(57)【要約】【課題】品質の安定した膜を得ることのできる成膜方法を提供することにある。【解決手段】成膜用基板の表裏両面の応力方向と膜の応力方向とをあらかじめ把握しておき、両者を適切に組み合わせることによって、所望の品質の膜を形成することができる。すなわち、同一の製造ロットで得られる複数の成膜用基板から、あらかじめ１枚を抜き取って評価基板とし、この評価基板の応力測定を行うことによって、その製造ロット内の成膜用基板の表裏両面の残留応力方向を事前に見積もることができる。膜応力を緩和して界面剥離を防止することを目的とする場合、膜の応力方向と、成膜用基板の成膜面での応力方向とを同方向とする。成膜用基板の平坦度の維持を目的とする場合、膜の応力方向と、成膜用基板の成膜面での応力方向とを逆方向とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準基板上に形成した膜の残留応力を測定して応力方向を判定する膜応力判定工程と、
一の製造ロットにおいて製造された複数枚の成膜用基板のうち一の成膜用基板の残留応力を測定して前記成膜用基板の表裏面の応力方向を判定する基板応力判定工程と、
前記膜応力判定工程で判定された膜の応力方向と前記基板応力判定工程で判定された前記成膜用基板の表裏面の応力方向に基づいて、前記成膜用基板の成膜面を決定する成膜面決定工程と、
前記一の成膜用基板と同一の製造ロットで製造された他の成膜用基板に対して前記成膜面決定工程で決定された前記成膜面に前記標準基板上に形成された膜と同一の成膜条件で膜を形成する成膜工程と、
成膜工程後の前記成膜用基板を熱処理する熱処理工程と、
を含む成膜方法。
【請求項２】
前記基板応力判定工程において、前記成膜用基板の残留応力が開放される開放温度を判定するとともに、
前記熱処理工程における熱処理温度を前記開放温度に基づいて決定する、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記成膜面決定工程において、前記成膜用基板の表裏両面のうち、前記膜の応力方向と同一方向の応力方向をもつ面を成膜面とする、請求項１または請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記成膜面決定工程において、前記成膜用基板の表裏両面のうち、前記膜の応力方向と逆方向の応力方向をもつ面を成膜面とする、請求項１または請求項２に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記成膜用基板がステンレス基板である、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
標準基板上に形成した圧電膜の残留応力を測定して応力方向を判定する膜応力判定工程と、
一の製造ロットにおいて製造された複数枚の成膜用基板のうち一の成膜用基板の残留応力を測定して前記成膜用基板の表裏面の応力方向を判定する基板応力判定工程と、
前記膜応力判定工程で判定された圧電膜の応力方向と前記基板応力判定工程で判定された前記成膜用基板の表裏面の応力方向に基づいて、前記成膜用基板の表裏両面のうち前記膜の応力方向と同一方向の応力方向をもつ面を成膜面と決定する成膜面決定工程と、
前記一の成膜用基板と同一の製造ロットで製造された他の成膜用基板に対して前記成膜面決定工程で決定された前記成膜面に前記標準基板上に形成された圧電膜と同一の成膜条件で圧電膜を形成する成膜工程と、
成膜工程後の前記成膜用基板を熱処理する熱処理工程と、を含む圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
標準基板上に形成した絶縁膜の残留応力を測定して応力方向を判定する膜応力判定工程と、
一の製造ロットにおいて製造された複数枚の成膜用基板のうち一の成膜用基板の残留応力を測定して前記成膜用基板の表裏面の応力方向を判定する基板応力判定工程と、
前記膜応力判定工程で判定された絶縁膜の応力方向と前記基板応力判定工程で判定された前記成膜用基板の表裏面の応力方向に基づいて、前記成膜用基板の表裏両面のうち前記膜の応力方向と逆方向の応力方向をもつ面を成膜面と決定する成膜面決定工程と、
前記一の成膜用基板と同一の製造ロットで製造された他の成膜用基板に対して前記成膜面決定工程で決定された前記成膜面に前記標準基板上に形成された絶縁膜と同一の成膜条件で絶縁膜を形成する成膜工程と、
成膜工程後の前記成膜用基板を熱処理する熱処理工程と、を含む電子部品実装用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体分野では、シリコンウエハを基材として用い、この基材上に薄膜素子を形成することが一般的であり、一部の特殊分野ではセラミックを基材として用いる例も見られる。また、液晶分野では薄板ガラスが基材として使用されている。
一方、ステンレス（ＳＵＳ）等の圧延基板は汎用材料であり安価であるため、これを基板として用いる試みもなされている（特許文献１、特許文献２）。
【特許文献１】特開平７−１４２８４４号公報
【特許文献２】特開平７−１７６６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記のような薄膜素子では、熱履歴を受けると膜応力や基板の熱変形に起因して歪みが生じることがある。ここで、シリコン基板等の剛性の高い基板上に成膜している場合、基板そのものは熱変形が小さく膜の動きに追従しないため、膜クラックや界面剥離等の欠陥が生じることがある。
【０００４】
一方、ステンレス基板上に成膜している場合、基板は圧延材料であるから、基板そのものが圧延時の表面歪みに起因する残留応力をもつ。したがって、熱履歴による歪みの発現は、基板の残留応力に起因して生じる歪みと膜応力による歪みとが合成されたものとなる。このとき、基板の残留応力の大きさや方向が製造ロット毎に異なるため、反りや欠陥の発生が使用した基板の残留応力に依存して変化し、完成した薄膜素子の品質が安定しないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、品質の安定した膜を得ることのできる成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の成膜方法は、標準基板上に形成した膜の残留応力を測定して応力方向を判定する膜応力判定工程と、一の製造ロットにおいて製造された複数枚の成膜用基板のうち一の成膜用基板の残留応力を測定して前記成膜用基板の表裏面の応力方向を判定する基板応力判定工程と、前記膜応力判定工程で判定された膜の応力方向と前記基板応力判定工程で判定された前記成膜用基板の表裏面の応力方向に基づいて、前記成膜用基板の成膜面を決定する成膜面決定工程と、前記一の成膜用基板と同一の製造ロットで製造された他の成膜用基板に対して前記成膜面決定工程で決定された前記成膜面に前記標準基板上に形成された膜と同一の成膜条件で膜を形成する成膜工程と、成膜工程後の前記成膜用基板を熱処理する熱処理工程と、を含むものである。
【０００７】
ここで、標準基板としては、形成したい膜よりも残留応力が小さい基板を使用することを要し、残留応力が０である基板を使用することが最も好ましい。残留応力が０であれば、膜形成後の基板の反りは膜の残留応力のみに依存して生じるものとなるため、膜の残留応力方向を正確に把握することができる。
【０００８】
本発明の成膜方法においては、基板応力判定工程において成膜用基板の残留応力が開放される開放温度を判定するとともに、熱処理工程における熱処理温度をこの開放温度に基づいて決定することが好ましい。このようにすれば、熱処理工程において確実に成膜用基板の残留応力を開放するための温度を、残留応力方向を把握するための工程を利用して判定することができる。
【０００９】
本発明の成膜方法においては、成膜面決定工程において、成膜用基板の表裏両面のうち、膜の応力方向と同一方向の応力方向をもつ面を成膜面としてもよい。このようにすれば、膜の歪みに成膜用基板が追従するため、成膜用基板との界面での膜応力が緩和される。これにより、界面剥離の生じない膜を作成することができる。このような成膜方法は、基材の反りがあまり問題とならず、かつ、界面剥離の低減が求められる用途に好ましく適用可能であり、具体的には、インクジェットプリンタ用の圧電アクチュエータの製造等に適用できる。
【００１０】
あるいは、成膜面決定工程において、成膜用基板の表裏両面のうち、膜の応力方向と逆方向の応力方向をもつ面を成膜面としてもよい。このようにすれば、膜と成膜用基板の応力方向が互いに打ち消し合い、成膜用基板の平坦度が維持される。このような成膜方法は、ファインピッチでの素子形成が必要な場合等、高い精度が要求される用途に適用可能であって、具体的には、電子部品実装用の基板上への絶縁層の形成等に好ましく適用できる。
【００１１】
本発明において成膜用基板の材質には特に制限はなく、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）、４２Ａ合金、アルミナ、ジルコニア、チタン製のものを使用できる。特に、ステンレス基板のように残留応力の大きな基板であっても本発明の成膜用基板として利用することができる。本発明の成膜方法によって安価な汎用材料であるステンレス基板を膜形成のための基材として適用することができ、コスト削減が可能となる。
【００１２】
また、この成膜用基板上に形成される膜の種類には特に制限はなく、例えばアルミナ、ジルコニア、シリカ、ムライト、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）等のセラミックス膜を形成することができる。また、膜の形成方法にも特に制限はなく、例えば、ＣＶＤ法（気相成長法）、ゾル−ゲル法、スパッタ法、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）等を適用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成膜用基板の表裏両面の応力方向と膜の応力方向とをあらかじめ把握しておき、両者を適切に組み合わせることによって、所望の品質の膜を得ることができる。
ここで、残留応力の変動が大きな基板材料であっても、同一の製造ロット内の材料であれば、加工条件が同じとなるため残留応力もほぼ同じであると考えてよい。したがって、同一の製造ロットで得られる複数の基板から、あらかじめ１枚を抜き取って応力測定することによって、その製造ロット内の基板材料の残留応力方向を事前に見積もることができる。これを利用して成膜用基板の残留応力の方向を事前に把握し、膜そのものの応力方向と組み合わせて、所望の品質の膜を基板上に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】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図８を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態では、インクジェットヘッド１０に使用されるアクチュエータプレート１（本発明の圧電アクチュエータに該当する）を製造する場合を例にとり説明する。
【００１５】
図１には、本実施形態のインクジェットヘッド１０を示す。インクジェットヘッド１０は、インク２０が収容される複数の圧力室１６を備えた流路ユニット１１と、この流路ユニット１１上に圧力室１６を閉じるように接合されたアクチュエータプレート１とを備えている。
【００１６】
流路ユニット１１は、全体として平板状をなしており、ノズルプレート１２、マニホールドプレート１３、流路プレート１４、および圧力室プレート１５を順に積層するとともに、各プレート１２、１３、１４、１５を互いにエポキシ系の熱硬化性接着剤にて接合した構成となっている。
【００１７】
ノズルプレート１２は、ポリイミド系の合成樹脂材料にて形成されており、その内部にはインク２０を噴射するための複数のインク吐出ノズル１９となる孔が整列して形成されている。マニホールドプレート１３は、例えばステンレス（ＳＵＳ４３０）にて形成され、その内部には、インク吐出ノズル１９に接続する複数のノズル流路１８となる孔が設けられている。流路プレート１４は、同じくステンレス（ＳＵＳ４３０）にて形成されており、内部にノズル流路１８に連通した複数のプレッシャ流路１７となる孔が設けられている。圧力室プレート１５は同じくステンレス（ＳＵＳ４３０）にて形成され、その内部にはプレッシャ流路１７に連通した複数の圧力室１６となる孔が設けられている。圧力室１６は、流路プレート１４およびマニホールドプレート１３に設けられた図示しないマニホールド流路および共通インク室を介してインクタンクに接続されている。このようにして、インクタンクに接続された共通インク室から、マニホールド流路、圧力室１６、プレッシャ流路１７およびノズル流路１８を経てインク吐出ノズル１９へと至るインク流路が形成されている。
【００１８】
この流路ユニット１１に積層されるアクチュエータプレート１は、圧力室１６の壁面の一部を構成するとともに下部電極を兼ねる振動板２（本発明の成膜用基板に該当する）と、この振動板２上に形成された圧電膜３と、この圧電膜３上に設けられた上部電極４とで構成されている。
【００１９】
振動板２は、例えば圧延加工により形成された矩形状のステンレス（ＳＵＳ４３０）基板であり、流路ユニット１１の上面に熱圧着により接合されて、流路ユニット１１の上面全体を覆う形態となっている。
【００２０】
この振動板２において流路ユニット１１に接する面と反対側の面には、圧電膜３が設けられている。圧電膜３は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体の圧電セラミックス材料から形成されており、振動板２の表面に均一な厚みで積層されており、その厚み方向に分極するように分極処理が施されている。この圧電膜３は、例えばエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）ゾルゲル法、スパッタ法、あるいは、ＣＶＤ（化学蒸着）法により形成することができる。
【００２１】
この圧電膜３上において振動板２に密着されている側と逆側の面上には、複数の上部電極４が備えられている。この上部電極４は、各圧力室１６の開口部１６Ａに対応する領域にそれぞれ設けられるとともに、駆動回路ＩＣに接続されており、駆動電極として使用される。
【００２２】
次に、このインクジェットヘッド１０を構成するアクチュエータプレート１の製造方法について説明する。図２のフローチャートには、成膜面の決定までのプロセスを示した。
【００２３】
最初にステップＳ１１にて、標準基板上に膜を形成してその膜応力を測定し、膜の応力方向を判定する（膜応力判定工程）。標準基板としては例えばシリコン基板を使用できる。シリコン基板は一般に、ラッピング、ポリッシュ、またはエッチングにて表面の変質層を除去するとともに、必要に応じて熱処理を行って残留応力をほぼ０とした状態で供給されるため、標準基板として好ましく使用することができる。また、膜応力の測定には公知の方法（例えば光てこ法）を適用できる。具体的には、例えば成膜前後の標準基板について、それぞれ膜が形成された側の面を測定面とし、曲率半径Ｒ１、Ｒ２を測定して、以下の式（１）、（２）により応力値Ｓを求める。曲率半径の測定は、例えば東明テクノロジー株式会社製薄膜ストレス測定装置  ＦＬＸ−２３２０Ｓにより、測定温度範囲室温〜５００℃で行うことができる。
【００２４】
ΔＲ＝（Ｒ１・Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）…（１）
（但し、ΔＲは曲率半径の変化量（ｍ）、Ｒ１は成膜前の標準基板の曲率半径（ｍ）、Ｒ２は成膜後の標準基板の曲率半径（ｍ））
【００２５】
Ｓ＝Ｅｈ２／{（１−ｖ）６ΔＲｔ}…（２）
（但し、Ｓは応力値（Ｐａ）、Ｅ／（１−ｖ）は標準基板の２軸弾性係数（Ｐａ）、ｈは標準基板の厚さ（ｍ）、ｔは膜の厚さ（ｍ）、ΔＲは曲率半径の変化量（ｍ））
【００２６】
この応力値Ｓに基づいて圧電膜３の応力方向が判定される。応力方向は応力値Ｓがプラスの値であれば引張方向、マイナスの値であれば圧縮方向と判定される。
【００２７】
次に振動板２の残留応力を測定し、その応力方向を判定する（基板応力判定工程）。
【００２８】
ステップＳ１２において、振動板２として使用するステンレス基板について、製造ロット毎に１枚を抜き取って評価基板とし、この評価基板について第１の残留応力測定を行う。まず、圧延加工後の圧延板の片面を、キズを防止するために保護フィルムで被覆しておく。次いで、この圧延板を、所定の外形サイズにカットした後、保護フィルムを除去し、圧延板単位で評価基板を１枚ずつ抜き取る。この評価基板について、残留応力を測定する。測定は、上記した膜応力の測定と同様にして行うことができる。
【００２９】
この第１の残留応力測定の際に、測定温度範囲内で残留応力の開放が終了したか否かを併せて判定する（ステップＳ１３）。判定は例えば以下のようにして行う。
【００３０】
図３〜図６には、残留応力の温度プロファイルの例をいくつか示した。例えば、図３に示すように、温度ｔ１において応力値Ｓ（反り量）の急激な増大が生じ、それよりも高い温度では加熱および冷却サイクルの間の応力差が生じていない場合、開放温度ｔ１にて応力開放が完了したと判定する。また、図４には、温度ｔ１およびｔ２において残留応力が段階的に開放される例を示した。この場合、後述の熱処理工程における熱処理温度がｔ２以下で良い場合には、開放温度ｔ２で応力開放が完了したとみなす。一方、熱処理温度がｔ２以上であることを要する場合には、応力開放が完了していないと判定する。また、図５および図６には、測定温度範囲で応力開放が確認されなかった温度プロファイルの例を示した。
【００３１】
応力開放が完了したと判定されたら、ステップＳ１４に進み、評価基板の表裏両面の応力方向を判定する。測定面における応力値Ｓがプラスの値であれば、この測定面での応力方向を引張方向であると判定し、逆側の面の応力方向を圧縮方向と判定する。また、測定面における応力値Ｓがマイナスの値であれば、この測定面での応力方向を圧縮方向であると判定し、逆側の面の応力方向を引張方向と判定する。（以後、引張方向側の面をＡ面２Ａ、圧縮方向側の面をＢ面２Ｂという。）
【００３２】
応力開放が完了していないと判定されたら、ステップＳ１５に進み、評価基板の高温アニール処理を行う。この高温アニール処理は、上記の第１の残留応力測定（ステップＳ１２）後になお残存する残留応力を開放することを目的とするもので、第１の残留応力測定における測定温度範囲の最高値よりも高い温度で行うことを要する。具体的には、８５０℃程度で行うことが好ましい。
【００３３】
高温アニール処理終了後、評価基板について、再度、残留応力測定を行う（第２の残留応力測定；ステップＳ１６）。第２の残留応力測定の手順は、上記第１の残留応力測定（ステップＳ１２）と同様で良い。
【００３４】
第２の残留応力測定においても、残留応力の開放が完了したか否かを併せて判定する（ステップＳ１７）。この段階で応力開放の完了が確認された場合、高温アニールにおいて、すなわち、第１の残留応力測定における測定温度の最高値を越える温度であって、かつアニール温度以下の温度で振動板２の残留応力が開放されたと判断することができる。
【００３５】
応力開放が完了したと判定されたら、ステップＳ１４に進み、評価基板の表裏両面での応力方向を判定する。一方、応力開放が完了していないと判定された場合には、ステップＳ２１に進み、当該評価基板と同一の製造ロットにより製造されたステンレス基板は使用不可であると判定する。相当な高温で処理しても応力開放が完了しないほど残存応力が高いステンレス基板は、成膜後に熱処理工程を行っても反りの発現が安定せず、品質の安定性が期待できないためである。
【００３６】
膜応力判定工程および基板応力判定工程が終了したら、これらの判定結果に基づいて、振動板２のＡ面２Ａ、Ｂ面２Ｂのいずれを成膜面とするかを決定する（成膜面決定工程；ステップＳ１８）。本実施形態のようなアクチュエータプレート１では、振動板２の反りはあまり問題とならず、むしろ界面剥離の低減の要請が強いため、圧電膜３の応力を緩和して振動板２からの剥離を防止できるよう、振動板２の成膜面における残存応力方向と膜応力方向とを同方向とする。すなわち、膜応力が圧縮方向である場合には、圧縮方向側の面であるＢ面２Ｂを成膜面と決定する(ステップＳ１９）。一方、膜応力が引張方向である場合には、引張方向側の面であるＡ面２Ａを成膜面と決定する（ステップＳ２０）。
【００３７】
以上のようにして成膜面が決定されたら、成膜を行う（成膜工程）。基材としては基板応力判定工程で試験した評価基板と同一の製造ロットで製造された振動板２を用い、この振動板２において成膜面決定工程で決定された成膜面に圧電膜３を形成する。このとき成膜条件は、膜応力測定工程における標準基板上への膜形成の際の成膜条件と同一とする。
【００３８】
まず、膜応力が引張方向である場合について、図７Ａ〜図７Ｃを参照しつつ説明する。なお、図中において、振動板２における表裏面の応力方向を点線矢印で、圧電膜３の応力方向を実線矢印で示してある。膜応力が引張方向である場合には、振動板２において引張方向側の面であるＡ面２Ａに成膜を行う（図７Ａ）。このとき、膜応力に起因して、成膜面側が凹となる反りが発現する（図７Ｂ）。
【００３９】
成膜が終了したら、熱処理を行って振動板２の残存応力を開放する（熱処理工程）。熱処理温度は振動板２の残留応力の開放と圧電膜３の特性回復との２つを考慮して決定すべきであるが、残留応力開放の観点からは、応力開放が終了する温度（上記の残留応力測定で決定した開放温度）以上であることを要する。すなわち、第１の残留応力測定（ステップＳ１２）で応力開放の完了が確認された場合、熱処理温度はこの第１の残留応力測定で確認された開放温度以上の温度であれば良い。一方、第１の残留応力測定で応力開放の終了が確認されず、第２の残留応力測定（ステップＳ１６）で応力開放の完了が確認された場合、熱処理温度は高温アニール処理（ステップＳ１５）における処理温度以上の温度であれば良い。
【００４０】
この熱処理工程により、振動板２の残留応力が開放され、反り量は膜応力による歪みと振動板２の応力開放に伴う歪みとが合成されたものとなる。具体的には、膜応力および成膜面（Ａ面２Ａ）の残留応力の方向がともに引張方向であるため、膜応力による歪みと振動板２の応力開放に伴う歪みとはともに成膜面側が凹となる反りとなって現れる。したがって、全体としての反り量は大きくなるものの、圧電膜３の歪みに振動板２が追従するため、振動板２との界面での膜応力が緩和される（図７Ｃ）。これにより、界面剥離の生じない圧電膜３を作成することができる。
【００４１】
次に、膜応力が圧縮方向である場合について、図８Ａ〜図８Ｃを参照しつつ説明する。なお、図中において、振動板２における表裏面の応力方向を点線矢印で、圧電膜３の応力方向を実線矢印で示してある。膜応力が圧縮方向である場合には、振動板２において圧縮方向側の面であるＢ面２Ｂに成膜を行う（図８Ａ）。このとき、膜応力に起因して、成膜面側が凸となる反りが発現する（図８Ｂ）。
【００４２】
成膜が終了したら、上記と同様に熱処理を行って振動板２の残存応力を開放する（熱処理工程）。この熱処理工程により、振動板２の残留応力が開放され、反り量は膜応力による歪みと振動板２の応力開放に伴う歪みとが合成されたものとなる。具体的には、膜応力および成膜面（Ａ面２Ａ）の残留応力の方向がともに圧縮方向であるため、膜応力による歪みと振動板２の応力開放に伴う歪みとはともに成膜面側が凸となる反りとなって現れる。したがって、全体としての反り量は大きくなるものの、圧電膜３の歪みに振動板２が追従するため、振動板２との界面での膜応力が緩和される（図８Ｃ）。これにより、圧電膜３の界面剥離を抑制することができる。
【００４３】
次に、圧電膜３の上面に上部電極４、および各上部電極４に接続した複数のリード部（図示せず）を形成する。上部電極４及びリード部を形成するには、例えば、圧電膜３上の全域に導体膜を形成した後、フォトリソグラフィ・エッチング法を利用して所定のパターンに形成してもよく、あるいは圧電膜３の上面に直接スクリーン印刷によりパターン形成しても良い。
【００４４】
この後、上部電極４−下部電極（振動板２）間に通常のインク噴射動作時よりも強い電界を印加して、両電極間の圧電膜３を厚み方向に分極する（分極処理）。以上によりアクチュエータプレート１が完成する。
【００４５】
以上のように本実施形態によれば、振動板２の表裏両面の応力方向と圧電膜３の応力方向とをあらかじめ把握しておき、両者を適切に組み合わせることによって、所望の品質の圧電膜３を振動板２上に形成することができる。
【００４６】
ここで、ステンレスは残留応力の大きさ及び変動が大きな基板材料ではあるが、その品質向上は進んでおり、圧延工程に起因した残留応力を完全になくすことは不可能であっても、製造ロット内で管理することは可能である。すなわち、同一の製造ロット内（圧延板単位）の材料であれば、圧延条件が同じであるから、残留応力もほぼ同じであると考えてよい。したがって、同一の製造ロットで得られる複数の振動板２から、あらかじめ１枚を抜き取って評価基板とし、この評価基板の応力測定を行うことによって、その製造ロット内の振動板２の表裏両面の残留応力方向を事前に見積もることができる。
【００４７】
本実施形態のように膜応力を緩和して界面剥離を防止することが重要視される場合、圧電膜３の応力方向と、振動板２の成膜面での応力方向とを同方向とする。このようにすれば、成膜後の熱処理工程によって振動板２の残留応力を開放させることにより、膜応力に起因する圧電膜３の歪みに振動板２の歪みが追従するため、振動板２との界面での膜応力が緩和される。これにより、圧電膜３の界面剥離を抑制することができる。
また、安価な汎用材料である振動板２を膜形成のための基材として適用することができ、コスト削減が可能となる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図９〜図１２を参照しつつ説明する。本実施形態では、電子部品を実装するための電子部品実装用基板３１（以下、「実装用基板３１」と略記する）を製造する場合を例にとり説明する。
【００４９】
図９には、本実施形態の部品搭載基板３０の概略側断面図を示した。この部品搭載基板３０は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器に用いられるものであって、実装用基板３１上にＩＣ３５等の電子部品を搭載したものである。
【００５０】
この部品搭載基板３０を構成する実装用基板３１は、基材としての２枚のプレート３２、３３（本実施形態の成膜用基板に該当する）と、上側のプレート３２の上面に形成された絶縁膜３４とを備えている。
【００５１】
２枚のプレート３２、３３は、熱伝導率の高い金属材料、例えばステンレス鋼、鉄、銅、ニッケル、あるいは、アルミニウム等により形成されている。また、上側のプレート３２の上面に形成された絶縁膜３４は、アルミナ、窒化アルミ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ムライト、あるいは、ジルコニア等の、熱伝導率の高いセラミックス材料からなる非常に薄い膜（例えば、０．５〜１０μｍ程度）である。この絶縁膜３４は、例えばエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）ゾルゲル法、スパッタ法、あるいは、化学蒸着（ＣＶＤ）法により形成することができる。
【００５２】
この実装用基板３１において絶縁膜３４の上面には、端子を介してＩＣ３５、抵抗（図示せず）、コンデンサ（図示せず)等の電子部品が実装されている。さらに絶縁膜３４の上面には、ＩＣ３５等の電子部品の端子（例えば、端子３５Ａ）と接合される複数の配線３６が形成されている。
【００５３】
絶縁膜３４の上面には、熱伝導率の高い金属材料（例えば、銅やアルミニウム等）からなる伝熱部材３７がＩＣ３５を覆うように設けられている。この伝熱部材３７は、ＩＣ３５の上面に密着する天井壁３７Ａと、この天井壁３７Ａの対向する２辺から下方に延びる一対の脚部３７Ｂとを備える。一対の脚部３７Ｂの下端部は、それぞれ接着剤３８によって絶縁膜３４に接着されている。
【００５４】
また、実装用基板３１において２枚のプレート３２、３３の内部には閉ループ状の流路３９が形成されている。この流路３９には水Ｗが充填されており、この水Ｗは図示しない加圧機構によって加圧されて流路３９を循環するようになっている。さらに、この流路３９の途中には熱を外部へ放散する図示しない放熱器が設けられている。
【００５５】
このような部品搭載基板３０では、ＩＣ３５で発生した熱は、端子３５Ａおよび伝熱部材３７を介して絶縁膜３４及びプレート３２、３３に伝わる。プレート３２、３３は熱伝導性の良い金属により形成されているから、このプレート３２、３３に伝わった熱は外部へ効率よく放散される。さらに、プレート３２、３３に伝わった熱は、流路３９内を循環する水Ｗにより放熱器に伝えられ、この放熱器からも外部へ放散される。このようにして放熱が効率よく行われる。
【００５６】
次に、この部品搭載基板３０を構成する実装用基板３１の製造方法について説明する。図１０のフローチャートには、成膜面の決定までのプロセスを示した。
【００５７】
本実施形態において、膜応力判定工程および基板応力判定工程（ステップＳ３１〜ステップＳ３７、およびステップＳ４１）は、第１実施形態の同工程（ステップＳ１１〜ステップＳ１７、およびステップＳ２１）と同様であるため説明を省略する。
膜応力判定工程および基板応力判定工程が終了したら、これらの判定結果に基づいて、プレート３２のＡ面３２Ａ、Ｂ面３２Ｂのいずれを成膜面とするかを決定する（成膜面決定工程；ステップＳ３８）。本実施形態のような実装用基板３１では、高密度化のために高い精度が要求され、プレート３２の平坦度が維持されていることが重要であるため、プレート３２の成膜面における残存応力方向と膜応力方向とを逆方向とする。すなわち、膜応力が圧縮方向である場合には、引張方向側の面であるＡ面３２Ａを成膜面とする(ステップＳ３９）。一方、膜応力が引張方向である場合には、圧縮方向側の面であるＢ面３２Ｂを成膜面とする（ステップＳ４０）。
【００５８】
以上のようにして成膜面が決定されたら、成膜を行う（成膜工程）。基材としては基板応力判定工程で試験した評価基板と同一の製造ロットで製造されたプレート３２を用い、このプレート３２において成膜面決定工程で決定された成膜面に絶縁膜３４を形成する。このとき成膜条件は、膜応力測定工程における標準基板上への膜形成の際の成膜条件と同一とする。
【００５９】
先ず、膜応力が引張方向である場合について、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照しつつ説明する。なお、図中において、プレート３２における表裏面の応力方向を点線矢印で、圧電膜３の応力方向を実線矢印で示してある。膜応力が引張方向である場合には、プレート３２において圧縮方向側の面であるＢ面３２Ｂに成膜を行う（図１１Ａ）。このとき、膜応力に起因して、成膜面側が凹となる反りが発現する（図１１Ｂ）。
【００６０】
成膜が終了したら、熱処理を行ってプレート３２の残存応力を開放する（熱処理工程）。熱処理温度は第１実施形態と同様で良い。この熱処理工程により、プレート３２の残留応力が開放され、反り量は膜応力による歪みとプレート３２の応力開放に伴う歪みとが合成されたものとなる。具体的には、成膜面（Ｂ面３２Ｂ）の残留応力の方向が圧縮方向であるため、プレート３２の応力開放に伴う歪みは膜応力による歪みとは逆向き、すなわち成膜面側が凸となる反りとなって現れる。このため、絶縁膜３４の応力方向に起因する反りとプレート３２の成膜面での応力方向に起因する反りが互いに打ち消し合い、プレート３２が平坦化される（図１１Ｃ）。
【００６１】
次に、膜応力が圧縮方向である場合について、図１２Ａ〜図１２Ｃを参照しつつ説明する。なお、図中において、プレート３２における表裏面の応力方向を点線矢印で、圧電膜３の応力方向を実線矢印で示してある。膜応力が圧縮方向である場合には、プレート３２において引張方向側の面であるＡ面３２Ａに成膜を行う（図１２Ａ）。このとき、膜応力に起因して、成膜面側が凸となる反りが発現する（図１２Ｂ）。
【００６２】
成膜が終了したら、上記と同様に熱処理を行ってプレート３２の残存応力を開放する（熱処理工程）。この熱処理工程により、プレート３２の残留応力が開放され、反り量は膜応力による歪みとプレート３２の応力開放に伴う歪みとが合成されたものとなる。具体的には、成膜面（Ａ面３２Ａ）の残留応力の方向が引張方向であるため、プレート３２の応力開放に伴う歪みは膜応力による歪みとは逆向き、すなわち成膜面側が凹となる反りとなって現れる。このため、絶縁膜３４の応力方向に起因する反りとプレート３２の成膜面での応力方向に起因する反りが互いに打ち消し合い、プレート３２が平坦化される（図１２Ｃ）。
【００６３】
以上のように本実施形態によっても、プレート３２の表裏両面の応力方向と絶縁膜３４の応力方向とをあらかじめ把握しておき、両者を適切に組み合わせることによって、所望の品質の絶縁膜３４を形成することができる。
【００６４】
本実施形態のようにプレート３２の平坦度の維持を目的とする場合、絶縁膜３４の応力方向と、プレート３２の成膜面での応力方向とを逆方向とする。このようにすれば、絶縁膜３４の応力方向に起因する反りとプレート３２の成膜面での応力方向に起因する反りが互いに打ち消し合い、プレート３２が平坦化される。
なお、このような方法では、プレート３２との界面での膜応力が増大するため、プレート３２に対する絶縁膜３４の密着度を高くしておくことが好ましい。
【００６５】
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記各実施形態では、残留応力の開放の終了を２段階（第１の残留応力測定および第２の残留応力測定）で確認したが、残留応力測定における測定温度範囲を本実施形態よりも広くとり、１段階の残留応力測定で残留応力の開放の終了を判断しても構わない。
（２）基板応力判定工程と膜応力判定工程とは、いずれを先に行っても良く、あるいは、両工程を同時進行で行っても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態の圧電アクチュエータの概略側断面図
【図２】第１実施形態における成膜面の決定までのプロセスを示すフローチャート
【図３】温度ｔ１で基板の残留応力の開放が終了した場合の残留応力の温度プロファイル
【図４】温度ｔ１で基板の残留応力が一部開放された場合の残留応力の温度プロファイル
【図５】基板の残留応力が開放されなかった場合の残留応力の温度プロファイル−１
【図６】基板の残留応力が開放されなかった場合の残留応力の温度プロファイル−２
【図７Ａ】膜応力が圧縮方向であり、ステンレス基板において圧縮方向側の面を成膜面とした場合において、成膜前のステンレス基板の側面図
【図７Ｂ】膜応力が圧縮方向であり、ステンレス基板において圧縮方向側の面を成膜面とした場合において、成膜後のステンレス基板の側面図
【図７Ｃ】膜応力が圧縮方向であり、ステンレス基板において圧縮方向側の面を成膜面とした場合において、熱処理語のステンレス基板の側面図
【図８Ａ】膜応力が引張方向であり、ステンレス基板において引張方向側の面を成膜面とした場合において、成膜前のステンレス基板の側面図
【図８Ｂ】膜応力が引張方向であり、ステンレス基板において引張方向側の面を成膜面とした場合において、成膜後のステンレス基板の側面図
【図８Ｃ】膜応力が引張方向であり、ステンレス基板において引張方向側の面を成膜面とした場合において、熱処理後のステンレス基板の側面図
【図９】第２実施形態の部品搭載基板の概略側断面図
【図１０】第２実施形態における成膜面の決定までのプロセスを示すフローチャート
【図１１Ａ】膜応力が圧縮方向であり、ステンレス基板において引張方向側の面を成膜面とした場合において、成膜前のステンレス基板の側面図
【図１１Ｂ】膜応力が圧縮方向であり、ステンレス基板において引張方向側の面を成膜面とした場合において、成膜後のステンレス基板の側面図
【図１１Ｃ】膜応力が圧縮方向であり、ステンレス基板において引張方向側の面を成膜面とした場合において、熱処理語のステンレス基板の側面図
【図１２Ａ】膜応力が引張方向であり、ステンレス基板において圧縮方向側の面を成膜面とした場合において、成膜前のステンレス基板の側面図
【図１２Ｂ】膜応力が引張方向であり、ステンレス基板において圧縮方向側の面を成膜面とした場合において、成膜後のステンレス基板の側面図
【図１２Ｃ】膜応力が引張方向であり、ステンレス基板において圧縮方向側の面を成膜面とした場合において、熱処理語のステンレス基板の側面図
【符号の説明】
【００６７】
１…アクチュエータプレート（圧電アクチュエータ）
２…振動板（成膜用基板）
３…圧電膜（膜）
３１…電子部品実装用基板
３２…プレート（成膜用基板）
３３…絶縁膜（膜）
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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