(57)【要約】【課題】上下電極間で生じるショートを防ぎ、圧電体膜の破損を防止する。【解決手段】圧電体薄膜１０７は、複数の個別液室１０２同士の間に対応する領域が個別液室１０２に対応する領域よりも膜厚が小さく、少なくとも複数の個別液室１０２同士の間に対応する領域に設けられた下電極１０６をすべて覆う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と連通し液体を加圧するための液室の複数と、該複数の液室の各々に対応して設けられ、該液室の側から順に積層された下電極、圧電体膜及び上電極を有する圧電素子の複数と、を有し、前記複数の液室同士の間に対応する領域にまで前記下電極が設けられた液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体膜は、前記複数の液室同士の間に対応する領域が前記液室に対応する領域よりも膜厚が小さく、少なくとも前記複数の液室同士の間に対応する領域に設けられた前記下電極をすべて覆うことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記圧電体膜は、膜厚方向に関するエッチング速度が互いに異なる複数の圧電体膜が積層されてなる請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体を吐出する吐出口と連通し液体を加圧するための液室の複数と、該複数の液室の各々に対応して設けられ、該液室の側から順に積層された下電極、圧電体膜及び上電極を有する圧電素子の複数と、を有し、前記複数の液室同士の間に対応する領域にまで前記下電極が設けられ、少なくとも前記領域に設けられた前記下電極を前記圧電体膜がすべて覆う液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記下電極の上に前記圧電体膜の材料膜を形成する工程と、
前記圧電体膜の材料膜の、前記複数の液室同士の間に対応する領域が、前記液室に対応する領域よりも膜厚が小さくなるように、前記圧電体膜の材料膜の、前記複数の液室同士の間に対応する領域をエッチングする工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記エッチングはドライエッチングであり、前記下電極はＰｔを含む請求項３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記形成する工程において、膜厚方向に関するエッチング速度が互いに異なる複数の圧電体膜が積層された前記材料膜を形成し、前記エッチングする工程において、前記材料膜中の前記液室側の圧電体膜をエッチングストップ層としてエッチングを行う請求項３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記材料膜中、エッチングされる圧電体膜は未結晶化状態にあり、前記エッチングストップ層となる圧電体膜は結晶化状態にある請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記形成する工程の後に、前記未結晶化状態にある圧電体膜を結晶化する工程を更に有する請求項３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を滴として吐出する吐出口に連通する液室を備え、この液室に対応して設けられた圧電体を用いた液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、カラー化が容易であり、記録品位が高く、また高速記録が可能であるという利点を有している。さらに、インクジェット記録装置は、普通紙等にも記録することができ、装置を小型化し易いといった多くの優れた利点を有していることよって、プリンタやファクシミリ等の画像記録装置として用いられている。
【０００３】
インクジェット記録装置の一例としては、液体を吐出するオリフィスプレートを有するインクジェットヘッドが用いられているものがある。このオリフィスプレートは、液体の流路が設けられた流路基板と、流路基板の第１の面に設けられた個別液室と、個別液室から流路基板の第２の面に貫通する貫通路と、流路基板の第２の面に接着され貫通路に連通する吐出口とを備えている。
【０００４】
インク滴の吐出を行うためには、個別液室内を加圧させる必要がある。その圧力発生手段としては、個別液室内に設置された発熱体によって液体を発泡させて液滴を吐出させるバブル型のものがある。また、他の圧力発生手段としては、個別液室の一部を形成している振動板を圧電素子によって変形させることで液滴を形成するピエゾ型のもの、静電気力で振動板を変形させることで液滴を吐出させる静電型のものが一般的に用いられている。
【０００５】
このようなインクジェットヘッドでは、近年の画像形成の高精細化の要求に伴い、流路基板の個別液室、及び圧電素子等の圧力発生源を高密度かつ多数配列した高集積化が図られている。
【０００６】
これらの要求に応えるため、上述のピエゾ型のインクジェットヘッドでは、例えば振動板の全面に成膜技術によって電極や圧電体を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて個別液室に対応する電極や圧電体を加工するものが提案されている。成膜技術とフォトリソグラフィ技術を用いることによって高密度なインクジェットヘッドが実現されている。また、流路基板やオリフィスプレートにＳｉ基板や金属部材を用いることで、流路や吐出口を高精度に形成することが可能となっている。
【０００７】
一般的に、圧電体は、各々の個別液室に対応する位置に設けられ、個別液室の幅よりも狭い幅になるように加工されている。個別液室に対応しない領域の圧電体は膜厚分すべてが除去されている。また、これらの圧電体の加工には、近年、塩素系ガス等を用いたドライエッチング技術が導入されている。ドライエッチング法は、フッ酸や酸系の溶液でのウエットエッチング法に比べてエッチング速度やエッチング形状が制御し易く、高精度な加工が可能となっている。特許文献１には、Ｐｔ電極を有する圧電体素子の層構造をドライエッチングで加工する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３５７８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ドライエッチング法によって圧電体を加工する際、特許文献１のように下電極がパターニングされていない構成の場合には、下電極が、エッチングの進行を止めるエッチングストップ層として機能する。このような構成で圧電体の加工を行うと、圧電体としての変位性能や機械的特性にはほとんど影響がないレベルではあるが、下電極も僅かながらエッチングされることになる。特に下電極としてＰｔ電極を用いている場合は、圧電体の加工に用いる塩素ガスでＰｔ電極の表面を叩いてしまい、そのＰｔ電極の成分が、加工された圧電体の端面に付着することがある。このように、圧電体の端面に金属が付着した場合、上下電極間のショートや圧電体薄膜の破壊を引き起こす原因になる問題がある。
【０００９】
また、駆動部となる圧電体薄膜近傍の下電極が露出していた場合には、駆動中に上下電極間でショートが生じたり、電極や圧電体薄膜の破壊を招いたりする原因になる問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上下電極間のショートを防ぎ、圧電体膜の破損を防止することができる液体吐出ヘッド、及び液体吐出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】
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と連通し液体を加圧するための液室の複数と、該複数の液室の各々に対応して設けられ、該液室の側から順に積層された下電極、圧電体膜及び上電極を有する圧電素子の複数と、を有し、前記複数の液室同士の間に対応する領域にまで前記下電極が設けられた液体吐出ヘッドであって、前記圧電体膜は、前記複数の液室同士の間に対応する領域が前記液室に対応する領域よりも膜厚が小さく、少なくとも前記複数の液室同士の間に対応する領域に設けられた前記下電極をすべて覆うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出する吐出口と連通し液体を加圧するための液室の複数と、該複数の液室の各々に対応して設けられ、該液室の側から順に積層された下電極、圧電体膜及び上電極を有する圧電素子の複数と、を有し、前記複数の液室同士の間に対応する領域にまで前記下電極が設けられ、少なくとも前記領域に設けられた前記下電極を前記圧電体膜がすべて覆う液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記下電極の上に前記圧電体膜の材料膜を形成する工程と、前記圧電体膜の材料膜の、前記複数の液室同士の間に対応する領域が前記液室に対応する領域よりも膜厚が小さくなるように、前記圧電体膜の材料膜の、前記複数の液室同士の間に対応する領域をエッチングする工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上述したように本発明によれば、圧電体膜の一部が下電極上に存在することによって、エッチング加工で下電極がエッチングされて圧電体膜の端面に下電極の成分が付着することを防ぐことができる。また、本発明は、下電極が圧電体膜の一部で覆われていることよって、上下電極間でのショートや圧電体膜の破壊を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な本実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、例えば紙、布、革、不織布、ＯＨＰシート等に印刷するインクジェット記録ヘッドや、例えば基板、板材等の固体物に液体を付着させるパターニング装置や塗布装置等に適用可能である。以下、代表的なインクジェット記録ヘッドについて説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態のインクジェットヘッドは、インクを吐出する吐出口を有するオリフィスプレート１１１と、このオリフィスプレート１１１に接合されたＳｉ基板１０１とを備えている。Ｓｉ基板１０１は、吐出口と連通しインクを加圧するための複数の個別液室１０２と、各個別液室１０２を区切る隔壁１０９とを有している。
【００１７】
また、このインクジェットヘッドは、個別液室１０２上に形成された振動板１０５と、振動板１０５を変位させる圧力発生手段としての圧電素子とを備えている。この圧電素子は、振動板１０５上に設けられており、振動板１０５上に順に積層された下電極１０６、圧電体膜（以下、便宜上、「圧電体薄膜」とも称するが、本発明は「薄膜」に限定されない）１０７、上電極１０８によって形成されている。
【００１８】
そして、圧電体薄膜１０７は、個別液室１０２の中央に対応する領域と、隔壁１０９に対応する領域とを有し、隔壁１０９に対応する領域の膜厚が、個別液室１０２の中央に対応する領域の膜厚よりも小さくされている。換言すれば、圧電体薄膜１０７は、複数の個別液室１０２の間（液室同士の間）に対応する領域が、個別液室１０２に対応する領域よりも膜厚が小さくされている。また、圧電体薄膜１０７は、少なくとも複数の個別液室１０２の間に対応する領域に設けられた下電極１０８をすべて覆っている。
【００１９】
本実施形態のインクジェットヘッドは、圧電体薄膜１０７の変形によって振動板１０５を一体的に変形させることで、個別液室１０２内のインクを吐出口から精度良く飛翔させる。
【００２０】
以上のように構成されたインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【００２１】
図２に示すように、厚さ２００μｍのＳｉ基板１０１を用いて個別液室１０２等の流路を形成する。厚さ１μｍの酸化膜をエッチングマスクとして用い、Ｓｉの深堀技術として知られているＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)エッチング装置を用いる。
【００２２】
まず、Ｓｉ基板１０１の表面上に、個別液室１０２用のエッチングマスクを形成した後、ＩＣＰエッチングで深さ１００μｍの個別液室１０２を形成する。また、個別液室１０２の長手方向の長さは３ｍｍである。
【００２３】
次に、Ｓｉ基板１０１の裏面に、ノズル連通口１０３及び共通液室１０４用のパターン用エッチングマスクをそれぞれ形成し、ＩＣＰエッチング装置を用いて深さ１００μｍのノズル連通口１０３と共通液室１０４をそれぞれ形成する。
【００２４】
Ｓｉ基板１０１の加工後、個別液室１０２を覆うように、Ｓｉ基板１０１の表面に振動板１０５を形成する。本実施形態では、振動板１０５としてＳＤ２ガラス（ＨＯＹＡ社：登録商標）を陽極接合し、その後、研磨やウエットエッチングによって厚さ５μｍ程度の振動板１０５を形成した。
【００２５】
次に、振動板１０５上に下電極１０６として厚さ３００nmのＰｔ膜を成膜法によって形成した後、圧電体薄膜１０７をなす材料膜を成膜する。圧電体薄膜１０７としては、鉛、チタン、ジルコニウムから構成されたＰｂ(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ３ペロブスカイト型酸化物（以下、ＰＺＴと称する）膜をスパッタ法で厚さ３μｍ程度に形成する。圧電体薄膜１０７が形成されたＳｉ基板１０１をスパッタ装置から取り出した後、酸素雰囲気中において７００℃で焼成を行い、ＰＺＴ膜を結晶化させる。このとき、良好な圧電性が得られるように、ＰＺＴ膜の組成がＰｂ(Ｚｒ；０．５２，Ｔｉ；０．４８)Ｏ３となるようにする。ＰＺＴ膜の組成としては、必ずしも上述の組成に限定されるものではなく、他の組成でも構わない。また、ＰＺＴ膜の膜厚は３μｍに限定されるものではない。
【００２６】
次に、圧電体薄膜１０７上に、上電極１０８となる厚さ３００nmのＰｔ電極としてＰｔ膜を成膜する。その後、各々の個別液室１０２に対応するように、圧電体薄膜１０７と上電極１０８をエッチングによって加工する。その詳細について、個別液室１０２を断面方向から示す図３を参照して説明する。
【００２７】
まず、上電極１０８上にフォトレジストを塗布、パターニングし、ＢＣｌ３等のガスで、個別液室１０２に対応していない領域のＰｔ膜をドライエッチングで除去する（図３（ａ））。なお、ＢＣｌ３を用いたドライエッチング以外にも、Ａｒイオンミリングによって上電極１０８を加工してもよい。また、本実施形態では、上電極１０８の長手方向の長さを３mmとしたが、必ずしもこの大きさである必要はない。
【００２８】
次に、上電極１０８を覆うように上電極１０８の幅よりも少し大きいレジスト幅で再度パターニングし、圧電体薄膜１０７の一部を、塩素系のガスを用いたエッチングによって除去する（図３（ｂ））。本実施形態では、Ｃｌ２とＣＦ４の混合ガスを用いてドライエッチングを行っている。圧電体薄膜１０７であるＰＺＴ膜は、エッチング速度が比較的安定しており、エッチング時間を管理することで圧電体薄膜１０７のエッチング量を制御することができる。本実施形態では、少なくとも隔壁１０９に対応する領域での圧電体薄膜１０７が厚さ０．５μｍ程度となるようエッチングを行っている。さらに、圧電体薄膜１０７の面内方向において、パターン形状の差に起因するエッチング速度の差をより一層少なくするために、実際の駆動に用いる両端の素子の横に余分なダミーレジストパターンが設けられてもよい。
【００２９】
圧電体薄膜１０７は、膜厚方向のすべてがエッチングで除去されておらず、下電極１０６上には厚さ０．５μｍ程度だけ残された圧電体薄膜１０７ｂが存在している。つまり、本実施形態では、下電極１０６を露出させて下電極１０６がエッチングされるようなことがない。したがって、本実施形態によれば、下電極１０６等の成分が圧電体薄膜１０７ａの端面に付着することはなく、リークや破壊の発生を防ぐことができる。さらに、個別液室１０２近傍の下電極１０６は、圧電体薄膜１０７ｂで覆われていることよって、上電極１０８と下電極１０６との間でのリークの発生や圧電素子の破壊を大幅に抑えることができる。
【００３０】
なお、圧電体薄膜１０７のうち、エッチングされずに残った膜厚が３μｍの圧電体薄膜１０７ａの領域が駆動に実際に寄与する領域と考えられる。隔壁１０９上部には、厚さ０．５μｍ程度の圧電体薄膜１０７ｂが存在し、圧電体薄膜１０７全体としての変位を妨げる要因になると考えられる。しかし、本実施形態の場合、隔壁１０９の上部に対応する圧電体薄膜１０７ｂが存在しない構成、すなわち３μｍの膜厚分すべてをエッチングで除去した場合と比較して、変位量は５％程度しか変わらなかった。したがって、隔壁１０９上部に対応する圧電体薄膜１０７ｂの厚さが０．５μｍ程度であれば、変位にほとんど影響を与えず、十分な変位量が得られている。
【００３１】
さらに、隔壁１０９の上部の圧電体薄膜１０７ｂの膜厚に対する変位量の減少に関して検討を重ねた。その結果、圧電体薄膜１０７ａの膜厚が３μｍで、圧電体薄膜１０７ｂの膜厚が１μｍ、すなわち圧電体薄膜１０７を膜厚２μｍだけエッチングで除去し１μｍ分だけ残した場合であっても、変位量は１５％程度しか減少しなかった。圧電体薄膜１０７の面内におけるエッチング速度のばらつきと変位量の減少の観点から、エッチングで除去せずに残す圧電体薄膜１０７ｂの膜厚は約１μｍ以下であることが望ましい。
【００３２】
なお、本実施形態の構成の場合、下電極１０６の取り出しは、個別液室１０２から離れた位置で、圧電体薄膜１０７を膜厚３μｍ分すべてエッチングして除去することで、下電極１０６の取り出し部が形成されている。
【００３３】
最後に、Ｓｉ基板１０１の裏面には、ＳｉウエハがＩＣＰによって加工されて形成されたオリフィスプレート１１１や、ＳＵＳ板等にパンチ加工で形成されたオリフィスプレート１１１が貼り合わせる。これによって、図１に示すように、圧電体薄膜１０７を用いたインクジェットヘッドが作製される。
【００３４】
上述したように、本実施形態によれば、下電極１０６上に圧電体薄膜１０７の一部が存在することによって、エッチング加工で下電極１０６の一部が除去されて下電極１０６の成分が圧電体薄膜１０７の端面に付着することを防ぐことができる。また、本実施形態のインクジェットヘッドは、下電極１０６が絶縁体である圧電体薄膜１０７の一部で覆われていることよって、上下電極１０８，１０６間でのショートや圧電体薄膜１０７の破壊を防ぐことができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、圧電体薄膜１０７の膜厚方向の一部をドライエッチングによって除去することで、圧電体薄膜１０７を所望の形状に高精度に加工することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、個別液室１０２の構成部材やオリフィスプレート１１１にＳｉを用いて、また振動板１０５の材料としてガラスを用いているが、必ずしもこれに限ったことではなく他の材料や、またその他の製造方法を用いて作製されても構わない。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のインクジェットヘッドについて説明する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態のインクジェットヘッドは、インクを吐出する吐出口を有するオリフィスプレート２１１と、このオリフィスプレート２１１に接合されたＳＯＩウエハ２０１とを備えている。ＳＯＩウエハ２０１は、吐出口と連通しインクを加圧するための複数の個別液室と、各個別液室を区切る隔壁とを有している。
【００３９】
ＳＯＩウエハ２０１には、圧力発生手段としての圧電素子が設けられている。この圧電素子は、ＳＯＩウエハ２０１上に順に積層された下電極２０２、圧電体薄膜２０３、上電極２０４によって形成されている。また、本実施形態では、圧電体薄膜２０３が、積層された圧電体薄膜上部２０３ｂと圧電体薄膜下部２０３ａを有している。
【００４０】
そして、圧電体薄膜２０３は、個別液室の中央に対応する領域と、隔壁に対応する領域とを有し、隔壁に対応する領域に位置する圧電体薄膜下部２０３ｂの膜厚が、個別液室の中央に対応する領域に位置する圧電体薄膜上部２０３ａの膜厚よりも小さくされている。
【００４１】
以上のように構成されたインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、厚さ２００μｍのＳＯＩウエハ２０１上に、下電極２０２として密着層のＴｉを厚さ１０ｎｍ、Ｐｔ膜を厚さ２００ｎｍでそれぞれ成膜する。続いて、下電極２０２の上に、圧電体薄膜２０３を形成する。したがって、この圧電体薄膜２０３は、膜厚方向に関するエッチング速度が互いに異なる、圧電体薄膜下部２０３ａと圧電体薄膜上部２０３ｂとが積層された２層の材料膜で形成される。
【００４３】
圧電体薄膜下部２０３ａの形成工程では、まず図５（ｂ）に示すように、下電極２０２上に、鉛、チタン、ジルコニウムから構成されたＰｂ(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ３ペロブスカイト型酸化物（以下、ＰＺＴと称する）膜をスパッタ法によって厚さ０．２μｍで成膜する。下電極２０２上にＰＺＴ膜が形成されたＳＯＩウエハ２０１をスパッタ装置から取り出した後、酸素雰囲気中において７００℃で焼成を行い、結晶化された多結晶のＰＺＴ膜を形成する。このとき、良好な圧電性を得るため、ＰＺＴ膜の組成がＰｂ(Ｚｒ；０．５２，Ｔｉ；０．４８)Ｏ３となるようにする。ＰＺＴ膜の組成としては、必ずしも上述の組成に限定されず、他の組成でも構わない。その後、図５（ｃ）に示すように、再びＰＺＴ膜を厚さ２．８μｍでスパッタ法によって成膜することで、このＰＺＴ膜を圧電体薄膜上部２０３ｂとする。
【００４４】
次に、図５（ｄ）に示すように、圧電体薄膜上部２０３ｂの上に上電極２０４となるＰｔ電極として厚さ２００ｎｍのＰｔ膜を成膜する。また、上電極２０４として、Ｐｔ／Ｔｉ膜を成膜してもよい。なお、Ｔｉは、Ｐｔ膜と圧電体薄膜上部２０３ｂとの密着層の役割を果たす。
【００４５】
その後、上電極２０４と圧電体薄膜２０３とをエッチングによって加工する。その詳細について、図６を参照して説明する。
【００４６】
まず、図６（ａ）に示すように、上電極２０４上にフォトレジストを塗布、パターニングし、ＢＣｌ３等のガスでＰｔ部をドライエッチングする。ＢＣｌ３を用いたドライエッチング以外にも、Ａｒイオンミリングによって上電極２０４を加工してもよい。
【００４７】
次に、図６（ｂ）に示すように、圧電体薄膜上部２０３ｂを塩素系のガスでエッチングする。本実施形態では、上電極２０４で用いたフォトマスクを用いて、圧電体薄膜上部２０３ｂの幅と上電極２０４の幅とが同じになるようにエッチングしている。なお、圧電体薄膜上部２０３ｂをエッチングする際のフォトマスクは、上電極２０４を覆うように新たにレジストでパターニングして、それをフォトマスクとしてもよい。
【００４８】
圧電体薄膜上部２０３ｂのエッチング速度は比較的安定しており、エッチング時間の調整によってエッチング量を調整することができる。さらに、圧電体薄膜２０３をなす材料膜中において、結晶化されている圧電体薄膜下部２０３ａのエッチング速度は、結晶化されていない圧電体薄膜上部２０３ｂのエッチング速度に比べて遅い。したがって、個別液室２０６側（液室側）に位置する圧電体薄膜下部２０３ａは、エッチングストップ層としての役割を果たし、圧電体薄膜上部２０３ｂを精度良くエッチングすることができる。
【００４９】
続いて、再び酸素雰囲気中において７００℃で焼成を行い、結晶化されていない圧電体薄膜上部２０３ｂのＰＺＴ膜を結晶化させ、多結晶のＰＺＴ膜を得る。良好な圧電性を得るため、ＰＺＴ膜の組成がＰｂ(Ｚｒ；０．５２，Ｔｉ；０．４８)Ｏ３となるようにする。なお、ＰＺＴ膜の組成としては、必ずしも上述の組成に限定されず、他の組成でも構わない。
【００５０】
圧電体薄膜２０３は、膜厚方向のすべてをエッチングして除去されておらず、下電極２０２上に厚さ０．２μｍ程度の圧電体薄膜下部２０３ａが存在している。つまり、本実施形態では、下電極２０２が露出されてこの下電極２０２がエッチングされるようなことがない。したがって、圧電体薄膜２０３のエッチング時に下電極２０２の成分が圧電体薄膜２０３の端面に付着し、それが原因となって上下電極２０４，２０２間でのショートが発生することはない。さらに、個別液室２０６近傍の下電極２０２は、圧電体薄膜２０３で覆われていることよって、上電極２０４と下電極２０２との間でのリークの発生や破壊を抑えることができる。また、圧電体薄膜２０３と下電極２０２との密着面積が広いので、圧電体薄膜２０３が剥がれ難い。
【００５１】
なお、本実施形態では、加工前の圧電体薄膜上部２０３ｂとして結晶化されていないＰＺＴ膜、圧電体薄膜下部２０３ａとして結晶化されたＰＺＴ膜を用いたが、必ずしもこの構成にする必要はない。例えば圧電体薄膜上部２０３ｂとして多結晶のＰＺＴ膜、圧電体薄膜下部２０３ａとして単結晶のＰＺＴ膜という構成や、その逆の組み合わせ、また圧電体薄膜上部２０３ｂと圧電体薄膜下部２０３ａともに単結晶のＰＺＴ膜であっても構わない。さらに、圧電体薄膜２０３としては、ＰＺＴ膜のみに限定されず、チタン酸バリウムや酸化亜鉛などであっても構わない。
【００５２】
その後、図６（ｃ）に示すように、ＳＯＩウエハ２０１の裏面側からＳＯＩウエハ２０１の酸化膜２０５をエッチングストップ層としてエッチングを行い、個別液室２０６を形成する。エッチングには、Ｓｉの深堀技術として知られているＩＣＰエッチング装置を用いる。なお、ＳＯＩウエハ２０１のＳｉ単結晶部が振動板２０７として機能する。
【００５３】
最後に、ＳＯＩウエハ２０１の裏面に、Ｓｉ基板をＩＣＰによって加工して形成されたオリフィスプレート２１１を接合することで、図４に示すように、圧電体薄膜２０３を用いたインクジェットヘッドが作製される。
【００５４】
上述したように、本実施形態は、圧電体薄膜２０３が、膜厚方向に対するエッチング速度が異なる圧電体薄膜上部２０３ｂと圧電体薄膜下部２０３ａとが積層されてなる。この構成によって、圧電体薄膜２０３をエッチング加工する際に、膜厚方向すべてをエッチングせずに途中でエッチングの進行を円滑に停止させることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、圧電体薄膜２０３は、圧電体薄膜下部２０３ａをエッチングストップ層として、圧電体薄膜上部２０３ｂの一部がエッチングされる。これによって、圧電体薄膜上部２０３ｂと圧電体薄膜下部２０３ａとのエッチング速度が異なることを利用して、圧電体薄膜上部２０３ｂを高精度にエッチングすることができる。
【００５６】
また、本実施形態は、圧電体薄膜２０３のエッチング加工の前において、圧電体薄膜上部２０３ｂが未結晶化状態であり、圧電体薄膜下部２０３ａが結晶化状態である。これによって、圧電体薄膜２０３の膜厚方向に対するエッチング速度が比較的早い部分と比較的遅い部分とが容易に形成される。
【００５７】
また、本実施形態によれば、圧電体薄膜２０３のエッチング加工工程の後に圧電体薄膜上部２０３ｂを結晶化させることで、所望の圧電特性を有する圧電体薄膜２０３を形成することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、個別液室２０６や振動板２０７の形成部材としてＳＯＩウエハを用いて、オリフィスプレート２１１としてＳｉ基板を用いているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、他のウエハやその他の製造方法が用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施形態のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドにおいて、Ｓｉ基板に成膜された圧電体薄膜を示す縦断面図である。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドにおいて、圧電体薄膜がエッチングされる状態を説明するための横断面図である。
【図４】第２の実施形態のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図５】第２の実施形態のインクジェットヘッドにおいて、振動板上に成膜された圧電体薄膜を示す横断面図である。
【図６】第２の実施形態のインクジェットヘッドにおいて、圧電体薄膜がエッチングされる状態を説明するための横断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  Ｓｉ基板
１０２  個別液室
１０３  ノズル連通口
１０４  共通液室
１０５  振動板
１０６  下電極
１０７  圧電体薄膜
１０８  上電極
１０９  隔壁
１１１  オリフィスプレート
【図１】
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【図２】
2008087469.tif 000004
【図３】
2008087469.tif 000005
【図４】
2008087469.tif 000006
【図５】
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【図６】
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