(57)【要約】      （修正有）【課題】圧電体層の結晶性を向上し良好な変位特性が安定して得られる圧電素子を備えた液体噴射ヘッドの製造方法及び圧電素子の形成方法を提供する。【解決手段】流路形成基板用ウエハー１１０の表面に第１の電極膜６０を形成する工程と、第１の電極膜上に第１の強誘電体膜７１ａを形成する工程と、この第１の強誘電体膜７１ａ上に形成したレジスト膜をマスクとして第１の強誘電体膜７１ａ及び第１の電極膜６０をエッチングする工程と、酸素プラズマアッシングによってレジスト膜を除去する第１の除去工程と、保護用レジスト膜を形成する工程と、最終的に有機剥離液で処理することによりレジスト膜及び保護用レジスト膜を除去する第２の除去工程と、残りの強誘電体膜を形成する工程と、強誘電体膜上に第２の電極膜を形成後、第２の電極膜及び強誘電体膜をパターニングして圧電素子を形成する工程と、を有する。【選択図】図７
2011207071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
該流路形成基板の一方面側に設けられる第１の電極膜と該第１の電極膜上に形成される
複数の強誘電体膜からなる圧電体層と該圧電体層上に形成される第２の電極膜とで構成さ
れる圧電素子と、
を備える液体噴射ヘッドの製造方法であって、
複数の流路形成基板が一体的に形成される流路形成基板用ウエハーの表面に前記第１の
電極膜を形成する工程と、
該第１の電極膜上に強誘電体前駆体膜を所定厚さで形成しそれを脱脂及び焼成すること
で前記圧電体層を構成する複数の強誘電体膜のうちの最下層である第１の強誘電体膜を形
成する工程と、
この第１の強誘電体膜上にレジストを塗布し露光及び現像することにより所定形状のレ
ジスト膜を形成すると共にこのレジスト膜をマスクとして前記第１の強誘電体膜及び前記
第１の電極膜をエッチングして所定形状に形成する工程と、
酸素プラズマアッシングによって前記レジスト膜の厚さ方向の少なくとも一部を除去す
る第１の除去工程と、
前記流路形成基板用ウエハーの中央部にレジストを塗布して前記第１の強誘電体膜を覆
う保護用レジスト膜を形成する工程と、
最終的に有機剥離液で処理することにより前記レジスト膜及び前記保護用レジスト膜を
除去する第２の除去工程と、
前記第１の強誘電体膜上に強誘電体前駆体を所定厚さで形成しそれを脱脂及び焼成して
強誘電体膜を形成する工程を複数回繰り返すことにより前記圧電体層を構成する残りの強
誘電体膜を形成する工程と、
前記圧電体層を構成する強誘電体膜上に第２の電極膜を形成後、該第２の電極膜及び残
りの強誘電体膜を所定形状にパターニングして前記圧電素子を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記保護用レジスト膜を、前記流路形成基板用ウエハーの前記流路形成基板となるチッ
プ領域に亘って形成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第２の除去工程には、酸素プラズマアッシングによって前記第１のレジスト膜及び
保護用レジスト膜を除去する工程と、有機剥離液で処理することにより当該第１のレジス
ト膜及び前記保護用レジスト膜を除去する工程と、が含まれていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１の除去工程には、酸素プラズマアッシングによって前記レジスト膜の厚さ方向
の一部のみを除去する工程と、有機剥離液で処理することにより前記レジスト膜の残りを
除去する工程と、が含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッ
ドの製造方法。
【請求項５】
素子基板上に設けられる第１の電極膜と、該第１の電極膜上に形成される複数の強誘電
体膜からなる圧電体層と、該圧電体層上に形成される第２の電極膜と、を備える圧電素子
の形成方法であって、
前記素子基板が複数一体的に形成される素子基板用ウエハーの表面に前記第１の電極膜
を形成する工程と、
該第１の電極膜上に強誘電体前駆体膜を所定厚さで形成しそれを脱脂及び焼成すること
で前記圧電体層を構成する複数の強誘電体膜のうちの最下層である第１の強誘電体膜を形
成する工程と、
この第１の強誘電体膜上にレジストを塗布し露光及び現像することにより所定形状のレ
ジスト膜を形成すると共にこのレジスト膜をマスクとして前記第１の強誘電体膜及び前記
第１の電極膜をエッチングして所定形状に形成する工程と、
酸素プラズマアッシングによって前記レジスト膜の厚さ方向の少なくとも一部を除去す
る第１の除去工程と、
前記素子基板用ウエハーの中央部にレジストを塗布して前記第１の強誘電体膜を覆う保
護用レジスト膜を形成する工程と、
最終的に有機剥離液で処理することにより前記レジスト膜及び前記保護用レジスト膜を
除去する第２の除去工程と、
前記第１の強誘電体膜上に強誘電体前駆体を所定厚さで形成しそれを脱脂及び焼成して
強誘電体膜を形成する工程を複数回繰り返すことにより前記圧電体層を構成する残りの強
誘電体膜を形成する工程と、
前記圧電体層を構成する強誘電体膜上に第２の電極膜を形成後、該第２の電極膜及び残
りの強誘電体膜を所定形状にパターニングする工程と、を有することを特徴とする圧電素
子の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を駆動することによりノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドの
製造方法及び圧電素子の形成方法に関する。
【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等の強
誘電材料からなる圧電体層を２つの電極で挟んだ素子であり、圧電体層は、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】
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。また、インクジェット式記録ヘッドとしては、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ーを使用したものと、たわみ振動モードの
圧電アクチュエーターを使用したものの２種類が実用化されている。たわみ振動モードの
アクチュエーター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、この圧電体層をイオンミリング等により切り分けること
によって、圧力発生室毎に独立する圧電素子を形成したものが知られている。
【０００４】
圧電素子の形成方法としては、具体的には次のようなものがある。まず、基板上に下電
極膜を形成する。この下電極膜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）して強誘電体前駆体膜を形成し、高温で熱処理して結晶化させて最下層の強誘電体
膜（第１の強誘電体膜）を形成する。次に、第１の強誘電体膜及び下電極膜を、第１の強
誘電体膜上に形成されたレジスト膜をマスクとしてイオンミリングすることによってこれ
ら第１の強誘電体膜及び下電極膜を所定形状に形成する。次いで、レジスト膜を酸素プラ
ズマアッシング等により除去した後、第１の強誘電体膜上に残りの強誘電体膜を形成して
圧電体層とする。さらにこの圧電体層上に上電極膜を形成する。そして、これら上電極膜
及び圧電体層を、上電極膜上に形成されたレジスト膜をマスクとしてイオンミリングする
ことで圧電素子を形成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようにレジスト膜を除去した後に、第１の強誘電体膜上に残りの強誘電体膜を形
成すると、特許文献１にも記載されているように、レジスト膜を除去する際に第１の強誘
電体膜の表面がダメージを受けているせいか、圧電体層の結晶配向等の結晶性が低下して
しまうという問題がある。すなわち第１の強誘電体の結晶性が残りの強誘電体膜に引き継
がれず、圧電体層の結晶性が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
ところで、圧電素子が形成される基板は、その外周部が、例えば、金属製のリングチャ
ック等の押さえ部材によって保持されており、上述の第１の強誘電体膜をイオンミリング
する際には、押さえ部材が比較的高温に加熱される。このため、押さえ部材を介してその
下側のレジスト膜が加熱されて硬化しまうことがある。さらにイオンミリング時に押さえ
部材がエッチングされた異物（デポ物）が、押さえ部材近傍のレジスト膜に付着してしま
うことがある。このようにレジスト膜が硬化した部分や、異物が付着した部分は、レジス
ト膜の他の部分に比べて除去され難い。
【０００８】
例えば、酸素プラズマアッシング等によるレジスト膜の除去工程を複数回実行すること
で、レジスト膜の硬化した部分等を完全に除去することはできる。しかしながら、除去工
程を単に複数回実行するだけでは、圧電体層の表面に大きなダメージを与えてしまう虞が
ある。
【０００９】
なお基板の外周部にレジスト膜が硬化した部分等を残しておくと、その部分に形成され
る膜の密着性が弱くなる。このため、例えば、第１の強誘電体膜上に残りの強誘電体膜を
形成する際に、強誘電体膜或いはレジスト膜の一部が剥離して異物として付着し、エッチ
ング不良等が生じる虞がある。
【００１０】
またこのような問題は、インクを噴射するインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘ
ッドに用いられる圧電素子だけでなく、あらゆる装置に用いられる圧電素子の形成方法に
おいても、同様に存在する。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、圧電体層の結晶性を向上し良好
な変位特性が安定して得られる圧電素子を備えた液体噴射ヘッドの製造方法及び圧電素子
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】
【００１２】
上記課題を解決する本発明は、液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室が形成され
た流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられる第１の電極膜と該第１の電極
膜上に形成される複数の強誘電体膜からなる圧電体層と該圧電体層上に形成される第２の
電極膜とで構成される圧電素子と、を備える液体噴射ヘッドの製造方法であって、複数の
流路形成基板が一体的に形成される流路形成基板用ウエハーの表面に前記第１の電極膜を
形成する工程と、該第１の電極膜上に強誘電体前駆体膜を所定厚さで形成しそれを脱脂及
び焼成することで前記圧電体層を構成する複数の強誘電体膜のうちの最下層である第１の
強誘電体膜を形成する工程と、この第１の強誘電体膜上にレジストを塗布し露光及び現像
することにより所定形状のレジスト膜を形成すると共にこのレジスト膜をマスクとして前
記第１の強誘電体膜及び前記第１の電極膜をエッチングして所定形状に形成する工程と、
酸素プラズマアッシングによって前記レジスト膜の厚さ方向の少なくとも一部を除去する
第１の除去工程と、前記流路形成基板用ウエハーの中央部にレジストを塗布して前記第１
の強誘電体膜を覆う保護用レジスト膜を形成する工程と、最終的に有機剥離液で処理する
ことにより前記レジスト膜及び前記保護用レジスト膜を除去する第２の除去工程と、前記
第１の強誘電体膜上に強誘電体前駆体を所定厚さで形成しそれを脱脂及び焼成して強誘電
体膜を形成する工程を複数回繰り返すことにより前記圧電体層を構成する残りの強誘電体
膜を形成する工程と、前記圧電体層を構成する強誘電体膜上に第２の電極膜を形成後、該
第２の電極膜及び残りの強誘電体膜を所定形状にパターニングして前記圧電素子を形成す
る工程と、を有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。
かかる本発明では、第１の強誘電体膜の表面のダメージを抑えつつ、レジスト膜全体を
良好に除去（剥離）することができる。したがって、残りの強誘電体膜が、第１の強誘電
体膜の結晶性を引き継いで形成されるため、極めて良好な結晶性を有する圧電体層を形成
することができる。
【００１３】
ここで、前記保護用レジスト膜を、前記流路形成基板用ウエハーの前記流路形成基板と
なるチップ領域に亘って形成することが好ましい。これにより、第１の強誘電体膜の表面
を保護用レジスト膜によってより確実に保護することができる。
【００１４】
また前記第２の除去工程には、酸素プラズマアッシングによって前記第１のレジスト膜
及び保護用レジスト膜を除去する工程と、有機剥離液で処理することにより当該第１のレ
ジスト膜及び前記保護用レジスト膜を除去する工程と、が含まれていてもよい。このよう
な第２の除去工程によっても、レジスト膜全体を良好に除去することができる。
【００１５】
また前記第１の除去工程には、酸素プラズマアッシングによって前記レジスト膜の厚さ
方向の一部のみを除去する工程と、有機剥離液で処理することにより前記レジスト膜の残
りを除去する工程と、が含まれていてもよい。このような第１の除去工程によっても、レ
ジスト膜全体を良好に除去することができる。
【００１６】
また本発明は、素子基板上に設けられる第１の電極膜と、該第１の電極膜上に形成され
る複数の強誘電体膜からなる圧電体層と、該圧電体層上に形成される第２の電極膜と、を
備える圧電素子の形成方法であって、前記素子基板が複数一体的に形成される素子基板用
ウエハーの表面に前記第１の電極膜を形成する工程と、該第１の電極膜上に強誘電体前駆
体膜を所定厚さで形成しそれを脱脂及び焼成することで前記圧電体層を構成する複数の強
誘電体膜のうちの最下層である第１の強誘電体膜を形成する工程と、この第１の強誘電体
膜上にレジストを塗布し露光及び現像することにより所定形状のレジスト膜を形成すると
共にこのレジスト膜をマスクとして前記第１の強誘電体膜及び前記第１の電極膜をエッチ
ングして所定形状に形成する工程と、酸素プラズマアッシングによって前記レジスト膜の
厚さ方向の少なくとも一部を除去する第１の除去工程と、前記素子基板用ウエハーの中央
部にレジストを塗布して前記第１の強誘電体膜を覆う保護用レジスト膜を形成する工程と
、最終的に有機剥離液で処理することにより前記レジスト膜及び前記保護用レジスト膜を
除去する第２の除去工程と、前記第１の強誘電体膜上に強誘電体前駆体を所定厚さで形成
しそれを脱脂及び焼成して強誘電体膜を形成する工程を複数回繰り返すことにより前記圧
電体層を構成する残りの強誘電体膜を形成する工程と、前記圧電体層を構成する強誘電体
膜上に第２の電極膜を形成後、該第２の電極膜及び残りの強誘電体膜を所定形状にパター
ニングする工程と、を有することを特徴とする圧電素子の形成方法にある。
かかる本発明では、第１の強誘電体膜の表面のダメージを抑えつつ、レジスト膜全体を
良好に除去（剥離）することができる。したがって、残りの強誘電体膜が、第１の強誘電
体膜の結晶性を引き継いで形成されるため、極めて良好な結晶性を有する圧電体層を形成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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に係る圧電素子の層構造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に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図８】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９】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１０】実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図１１】実施形態３に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明を一実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略を示す分解斜視
図であり、図２は、図１の平面図及びＡ−Ａ’線断面図であり、図３は、圧電素子の層構
造を示す断面図である。
【００１９】
図示するように、シリコン基板からなる第１の基板である流路形成基板１０は、その一
方面に酸化膜からなる弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１に
よって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。流路形成基板１
０の圧力発生室１２の長手方向一端側には、隔壁１１によって区画され各圧力発生室１２
に連通するインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。さらに、連通路１４の外
側には、各連通路１４と連通する連通部１５が設けられている。この連通部１５は、後述
する第２の基板である保護基板３０のリザーバー部３２と連通して、各圧力発生室１２の
共通のインク室（液体室）となるリザーバー１００を構成する。
【００２０】
流路形成基板１０の他方面側には、各圧力発生室１２に連通するノズル２１が穿設され
たノズルプレート２０が、接着剤等によって接合されている。このノズルプレート２０は
、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００２１】
流路形成基板１０の一方面側には上述したように弾性膜５０が形成されており、この弾
性膜５０上には、弾性膜５０とは異なる材料からなる絶縁体膜５５が形成されている。さ
らに、この絶縁体膜５５上には、圧力発生室１２内に圧力を発生させる圧力発生素子とし
ての圧電素子３００が形成されている。本実施形態では、圧電素子３００は、絶縁体膜５
５上に形成された共通電極である下電極膜（第１の電極膜）６０と、下電極膜６０上に形
成された圧電体層７０と、圧電体層７０上に形成された個別電極である上電極膜（第２の
電極膜）８０とで構成されている。
【００２２】
ここで下電極膜６０は、圧力発生室１２の長手方向両端部近傍でそれぞれパターニング
され、圧力発生室１２の並設方向に沿って連続的に設けられている。また各圧力発生室１
２に対向する領域の下電極膜６０の端面は、絶縁体膜５５の表面に対して所定角度で傾斜
する傾斜面となっている。
【００２３】
圧電体層７０は、圧力発生室１２毎に独立して設けられ、図３に示すように、例えば、
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電材料からなる複数層の強誘電体膜７１（７１
ａ〜７１ｄ）で構成され、それらのうちの最下層である第１の強誘電体膜７１ａは下電極
膜６０上のみに設けられている。そして、この第１の強誘電体膜７１ａの端面は、下電極
膜６０の端面に連続する傾斜面となっている。また、この第１の強誘電体膜７１ａ上に形
成される第２〜４の強誘電体膜７１ｂ〜７１ｄは、第１の強誘電体膜７１ａ上から絶縁体
膜５５上まで、第１の強誘電体膜７１ａ及び下電極膜６０の傾斜した端面を覆って設けら
れている。
【００２４】
上電極膜８０は、圧電体層７０と同様に圧力発生室１２毎に独立して設けられている。
そして、各上電極膜８０には、リード電極９０がそれぞれ接続されており、このリード電
極９０を介して各上電極膜８０と後述する駆動ＩＣとが接続されている。
【００２５】
流路形成基板１０の圧電素子３００側の面、具体的には下電極膜６０、弾性膜５０及び
リード電極９０上には、圧電素子３００を保護するための圧電素子保持部３１を有する第
２の基板である保護基板３０が、例えば、接着剤３５によって接合されている。保護基板
３０には、圧電素子保持部３１と共にリザーバー部３２が設けられている。このリザーバ
ー部３２は、上述のように流路形成基板１０に形成された連通部１５と連通してリザーバ
ー１００を構成している。また保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫
通孔３３が設けられており、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近
傍は、この貫通孔３３内に露出されている。
【００２６】
保護基板３０の材料は、特に限定されないが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の
材料、例えば、ガラス材料、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では
、流路形成基板１０と同一材料であるシリコン基板を用いている。
【００２７】
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。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなる。リ
ザーバー部３２の一方面はこの封止膜４１によって封止されている。また、固定板４２は
、金属等の硬質の材料で形成されている。この固定板４２のリザーバー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となっており、リザーバー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。
【００２８】
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、リザーバー１００からノズル２１に至るまで内部をインクで
満たした後、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圧電
素子３００に電圧を印加して撓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２１からインク滴が噴射される。
【００２９】
以下、このような本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に、圧
電素子の形成方法について図４〜図１０を参照して説明する。
【００３０】
まず図４（ａ）に示すように、流路形成基板用ウエハー（素子基板用ウエハー）１１０
上に弾性膜５０及び絶縁体膜５５を順次形成した後、絶縁体膜５５上に下電極膜６０を形
成する。流路形成基板用ウエハー１１０は、例えば、シリコンウエハーからなり、その中
央部に複数の流路形成基板（素子基板）１０が一体的に形成される。なおこれら各層の形
成方法は、特に限定されるものではない。
【００３１】
次いで、下電極膜６０上に圧電体層７０を形成する。圧電体層７０は、上述したように
複数層の強誘電体膜７１ａ〜７１ｄを積層することによって形成され、本実施形態では、
これらの強誘電体膜７１をいわゆるゾル−ゲル法を用いて形成している。すなわち、金属
有機物を溶媒に溶解・分散しゾルを塗布乾燥しゲル化して強誘電体前駆体膜７２を形成し
、さらにこの強誘電体前駆体膜７２を脱脂して有機成分を離脱させた後、焼成して結晶化
させることで各強誘電体膜７１を得ている。
【００３２】
具体的には、図４（ｂ）に示すように、下電極膜６０上に、チタン又は酸化チタンから
なる結晶種（層）６１をスパッタ法により形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、
例えば、スピンコート法等の塗布法により未結晶状態の強誘電体前駆体膜７２ａを所定の
厚さ、例えば、１１０ｎｍ程度の厚さとなるように形成する。この強誘電体前駆体膜７２
ａを所定温度で所定時間乾燥させて溶媒を蒸発させる。強誘電体前駆体膜７２ａの乾燥温
度は、例えば、１５０℃以上２００℃以下であることが好ましく、好適には１８０℃程度
である。また乾燥時間は、例えば、５分以上１５分以下であることが好ましく、好適には
１０分程度である。そして、乾燥した強誘電体前駆体膜７２ａを所定温度で脱脂する。な
お、ここで言う脱脂とは、強誘電体前駆体膜７２ａの有機成分を、例えば、ＮＯ２、ＣＯ
２、Ｈ２Ｏ等として離脱させることである。なお脱脂時の流路形成基板用ウエハー１１０
の加熱温度は３００℃〜５００℃程度であることが好ましい。温度が高すぎると強誘電体
前駆体膜７２ａの結晶化が始まってしまい、温度が低すぎると十分な脱脂が行えないため
である。
【００３３】
このように強誘電体前駆体膜７２ａの脱脂を行った後、流路形成基板用ウエハー１１０
を、例えば、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）装置等に挿入し、強誘電体前駆体膜７
２ａを約７００℃の高温で焼成して結晶化することにより、最下層の強誘電体膜である第
１の強誘電体膜７１ａを形成する。
【００３４】
次に、下電極膜６０と第１の強誘電体膜７１ａとを同時にパターニングする。図４（ｄ
）に示すように、まず第１の強誘電体膜７１ａ上にレジストを塗布、露光及び現像するこ
とにより所定パターンのレジスト膜２００を形成する。なおレジストとしては、ネガレジ
ストが好適に用いられるが、ポジレジストを用いてもよい。
【００３５】
次いで図４（ｅ）に示すように、レジスト膜２００を介して第１の強誘電体膜７１ａ及
び下電極膜６０を、例えば、イオンミリング等のドライエッチングによりパターニングす
る。このとき、第１の強誘電体膜７１ａ及び下電極膜６０は、レジスト膜２００の傾斜し
た端面に沿ってパターニングされる。
【００３６】
ところで、このように第１の強誘電体膜７１ａ及び下電極膜６０をイオンミリングする
際には、流路形成基板用ウエハー１１０の外周部は、図５に示すように、リングチャック
等の押さえ部材４００によって保持されている。このため、イオンミリング時に押さえ部
材４００下側のレジスト膜２００の一部に、押さえ部材４００を介して加熱されて硬化し
た硬化部２０１が形成されることがある。この硬化部２０１は、レジスト膜２００の他の
部分よりも除去され難くなる。このため、硬化部２０１を完全に除去しようとすると、第
１の強誘電体膜７１ａの表面にダメージを与えてしまう虞がある。
【００３７】
このため本発明では、次のような手順で硬化部２０１を含むレジスト膜２００を除去す
る除去工程を実施することで、その際の第１の強誘電体膜７１ａの表面のダメージを抑制
している。
【００３８】
具体的には、まず図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１の強誘電体膜７１ａ上
のレジスト膜２００の厚さ方向の一部（例えば、半分程度）を、酸素（Ｏ２）プラズマア
ッシングによって除去する（第１の除去工程）。このとき、流路形成基板用ウエハー１１
０の外周部に形成されているレジスト膜２００の硬化部２０１は、他の部分よりも厚く残
る。次に、図６（ｃ）に示すように、少なくとも第１の強誘電体膜７１ａを覆って保護用
レジスト膜２１０を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウエハー１１０の中央部
（流路形成基板１０となるチップ領域）を覆うように保護用レジスト膜２１０を形成して
いる。したがって、図６（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０の外周部（
流路形成基板１０となる領域の外側）には保護用レジスト膜２１０は形成されていない。
【００３９】
次に、図６（ｅ）及び図６（ｆ）に示すように、保護用レジスト膜２１０及び第１のレ
ジスト膜２００を再び酸素プラズマアッシングすることによって除去する（第２の除去工
程）。このとき、第１の強誘電体膜７１ａの表面にダメージを与えないように、所定のタ
イミングで酸素プラズマアッシングを終了する。このため、流路形成基板用ウエハー１１
０の外周部に形成されている硬化部２０１は、大部分は除去されるもののその一部が残っ
てしまう。
【００４０】
このように流路形成基板用ウエハー１１０の外周部に残ったレジスト膜２００の硬化部
２０１は、その後、有機剥離液等によって処理（有機剥離処理）することで剥離させる（
第２の除去工程）。このとき、第１の強誘電体膜７１ａの表面にも有機剥離液が接触する
ため、第１の強誘電体膜７１ａの表面にダメージを与える虞はある。しかしながら、上述
したように酸素プラズマアッシングを複数回実行しているため、硬化部２０１は大部分が
除去されており、比較的短時間の有機剥離処理によって硬化部２０１を剥離させることが
できる。したがって、第１の強誘電体膜７１ａの表面が受けるダメージは極めて小さく抑
えられる。すなわち上記の手順でレジスト膜２００を剥離させることで、第１の強誘電体
膜７１ａの表面のダメージを抑えつつ、硬化部２０１を含むレジスト膜２００を良好に除
去することができる。
【００４１】
これにより、以下の工程で第１の強誘電体膜７１ａ上に形成される第２〜第４の強誘電
体膜７１ｂ〜７１ｄが、第１の強誘電体膜７１ａの結晶性を引き継いで形成されるため、
極めて良好な結晶性を有する圧電体層７０を形成することができる。
【００４２】
具体的には、図７（ａ）に示すように、第１の強誘電体膜７１ａ上に、スピンコート法
等により強誘電体前駆体膜７２ｂを所定の厚さ、具体的には、焼成後で３３０ｎｍ程度の
厚さとなるように形成する。例えば、三度の塗布により所望の厚さの強誘電体前駆体膜７
２ｂを形成している。次いで、この強誘電体前駆体膜７２ｂを乾燥・脱脂後、焼成して結
晶化させて強誘電体膜７１ｂとする。そして、このように、三度の塗布によって強誘電体
前駆体膜７２ｂ〜７２ｄを形成する工程と、その強誘電体前駆体膜７２ｂ〜７２ｄを乾燥
・脱脂後、焼成する工程とを複数回（例えば、３回）繰り返すことにより、第２〜第４の
強誘電体膜７１ｂ〜７１ｄを形成する。これにより、複数層の強誘電体膜７１ａ〜７１ｄ
からなり、厚さが約１μｍの圧電体層７０が形成される（図７（ｂ））。
【００４３】
上述したように、本実施形態では、第１の強誘電体膜７１ａのパターニングに用いたレ
ジスト膜２００を複数回（本実施形態では２回）の酸素プラズマアッシングにより除去し
た後、残ったレジスト膜２００の硬化部２０１を有機剥離処理によって除去するようにし
たので、圧電体層７０の結晶性が向上する。すなわち、圧電体層７０を構成する第１〜第
４の強誘電体膜７１ａ〜７１ｄの結晶は、第１の強誘電体膜７１ａから第４の強誘電体膜
７１ｄまで実質的に連続した柱状結晶となり且つ（１００）面に優先配向する。したがっ
て、圧電素子３００の変位特性が向上し、インク噴射特性に優れたインクジェット式記録
ヘッドを実現することができる。なお優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序ではなく、
特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。また、結晶が柱状の薄膜とは、
略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させた状態で面方向に亘って集合して薄膜を
形成している状態をいう。
【００４４】
このような複数層の強誘電体膜７１ａ〜７１ｄからなる圧電体層７０を形成した後は、
に示すように、圧電体層７０上に上電極膜８０を形成し、圧電体層７０及び上電極膜８０
を各圧力発生室１２に対向する領域内にパターニングする。これにより、各圧力発生室１
２に対向する領域に、それぞれ圧電素子３００が形成される（図８（ａ））。
【００４５】
その後は、図８（ｂ）に示すように、金（Ａｕ）等からなる金属層を流路形成基板用ウ
エハー１１０の全面に亘って形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示
なし）を介してこの金属層を圧電素子３００毎にパターニングすることによってリード電
極９０を形成する。次いで、図８（ｃ）に示すように、複数の保護基板３０が一体的に形
成される保護基板用ウエハー１３０を、流路形成基板用ウエハー１１０上に接着剤３５に
よって接着する。ここで、保護基板用ウエハー１３０には、圧電素子保持部３１、リザー
バー部３２等が予め形成されている。
【００４６】
次いで、図９（ａ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０をある程度の厚さと
なるまで研磨した後、さらにフッ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
成基板用ウエハー１１０を所定の厚みに加工する。次いで、図９（ｂ）に示すように、流
路形成基板用ウエハー１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる保護膜５２
を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図９（ｃ）に示すように、この
保護膜５２をマスクとして流路形成基板用ウエハー１１０を異方性エッチング（ウェット
エッチング）して、流路形成基板用ウエハー１１０に、圧力発生室１２等の流路を形成す
る。
【００４７】
その後は、流路形成基板用ウエハー１１０及び保護基板用ウエハー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
形成基板用ウエハー１１０の保護基板用ウエハー１３０とは反対側の面にノズル２１が穿
設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウエハー１３０にコンプライ
アンス基板４０を接合し、これら流路形成基板用ウエハー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上述した構造のインク
ジェット式記録ヘッドが製造される。
【００４８】
（実施形態２）
図１０は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図であ
る。本実施形態は、インクジェット式記録ヘッド製造方法（圧電素子の形成方法）の他の
例であり、具体的には、レジスト膜２００を除去する除去工程の変形例である。
【００４９】
本実施形態の除去工程では、レジスト膜２００を介して第１の強誘電体膜７１ａ及び下
電極膜６０をパターニングした後、まず図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、第
１の強誘電体膜７１ａ上のレジスト膜２００を、酸素（Ｏ２）プラズマアッシングによっ
て完全に除去する（第１の除去工程）。このとき、第１の強誘電体膜７１ａの表面にダメ
ージを与えないように、所定のタイミングで酸素プラズマアッシングを終了する。このた
め、流路形成基板用ウエハー１１０の外周部に形成されている硬化部２０１は、完全には
除去されずに残ってしまう。
【００５０】
次に図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０の中
央部のチップ領域のみを覆って保護用レジスト膜２１０を形成する。次いで図１０（ｅ）
及び図１０（ｆ）に示すように、保護用レジスト膜２１０を再び酸素プラズマアッシング
することによって除去する（第２の除去工程）。このときにも、第１の強誘電体膜７１ａ
の表面にダメージを与えないように、所定のタイミングで酸素プラズマアッシングを終了
する。このため、流路形成基板用ウエハー１１０の外周部の硬化部２０１は、その大部分
は除去されるものの一部が残ってしまう。
【００５１】
その後は、上述の実施形態と同様に、流路形成基板用ウエハー１１０を有機剥離液等に
よって処理する（第２の除去工程）。これにより、流路形成基板用ウエハー１１０の外周
部に残っている硬化部２０１が良好に剥離する。
【００５２】
このような本実施形態の手順でレジスト膜２００を剥離させることによっても、第１の
強誘電体膜７１ａの表面のダメージを抑えつつ、硬化部２０１を含むレジスト膜２００全
体を良好に除去することができる。したがって、第２〜第４の強誘電体膜７１ｂ〜７１ｄ
が、第１の強誘電体膜７１ａの結晶性を引き継いで形成されるため、極めて良好な結晶性
を有する圧電体層７０を形成することができる。
【００５３】
（実施形態３）
図１１は、実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図であ
る。本実施形態は、インクジェット式記録ヘッド製造方法（圧電素子の形成方法）の他の
例であり、具体的には、レジスト膜２００を除去する除去工程の変形例である。
【００５４】
本実施形態の除去工程では、レジスト膜２００を介して第１の強誘電体膜７１ａ及び下
電極膜６０をパターニングした後、まず図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、第
１の強誘電体膜７１ａ上のレジスト膜２００の厚さ方向の一部（例えば、半分程度）を、
酸素（Ｏ２）プラズマアッシングによって除去する（第１の除去工程）。このとき、流路
形成基板用ウエハー１１０の外周部に形成されているレジスト膜２００の硬化部２０１は
、他の部分よりも厚く残ってしまう。
【００５５】
次に、図１１（ｃ）に示すように、第１の強誘電体膜７１ａ上に残っているレジスト膜
２００を、有機剥離液等によって処理することによって除去する（第２の除去工程）。第
１の強誘電体膜７１ａの表面が有機剥離液に曝されると、第１の強誘電体膜７１ａの表面
にダメージを受ける虞があるため、処理時間は、第１の強誘電体膜７１ａの表面に大きな
ダメージを受けない程度に適宜決定する必要がある。このため、図１１（ｄ）に示すよう
に、流路形成基板用ウエハー１１０の外周部に残っている硬化部２０１も、ある程度は除
去されるもののその一部が残ってしまう。ただし有機剥離処理されたことで硬化部２０１
は剥がれ易くなる。
【００５６】
次に図１１（ｅ）及び図１１（ｆ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０の中
央部のチップ領域を覆うように保護用レジスト膜２１０を形成する。その後、流路形成基
板用ウエハー１１０を、再度、有機剥離処理することによって保護用レジスト膜２１０を
除去する（第２の除去工程）。このとき、流路形成基板用ウエハー１１０の外周部に残っ
ている硬化部２０１を保護用レジスト膜２１０と共に除去することができる。
【００５７】
このような本実施形態の手順でレジスト膜２００を除去することによっても、第１の強
誘電体膜７１ａの表面のダメージを抑えつつ、硬化部２０１を含むレジスト膜２００全体
を良好に除去することができる。したがって、第２〜第４の強誘電体膜７１ｂ〜７１ｄが
、第１の強誘電体膜７１ａの結晶性を引き継いで形成されるため、極めて良好な結晶性を
有する圧電体層７０を形成することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の構成は上述したものに限定されるも
のではない。例えば、上述の実施形態では、流路形成基板用ウエハーの外周部に形成され
た硬化部をレジスト膜と共に除去する例を説明したが、例えば、流路形成基板用ウエハー
の外周部に、イオンミリング時に押さえ部材がエッチングされた異物（デポ物）がレジス
ト膜に付着している場合にも、勿論、適用することができる。つまり、本発明の方法よれ
ば、第１の強誘電体膜の表面へのダメージを抑えつつ、上記異物や異物が付着した部分の
レジスト膜を良好に除去することができる。
【００５９】
また、液体噴射ヘッドとしてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッドを一例とし
て説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたもので
ある。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記録
ヘッド、液晶ディスプレイ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ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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を挙げることが
できる。さらに、本発明は、液体噴射ヘッドに利用される圧電素子だけでなく、他のあら
ゆる装置、例えば、マイクロホン、発音体、各種振動子、発信子等に搭載される圧電素子
の形成方法にも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  ２０  ノズルプレート、  ３０  保護基
板、  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  圧電体層、  ７１  強誘電体膜、  ７１ａ  第１の強誘電体膜、  ８０  
上電極膜、  ９０  リード電極、  １１０  流路形成基板用ウエハー、  １３０  保護基
板用ウエハー、  ２００  レジスト膜、  ２０１  硬化部、  ２１０  保護用レジスト膜
、  ３００  圧電素子、  ４００  押さえ部材
【図１】
2011207071.tif 000003
【図２】
2011207071.tif 000004
【図３】
2011207071.tif 000005
【図４】
2011207071.tif 000006
【図５】
2011207071.tif 000007
【図６】
2011207071.tif 000008
【図７】
2011207071.tif 000009
【図８】
2011207071.tif 000010
【図９】
2011207071.tif 000011
【図１０】
2011207071.tif 000012
【図１１】
2011207071.tif 000013