(57)【要約】【課題】  熱処理時間を短縮すると共に製造コストを低減して生産性を向上することができ、且つ良好な特性が得られる誘電体膜の製造方法及び圧電素子の製造方法を提供する。【解決手段】  有機金属化合物のゾルを塗布して誘電体前駆体膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程で塗布された前記誘電体前駆体膜を加熱して乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥された前記誘電体前駆体膜を加熱して脱脂する脱脂工程と、前記脱脂工程で脱脂された前記誘電体前駆体膜を焼成して誘電体膜とする焼成工程とを有し、前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の連続した少なくとも２工程で、降温させることなく連続して加熱する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機金属化合物のゾルを塗布して誘電体前駆体膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程で塗布された前記誘電体前駆体膜を加熱して乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥された前記誘電体前駆体膜を加熱して脱脂する脱脂工程と、前記脱脂工程で脱脂された前記誘電体前駆体膜を焼成して誘電体膜とする焼成工程とを有し、
前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の連続した少なくとも２工程で、降温させることなく連続して加熱することを特徴とする誘電体膜の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の少なくとも連続する２工程を、ＲＴＰ装置により行うことを特徴とする誘電体膜の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の連続した工程で、降温させることなく連続して加熱することを特徴とする誘電体膜の製造方法。
【請求項４】
液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室に対向する領域に、当該圧力発生室の一方面を構成する振動板を介して圧電素子を形成する工程を具備し、
前記圧電素子を形成する工程が、前記振動板上に下電極膜を形成する工程と、該下電極膜上に圧電体層を形成する工程と、該圧電体層上に上電極膜を形成する工程とからなり、且つ前記圧電体層を形成する工程では、有機金属化合物のゾルを塗布して圧電体前駆体膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程で塗布された前記圧電体前駆体膜を加熱して乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥された前記圧電体前駆体膜を加熱して脱脂させる脱脂工程と、前記脱脂工程で脱脂された前記圧電体前駆体膜を結晶化させて圧電体膜とする昇温工程とを有する圧電体層形成工程の前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の連続した少なくとも２工程で降温させることなく連続して加熱すると共に、前記圧電体層形成工程を複数回行なって複数層の圧電体膜からなる圧電体層を積層することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電材料を含む誘電材料からなる誘電体膜の製造方法及び圧電材料からなる圧電体膜を有する圧電素子を具備する液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッド等に用いられる圧電素子は、電気機械変換機能を呈する圧電材料からなる圧電体膜を２つの電極で挟んだ素子であり、圧電体膜は、例えば、結晶化した圧電性セラミックスにより構成されている。
【０００３】
また、このような圧電素子を用いた液体噴射ヘッドとしては、例えば、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドがある。インクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電体膜を形成し、この圧電体層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けることによって各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。
【０００４】
また、圧電素子を構成する圧電体層の製造方法としては、いわゆるゾル−ゲル法が知られている。すなわち、下電極を形成した基板上に有機金属化合物のゾルを塗布して乾燥およびゲル化（脱脂）させて圧電体の前駆体膜を形成する工程を少なくとも一回以上実施し、その後、高温で熱処理（焼成）して結晶化させる。そして、これらの工程を複数回繰り返し実施することで所定厚さの圧電体層（圧電体薄膜）を製造している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程の各工程で加熱に使用される加熱装置が異なるため、各工程間で基板の温度を室温近傍まで下げなければならない。すなわち、１つの熱処理工程が終了すると、基板を室温近傍まで降温させてから次の工程へ渡し、次の工程で所定の熱処理温度まで昇温させるという作業が行われている。このため、１つの工程の次の工程では、基板の温度が降温した状態から前工程と同じ温度以上に基板を加熱する必要があるため、熱処理に時間がかかると共に、昇温させるエネルギーを無駄に消費してコストが高くなってしまうという問題がある。また、各工程で加熱装置が異なると、基板を各工程で加熱装置に入れ替える必要があり、煩雑であると共に製造に時間がかかってしまい生産性が低下してしまうという問題がある。なお、このような問題は、液体噴射ヘッドの圧電素子等に用いられる圧電材料からなる圧電体膜に限られず、他の誘電材料からなる誘電体膜においても同様に存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２２３８３０号公報（第４〜６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、熱処理時間を短縮すると共に製造コストを低減して生産性を向上することができ、且つ良好な特性が得られる誘電体膜の製造方法及び圧電素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、有機金属化合物のゾルを塗布して誘電体前駆体膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程で塗布された前記誘電体前駆体膜を加熱して乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥された前記誘電体前駆体膜を加熱して脱脂する脱脂工程と、前記脱脂工程で脱脂された前記誘電体前駆体膜を焼成して誘電体膜とする焼成工程とを有し、前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の連続した少なくとも２工程で、降温させることなく連続して加熱することを特徴とする誘電体膜の製造方法にある。
かかる第１の態様では、連続する工程で降温させることなく連続して加熱することによって、熱処理時間を短縮することができると共に加熱のための無駄なエネルギーを消費させることなく製造コストを低減することができる。なお、本発明は、塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程を複数回繰り返し行った後、焼成工程を行うようにしてもよく、このような場合でも乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程の連続した少なくとも２工程で降温させることなく連続して加熱するようにすればよい。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の少なくとも連続する２工程を、ＲＴＰ装置により行うことを特徴とする誘電体膜の製造方法にある。
かかる第２の態様では、ＲＴＰ装置によって連続する工程で降温させることなく連続して加熱することができると共に、誘電体前駆体膜の面内方向で熱の均一性を向上して、面内方向で特性を均一化した誘電体膜を形成することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の連続した工程で、降温させることなく連続して加熱することを特徴とする誘電体膜の製造方法にある。
かかる第３の態様では、連続した３工程で降温させることなく連続して加熱することによって、さらに熱処理時間を短縮することができると共に加熱のための無駄なエネルギーを消費させることなく製造コストを低減することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室に対向する領域に、当該圧力発生室の一方面を構成する振動板を介して圧電素子を形成する工程を具備し、前記圧電素子を形成する工程が、前記振動板上に下電極膜を形成する工程と、該下電極膜上に圧電体層を形成する工程と、該圧電体層上に上電極膜を形成する工程とからなり、且つ前記圧電体層を形成する工程では、有機金属化合物のゾルを塗布して圧電体前駆体膜を形成する塗布工程と、前記塗布工程で塗布された前記圧電体前駆体膜を加熱して乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥された前記圧電体前駆体膜を加熱して脱脂させる脱脂工程と、前記脱脂工程で脱脂された前記圧電体前駆体膜を結晶化させて圧電体膜とする昇温工程とを有する圧電体層形成工程の前記乾燥工程、前記脱脂工程及び前記焼成工程の連続した少なくとも２工程で降温させることなく連続して加熱すると共に、前記圧電体層形成工程を複数回行なって複数層の圧電体膜からなる圧電体層を積層することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第４の態様では、連続する工程で降温させることなく連続して加熱することによって、熱処理時間を短縮することができると共に加熱のための無駄なエネルギーを消費させることなく製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００１３】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。
【００１４】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５が形成されている。また、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００１５】
なお、このような圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子３００の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。
【００１６】
また、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００１７】
また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出され、これら下電極膜６０及びリード電極９０には、図示しないが、駆動ＩＣから延設される接続配線の一端が接続される。
【００１８】
なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００１９】
また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００２０】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動ＩＣからの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００２１】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図７を参照して説明する。なお、図３〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図であり、図７は、温度プロファイルを示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板１０として、板厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。
【００２２】
次いで、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、まず、弾性膜５０上に、例えば、ＤＣスパッタ法によりジルコニウム層を形成し、このジルコニウム層を熱酸化することにより酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。
【００２３】
次に、図３（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層７０を形成する。ここで、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成している。なお、圧電体層７０の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛に限定されず、例えば、リラクサ強誘電体（例えば、ＰＭＮ−ＰＴ、ＰＺＮ-ＰＴ、ＰＮＮ-ＰＴ等）の他の圧電材料を用いてもよい。また、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法等を用いてもよい。
【００２４】
圧電体層７０の具体的な形成手順としては、まず、図４（ａ）に示すように、下電極膜６０上にＰＺＴ前駆体膜である圧電体前駆体膜７１を成膜する。すなわち、下電極膜６０が形成された流路形成基板１０上に金属有機化合物を含むゾル（溶液）を塗布する（塗布工程）。次いで、この圧電体前駆体膜７１を所定温度に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程２００；図７参照）。例えば、本実施形態では、圧電体前駆体膜７２を１７０〜１８０℃で８〜３０分保持することで乾燥することができる。また、乾燥工程２００での昇温レートは０．５〜１．５℃／ｓｅｃが好適である。なお、ここで言う「昇温レート」とは、加熱開始時の温度（室温）と到達温度との温度差の２０％上昇した温度から、温度差の８０％の温度に達するまでの温度の時間変化率と規定する。例えば、室温２５℃から１００℃まで５０秒で昇温させた場合の昇温レートは、（１００−２５）×（０．８−０．２）／５０＝０．９［℃／ｓｅｃ］となる。
【００２５】
次に、乾燥した圧電体前駆体膜７１を乾燥工程２００で加熱した温度から降温させることなく、連続して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２０１；図７参照）。例えば、本実施形態では、圧電体前駆体膜７１を３００〜４００℃程度の温度に加熱して約１５〜３０分保持することで脱脂した。なお、ここで言う脱脂とは、圧電体前駆体膜７１に含まれる有機成分を、例えば、ＮＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等として離脱させることである。また、脱脂工程では、昇温レートを０．５〜１．５℃／ｓｅｃとするのが好ましい。
【００２６】
次に、圧電体前駆体膜７１を脱脂工程２０１で加熱した温度から降温させることなく、連続して所定温度に加熱して一定時間保持することによって結晶化させ、圧電体膜７３を形成する（焼成工程２０２；図７参照）。焼成工程２０２では、圧電体前駆体膜７１を６８０〜９００℃に加熱するのが好ましく、本実施形態では、６８０℃で５〜３０分間加熱を行って圧電体前駆体膜７１を焼成して圧電体膜７３を形成した。また、焼成工程２０２では、昇温レートを１５℃／ｓｅｃ以下とするのが好ましい。
【００２７】
なお、このような乾燥工程２００、脱脂工程２０１及び焼成工程２０２で、前工程の加熱温度から降温させることなく次の工程で所定温度まで連続して加熱することができる加熱装置としては、例えば、赤外線ランプの照射により加熱するＲＴＰ（Rapid Thermal Processing）装置が挙げられる。このＲＴＰ装置は、室温から８００℃程度までの温度領域において、昇温レートを０〜１５℃／ｓｅｃで自由に制御することが可能なものであり、乾燥工程２００、脱脂工程２０１及び焼成工程２０２の加熱条件を満たすものである。
【００２８】
このように、乾燥工程２００、脱脂工程２０１及び焼成工程２０２の連続する工程で、降温させることなく連続して加熱することで、前工程の加熱温度まで次の工程で再度加熱する必要がなく、熱処理時間を短縮することができると共に加熱による無駄なエネルギーを消費させることなく製造コストを低減することができる。また、各工程で同じ加熱装置を用いることで、流路形成基板用ウェハ１１０を異なる装置に入れ替える作業を省略することができ、作業を簡略化して生産性を向上することができる。
【００２９】
ここで、熱電対付きウェハを従来のホットプレートで加熱した場合と、本実施形態のＲＴＰ装置で加熱した場合とで、熱電対付きウェハの面内方向の所定位置での実温及びそのばらつきを調べた。具体的には、ホットプレートとＲＴＰ装置とのそれぞれで、熱電対付きウェハを室温から３２０℃まで昇温させる脱脂工程を行い、昇温過程の２００℃と到達温度の３２０℃とで図８に示すように熱電対付きウェハ１１０Ａの面内方向の所定位置１〜５の実温を測定した。この結果を図９に示す。なお、図９（ａ）は、熱電対付きウェハをホットプレートで加熱した場合の温度を示すグラフ、図９（ｂ）は、熱電対付きウェハをＲＴＰ装置で加熱した場合の温度を示すグラフである。
【００３０】
図９（ａ）に示すように、熱電対付きウェハ１１０Ａをホットプレートで加熱した場合、昇温過程の２００℃と到達温度の３２０℃とで、面内方向での温度のばらつきはそれぞれ約２４℃、約１０℃であった。これに対して、図９（ｂ）に示すように、熱電対付きウェハ１１０ＡをＲＴＰ装置で加熱した場合、昇温過程の２００℃と到達温度の３２０℃とで、面内方向での温度のばらつきはそれぞれ約８℃、約６℃であった。このようにＲＴＰ装置によって熱処理することで、ウェハにかかる熱の均一性を向上することができ、圧電体膜７３の面内方向の特性を均一化することができる。
【００３１】
そして、上述した塗布工程、乾燥工程２００、脱脂工程２０１及び焼成工程２０２を複数回繰り返すことで図４（ｃ）に示すように、複数層、本実施形態では、１０層の圧電体膜７３からなる所定厚さの圧電体層７０を形成する。例えば、ゾルの１回あたりの膜厚が０．１μｍ程度の場合には、圧電体層７０全体の膜厚は約１μｍとなる。
【００３２】
そして、このように圧電体層７０を形成後は、図５（ａ）に示すように、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０を流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成する。次いで、図５（ｂ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成する。その後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して金属層９１を各圧電素子３００毎にパターニングすることでリード電極９０が形成される。
【００３３】
次に、図５（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハ１３０を接合する。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。
【００３４】
次いで、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、更に弗化硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハ１１０をエッチング加工した。次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、このマスク膜５２を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。
【００３５】
なお、その後は、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００３６】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、塗布工程、乾燥工程２００、脱脂工程２０１及び焼成工程２０２を行い圧電体膜７３を形成し、これを複数回繰り返し行うことで圧電体層７０を形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程を所定回数繰り返し行うことによって所定厚の圧電体前駆体膜を形成してから焼成工程を行うようにしてもよい。ここで、例えば、塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程を２回繰り返し行う場合、１回目の脱脂工程で圧電体前駆体膜を乾燥工程の温度から降温させることなく連続して所定温度に加熱し、１回目の脱脂工程が終わったら室温まで降温させて、室温で２回目の塗布工程を行う。そして、２回目の乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程で上述した実施形態１と同様に前工程の温度から降温させることなく次の工程の所定温度に加熱するようにすればよい。
【００３７】
また、上述した実施形態では、インクジェット式記録ヘッドを例示して本発明を説明したが、勿論、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）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。
【００３８】
さらに、本発明は、圧電素子を有する液体噴射ヘッドの製造方法に限定されるものではない。すなわち、本発明は、圧電材料からなる圧電体層の製造方法に限定されず、あらゆる誘電材料からなる誘電体膜の製造に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図７】実施形態１に係る温度プロファイルを示す図である。
【図８】ウェハの面内の温度測定位置を示す図である。
【図９】ウェハの面内方向での温度のばらつきを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ５５  絶縁体膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体膜、  ８０  上電極膜、１００  リザーバ、  １１０  流路形成基板用ウェハ、  １１０Ａ  熱電対付きウェハ、  ２００  乾燥工程、  ２０１  脱脂工程、  ２０２  焼成工程、  ３００  圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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