液体噴射ヘッドの製造方法および画像記録装置
【課題】液体噴射ヘッドの振動板の表面のＣｕ、Ｎｉ等の重金属の析出、汚染を減少させ、絶縁破壊や駆動不良の発生を抑え、不良の少ない液体噴射ヘッドの製造方法および画像記録装置を得ること。
【解決手段】振動板１５を備えたキャビティ基板１０を形成するシリコンウェハー１１０の表面に存在するＣｕおよびＮｉの表面濃度が、それぞれ１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下および１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のものを使用するので、振動板１５の表面のＣｕおよびＮｉによって、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【解決手段】振動板１５を備えたキャビティ基板１０を形成するシリコンウェハー１１０の表面に存在するＣｕおよびＮｉの表面濃度が、それぞれ１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下および１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のものを使用するので、振動板１５の表面のＣｕおよびＮｉによって、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電駆動方式の液体噴射ヘッドの製造方法および画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を液滴として噴射する液体噴射ヘッドは、例えば、プリンター等の画像記録装置および液晶表示装置のカラーフィルターの製造等に用いられる液体噴射装置等に適用される。
このような液体噴射ヘッドとして、圧力発生室の一部を構成する振動板と、振動板にギャップを隔てて対向する対向電極とを備え、振動板と対向電極との間に生じる静電気力によって振動板を撓ませ、圧力発生室内の圧力を変化させてインク等の液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
振動板は、単結晶シリコンからなるキャビティ基板に圧力発生室の一部として形成される。
具体的な液体噴射ヘッドの製造方法としては、まず複数のシリコンウェハーに、それぞれ複数のキャビティ基板、電極基板、ノズルプレートを形成する。その後、これらのシリコンウェハーを接合した後に、個々の液体噴射ヘッドとして切り離す。
液体噴射ヘッドの製造に用いるシリコンウェハーには、Ｃｕ、Ｎｉ等の重金属が不純物として含まれ、６００℃〜１０００℃の熱処理を行なった後、ＳＣ−１洗浄（アンモニア過酸化水素水洗浄）を行なうことによって不純物を除去する方法が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５４４２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２９０１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体噴射ヘッドの製造工程において、シリコンウェハー中に含まれるＣｕ、Ｎｉ等の重金属は、製造工程中の熱処理等によってシリコンウェハー表面に析出、付着する。対向電極に対向する振動板の表面にＣｕ、Ｎｉ等の重金属の析出、付着が起こると、絶縁破壊や駆動不良を引き起こし、液体噴射ヘッドとして不良となるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
圧力発生室の一部を構成する振動板を、前記振動板と対向する電極との間の静電気力によって駆動して液滴を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法であって、Ｃｕの表面濃度が１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下、且つＮｉの表面濃度が１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のシリコンウェハーをエッチングし、前記圧力発生室および前記振動板を備えるキャビティ基板を形成するキャビティ基板形成工程と、前記キャビティ基板を１０００℃以上１１００℃以下で熱酸化し、二酸化ケイ素膜を形成する酸化工程とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【０００８】
振動板を備えたキャビティ基板を形成するシリコンウェハーの表面に存在するＣｕおよびＮｉの表面濃度が、それぞれ１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下および１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のものを使用するので、振動板の表面のＣｕおよびＮｉによる、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
ここで、表面濃度とは、表面および分析で検出できる検出深さまでの濃度をいう。また、表面濃度の下限値は、分析方法によって決まる。
【０００９】
［適用例２］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記キャビティ基板形成工程前に、前記シリコンウェハーを、Ｎ2雰囲気下で２５０℃以上、４００℃以下の温度で、３０分以上、６０分以下の処理時間で熱処理後、塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄し、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度を分析する分析工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、予め熱処理を行なって、シリコンウェハー内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉを洗浄した後に、表面濃度を分析しているので、分析工程以降の工程で熱処理等を行なってもシリコンウェハー内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉの量は少なく、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良がより減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
熱処理において、Ｎｉが表面に析出するには２５０℃以上が必要で、シリコンウェハーのそりを防ぐためには４００℃以下が好ましい。
また、３０分以上の熱処理であれば、シリコンウェハー内部から表面にＣｕおよびＮｉの大部分が析出し、６０分以下であれば、熱処理工程に時間がかからない。
【００１０】
［適用例３］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記キャビティ基板形成工程と前記酸化工程との間に、前記振動板を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する洗浄工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、キャビティ基板を形成した後の最後に近い段階で、酸化工程の前に少なくとも振動板を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する。したがって、分析工程からキャビティ基板形成工程終了までの間にシリコンウェハー内部から振動板表面に析出したり、振動板表面に汚染として付着したりしたＣｕおよびＮｉを取り除け、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良がより減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１１】
［適用例４］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記分析工程において、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度の分析方法として、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）もしくは全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）を用いることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）では、１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下の表面濃度であっても、分析が高感度で行なえるので、ＣｕおよびＮｉの濃度の判定が確実に行なえ、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良がより減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）は、比較的非破壊で、広い領域での分析が可能であり、シリコンウェハーを有効に利用でき、広い領域でＣｕおよびＮｉを検出しやすい。
【００１２】
［適用例５］
上記に記載の製造方法により製造された液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする画像記録装置。
【００１３】
前述の効果を有する画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの概略部分斜視図。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの概略部分断面図。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一部を示すフロー図。
【図４】インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一部を示す概略断面図。
【図５】インクジェットプリンターの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
なお、図面では、説明を分かりやすくするために、一部を省略したり、各構成等を誇張したりして図示している。
【００１６】
図１は、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１００の概略部分斜視図であり、図２は、その概略部分断面図である。
図１は、インクジェット式記録ヘッド１００をＡ面およびＢ面で切断した状態を示している。図１は、Ａ面で切断した半分の状態を示しており、実際はＡ面を対称面として同じ構造のものを備えている。
【００１７】
図１および図２において、インクジェット式記録ヘッド１００は、いわゆる静電駆動方式のヘッドであり、キャビティ基板１０と、このキャビティ基板１０の両面にそれぞれ接合されるノズルプレート２０および電極基板３０とを備えている。
【００１８】
キャビティ基板１０は、例えば、面方位（１００）または（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方面側に開口する圧力発生室（キャビティ）１１がその幅方向に複数並設されている。また、キャビティ基板１０には、図１においては図示されていないが、複数の圧力発生室１１が並設された列が２列形成されている。
キャビティ基板１０には、各列の圧力発生室１１に共通するインク室となる共通インク室１２が形成されており、この共通インク室１２は、後述するインク供給路を介して各圧力発生室１１に連通されている。また、共通インク室１２の底壁には、共通インク室１２にインクを供給するためのインク供給孔１３が形成されている。さらに、キャビティ基板１０には、共通インク室１２の外側に、後述する対向電極としての個別電極３３に接続される個別端子部３４を露出させるための貫通孔１４が形成されている。
【００１９】
なお、各圧力発生室１１の底壁は、圧力発生室１１内に圧力変化を生じさせるための振動板１５として機能し、この振動板１５を変位させる静電気力を発生させるための共通電極としての役割を兼ねている。そして、キャビティ基板１０の貫通孔１４近傍には、後述するノズルプレート２０の露出孔内に露出されて図示しない駆動配線が接続される共通端子部１６が形成されている。
【００２０】
ノズルプレート２０は、キャビティ基板１０と同様に、面方位（１００）または（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル２１が形成されている。このノズルプレート２０は、キャビティ基板１０の開口面側に接合され、圧力発生室１１および共通インク室１２の一方の面を構成している。また、ノズルプレート２０のキャビティ基板１０とは反対側の面には、ノズル２１に対応する領域に亘って厚さ方向の一部を除去したノズル段差部２２が形成されている。
【００２１】
ここで、各ノズル２１は、インク滴が噴射される側に設けられてノズル段差部２２内に開口する略円形の小径部２１ａと、小径部２１ａよりも大きい径を有し小径部２１ａと圧力発生室１１とを連通する大径部２１ｂとからなる。全てのノズル２１は、このノズル段差部２２内に開口しており、このノズル段差部２２内のノズルプレート２０の表面がノズル面となる。なお、このノズル２１は、詳しくは後述するが、プラズマエッチング装置を用いてシリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０をドライエッチングすることによって形成されている。
【００２２】
また、ノズルプレート２０のキャビティ基板１０との接合面には、圧力発生室１１と共通インク室１２との境界に対応する領域に、これら各圧力発生室１１と共通インク室１２とを連通するインク供給路２３が形成されている。さらに、ノズルプレート２０には、共通インク室１２の外側に対応する位置に、キャビティ基板１０の貫通孔１４に連通し、個別端子部３４と共に共通端子部１６を露出させる露出孔２４が形成されている。
【００２３】
ノズルプレート２０の表面のノズル段差部２２内には、例えば、フッ素含有シランカップリング化合物等からなる撥水撥油性材料からなる撥水撥油膜２５が形成されている。これにより、ノズルプレート２０の表面（ノズル面）へのインク滴の付着を抑えている。
【００２４】
電極基板３０は、シリコン単結晶基板に近い熱膨張率を有する、例えば、ホウ珪酸ガラス等のガラス基板からなり、キャビティ基板１０の振動板１５側の面に接合されている。この電極基板３０の振動板１５に対向する領域には、各圧力発生室１１に対応して電極基板凹部３１が形成されている。また、電極基板３０には、キャビティ基板１０のインク供給孔１３に対応する位置に、このインク供給孔１３に連通するインク導入孔３２が形成されている。そして、図示しないインクタンクからこのインク導入孔３２およびインク供給孔１３を介して共通インク室１２にインクが充填されるようになっている。
【００２５】
各電極基板凹部３１には、振動板１５を変位させる静電気力を発生させるための個別電極３３が、振動板１５との間に所定の間隔を確保した状態でそれぞれ配置されている。また、電極基板凹部３１内には、キャビティ基板１０の貫通孔１４に対向する領域に、図示しない駆動配線が接続される個別端子部３４が形成されており、この個別端子部３４と各個別電極３３とはリード電極３５によって接続されている。なお、図示しないが、これら各個別電極３３およびリード電極３５は絶縁膜によって封止され、また個別端子部３４と共通端子部１６との間には、接続配線を介して駆動電圧パルスを印加するための発振回路が接続されている。
【００２６】
インクジェット式記録ヘッド１００では、発振回路によって個別電極３３と振動板１５（キャビティ基板１０）との間に駆動電圧を印加すると、これら個別電極３３と振動板１５との隙間に発生する静電気力によって振動板１５が個別電極３３側に撓み変形して、圧力発生室１１の容積が拡大し、駆動電圧の印加を解除すると、振動板１５が元の状態に復帰し、圧力発生室１１の容積が収縮する。そして、このとき発生する圧力発生室１１内の圧力変化によって、圧力発生室１１内のインクの一部が、ノズル２１からインク滴として噴射される。
【００２７】
以下に、インクジェット式記録ヘッド１００の製造方法について、キャビティ基板１０の製造方法を中心に具体的に説明する。インクジェット式記録ヘッド１００は、ウェハー状態で複数のキャビティ基板１０、ノズルプレート２０および電極基板３０をそれぞれ形成し、各ウェハーを貼り合せた後に個々のインクジェット式記録ヘッド１００を切り離すことによって得られる。
【００２８】
図３は、インクジェット式記録ヘッド１００の製造方法の一部であるキャビティ基板１０の製造方法を示すフロー図である。
図３において、キャビティ基板１０の製造方法は、分析工程としてのステップ１（Ｓ１）と、キャビティ基板形成工程としてのステップ２（Ｓ２）と、洗浄工程としてのステップ３（Ｓ３）と、酸化工程としてのステップ４（Ｓ４）とを含む。
【００２９】
図４には、一つのインクジェット式記録ヘッド１００を構成するキャビティ基板１０の製造方法を示す概略断面図を抜き出して示した。
図４（ａ）は分析工程（Ｓ１）を、図４（ｂ）はキャビティ基板形成工程（Ｓ２）を、図４（ｃ）は洗浄工程（Ｓ３）を、図４（ｄ）は酸化工程（Ｓ４）を示している。
【００３０】
図４（ａ）において、分析工程（Ｓ１）では、シリコンウェハー１１０をＮ2雰囲気下で２５０℃以上、４００℃以下の温度、３０分以上、６０分以下の処理時間の熱処理後、塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄したシリコンウェハー１１０の表面汚染濃度を調べる。
Ｎｉが表面に析出するには２５０℃以上が必要で、シリコンウェハー１１０のそりを防ぐためには４００℃以下が好ましい。
分析方法としては、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）もしくは全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）を用いることができる。分析によって、汚染金属ＭであるＣｕが１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下、Ｎｉが１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下の濃度のシリコンウェハー１１０を選択し、キャビティ基板１０の製造に用いる。ここで、Ｎｉ濃度に対してＣｕ濃度を小さくしているのは、シリコンウェハー１１０中のＣｕは、Ｎｉと比較して移動しやすいためである。シリコンウェハー１１０中の汚染金属Ｍの含有量を上記の範囲としたことにより、後の製造工程における熱処理等によるシリコンウェハー表面への汚染金属Ｍの析出および付着を抑制することができる。
【００３１】
図４（ｂ）において、キャビティ基板形成工程（Ｓ２）では、分析工程（Ｓ１）で選択したシリコンウェハー１１０に振動板１５を形成する際のエッチングストッパーとなるボロンドープ層を形成し、パターニングに必要な二酸化ケイ素膜をウェット酸化により成膜する。その後、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を繰り返し、よく知られたフォトリソ工程によって振動板１５まで形成し、図１および図２に示したキャビティ基板１０の形状を得る。
エッチングでは、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２段階のエッチングを実施する。以上のエッチング処理においては、先に形成していたボロンドープ層がエッチングストップとして作用し、残ったボロンドープ層が振動板１５として形成される。
キャビティ基板形成工程（Ｓ２）までの熱処理、外部からの汚染等によって、ＣｕまたはＮｉなどの汚染金属Ｍが表面層に析出、付着する場合がある。
【００３２】
図４（ｃ）において、洗浄工程（Ｓ３）では、厚さ数μの振動板１５を形成した上で表面層に析出、付着したＣｕまたはＮｉなどの汚染金属Ｍを塩酸および過酸化水素水を含んだ混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含んだ混合液で洗浄する。
【００３３】
図４（ｄ）において、酸化工程（Ｓ４）では１０００℃以上１１００℃以下の温度で熱酸化を行い、二酸化ケイ素膜１２０を形成する。
以上の工程を含む工程を行うことによってキャビティ基板１０が得られる。
【００３４】
以下に、電極基板３０の製造方法を説明する。電極基板３０もウェハーであるガラス基板に複数形成する。ここで、ガラス基板は図示していないが、シリコンウェハー１１０と同じ大きさのものを用いることができる。
ホウ珪酸ガラス基板を用意し、このガラス基板に例えばクロムのエッチングマスクを施し、フッ酸水溶液等でエッチングして電極基板凹部３１を形成し、電極基板凹部３１内にスパッタ等により個別電極３３、個別端子部３４、この個別端子部３４と各個別電極３３とを接続するリード電極３５を形成する。
最後に、ガラス基板にドリルなどによって穴をあけ、インク導入孔３２を形成する。こうして、ガラス基板に複数の電極基板３０を形成する。
【００３５】
複数の電極基板３０が形成されたガラス基板と複数のキャビティ基板１０が形成されたシリコンウェハー１１０とを、陽極接合する。ここでは、ガラス基板を例えば３６０℃に加熱し、シリコンウェハー１１０に陽極、ガラス基板に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加し、陽極接合により接合する。
【００３６】
ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電によるドライエッチング等によってノズル２１が形成されたノズルプレート２０を複数備えたノズルプレートウェハー（図示せず）を、シリコンウェハー１１０のガラス基板が接合されている側と反対側の面に接着剤等により接合する。
【００３７】
複数のキャビティ基板１０、電極基板３０およびノズルプレート２０が接合された接合ウェハーをダイシング（切断）により分離して、個々のインクジェット式記録ヘッド１００が完成する。
【００３８】
図５は液滴噴射装置である画像記録装置としてのインクジェットプリンター１０００の斜視図である。インクジェットプリンター１０００は、実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド１００を搭載したもので、液滴としてインクを噴射する。
【００３９】
以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）振動板１５を備えたキャビティ基板１０を形成するシリコンウェハー１１０の表面に存在するＣｕおよびＮｉの表面濃度が、それぞれ１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下および１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のものを使用するので、振動板１５の表面のＣｕおよびＮｉによる、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４０】
（２）予め熱処理を行なって、シリコンウェハー１１０内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉを洗浄した後に、表面濃度を分析しているので、分析工程以降の工程で熱処理等を行なってもシリコンウェハー１１０内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉの量を少なくでき、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４１】
（３）キャビティ基板１０を形成した後の最後に近い段階で、酸化工程の前に少なくとも振動板１５を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する。したがって、分析工程からキャビティ基板形成工程終了までの間にシリコンウェハー１１０内部から振動板１５表面に析出したり、振動板１５表面に汚染として付着したりしたＣｕおよびＮｉを取り除くことができ、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４２】
（４）誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）では、１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下の表面濃度であっても、分析を高感度で行うことができ、ＣｕおよびＮｉの濃度の判定が確実にでき、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４３】
（５）誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）は、比較的非破壊で、広い領域での分析が可能であり、シリコンウェハー１１０を有効に利用でき、広い領域でＣｕおよびＮｉを検出できる。
【００４４】
（６）前述の効果を有するインクジェットプリンター１０００を得ることができる。
【００４５】
上述した実施形態以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
ＣｕおよびＮｉの濃度の分析を誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）以外の方法で行なってもよい。例えば、二次イオン質量分析、電子線プローブマイクロアナライザー、Ｘ線光電子分光、オージェ電子分光等を用いてもよい。また、洗浄に用いた塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液中のＣｕおよびＮｉの濃度を分析してもよい。
また、振動板１５の洗浄工程は、キャビティ基板形成工程中で行なってもよいし、キャビティ基板形成工程と酸化工程との間で、複数回行なってもよい。
【００４６】
さらに、上述した実施形態では、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１００を挙げて説明したが、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、プリンター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ー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。
【符号の説明】
【００４７】
１０…キャビティ基板、１１…圧力発生室、１５…振動板、３３…個別電極、１００…液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド、１１０…シリコンウェハー、１２０…二酸化ケイ素膜、１０００…画像記録装置としてのインクジェットプリンター、Ｍ…汚染金属としてのＣｕおよびＮｉ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電駆動方式の液体噴射ヘッドの製造方法および画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を液滴として噴射する液体噴射ヘッドは、例えば、プリンター等の画像記録装置および液晶表示装置のカラーフィルターの製造等に用いられる液体噴射装置等に適用される。
このような液体噴射ヘッドとして、圧力発生室の一部を構成する振動板と、振動板にギャップを隔てて対向する対向電極とを備え、振動板と対向電極との間に生じる静電気力によって振動板を撓ませ、圧力発生室内の圧力を変化させてインク等の液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
振動板は、単結晶シリコンからなるキャビティ基板に圧力発生室の一部として形成される。
具体的な液体噴射ヘッドの製造方法としては、まず複数のシリコンウェハーに、それぞれ複数のキャビティ基板、電極基板、ノズルプレートを形成する。その後、これらのシリコンウェハーを接合した後に、個々の液体噴射ヘッドとして切り離す。
液体噴射ヘッドの製造に用いるシリコンウェハーには、Ｃｕ、Ｎｉ等の重金属が不純物として含まれ、６００℃〜１０００℃の熱処理を行なった後、ＳＣ−１洗浄（アンモニア過酸化水素水洗浄）を行なうことによって不純物を除去する方法が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５４４２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２９０１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体噴射ヘッドの製造工程において、シリコンウェハー中に含まれるＣｕ、Ｎｉ等の重金属は、製造工程中の熱処理等によってシリコンウェハー表面に析出、付着する。対向電極に対向する振動板の表面にＣｕ、Ｎｉ等の重金属の析出、付着が起こると、絶縁破壊や駆動不良を引き起こし、液体噴射ヘッドとして不良となるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
圧力発生室の一部を構成する振動板を、前記振動板と対向する電極との間の静電気力によって駆動して液滴を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法であって、Ｃｕの表面濃度が１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下、且つＮｉの表面濃度が１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のシリコンウェハーをエッチングし、前記圧力発生室および前記振動板を備えるキャビティ基板を形成するキャビティ基板形成工程と、前記キャビティ基板を１０００℃以上１１００℃以下で熱酸化し、二酸化ケイ素膜を形成する酸化工程とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【０００８】
振動板を備えたキャビティ基板を形成するシリコンウェハーの表面に存在するＣｕおよびＮｉの表面濃度が、それぞれ１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下および１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のものを使用するので、振動板の表面のＣｕおよびＮｉによる、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
ここで、表面濃度とは、表面および分析で検出できる検出深さまでの濃度をいう。また、表面濃度の下限値は、分析方法によって決まる。
【０００９】
［適用例２］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記キャビティ基板形成工程前に、前記シリコンウェハーを、Ｎ2雰囲気下で２５０℃以上、４００℃以下の温度で、３０分以上、６０分以下の処理時間で熱処理後、塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄し、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度を分析する分析工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、予め熱処理を行なって、シリコンウェハー内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉを洗浄した後に、表面濃度を分析しているので、分析工程以降の工程で熱処理等を行なってもシリコンウェハー内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉの量は少なく、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良がより減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
熱処理において、Ｎｉが表面に析出するには２５０℃以上が必要で、シリコンウェハーのそりを防ぐためには４００℃以下が好ましい。
また、３０分以上の熱処理であれば、シリコンウェハー内部から表面にＣｕおよびＮｉの大部分が析出し、６０分以下であれば、熱処理工程に時間がかからない。
【００１０】
［適用例３］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記キャビティ基板形成工程と前記酸化工程との間に、前記振動板を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する洗浄工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、キャビティ基板を形成した後の最後に近い段階で、酸化工程の前に少なくとも振動板を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する。したがって、分析工程からキャビティ基板形成工程終了までの間にシリコンウェハー内部から振動板表面に析出したり、振動板表面に汚染として付着したりしたＣｕおよびＮｉを取り除け、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良がより減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１１】
［適用例４］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記分析工程において、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度の分析方法として、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）もしくは全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）を用いることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）では、１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下の表面濃度であっても、分析が高感度で行なえるので、ＣｕおよびＮｉの濃度の判定が確実に行なえ、振動板と対向する電極との間の絶縁破壊や振動板と対向する電極との貼り付きによる駆動不良がより減少した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）は、比較的非破壊で、広い領域での分析が可能であり、シリコンウェハーを有効に利用でき、広い領域でＣｕおよびＮｉを検出しやすい。
【００１２】
［適用例５］
上記に記載の製造方法により製造された液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする画像記録装置。
【００１３】
前述の効果を有する画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの概略部分斜視図。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの概略部分断面図。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一部を示すフロー図。
【図４】インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一部を示す概略断面図。
【図５】インクジェットプリンターの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
なお、図面では、説明を分かりやすくするために、一部を省略したり、各構成等を誇張したりして図示している。
【００１６】
図１は、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１００の概略部分斜視図であり、図２は、その概略部分断面図である。
図１は、インクジェット式記録ヘッド１００をＡ面およびＢ面で切断した状態を示している。図１は、Ａ面で切断した半分の状態を示しており、実際はＡ面を対称面として同じ構造のものを備えている。
【００１７】
図１および図２において、インクジェット式記録ヘッド１００は、いわゆる静電駆動方式のヘッドであり、キャビティ基板１０と、このキャビティ基板１０の両面にそれぞれ接合されるノズルプレート２０および電極基板３０とを備えている。
【００１８】
キャビティ基板１０は、例えば、面方位（１００）または（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方面側に開口する圧力発生室（キャビティ）１１がその幅方向に複数並設されている。また、キャビティ基板１０には、図１においては図示されていないが、複数の圧力発生室１１が並設された列が２列形成されている。
キャビティ基板１０には、各列の圧力発生室１１に共通するインク室となる共通インク室１２が形成されており、この共通インク室１２は、後述するインク供給路を介して各圧力発生室１１に連通されている。また、共通インク室１２の底壁には、共通インク室１２にインクを供給するためのインク供給孔１３が形成されている。さらに、キャビティ基板１０には、共通インク室１２の外側に、後述する対向電極としての個別電極３３に接続される個別端子部３４を露出させるための貫通孔１４が形成されている。
【００１９】
なお、各圧力発生室１１の底壁は、圧力発生室１１内に圧力変化を生じさせるための振動板１５として機能し、この振動板１５を変位させる静電気力を発生させるための共通電極としての役割を兼ねている。そして、キャビティ基板１０の貫通孔１４近傍には、後述するノズルプレート２０の露出孔内に露出されて図示しない駆動配線が接続される共通端子部１６が形成されている。
【００２０】
ノズルプレート２０は、キャビティ基板１０と同様に、面方位（１００）または（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル２１が形成されている。このノズルプレート２０は、キャビティ基板１０の開口面側に接合され、圧力発生室１１および共通インク室１２の一方の面を構成している。また、ノズルプレート２０のキャビティ基板１０とは反対側の面には、ノズル２１に対応する領域に亘って厚さ方向の一部を除去したノズル段差部２２が形成されている。
【００２１】
ここで、各ノズル２１は、インク滴が噴射される側に設けられてノズル段差部２２内に開口する略円形の小径部２１ａと、小径部２１ａよりも大きい径を有し小径部２１ａと圧力発生室１１とを連通する大径部２１ｂとからなる。全てのノズル２１は、このノズル段差部２２内に開口しており、このノズル段差部２２内のノズルプレート２０の表面がノズル面となる。なお、このノズル２１は、詳しくは後述するが、プラズマエッチング装置を用いてシリコン単結晶基板からなるノズルプレート２０をドライエッチングすることによって形成されている。
【００２２】
また、ノズルプレート２０のキャビティ基板１０との接合面には、圧力発生室１１と共通インク室１２との境界に対応する領域に、これら各圧力発生室１１と共通インク室１２とを連通するインク供給路２３が形成されている。さらに、ノズルプレート２０には、共通インク室１２の外側に対応する位置に、キャビティ基板１０の貫通孔１４に連通し、個別端子部３４と共に共通端子部１６を露出させる露出孔２４が形成されている。
【００２３】
ノズルプレート２０の表面のノズル段差部２２内には、例えば、フッ素含有シランカップリング化合物等からなる撥水撥油性材料からなる撥水撥油膜２５が形成されている。これにより、ノズルプレート２０の表面（ノズル面）へのインク滴の付着を抑えている。
【００２４】
電極基板３０は、シリコン単結晶基板に近い熱膨張率を有する、例えば、ホウ珪酸ガラス等のガラス基板からなり、キャビティ基板１０の振動板１５側の面に接合されている。この電極基板３０の振動板１５に対向する領域には、各圧力発生室１１に対応して電極基板凹部３１が形成されている。また、電極基板３０には、キャビティ基板１０のインク供給孔１３に対応する位置に、このインク供給孔１３に連通するインク導入孔３２が形成されている。そして、図示しないインクタンクからこのインク導入孔３２およびインク供給孔１３を介して共通インク室１２にインクが充填されるようになっている。
【００２５】
各電極基板凹部３１には、振動板１５を変位させる静電気力を発生させるための個別電極３３が、振動板１５との間に所定の間隔を確保した状態でそれぞれ配置されている。また、電極基板凹部３１内には、キャビティ基板１０の貫通孔１４に対向する領域に、図示しない駆動配線が接続される個別端子部３４が形成されており、この個別端子部３４と各個別電極３３とはリード電極３５によって接続されている。なお、図示しないが、これら各個別電極３３およびリード電極３５は絶縁膜によって封止され、また個別端子部３４と共通端子部１６との間には、接続配線を介して駆動電圧パルスを印加するための発振回路が接続されている。
【００２６】
インクジェット式記録ヘッド１００では、発振回路によって個別電極３３と振動板１５（キャビティ基板１０）との間に駆動電圧を印加すると、これら個別電極３３と振動板１５との隙間に発生する静電気力によって振動板１５が個別電極３３側に撓み変形して、圧力発生室１１の容積が拡大し、駆動電圧の印加を解除すると、振動板１５が元の状態に復帰し、圧力発生室１１の容積が収縮する。そして、このとき発生する圧力発生室１１内の圧力変化によって、圧力発生室１１内のインクの一部が、ノズル２１からインク滴として噴射される。
【００２７】
以下に、インクジェット式記録ヘッド１００の製造方法について、キャビティ基板１０の製造方法を中心に具体的に説明する。インクジェット式記録ヘッド１００は、ウェハー状態で複数のキャビティ基板１０、ノズルプレート２０および電極基板３０をそれぞれ形成し、各ウェハーを貼り合せた後に個々のインクジェット式記録ヘッド１００を切り離すことによって得られる。
【００２８】
図３は、インクジェット式記録ヘッド１００の製造方法の一部であるキャビティ基板１０の製造方法を示すフロー図である。
図３において、キャビティ基板１０の製造方法は、分析工程としてのステップ１（Ｓ１）と、キャビティ基板形成工程としてのステップ２（Ｓ２）と、洗浄工程としてのステップ３（Ｓ３）と、酸化工程としてのステップ４（Ｓ４）とを含む。
【００２９】
図４には、一つのインクジェット式記録ヘッド１００を構成するキャビティ基板１０の製造方法を示す概略断面図を抜き出して示した。
図４（ａ）は分析工程（Ｓ１）を、図４（ｂ）はキャビティ基板形成工程（Ｓ２）を、図４（ｃ）は洗浄工程（Ｓ３）を、図４（ｄ）は酸化工程（Ｓ４）を示している。
【００３０】
図４（ａ）において、分析工程（Ｓ１）では、シリコンウェハー１１０をＮ2雰囲気下で２５０℃以上、４００℃以下の温度、３０分以上、６０分以下の処理時間の熱処理後、塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄したシリコンウェハー１１０の表面汚染濃度を調べる。
Ｎｉが表面に析出するには２５０℃以上が必要で、シリコンウェハー１１０のそりを防ぐためには４００℃以下が好ましい。
分析方法としては、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）もしくは全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）を用いることができる。分析によって、汚染金属ＭであるＣｕが１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下、Ｎｉが１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下の濃度のシリコンウェハー１１０を選択し、キャビティ基板１０の製造に用いる。ここで、Ｎｉ濃度に対してＣｕ濃度を小さくしているのは、シリコンウェハー１１０中のＣｕは、Ｎｉと比較して移動しやすいためである。シリコンウェハー１１０中の汚染金属Ｍの含有量を上記の範囲としたことにより、後の製造工程における熱処理等によるシリコンウェハー表面への汚染金属Ｍの析出および付着を抑制することができる。
【００３１】
図４（ｂ）において、キャビティ基板形成工程（Ｓ２）では、分析工程（Ｓ１）で選択したシリコンウェハー１１０に振動板１５を形成する際のエッチングストッパーとなるボロンドープ層を形成し、パターニングに必要な二酸化ケイ素膜をウェット酸化により成膜する。その後、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を繰り返し、よく知られたフォトリソ工程によって振動板１５まで形成し、図１および図２に示したキャビティ基板１０の形状を得る。
エッチングでは、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２段階のエッチングを実施する。以上のエッチング処理においては、先に形成していたボロンドープ層がエッチングストップとして作用し、残ったボロンドープ層が振動板１５として形成される。
キャビティ基板形成工程（Ｓ２）までの熱処理、外部からの汚染等によって、ＣｕまたはＮｉなどの汚染金属Ｍが表面層に析出、付着する場合がある。
【００３２】
図４（ｃ）において、洗浄工程（Ｓ３）では、厚さ数μの振動板１５を形成した上で表面層に析出、付着したＣｕまたはＮｉなどの汚染金属Ｍを塩酸および過酸化水素水を含んだ混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含んだ混合液で洗浄する。
【００３３】
図４（ｄ）において、酸化工程（Ｓ４）では１０００℃以上１１００℃以下の温度で熱酸化を行い、二酸化ケイ素膜１２０を形成する。
以上の工程を含む工程を行うことによってキャビティ基板１０が得られる。
【００３４】
以下に、電極基板３０の製造方法を説明する。電極基板３０もウェハーであるガラス基板に複数形成する。ここで、ガラス基板は図示していないが、シリコンウェハー１１０と同じ大きさのものを用いることができる。
ホウ珪酸ガラス基板を用意し、このガラス基板に例えばクロムのエッチングマスクを施し、フッ酸水溶液等でエッチングして電極基板凹部３１を形成し、電極基板凹部３１内にスパッタ等により個別電極３３、個別端子部３４、この個別端子部３４と各個別電極３３とを接続するリード電極３５を形成する。
最後に、ガラス基板にドリルなどによって穴をあけ、インク導入孔３２を形成する。こうして、ガラス基板に複数の電極基板３０を形成する。
【００３５】
複数の電極基板３０が形成されたガラス基板と複数のキャビティ基板１０が形成されたシリコンウェハー１１０とを、陽極接合する。ここでは、ガラス基板を例えば３６０℃に加熱し、シリコンウェハー１１０に陽極、ガラス基板に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加し、陽極接合により接合する。
【００３６】
ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電によるドライエッチング等によってノズル２１が形成されたノズルプレート２０を複数備えたノズルプレートウェハー（図示せず）を、シリコンウェハー１１０のガラス基板が接合されている側と反対側の面に接着剤等により接合する。
【００３７】
複数のキャビティ基板１０、電極基板３０およびノズルプレート２０が接合された接合ウェハーをダイシング（切断）により分離して、個々のインクジェット式記録ヘッド１００が完成する。
【００３８】
図５は液滴噴射装置である画像記録装置としてのインクジェットプリンター１０００の斜視図である。インクジェットプリンター１０００は、実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド１００を搭載したもので、液滴としてインクを噴射する。
【００３９】
以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）振動板１５を備えたキャビティ基板１０を形成するシリコンウェハー１１０の表面に存在するＣｕおよびＮｉの表面濃度が、それぞれ１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下および１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のものを使用するので、振動板１５の表面のＣｕおよびＮｉによる、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４０】
（２）予め熱処理を行なって、シリコンウェハー１１０内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉを洗浄した後に、表面濃度を分析しているので、分析工程以降の工程で熱処理等を行なってもシリコンウェハー１１０内部から表面に析出するＣｕおよびＮｉの量を少なくでき、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４１】
（３）キャビティ基板１０を形成した後の最後に近い段階で、酸化工程の前に少なくとも振動板１５を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する。したがって、分析工程からキャビティ基板形成工程終了までの間にシリコンウェハー１１０内部から振動板１５表面に析出したり、振動板１５表面に汚染として付着したりしたＣｕおよびＮｉを取り除くことができ、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４２】
（４）誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）では、１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下の表面濃度であっても、分析を高感度で行うことができ、ＣｕおよびＮｉの濃度の判定が確実にでき、振動板１５と対向する個別電極３３との間の絶縁破壊や振動板１５と対向する個別電極３３との貼り付きによる駆動不良が減少した液体噴射ヘッドの製造方法を得ることができる。
【００４３】
（５）誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）は、比較的非破壊で、広い領域での分析が可能であり、シリコンウェハー１１０を有効に利用でき、広い領域でＣｕおよびＮｉを検出できる。
【００４４】
（６）前述の効果を有するインクジェットプリンター１０００を得ることができる。
【００４５】
上述した実施形態以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
ＣｕおよびＮｉの濃度の分析を誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）または全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）以外の方法で行なってもよい。例えば、二次イオン質量分析、電子線プローブマイクロアナライザー、Ｘ線光電子分光、オージェ電子分光等を用いてもよい。また、洗浄に用いた塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液中のＣｕおよびＮｉの濃度を分析してもよい。
また、振動板１５の洗浄工程は、キャビティ基板形成工程中で行なってもよいし、キャビティ基板形成工程と酸化工程との間で、複数回行なってもよい。
【００４６】
さらに、上述した実施形態では、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１００を挙げて説明したが、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、プリンター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ー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。
【符号の説明】
【００４７】
１０…キャビティ基板、１１…圧力発生室、１５…振動板、３３…個別電極、１００…液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド、１１０…シリコンウェハー、１２０…二酸化ケイ素膜、１０００…画像記録装置としてのインクジェットプリンター、Ｍ…汚染金属としてのＣｕおよびＮｉ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生室の一部を構成する振動板を、前記振動板と対向する電極との間の静電気力によって駆動して液滴を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
Ｃｕの表面濃度が１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下、且つＮｉの表面濃度が１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のシリコンウェハーをエッチングし、前記圧力発生室および前記振動板を備えるキャビティ基板を形成するキャビティ基板形成工程と、
前記キャビティ基板を１０００℃以上１１００℃以下で熱酸化し、二酸化ケイ素膜を形成する酸化工程とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記キャビティ基板形成工程前に、前記シリコンウェハーを、Ｎ2雰囲気下で２５０℃以上、４００℃以下の温度で、３０分以上、６０分以下の処理時間で熱処理後、塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄し、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度を分析する分析工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記キャビティ基板形成工程と前記酸化工程との間に、
前記振動板を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する洗浄工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記分析工程において、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度の分析方法として、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）もしくは全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）を用いる ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の製造方法により製造された液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１】
圧力発生室の一部を構成する振動板を、前記振動板と対向する電極との間の静電気力によって駆動して液滴を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
Ｃｕの表面濃度が１．０Ｅ１１（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下、且つＮｉの表面濃度が１．０Ｅ１０（ａｔｏｍ／ｃｍ2）以下のシリコンウェハーをエッチングし、前記圧力発生室および前記振動板を備えるキャビティ基板を形成するキャビティ基板形成工程と、
前記キャビティ基板を１０００℃以上１１００℃以下で熱酸化し、二酸化ケイ素膜を形成する酸化工程とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記キャビティ基板形成工程前に、前記シリコンウェハーを、Ｎ2雰囲気下で２５０℃以上、４００℃以下の温度で、３０分以上、６０分以下の処理時間で熱処理後、塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄し、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度を分析する分析工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記キャビティ基板形成工程と前記酸化工程との間に、
前記振動板を塩酸および過酸化水素水を含む混合液またはフッ酸および過酸化水素水を含む混合液で洗浄する洗浄工程をさらに備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記分析工程において、前記Ｃｕおよび前記Ｎｉの表面濃度の分析方法として、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）もしくは全反射蛍光Ｘ線分析（ＴＸＲＦ）を用いる ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の製造方法により製造された液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする画像記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−８８３９８（Ｐ２０１１−８８３９８Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４５１９９（Ｐ２００９−２４５１９９）
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【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２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２６日（２００９．１０．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]