤の成膜レートを容易に所望の範囲とすることができる。
【００２５】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法においては、前記チャンバーの内壁には、多数のフィンが設けられていることが好ましい。
【００２６】
このような構成とすることにより、チャンバーの内壁の表面積が大きくなり、内壁に吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。このため、シランカップリング剤の成膜レートを、より高めることが可能となる。
【００２７】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、液滴を吐出するための複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板の前記複数のノズルそれぞれに連通して液滴を収容する複数の圧力室を有するキャビティー基板と、前記圧力室に液滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドの製造方法であって、前記シランカップリング剤の成膜方法を用いて、前記ノズル基板及び前記キャビティー基板の少なくともいずれかの接合面にシランカップリング剤の被膜を成膜する工程と、前記ノズル基板と前記キャビティー基板とを、前記シランカップリング剤の被膜を介して接合する工程と、を有する。
【００２８】
このため、本発明のインクジェットヘッドの製造方法によれば、ノズル基板及びキャビティー基板の少なくともいずれかの接合面に、シランカップリング剤の被膜を、均一な膜厚で強固に形成することができ、各基板を強固に接合することができる。これにより、耐環境性に優れたインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【００２９】
また、このインクジェットヘッドの製造方法では、シランカップリング剤の被膜を、簡易な成膜装置によって効率良く成膜することができるため、インクジェットヘッドの製造効率の向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のインクジェットヘッドの製造方法によって製造されるインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドの概略縦断面図。
【図３】図１のノズル基板の膜構成を説明するための拡大図。
【図４】ノズル基板の製造方法を示す製造工程の断面図。
【図５】図４に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図７】図６に続くインクジェットヘッドの製造工程の断面図。
【図８】図７に続くインクジェットヘッドの製造工程の断面図。
【図９】実施形態１に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置の模式図。
【図１０】真空ビルドアップ試験の測定結果を示す特性図。
【図１１】実施形態３に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明のシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。
【００３２】
＜＜インクジェットヘッドの構成＞＞
まず、本発明のシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法によって製造されるインクジェットヘッドの構成について説明する。
ここでは、インクジェットヘッドの一例として、静電駆動式のインクジェットヘッドについて図１又は図２を参照して説明する。なお、アクチュエータ（圧力発生手段）は静電駆動方式に限られたものではなく、その他の圧電素子は発熱素子等を利用する方式であってもよい。
【００３３】
図１は、インクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図であり、一部を断面で表してある。図２は、図１の右半分の概略構成を示すインクジェットヘッドの断面図である。なお、図１及び図２では、通常使用される状態とは上下逆に示されている。
【００３４】
このインクジェットヘッド１０は、図１及び図２に示すように、複数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティー基板２と、キャビティー基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が配設された電極基板３とを貼り合わせることにより構成されている。
【００３５】
ノズル基板１は、多層基板構造を有し、シリコン基板で構成されている。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、インク吐出方向の先端側から後側方向に行くに従って開口断面が段階的に大きくなるｎ段（ｎは２以上の自然数）の多段構造を有している。この例では、開口径が異なる２つの円筒状のノズル孔から形成された２段の多段構造を例示しており、以下、吐出方向の先端側から順に第１ノズル部１１ａ、第２ノズル部１１ｂという。
【００３６】
図３は、図１のノズル基板の膜構成を説明するための拡大図である。
ノズル基板１の第１層基板１ａにおいて第１ノズル部１１ａの内壁を含む表面全体には、耐インク保護膜１０３，１０４が形成されている。吐出面の耐インク保護膜１０４は例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で成膜されたＳｉＯ２膜で構成されており、このＳｉＯ２膜はこの上に成膜される撥液膜１０５の下地ともなっている。また、第１層基板１ａにおいて第２層基板１ｂとの接合面と、第１ノズル部１１ａの内壁とに形成された耐インク保護膜１０３は、例えば熱酸化により形成されたＳｉＯ２膜により構成されている。
【００３７】
また、第２層基板１ａにおいて第１層基板１ａとの接合面と第２ノズル１１ｂの内壁とには親液膜１２３が形成されている。この親液膜１２３は例えば熱酸化により形成されたＳｉＯ２膜により構成されており、耐インク保護膜としても機能する。そして、第２層基板１ｂの第１層基板１ａとの接合面と反対側の面は、キャビティー基板２との接合性を高めるためのプライマー層１２４が形成されている。このプライマー層１２４は、後述する本発明のシランカップリング剤の成膜方法によって形成されており、均一な膜厚を有し、第２層基板１ａ表面に強固に形成されている。このため、プライマー層１２４は、第２層基板１ａのキャビティー基板に対する接合強度を大きく高めることができる。なお、プライマー層１２４は第２層基板１ｂにおいてキャビティー基板２との接合面に形成されていれば十分であるが、製造工程上、第２ノズル部１１ｂの内壁にも形成されている。
【００３８】
キャビティー基板２はシリコン基板から作製されている。このシリコン基板にウェットエッチングを施すことにより、インク流路の圧力室２１となる凹部２５、オリフィス２３となる凹部２６、及びリザーバー２４となる凹部２７から形成される。凹部２５は前記ノズル孔１１に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、図２に示すようにノズル基板１とキャビティー基板２を接合した際、各凹部２５が圧力室２１を構成し、それぞれノズル孔１１に連通しており、またインク供給口である前記オリフィス２３ともそれぞれ連通している。そして、圧力室２１（凹部２５）の底壁が振動板２２となっている。
【００３９】
凹部２６は、細溝状のオリフィス２３を構成し、この凹部２６を介して凹部２５（圧力室２１）と凹部２７（リザーバー２４）とが連通している。
凹部２７は、インク等の液状材料を貯留するためのものであり、各圧力室２１に共通のリザーバー（共通インク室）２４を構成する。そして、リザーバー２４（凹部２７）はそれぞれオリフィス２３を介して全ての圧力室２１に連通しており、圧力室２１、リザーバー２４及びオリフィス２３によりインク流路が形成されている。なお、オリフィス２３（凹部２６）はノズル基板１の裏面（キャビティー基板２との接合側の面）に設けることもできる。また、リザーバー２４の底部には後述する電極基板３に設けたインク供給孔３３に連通するインク供給孔２８が設けられている。このインク供給孔３３及びインク供給孔２８を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給されるようになっている。
【００４０】
また、キャビティー基板２の全面又は少なくとも電極基板３との対向面には熱酸化やプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりＳｉＯ２やＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）膜等からなる絶縁膜２ａが膜厚０．１μｍで施されている。この絶縁膜２ａは、インクジェットヘッド１０を駆動させた時に絶縁破壊や短絡を防止する目的で設けられる。
【００４１】
電極基板３は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製される。中でも、キャビティー基板２のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。これは、電極基板３とキャビティー基板２を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板３とキャビティー基板２との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極基板３とキャビティー基板２を強固に接合することができるからである。
【００４２】
電極基板３には、キャビティー基板２の各振動板２２に対向する面の位置にそれぞれ凹部３２が設けられている。凹部３２は、エッチングにより深さ約０．３μｍで形成されている。そして、各凹部３２内には、一般に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる個別電極３１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成される。したがって、振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ（空隙）は、この凹部３２の深さ、個別電極３１及び振動板２２を覆う絶縁膜２ａの厚さにより決まることになる。このギャップはインクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響するため、高精度に形成される。
【００４３】
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを有する。端子部３１ｂは、図２に示すように、配線のためにキャビティー基板２の末端部が開口された電極取り出し部３０内に露出している。振動板２２と個別電極３１との間に形成される電極間ギャップの開放端部はエポキシ等の樹脂による封止材３４で封止される。これにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップへ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。そして、ＩＣドライバ等の駆動制御回路３５が各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティー基板２上に設けられた共通電極２９と前記フレキシブル配線基板（図示せず）を介して接続されている。
【００４４】
次に、以上のように構成されたインクジェットヘッド１０の動作を説明する。
駆動制御回路３５は例えば２４ｋＨｚで発振し、キャビティー基板２の共通電極端子２９と個別電極３１の間にパルス電圧を印加して個別電極３１に電荷供給を行う。個別電極３１に電極を供給して正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、振動板２２と個別電極３１との間に静電気力が発生する。この静電気力の吸引作用により振動板２２が個別電極３１側に引き寄せられて撓み、圧力室２１の容積が拡大する。これによりリザーバー２４の内部に溜まっていたインク滴がオリフィス２３を通じて圧力室２１に流れ込む。次に、個別電極３１への電圧の印加を停止すると、静電吸引力が消滅して振動板２２が復元し、圧力室２１の容積が急激に収縮する。これにより、圧力室２１内の圧力が急激に上昇し、この圧力室２１に連通しているノズル孔１１からインク滴が吐出される。
【００４５】
＜＜シランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法＞＞
次に、本発明に係るシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法を、図１及び図２に示すインクジェットヘッドを製造する場合を例にして説明する。
＜実施形態１＞
まず、本発明のシランカップリング剤の成膜方法を、インクジェットヘッドの製造方法に適用した実施形態１について説明する。
図４〜図８は、実施形態１に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図、図９は、実施形態１に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置を示す模式図である。
【００４６】
［Ａ］支持基板付き第２層基板の作製工程
図１及び図２に示すインクジェットヘッド１０を作製するには、まず、支持基板付き第２層基板１２５を以下のようにして作製する。
（Ａ１）すなわち、図４（Ａ）に示すように、第２層基板１ｂとなるシリコン基板１２０の表面にレジスト１２１を塗布し、フォトリソグラフィによりレジスト１２１をパターニングし、第２ノズル部１１ｂに対応する部分に開口１２１ａを形成する。
そして、ＩＣＰドライエッチング装置によりレジスト１２１の開口１２１ａを介して、垂直に異方性ドライエッチングし、第２ノズル部１１ｂとなる凹部１２２を形成する。この凹部１２２の形成には、Ｃ４Ｆ８とＳＦ６とを交互に使用したエッチングを行う。
【００４７】
（Ａ２）続いて、レジストパターンを硫酸洗浄などにより剥離した後、シリコン基板１２０を熱酸化炉に投入し、図４（Ｂ）に示すように、シリコン基板１２０の表面全体に親液膜１２３を形成する。親液膜１２３としては、例えば膜厚０．１μｍの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成する。
【００４８】
（Ａ３）図４（Ｃ）に示すように、シリコン基板１２０の凹部１２２形成側の面１２０ａに、両面接着シート５０を介してガラス等の透明材料よりなる支持基板１１０を貼り付ける。
（Ａ４）次に、図４（Ｄ）に示すように、シリコン基板１２０の凹部１２２形成側の面１２０ａと反対側の表面１２０ｂ側からグラインダー（図示せず）で研削加工を行い、所望の板厚近傍まで薄板化する。これにより、第２ノズル部１１ｂとなる凹部１２２の底面が削除され第２ノズル部１１ｂが形成される。薄板後、さらに、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によってシリコン基板１２０の表面を研磨し、所定の板厚にする。
【００４９】
以上の工程により、支持基板付き第２層基板１２５を得る。
［Ｂ］シランカップリング剤被膜の形成工程
前記工程［Ａ］で作製された支持基板付き第２層基板１２５では、支持基板１１０側と反対側の面が、キャビティー基板２と接合される接合面１２０ｂを構成する。図４（Ｅ）に示すように、この工程では、接合面１２０ｂに、本発明のシランカップリング剤の成膜方法を用いてシランカップリング剤被膜（プライマー層１２４）を形成する。以下、このシランカップリング剤の成膜方法について説明する。
【００５０】
本発明のシランカップリング剤の成膜方法は、チャンバーの内部にシランカップリング剤のガスを導入し、前記チャンバーの内壁に前記シランカップリング剤を吸着させる第１の工程（Ｂ１）と、前記シランカップリング剤のガスの導入を停止し、前記チャンバーの内部に基板を導入し、前記チャンバーにシランカップリング剤のガスを導入することなく前記チャンバーの内部に前記基板を放置し、前記チャンバーの内壁から脱離したシランカップリング剤を前記基板の表面に成膜する第２の工程（Ｂ２）とを有している。
【００５１】
まず、各工程で用いる成膜装置の一例について説明する。
図９（Ａ）に示すように、この成膜装置３００は、図示しない基板搬入口を有するチャンバー３０１と、チャンバー３０１内に、原料ガスを供給するガス供給手段３０２と、チャンバー３０１内のガスを排気する真空ポンプ３０３とを有している。
【００５２】
チャンバー３０１は、外部と成膜空間とを仕切る容器であり、気密性を有するとともに、内部が高真空状態とされるため耐圧性を有するものとされる。また、チャンバー３０１は加熱手段を備えており、この加熱手段によって、チャンバー３０１内が加熱され、所定の温度に制御されるようになっている。
【００５３】
チャンバー３０１は、耐食性に優れる金属材料等によって構成されている。そのような金属材料としては、具体的にはＳＵＳ２０１、ＳＵＳ２０２、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼、アルミニウム及びアルミニウム合金等の金属材料が挙げられる。このうち、特に、ステンレス鋼は耐食性に優れており、また、アルミニウム及びアルミニウム合金は、軽量であるとともに放出ガスが少ないという利点を有する。
【００５４】
チャンバー３０１の内壁３０１ａには、工程（Ｂ１）でシランカップリング剤を吸着させるため、シランカップリング剤ガスに対する吸着性を制御する表面処理が施されているのが好ましい。これにより、工程（Ｂ２）でチャンバー３０１の内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤を被成膜基材１２５の表面に成膜する際、その成膜レートを容易に所望の範囲とすることができる。
【００５５】
そのような表面処理としては、例えば、内壁３０１ａに極性を付与する処理、内壁３０１ａを多孔質化する処理、内壁３０１ａを鏡面化する処理（鏡面仕上げ）等が挙げられる。
チャンバー３０１の内壁３０１ａに極性を付与する処理を行うと、シランカップリング剤が水素結合する結合サイトが増えるため、チャンバー３０１の内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。その結果、シランカップリング剤の成膜工程（Ｂ２）で、大きな成膜レートを得ることができる。極性を付与する処理としては、例えば酸素プラズマ処理等の酸化処理等が挙げられる。
【００５６】
また、チャンバー３０１の内壁３０１ａに多孔質化処理を行うと、その表面積が大きくなるため、チャンバー３０１の内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。その結果、シランカップリング剤の成膜工程（Ｂ２）で、大きな成膜レートを得ることができる。多孔質化処理としては、例えばチャンバー３０１がアルミニウム又はアルミニウム合金によって構成されている場合には、アルマイト処理（陽極酸化処理）等を用いることができる。
【００５７】
一方、チャンバー３０１の内壁３０１ａに鏡面仕上げを行うと、その表面積が小さくなるため、チャンバー３０１の内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が小さくなる。これにより、シランカップリング剤の成膜工程（Ｂ２）で、比較的膜厚の薄いシランカップリング剤被膜、例えばシランカップリング剤の単分子膜を容易に得ることができる。
ここで、以上の表面処理は、いずれかを単独で行ってもよく、複数の表面処理を組み合わせて行うようにしても良い。
【００５８】
ガス供給手段３０２は、ガス導入管３０４を介してチャンバー３０１の下方に接続されている。ガス供給手段３０２は、シランカップリング剤の貯留タンクや加熱手段等を有し、シランカップリング剤を加熱して気化し、そのガスをガス導入管３０４に送出する。ガス導入管３０４に送出されたシランカップリング剤のガスは、ガス導入管３０４を通過してチャンバー３０１内に供給される。また、ガス導入管３０４の途中には第１バルブ３０５が設けられており、この第１バルブ３０５の開閉操作によって、チャンバー３０１内へのガス供給の開始及び停止の切り替えや、ガス流量の制御が行われるようになっている。
【００５９】
真空ポンプ３０３は、排気管３０６を介してチャンバー３０１の下方に接続されている。真空ポンプ３０３は、チャンバー３０１内のガスを所定の流量で排気し、チャンバー３０１内を減圧状態にしたり、不要なガスを除去したりする。排気管３０６の途中には第２バルブ３０７が設けられており、この第２バルブ３０７の開閉操作によって、ガス排気の開始及び停止の切り替えや、ガス排気量の制御を行われるようになっている。
【００６０】
本実施形態では、以上のような成膜装置３００を用いてシランカップリング剤被膜を形成する。以下、本実施形態に係るシランカップリング剤の成膜方法を、工程順に説明する。
（Ｂ１）チャンバー内壁へのシランカップリング剤吸着工程（第１の工程）
まず、成膜装置３００のチャンバー３０１の内壁３０１ａに、シランカップリング剤を吸着させる。
【００６１】
（Ｂ１−１）具体的には、加熱手段を作動させることにより、チャンバー３０１内を設定温度まで加熱する。また、第２バルブ３０７を開いた状態で真空ポンプ３０３を作動させることにより、チャンバー３０１内のガスを排気する。そして、チャンバー３０１内が設定値まで減圧となったところで、第２バルブ３０７を閉じ、真空ポンプ３０３による排気を停止する。
【００６２】
チャンバー３０１内の温度は、８０〜１８０℃であるのが好ましい。内壁３０１ａへのシランカップリング剤の吸着は発熱反応であるため、チャンバー３０１内の温度が高くなる程、吸着量は小さくなる。このため、チャンバー３０１内の温度が１８０℃を超えると、十分な吸着量が得られない。一方、チャンバー３０１内の温度が８０℃未満になると、シランカップリング剤が液化し、内壁３０１ａにシランカップリング剤を均一に吸着させるのが困難になる。本実施形態では、加熱手段により、工程（Ｂ１）〜工程（Ｂ２）に亘ってチャンバー３０１内の温度が１４０℃程度（シランカップリング剤の液化温度以上の温度）に保たれるように制御する。
【００６３】
（Ｂ１−２）続いて、第１バルブ３０５を開いた状態でガス供給手段３０２からシランカップリング剤ガスを送出させ、チャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入する。そして、チャンバー３０１内でのシランカップリング剤ガスの分圧が設定値に達しところで、第１バルブ３０５を閉じ、シランカップリング剤ガスの導入を停止する。この状態でしばらく放置する。この放置の間に、チャンバー３０１内に導入されたシランカップリング剤ガスは、チャンバー３０１の内壁３０１ａや配管の外周面等と接触し、その少なくとも一部が接触面との分子間力や水素結合等によってチャンバー３０１の内壁３０１ａ等に吸着する。
【００６４】
チャンバー内に導入するシランカップリング剤としては、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（Ｎ−フェニル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン等が挙げられる。
【００６５】
チャンバー３０１内に導入するシランカップリング剤ガスの分圧は、チャンバー３０１内の温度におけるシランカップリング剤の飽和蒸気圧以下の圧力であることが必要である。シランカップリング剤ガスの分圧が飽和蒸気圧より高くなると、チャンバー３０１内でシランカップリング剤が液化し、内壁３０１ａにシランカップリング剤を均一に吸着させることが困難になる。具体的には、シランカップリング剤ガスの分圧は、その飽和蒸気圧に対して概ね１０％〜５０％であるのが好ましく、チャンバー３０１内の温度が前記範囲である場合には、５００〜２０００Ｐａ程度が適当である。これにより、チャンバー３０１内でのシランカップリング剤ガスの液化を抑制して、内壁３０１ａに、シランカップリング剤を十分に吸着させることができる。
【００６６】
（Ｂ１−３）次に、第２バルブ３０７を開き、チャンバー３０１内に、シランカップリング剤が設定した分圧で残存するように、チャンバー３０１内のシランカップリング剤ガスの一部を真空ポンプ３０３によって排気する。その後、第２バルブ３０７を閉じ、真空ポンプ３０３による排気を停止する。
【００６７】
ここで、チャンバー３０１内に残存させるシランカップリング剤ガスの分圧は、目的とする成膜レートや膜厚によっても異なるが、数Ｐａ〜数十Ｐａであるのが好ましい。シランカップリング剤ガスの分圧が前記範囲より小さい場合には、後工程（Ｂ２）で行うシランカップリング剤の成膜に際し、十分な成膜レート及び膜厚が得られない可能性がある。また、シランカップリング剤ガスの分圧が前記範囲より大きい場合には、後工程（Ｂ２）において、シランカップリング剤被膜の膜厚を精密に制御するのが困難になる。
【００６８】
チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスの分圧（内壁３０１ａにおける吸着量）は、真空ポンプ２０３による排気速度や排気時間、チャンバー３０１内の温度によって制御することができる。そして、シランカップリング剤を前記分圧範囲で残存させるためには、排気時間は１〜３０分であるのが好ましく、１〜１０分であるのがより好ましい。
【００６９】
なお、チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスの分圧は、例えば真空ビルドアップ試験を用いて測定することができる。
参考のため、図１０に、真空ビルドアップ試験による残存シランカップリング剤ガスの分圧測定結果の一例を示す。図１０において、測定曲線１はチャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入した後、１分間排気した場合、測定曲線２はチャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入した後、７０分間排気した場合の各真空ビルドアップ試験の結果である。また、図１０には、比較として、チャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスを導入せずに真空ビルドアップ試験を行った結果も併せて示している。測定条件は以下の通りである。
【００７０】
測定条件
チャンバーの容積 ：２０Ｌ
チャンバー内の温度 ：１２０℃
チャンバー内に導入したシランカップリング剤：アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製 商品名ＫＢＭ−９０３）
チャンバー内に導入したシランカップリング剤ガスの分圧：２０００Ｐａ
シランカップリング剤ガス導入から排気までの放置時間：１０分間
【００７１】
図１０において、比較曲線は、チャンバー３０１のリークに基づくものであり、各測定曲線の最大値から比較曲線の最大値を差し引いた値が、チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスの分圧に略対応する。
まず、真空ポンプ３０３によって１分間排気した場合の測定曲線１の最大値は、比較曲線の最大値よりも１００Ｐａ大きな値となっている。このことから、チャンバー３０１内にシランカップリング剤を導入した後、１分間排気した場合には、チャンバー３０１内にシランカップリング剤ガスが１００Ｐａの分圧で残存するものと推定することができる。
一方、真空ポンプ３０３によって７０分間排気した場合の測定曲線は、比較曲線とほぼ重なっている。このことから、チャンバー３０１内にシランカップリング剤を導入した後、７０分間排気すると、チャンバー３０１内のシランカップリング剤ガスは殆ど除去されるものと推定される。
【００７２】
（Ｂ２）シランカップリング剤の成膜工程
次に、チャンバー３０１の内部に支持基板付き第２層基板（被成膜基材）１２５を搬入し、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤を該基板１２５の表面（接合面）１２０ｂに成膜することによってシランカップリング剤被膜（プライマー層）１２４を形成する。
【００７３】
（Ｂ２−１）具体的には、まず、チャンバー３０１内を大気圧雰囲気とする。そして、チャンバー３０１の基板搬入口を開放し、図９（Ｂ）に示すように、被成膜基材１２５が載置されたカセット１２６をチャンバー３０１内に搬入する。その後、チャンバー３０１の基板搬入口を閉じ、被成膜基材１２５の温度が８０〜１００℃になるまで、当該基材１２５をチャンバー３１０内で放置する。
放置している間、被成膜基材１２５は、チャンバー３０１からの熱伝導によって常温付近から徐々に温度上昇する。それと同時に、その表面１２０ｂに、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤ガスが接触する。
【００７４】
ここで、被成膜基材１２５は、チャンバー３０１内に搬入された直後は略常温であるため、その表面１２０ｂに接触したシランカップリング剤ガスは、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに露出する水酸基等との水素結合を介して吸着する（以下、この過程を「吸着過程」と言う。）。
【００７５】
そして、被成膜基材１２５が、チャンバー３０１からの熱伝導によって高温（８０〜１００℃）になると、吸着は発熱反応であるため、吸着してくるシランカップリング剤分子の数は極端に減る。その一方、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに吸着しているシランカップリング剤のシラノール基と被成膜基材１２５表面１２０ｂの水酸基との化学結合は増加する（以下、この過程を「化学結合過程」と言う。）。その結果、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに、シランカップリング剤被膜１２４が均一な膜厚で強固に形成される。
【００７６】
被成膜基材１２５を放置している間のチャンバー３０１内の温度は、本実施形態では前記工程（Ｂ１）と同じ温度（１４０℃程度）に維持するが、前記工程（Ｂ１）での温度から変化させるようにしても良い。これにより、内壁３０１ａからのシランカップリング剤の脱離速度が変化し、シランカップリング剤の成膜レートや膜厚を制御することができる。例えば、チャンバー３０１内の温度を前記工程（Ｂ１）よりも高く設定することにより、内壁３０１ａからのシランカップリング剤の脱離が促進され、シランカップリング剤の成膜レートを高めることができる。
【００７７】
また、チャンバー３０１内の温度は、被成膜基材１２５の昇温速度にも影響する。このため、チャンバー３０１内の温度を変えることによって被成膜基材１２５の昇温速度が制御され、これによって、第２層基板に成膜されるシランカップリング剤被膜１２４の膜厚を制御することができる。
【００７８】
すなわち、前述のように、内壁３０１ａから脱離したシランカップリング剤は、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに、吸着過程及び化学結合過程を経て成膜される。
【００７９】
ここで、例えばチャンバー３０１内の温度を比較的低く設定した場合には、被成膜基材１２５の昇温速度は遅くなる。その場合、吸着過程が比較的長くなるため、この過程で、被成膜基材１２５の表面１２０ｂにシランカップリング剤が厚く吸着する。そして、被成膜基材１２５が高温（８０〜１００℃）になると、吸着してくるシランカップリング剤は減少するが、吸着過程で既にシランカップリング剤が厚く吸着しているため、これらのシランカップリング剤と被成膜基材１２５との間で化学結合が増加し、シランカップリング剤被膜１２４が比較的厚く形成される。
【００８０】
一方、チャンバー３０１内の温度を比較的高く設定した場合には、被成膜機材１２５の昇温速度は速くなる。その場合、被成膜基材１２５の表面１２０ｂにシランカップリング剤が十分厚く吸着する前に、被成膜基材１２５が高温となり、吸着してくるシランカップリング剤が減少する。このため、被処理基材１２５の表面１２０ｂに形成されるシランカップリング剤被膜１２４の膜厚は、比較的薄いものとなる。
【００８１】
このように、このシランカップリング剤の成膜方法では、被成膜基材１２５を放置している間のチャンバー３０１内の温度に依存して、成膜レートや成膜されるシランカップリング剤被膜の膜厚が変化する。このため、その温度特性に基づいてチャンバー３０１内の温度を設定することにより、成膜されるシランカップリング剤被膜の膜厚を精密に制御することが可能となる。
但し、チャンバー３０１内の温度を低く設定し過ぎると、内壁３０１ａからシランカップリング剤が脱離し難くなったり、被成膜基材１２５が十分に昇温せず、被成膜基材１２５とシランカップリング剤との化学結合が不十分となったりする。このため、チャンバー３０１内の温度を設定する際には、これらの点も考慮する必要がある。
【００８２】
なお、被成膜基材１２５を放置している間のチャンバー３０１内の圧力は、特に限定されず、大気圧雰囲気、減圧雰囲気のいずれでも良い。
また、チャンバー３０１内での被処理基材１２５の放置時間は、チャンバー内３０１の温度によっても異なるが、チャンバー内の温度が前述の適正範囲（８０〜１８０℃）の場合には３０分〜１時間程度が適当である。これにより、チャンバー内３０１で、被成膜基材１２５を確実に化学結合が増加する温度（８０〜１００℃）とすることができる。
【００８３】
（Ｂ２−２）以上のようにして被成膜基材１２５の表面１２０ｂにシランカップリング剤被膜（プライマー層）１２４を成膜した後、チャンバー２０１内の基板搬入口を開放し、被成膜基材１２５が載置されたカセット１２６をチャンバー２０１内から搬出する。その後、基板搬入口を閉じ、第２バルブを開いた状態で真空ポンプを作動させることによって、チャンバー３０１内に残存するシランカップリング剤ガスを排気する。
そして、次に成膜すべき被成膜基材１２５がある場合には、本工程の後、工程（Ｂ１−１）〜工程（Ｂ２−２）を繰り返す。ここで、工程（Ｂ１−１）も、チャンバー３０１内をシランカップリング剤の液化温度以上に保持して行うため、本工程終了後、チャンバー３０１を放冷することなく、続けて工程（Ｂ１−１）を開始する。
【００８４】
以上のように、このシランカップリング剤の成膜方法は、高度な真空雰囲気や、精密なガス圧調整が不要であり、シランカップリング剤の被膜を、簡易な成膜装置３００を用いて簡単な操作で形成することができる。
【００８５】
また、シランカップリング剤を、チャンバー３０１の内壁３０１ａに一旦吸着させた後、これを脱離させることによって被成膜基材１２５の表面に供給するので、ガス導入管２０４から送出されるシランカップリング剤を直接被成膜基材の表面に供給するのに比べて、被成膜基材１２５表面に偏りなくシランカップリング剤が供給される。このため、被成膜基材１２５の表面１２０ｂに、シランカップリング剤被膜１２４を均一な膜厚で形成することが可能となる。
【００８６】
また、一連の工程を、チャンバー３０１内をシランカップリング剤の液化温度以上に保持して行うため、チャンバー３０１内に導入したシランカップリング剤ガスの液化が抑えられるとともに、チャンバー３０１内に搬送された被成膜基材１２５を、チャンバー３０１からの熱伝導によって昇温させることができる。これにより、被処理基板１２５の表面に、シランカップリング剤を均一に吸着させることができるとともに、吸着したシランカップリング剤と被処理基材１２５の表面との間に、十分に化学結合を生じさせることができる。その結果、シランカップリング剤被膜１２４を、均一な膜厚で強固に形成することが可能となる。
【００８７】
［Ｃ］支持基板剥離工程
以上のようにしてプライマー層（シランカップリング剤被膜）１２４を形成した後、図４（Ｆ）に示すように、支持基板付き第２層基板１２５に、支持基板１１０側からＵＶ光を照射し、両面接着シート５０の自己剥離層５１を発泡させて支持基板１１０をシリコン基板１２０の表面１０２ａから剥離する。
以上により、第２層基板１ｂが作製される。
【００８８】
［Ｄ］第１層基板の作製工程
続いて、第１層基板１ｂを作製する。
（Ｄ１）図５（Ｇ）に示すように、第１層基板１ａとなるシリコン基板１００に、前記工程（Ａ１）と同様にしてフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて第１ノズル１１ａとなる凹部１０２を形成する。
（Ｄ２）続いて、シリコン基板１００を熱酸化炉に投入し、図５（Ｈ）に示すように、シリコン基板１００の表面全体に例えば膜厚０．１μｍの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）１０３を形成する。
【００８９】
（Ｄ３）図５（Ｉ）に示すように、シリコン基板１００の凹部１０２形成側の面１００ａに、両面接着シート５０を介してガラス等の透明材料よりなる支持基板１１０を貼り付ける。
（Ｄ４）次に、図５（Ｊ）に示すように、シリコン基板１００の凹部１０２形成側の面１００ａと反対側の表面１００ｂ側から研削加工及び表面研磨を行い、所望の板厚近傍まで薄板化する。これにより、第１ノズル部１１ａとなる凹部１０２の底面が削除され第１ノズル部１１ａが形成される。
【００９０】
（Ｄ５）次に、図５（Ｋ）に示すように、シリコン基板１００の表面１００ｂ（以下、吐出面１００ｂという）に、耐インク保護膜１０４を形成する。この耐インク保護膜１０４は、次の工程（Ｄ６）で形成される撥液膜１０５の下地膜ともなるもので酸化系金属膜で構成される。ここでは、例えばＳｉＯ２膜で構成され、スパッタ装置で成膜される。なお、酸化物系金属膜の成膜は、自己剥離層５１が劣化しない温度（１００℃程度）以下で実施できればよく、スパッタリング法に限るものではない。酸化物系金属膜としては、他にた例えば、酸化ハフニウム膜、酸化タンタル、酸化チタン、酸化インジウム錫、酸化ジルコニウムも使用できる。自己剥離層５１に影響しない温度で成膜することができ、シリコン基板１００への密着性を確保することができれば、成膜方法はスパッタ等に限らずＣＶＤ等の手法でもよい。
【００９１】
（Ｄ６）次に、図６（Ｌ）に示すように、シリコン基板１００の吐出面１００ｂに撥液処理を施す。具体的には、フッ素原子を含むケイ素化合物を主成分とする撥液性を持った材料を蒸着やディッピングで成膜し、吐出面１００ｂに撥液膜１０５を形成する。このとき、第１ノズル部１１ａの内壁にも撥液膜１０５が形成される。
（Ｄ７）次に、図６（Ｍ）に示すように、支持基板１１０側からＵＶ光を照射し、両面接着シート５０の自己剥離層５１を発泡させて支持基板１１０をシリコン基板１００の表面１００ａから剥離する。
以上により、第１層基板１ａが作製される。
【００９２】
（Ｄ８）そして最後に、図６（Ｎ）に示すように、図６（Ｍ）の第１層基板１ａと図５（Ｇ）の第２層基板１ｂとを表面活性接合により接合する。すなわち、第１層基板１ａと熱酸化膜１０３と、第２層基板１ｂの熱酸化膜（親液膜）１２３のそれぞれの表面に、アルゴンの高速電子ビームを照射し、表面を活性化させて加圧接合を行う。接合は圧力１０−６Ｐａ程度の真空中で行う。
以上によりノズル基板１が作製される。
【００９３】
［Ｅ］キャビティー基板２及び電極基板３の製造方法
ここでは、電極基板３にシリコン基板２００を接合した後、そのシリコン基板２００からキャビティー基板２を製造する方法について図７、図８を参照して簡単に説明する。
【００９４】
電極基板３は以下のようにして製造される。
（Ｅ１）まず、硼珪酸ガラス等からなる板厚約１ｍｍのガラス基板２０２に、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してフッ酸によってエッチングすることにより凹部３２を形成する。なお、この凹部３２は個別電極３１の形状より少し大きめの溝状のものであり、個別電極３１ごとに複数形成される。
そして、凹部３２の内部に、例えばスパッタによりＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる個別電極３１を形成する。
その後、ドリル等によってインク供給孔３３を形成することにより、電極基板３が作製される。
【００９５】
（Ｅ２）次に、厚さが例えば５２５μｍのシリコン基板２００の両面を鏡面研磨した後に、シリコン基板２００の片面にプラズマＣＶＤによって厚さ０．１μｍのＳｉＯ２膜（絶縁膜）２ａを形成する。なお、シリコン基板２００を形成する前に、エッチングストップ技術を利用し振動板２２の厚みを高精度に形成するためのボロンドープ層を形成するようにしてもよい。エッチングストップとは、エッチング面から発生する気泡が停止した状態と定義し、実際のウェットエッチングにおいては、気泡の発生の停止をもってエッチングがストップしたものと判断する。
【００９６】
（Ｅ３）そして、このシリコン基板２００と、図７（Ａ）のように作製された電極基板３とを、例えば３６０℃に加熱し、シリコン基板２００に陽極を、電極基板３に陰極を接続して８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合により接合する。
（Ｅ４）シリコン基板２００と電極基板３とを陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で接合状態のシリコン基板２００をエッチングすることにより、シリコン基板２００の厚さを例えば１４０μｍになるまで薄板化する。
【００９７】
（Ｅ５）次に、シリコン基板２００の上面（電極基板３が接合されている面と反対側の面）全面にプラズマＣＶＤによって例えば厚さ１．５μｍのＴＥＯＳ膜２０１を形成する。
そして、このＴＥＯＳ膜２０１に、圧力室２１となる凹部２５およびリザーバー２４となる凹部２７を形成するためのレジストをパターニングし、これらの部分のＴＥＯＳ膜２０１をエッチング除去する。
その後、シリコン基板２００を水酸化カリウム水溶液等でエッチングすることにより、圧力室２１となる凹部２５およびリザーバー２４となる凹部２７を形成する。このとき、配線のための電極取り出し部３０となる部分もエッチングして薄板化しておく。なお、図８（Ｅ）のウェットエッチング工程では、例えば初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。これにより、振動板２２の面荒れを抑制することができる。
【００９８】
（Ｅ６）シリコン基板２００のエッチングが終了した後に、フッ酸水溶液でエッチングすることによりシリコン基板２００の上面に形成されているＴＥＯＳ膜２０１を除去する。
（Ｅ７）次に、シリコン基板２００の圧力室２１となる凹部２５等が形成された面に、プラズマＣＶＤによりＳｉＯ２膜（絶縁膜）２ａを例えば厚さ０．１μｍで形成する。
（Ｅ８）その後、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等によって電極取り出し部３０を開放する。また、電極基板３のインク供給孔３３からレーザ加工を施してシリコン基板２００のリザーバー２４となる凹部２７の底部を貫通させ、インク供給孔２８を形成する。また、振動板２２と個別電極３１との間のギャップの開放端部をエポキシ樹脂等の封止材３４（図２参照）を充填することにより封止する。また、図１、図２に示すように共通電極２９がスパッタによりシリコン基板２００上面（ノズル基板１との接合面）の端部に形成される。
【００９９】
以上により、電極基板３に接合した状態のシリコン基板２００からキャビティー基板２が作製される。
そして最後に、上述のように作製されたノズル基板１の第２層基板１ｂに形成されたプライマー層１２４の表面に、接着剤を供給し、第２層基板１ｂとキャビティー基板２とを接着剤を介して接合する。
以上により、図１及び図２に示したインクジェットヘッド１０の本体部が作製される。
【０１００】
このように、本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法によれば、ノズル基板１の第２層基板１ｂの表面に、プライマー層１２４を、均一な膜厚で強固に形成することができるため、ノズル基板１とキャビティー基板２とを強固に接合することができる。これにより、耐環境性に優れたインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【０１０１】
また、このインクジェットヘッドの製造方法では、プライマー層１２４を、簡易な成膜装置３００によって効率良く成膜することができるため、インクジェットヘッドの製造効率の向上に貢献することができる。
【０１０２】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２に係るシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
なお、実施形態２においては、前記実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０３】
実施形態２のインクジェットヘッドの製造方法は、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、被成膜基材１２５を加熱する加熱手段を備え、被成膜基材１２５の温度をチャンバー３０１の温度とは独立に制御するように構成されている以外は、前記実施形態１と同様である。
【０１０４】
この実施形態２においても、前記実施形態１と同様の作用・効果が得られる。
また、実施形態２のインクジェットヘッドの製造方法では、特に、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、被成膜基材１２５を加熱する加熱手段を備え、被成膜基材１２５の温度をチャンバー３０１の温度とは独立に制御するように構成されていることにより、チャンバー３０１の温度に関わらず、被成膜基材１２５の昇温速度を自由に制御することができる。このため、所望の膜厚のシランカップリング剤被膜１２４を容易に得ることが可能となる。
【０１０５】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３に係るシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
図１１は、実施形態３に係るシランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置を示す模式図である。
なお、実施形態３においては、前記実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０６】
実施形態３のインクジェットヘッドの製造方法は、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、その内壁３０１ａに多数のフィン３０８を備える以外は、前記実施形態１と同様の構成とされている。
ここで、多数のフィン３０８は、チャンバー３０１の左右の内壁３０１ａに、それぞれ同じ枚数で取り付けられ、その主面が底面に対して略平行とるように上下方向に並列して配されている。
各フィン３０８の構成材料としては、チャンバー３０１と同様の金属材料を用いることができる。また、各フィン３０８には、工程（Ｂ１）でシランカップリング剤を吸着させるため、シランカップリング剤ガスに対する吸着性を制御する表面処理が施されているのが好ましい。そのような表面処理としては、例えば、前述のチャンバー３０１の内壁３０１ａに施す表面処理と同様のものを挙げることができる。
【０１０７】
この実施形態３においても、前記実施形態１１と同様の作用・効果が得られる。
また、実施形態３のインクジェットヘッドの製造方法では、特に、シランカップリング剤の成膜方法で用いる成膜装置３００が、その内壁３０１ａに多数のフィン３０８を備えることにより、内壁３０１ａの表面積が大きくなり、内壁３０１ａに吸着するシランカップリング剤の吸着量が増大する。このため、シランカップリング剤の成膜工程で、より大きな成膜レートを得ることが可能となる。
【０１０８】
以上、本発明のシランカップリング剤の成膜方法及びインクジェットヘッドの製造方法を、図示の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、各実施形態では、シランカップリング剤被膜１２４を、ノズル基板１（第２層基板１ｂ）のキャビティー基板２との接合面１２０ｂに形成しているが、キャビティー基板２の第２層基板１ｂとの接合面に形成してもよく、双方の接合面に形成しても構わない。
また、各実施形態では、ノズル基板１、キャビティー基板２及び電極基板３を備えた３層構造のインクジェットヘッドを製造する場合を例にしているが、本発明の成膜方法及び製造方法によって製造されるインクジェットヘッドはこれに限るものではなく、ノズル基板、リザーバー基板、キャビティー基板及び電極基板を備えた４層構造のインクジェットヘッドであっても構わない。
【符号の説明】
【０１０９】
１２５…被成膜基材（基板）、３０１…チャンバー、３０１ａ…内壁、３０８…フィン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーの内部にシランカップリング剤のガスを導入し、前記チャンバーの内壁に前記シランカップリング剤を吸着させる第１の工程と、
前記シランカップリング剤のガスの導入を停止し、前記チャンバーの内部に基板を導入し、前記チャンバーにシランカップリング剤のガスを導入することなく前記チャンバーの内部に前記基板を放置し、前記チャンバーの内壁から脱離したシランカップリング剤を前記基板の表面に成膜する第２の工程と、を有するシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項２】
前記第１の工程及び前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を、シランカップリング剤の液化温度以上に保持することを特徴とする請求項１に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、前記チャンバーの内部に導入された前記基板は、前記チャンバーの内部で常温付近から徐々に昇温することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を上昇させ、前記チャンバーの内壁からのシランカップリング剤の脱離を促進させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、前記基板の温度を前記チャンバーの温度とは独立に制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項６】
前記チャンバーの内壁の材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項７】
前記チャンバーの内壁には、極性を付与する処理、多孔質化処理、鏡面化仕上げの少なくともいずれかの表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項８】
前記チャンバーの内壁には、多数のフィンが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項９】
液滴を吐出するための複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板の前記複数のノズルそれぞれに連通して液滴を収容する複数の圧力室を有するキャビティー基板と、前記圧力室に液滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドの製造方法であって、
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法を用いて、前記ノズル基板及び前記キャビティー基板の少なくともいずれかの接合面にシランカップリング剤の被膜を成膜する工程と、
前記ノズル基板と前記キャビティー基板とを、前記シランカップリング剤の被膜を介して接合する工程と、を有するインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１】
チャンバーの内部にシランカップリング剤のガスを導入し、前記チャンバーの内壁に前記シランカップリング剤を吸着させる第１の工程と、
前記シランカップリング剤のガスの導入を停止し、前記チャンバーの内部に基板を導入し、前記チャンバーにシランカップリング剤のガスを導入することなく前記チャンバーの内部に前記基板を放置し、前記チャンバーの内壁から脱離したシランカップリング剤を前記基板の表面に成膜する第２の工程と、を有するシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項２】
前記第１の工程及び前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を、シランカップリング剤の液化温度以上に保持することを特徴とする請求項１に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、前記チャンバーの内部に導入された前記基板は、前記チャンバーの内部で常温付近から徐々に昇温することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記チャンバーの温度を上昇させ、前記チャンバーの内壁からのシランカップリング剤の脱離を促進させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、前記基板の温度を前記チャンバーの温度とは独立に制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項６】
前記チャンバーの内壁の材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項７】
前記チャンバーの内壁には、極性を付与する処理、多孔質化処理、鏡面化仕上げの少なくともいずれかの表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項８】
前記チャンバーの内壁には、多数のフィンが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法。
【請求項９】
液滴を吐出するための複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル基板の前記複数のノズルそれぞれに連通して液滴を収容する複数の圧力室を有するキャビティー基板と、前記圧力室に液滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドの製造方法であって、
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のシランカップリング剤の成膜方法を用いて、前記ノズル基板及び前記キャビティー基板の少なくともいずれかの接合面にシランカップリング剤の被膜を成膜する工程と、
前記ノズル基板と前記キャビティー基板とを、前記シランカップリング剤の被膜を介して接合する工程と、を有するインクジェットヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７９８５６（Ｐ２０１２−１７９８５６Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５４８０（Ｐ２０１１−４５４８０）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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