(57)【要約】【課題】強誘電体前駆体膜に対して異物の付着が生じるのを抑制し、製品の歩留まり向上を図ることができる強誘電体膜の形成方法を提供する。【解決手段】基板１０の一方面に有機金属化合物が溶解された溶液を塗布して強誘電体前駆体膜２０を形成する塗布工程と、強誘電体前駆体膜２０を加熱することで強誘電体膜２１を形成する熱処理工程とを具備し、塗布工程から熱処理工程までの処理を、強誘電体膜２１を形成する側の面を鉛直方向下向きにして基板１０を保持した状態で行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面に有機金属化合物が溶解された溶液を塗布して強誘電体前駆体膜を形成す
る塗布工程と、
該強誘電体前駆体膜を加熱することで強誘電体膜を形成する熱処理工程とを具備し、
前記塗布工程から前記熱処理工程までの処理を、前記一方面を鉛直方向下向きにして前
記基板を保持した状態で行うことを特徴とする強誘電体膜の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の強誘電体膜の形成方法において、
前記熱処理工程が、前記強誘電体前駆体膜を乾燥させる乾燥工程と、前記強誘電体前駆
体膜を脱脂する脱脂工程と、前記強誘電体前駆体膜を焼成する焼成工程とを有することを
特徴とする強誘電体膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して強誘電体膜を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）をはじめとする強誘電体は、強誘電体メモリー、圧電
素子、赤外センサー、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）デバイス
などの各種用途に用いられ、その研究開発が現在盛んに行われている。このような強誘電
体からなる強誘電体膜を形成する方法の代表的なものとしては、例えば、ＭＯＤ（Ｍｅｔ
ａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタリング法等が知られているが
、特に、ＭＯＤ法及びゾル−ゲル法は、強誘電体膜を比較的低コストで且つ簡便に形成す
ることができるという利点を有する。ＭＯＤ法は、一般的に、金属アルコキシド等の有機
金属化合物をアルコールに溶解し、これに加水分解抑制剤等を加えて得たコロイド溶液を
基板に塗布して強誘電体前駆体膜を形成した後、これを乾燥して焼成することで強誘電体
膜を形成する方法である。一方、ゾル−ゲル法は、有機金属化合物をアルコールに溶解し
、この有機金属化合物の溶液に必要最小限の水を加えて加水分解及び重縮合させて得たコ
ロイド溶液を用いる以外、ＭＯＤ法と同様にして強誘電体膜を形成する方法である（例え
ば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ＭＯＤ法やゾルーゲル法等では、各工程における利便性を考えて、
強誘電体膜を形成する側の面を鉛直方向上向きにした状態で基板を保持して各工程を行っ
ているのが現状であった。このため、ホコリや搬送時の不意の衝撃で基板の一部が剥離し
て生じた欠片等の空中に浮遊する異物が重力で落下し、強誘電体前駆体膜に付着してしま
う虞があった。こうした異物の付着は製品の故障原因となるため、従来はクリーンルーム
などの異物が存在しない空間内で各工程を行っているが、それでも異物の付着は発生して
いた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑み、強誘電体前駆体膜に対して異物の付着が生じるのを抑
制し、製品の歩留まり向上を図ることができる強誘電体膜の形成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】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の態様は、基板の一方面に有機金属化合物が溶解された溶液
を塗布して強誘電体前駆体膜を形成する塗布工程と、該強誘電体前駆体膜を加熱すること
で強誘電体膜を形成する熱処理工程とを具備し、前記塗布工程から前記熱処理工程までの
処理を、前記一方面を鉛直方向下向きにして前記基板を保持した状態で行うことを特徴と
する強誘電体膜の形成方法にある。
【０００７】
かかる態様では、塗布工程の開始から熱処理工程の終了まで強誘電体膜を形成する面を
鉛直方向下向きにした状態で基板を保持しているので、空中に浮遊するホコリなどの微細
な異物が落下して強誘電体前駆体膜に付着するのを抑制することができる。したがって本
態様によれば、強誘電体前駆体膜に対して異物の付着が生じるのを容易且つ確実に抑制す
ることができ、製品の歩留まり向上を図ることができる。
【０００８】
ここで、前記熱処理工程が、前記強誘電体前駆体膜を乾燥させる乾燥工程と、前記強誘
電体前駆体膜を脱脂する脱脂工程と、前記強誘電体前駆体膜を焼成する焼成工程とを有す
ることが好ましい。これによれば、強誘電体前駆体膜への異物の付着を抑制して製品の歩
留まりを向上させることができると共に、良好な結晶状態を有する強誘電体膜を形成する
ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る強誘電体膜の形成方法の工程図である。
【００１０】
本実施形態の強誘電体膜の形成方法では、まず図１に示すように、強誘電体膜を形成す
る面を鉛直方向下向きにした状態で平板状の基板１０を保持し、この面に有機金属化合物
（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等）が溶解された溶液を塗布して強誘電体前
駆体膜２０を形成する（塗布工程）。
【００１１】
例えば、本実施形態では、基板１０を保持する保持テーブル３１と、基板１０に溶液を
塗布する塗布ヘッド３２とを具備するスリットコート装置３０を用いて基板１０の下面に
強誘電体前駆体膜２０を形成する。保持テーブル３１は、図示しない駆動モータ等のテー
ブル駆動手段によって基板１０の面方向に沿って直線移動自在に支持されており、塗布ヘ
ッド３２に対して基板１０を所定の移動速度で移動させることができるようになっている
。この保持テーブル３１による基板１０の保持方法は特に限定されず、例えば、真空ポン
プ等の吸引による方法が挙げられる。一方、塗布ヘッド３２は、溶液を貯留する液体貯留
部３３と、鉛直方向上側に向かって開口するスリット状のノズル開口３４とを備え、両者
は液体供給管３５で連通されている。また塗布ヘッド３２は図示しない装置本体に鉛直方
向に移動自在に保持されており、ノズル開口３４と基板１０の表面との間隔を調整するこ
とで、形成する強誘電体前駆体膜２０の厚さを規定できるようになっている。
【００１２】
本実施形態では、このようなスリットコート装置３０を使用して基板１０の下面に強誘
電体前駆体膜２０を形成する。なお、本実施形態では、下面全体に溶液を塗布せずに、下
面の外周部分に溶液が塗布されていない未塗布部分１１が存在するように下面の中央部の
みに溶液を塗布している。
【００１３】
次に、強誘電体前駆体膜２０を形成した側の面を鉛直方向下向きにした状態で基板１０
を保持したまま、熱処理工程を行う熱処理装置へと基板１０を搬送し、図２に示すように
、熱処理装置のホットプレート４０に基板１０をセットする（搬送・取り付け工程）。こ
こで、本実施形態では、ホットプレート４０に支持ピン４１が設けられており、基板１０
の支持は支持ピン４１で行っている。この支持ピン４１は、基板１０の未塗布部分１１に
対応する位置に設けられており、基板１０は、未塗布部分１１に支持ピン４１が当接した
状態で支持されている。なお、未塗布部分１１により、支持ピン４１には、溶液が付着し
ないようになっている。
【００１４】
次に、強誘電体前駆体膜２０を形成した側の面を鉛直方向下向きにした状態で基板１０
を保持したまま、ホットプレート４０で強誘電体前駆体膜２０を加熱して強誘電体膜２１
を形成する（熱処理工程）。具体的には、まず強誘電体前駆体膜２０を所定温度に加熱し
、その状態を一定時間保持して溶液中の溶媒を蒸発させて強誘電体前駆体膜２０を乾燥さ
せる（乾燥工程）。次に、乾燥させた強誘電体前駆体膜２０を、所定温度に加熱して一定
時間保持することによって脱脂する（脱脂工程）。なお、ここで言う脱脂とは、強誘電体
前駆体膜２０の有機成分を、例えば、ＮＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等として離脱させることで
ある。そして、脱脂された強誘電体前駆体膜２０を、所定温度に加熱して一定時間保持す
ることで焼成して強誘電体膜２１を形成する（焼成工程）。これら乾燥、脱脂、焼成工程
により、強誘電体前駆体膜２０は結晶状態が良好な強誘電体膜２１となる。
【００１５】
上記本実施形態の強誘電体膜の形成方法では、基板１０に対して有機金属化合物が溶解
された溶液を塗布して強誘電体前駆体膜２０を形成する塗布工程、強誘電体前駆体膜２０
が形成された基板１０を搬送して熱処理装置のホットプレート４０にセットする搬送・取
り付け工程、および強誘電体前駆体膜２０を加熱して強誘電体膜２１を形成する熱処理工
程の各工程に亘って、強誘電体膜２１（強誘電体前駆体膜２０）を形成する面を鉛直方向
下向きにした状態で基板１０を保持している。すなわち、塗布工程の開始から熱処理工程
の終了まで強誘電体膜２１（強誘電体前駆体膜２０）を形成する面を鉛直方向下向きにし
た状態で基板１０を保持している。これにより、空中に浮遊するホコリ等の微細な異物が
落下して強誘電体前駆体膜２０に付着するのを抑制することができ、製品の歩留まり向上
を図ることができる。
【００１６】
また従来は、各工程中に予期しない衝撃等が生じて基板１０の一部が剥離し、数十μｍ
オーダーの欠片が生じることがあり、こうした欠片が空中に浮遊し重力で落下して強誘電
体前駆体膜２０に付着する虞があった。こうした欠片は基板１０に比較的近いところで生
じるので、クリーンルーム内で各工程を行ったとしても強誘電体前駆体膜２０に付着する
のを効率的に抑制できるものではなかった。本実施形態によれば、強誘電体膜２１を形成
する面を鉛直方向下向きにした状態で基板１０を保持しているので、ホコリだけでなく、
上記のような微細な欠片が強誘電体前駆体膜２０に付着するのを容易且つ確実に抑制する
ことができ、確実に製品の歩留まり向上を図ることができる。
【００１７】
また、本実施形態の強誘電体膜の形成方法では、強誘電体前駆体膜２０を乾燥させる乾
燥工程と、強誘電体前駆体膜２０を脱脂する脱脂工程と、強誘電体前駆体膜２０を焼成し
て強誘電体膜２１とする焼成工程とを経て強誘電体膜２１を形成している。これにより、
強誘電体前駆体膜２０への異物の付着を抑制して製品の歩留まりを向上させることができ
ると共に、良好な結晶状態を有する強誘電体膜２１を形成することができる。
【００１８】
以上、本発明の一実施形態の強誘電体膜の形成方法について説明したが、本発明の強誘
電体膜の形成方法は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
例えば、上記実施形態の強誘電体膜の形成方法では、スリットコート装置３０で基板１
０に溶液を塗布して強誘電体前駆体膜２０を形成する例を示したが、インクジェット式記
録ヘッドで溶液を吐出させたり、或いはスプレーなどで溶液を噴霧させて強誘電体前駆体
膜２０を形成してもよいし、基板１０の下面を溶液に浸漬させた後、基板１０を面方向に
回転させて遠心力で溶液を広げ強誘電体前駆体膜２０を形成してもよい。
【００２０】
また、上記実施形態の強誘電体膜の製造方法では、ホットプレート４０で熱処理工程を
行う例を示したが、ハロゲンランプなど他の加熱装置で熱処理工程を行ってもよい。また
、ホットプレート４０を基板１０の下方に配置して強誘電体前駆体膜２０を下から加熱す
るようにしたが、例えば、ホットプレート４０を基板１０の強誘電体前駆体膜２０が形成
された面とは反対側の面上に配設し、基板１０を介して強誘電体前駆体膜２０を加熱する
ようにしてもよい。
【００２１】
また、上記実施形態の強誘電体膜の形成方法では、搬送・取り付け工程を行っていたが
、塗布工程と熱処理工程とを一括に行える装置であれば、搬送・取り付け工程がなくても
よいことは言うまでもない。逆に、塗布工程と熱処理工程との間にそれ以外の工程を備え
ていてもよい。
【００２２】
また、上記実施形態の強誘電体膜の形成方法では、平板状の基板１０に強誘電体膜２１
を形成する例を示したが、基板１０の形状は特に限定されるものではなく、例えば、半球
形状であってもよい。
【００２３】
そして、上記本発明は、具体的には、強誘電体メモリー、赤外センサー、ＳＡＷデバイ
ス等の強誘電体膜や、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドのアクチ
ュエーターとして使用される圧電素子等の強誘電体膜を形成する際に適用することで、強
誘電体前駆体膜に異物が付着することを容易且つ確実に抑制することができ、各製品の歩
留まりを確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る強誘電体膜の形成方法の工程図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る強誘電体膜の形成方法の工程図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  基板、  ２０  強誘電体前駆体膜、  ２１  強誘電体膜、  ３０  スリットコー
ト装置、  ４０  ホットプレート、  ４１  支持ピン
【図１】
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【図２】
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