(57)【要約】  【課題】準備される前駆体液の種類を必要最小限として準備コストを低減すると共に、一枚の基板上に得られる強誘電体膜の面内特性のばらつきを小さくすることにより一枚の基板から作製する強誘電体素子の歩留まりを向上することが可能な強誘電体膜の成膜方法、この成膜方法により成膜された強誘電体膜、この強誘電体膜を用いる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供する。  【解決手段】下部電極が成膜された基板８上に前駆体液の塗布、乾燥、熱分解の各処理を複数回繰り返して前記基板上にアモルファス膜を形成した後、アモルファス膜を高温処理して結晶化させる強誘電体膜の成膜方法において、それぞれ組成の異なる複数種類の前駆体液を基板８上に塗布する回数に応じて異なる予め定めた比率で混合する第１の工程と、混合した前駆体液をこの前駆体液の合成反応温度まで加熱する第２の工程と、加熱した前駆体液を所定の塗布温度まで冷却する第３の工程と、冷却した前駆体液を基板８上に塗布する第４の工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極が成膜された基板上に前駆体液の塗布、乾燥、熱分解の各処理を複数回繰り返して前記基板上にアモルファス膜を形成した後、前記アモルファス膜を高温処理して結晶化させる強誘電体膜の成膜方法において、
それぞれ組成の異なる複数種類の前記前駆体液を前記基板上に塗布する回数に応じて異なる予め定めた比率で混合する第１の工程と、混合した前記前駆体液を該前駆体液の合成反応温度まで加熱する第２の工程と、加熱した前記前駆体液を所定の塗布温度まで冷却する第３の工程と、冷却した前記前駆体液を前記基板上に塗布する第４の工程とを有する強誘電体膜の成膜方法。
【請求項２】
請求項１記載の強誘電体膜の成膜方法において、
前記第２の工程において混合した前記前駆体液を加熱する温度は、混合した前記前駆体液のそれぞれの合成反応温度のうち最も高い温度よりも高いことを特徴とする強誘電体膜の成膜方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の強誘電体膜の成膜方法によって成膜されたことを特徴とする強誘電体膜。
【請求項４】
請求項３記載の強誘電体膜を用いて製造されたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項３記載の強誘電体膜を用いて製造されたことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電体膜の成膜方法及び強誘電体膜及び液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク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で変形させることにより圧力発生室内のインクを加圧してノズル開口からインクを吐出させるインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置では、圧電素子の軸方向に伸長収縮するものと撓み力を利用したものとの２種類の圧電アクチュエータが周知であり、この中で撓み力を利用した圧電体膜ではチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の複合酸化物結晶膜からなる強誘電体膜が用いられている。
【０００３】
良好な特性を有する強誘電体膜を得るためには、きめ細かく組成を変化させた多種類の前駆体液を準備し、これ等を適切に使い分けながら積層成膜すればよいのであるが、多種類の前駆体液の準備には長い合成プロセス時間とコストが掛かる。さらに、多種類準備した前駆体液を使い分けて成膜を行う装置に関して、例えば前駆体液をシリコンウェハ上に滴下及びスピンコートする塗布工程部分に、使用する前駆体液の種類に対応して複数の塗布ライン（各前駆体液を個別にセットする加圧タンク、送液ライン、吐出ノズル並びにこれ等の制御システム）を具備する必要があり、多大な成膜装置のコスト増加なしに実現させることはきわめて難しい。
【０００４】
そこで本発明者は、前駆体液の塗布回数（アモルファス膜あるいは薄い結晶膜の積層回数）に応じて、最少種類準備したそれぞれ組成の異なる前駆体液を異なる比率で混合及び塗布することにより厚み方向の組成変化を小さくする方法を開示し、最少種類の前駆体液を適宜異なる比率で混合及び塗布することにより前駆体液の合成及び準備コストを抑制しつつ、きめ細かく組成を変化させた多種類の調合前駆体液を使用して積層成膜を行い、厚み方向の組成変化を小さくする効果を得る方法を提案している（例えば「特許文献１」参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の方法で強誘電体膜であるＰＺＴ膜を成膜した結果、厚み方向の組成ばらつきが解消され強誘電体または圧電体としての特性向上が確認される一方、成膜したシリコンウェハ基板内における強誘電体または圧電体特性のばらつきが、従来の方法によって成膜された強誘電体膜の面内特性ばらつきと比較して大きくなるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決し、ゾルゲル法に代表されるＣＳＤ法による強誘電体膜の成膜方法、特に複数種類の前駆体液を使用することで得られる強誘電体膜の特性を向上させる強誘電体膜の成膜方法において、準備される前駆体液の種類を必要最小限として準備コストを低減すると共に、一枚の基板上に得られる強誘電体膜の面内特性のばらつきを小さくすることにより一枚の基板から作製する強誘電体素子の歩留まりを向上することが可能な強誘電体膜の成膜方法、この成膜方法により成膜された強誘電体膜、この強誘電体膜を用いる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下部電極が成膜された基板上に前駆体液の塗布、乾燥、熱分解の各処理を複数回繰り返して前記基板上にアモルファス膜を形成した後、前記アモルファス膜を高温処理して結晶化させる強誘電体膜の成膜方法において、それぞれ組成の異なる複数種類の前記前駆体液を前記基板上に塗布する回数に応じて異なる予め定めた比率で混合する第１の工程と、混合した前記前駆体液を該前駆体液の合成反応温度まで加熱する第２の工程と、加熱した前記前駆体液を所定の塗布温度まで冷却する第３の工程と、冷却した前記前駆体液を前記基板上に塗布する第４の工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱処理により調合前駆体液中における各前駆体液の混合状態がより均一になると共に、調合前駆体液中の前駆体液間にも重合反応が促進されて両者間に強い結合関係が生じる。その結果、これを基板上に塗布した塗膜中の結晶膜としての均一性がより高まり、得られる結晶膜特性の基板面内均一性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に適用可能なＣＳＤ法による強誘電体膜の成膜工程を説明するフローチャートである。
【図２】（ａ）ＣＳＤ法にて成膜したＰＺＴ膜の断面ＳＥＭ像を示す図（ｂ）ＣＳＤ法にて成膜したＰＺＴ結晶膜の表面から膜厚方向内部に向けてＧＤ−ＯＥＳ法にて膜内の鉛、ジルコニウム、チタンの元素比を分析した結果を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられる自動成膜装置の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられるスピナ塗布装置及び滴下機構を説明する概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に用いられるプロセスを経て得られたＰＺＴ膜の断面ＳＥＭ像を示す概略図である。
【図６】（ａ）本発明の一実施形態により得られたＰＺＴ膜をＸ線回折装置で測定した（２００）結晶ピーク強度の面内分布を示す図、（ｂ）積層回数毎に異なる複合酸化物成分組成の前駆体液を、塗布工程毎に予め準備した最少種類の前駆体液を適切に調合して塗布する方法で強誘電体膜の成膜を行い、調合した前駆体液の加熱処理を行わない従来手法で成膜したＰＺＴ膜をＸ線回折装置で測定した（２００）結晶ピーク強度の面内分布を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態を適用可能な液体吐出ヘッドの概略断面図である。
【図８】本発明の一実施形態を適用可能なインクカートリッジの概略斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態を適用可能な液体吐出装置の概略斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態を適用可能な液体吐出装置の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態で示される強誘電体膜は、スパッタリング法あるいはゾルゲル法やＭＯＤ法等のＣＳＤ法によって下部電極が成膜されたシリコンウェハ基板上に形成される。これ等のうち、ゾルゲル法に代表されるＣＳＤ法による強誘電体膜成膜方法について以下に説明する。
【００１１】
先ず、下部電極が成膜されたシリコンウェハ基板上に、形成する強誘電体膜の複合酸化物組成に合わせて合成された前駆体液をスピンコート法等によって塗布し、前駆体液の塗膜を基板上に形成する（塗布工程）。
次に、前駆体液塗膜を第１の加熱温度である乾燥温度まで加熱して塗膜中に残存している溶媒を蒸発させ、前駆体液塗膜を乾燥させた乾燥膜を基板上に形成する（乾燥工程）。
【００１２】
次に、第１の加熱温度よりも高い第２の加熱温度である熱分解温度まで乾燥膜を加熱して乾燥膜中の有機成分を分解し、複合酸化物のアモルファス膜を基板上に形成する（熱分解工程あるいは脱脂工程）。
この前駆体液塗膜の塗布、乾燥、熱分解の工程を所定回数繰り返した後に第２の加熱温度よりも高い第３の加熱温度である結晶化温度まで基板上に形成されたアモルファス膜を加熱して結晶化を行い、強誘電体特性を有する複合酸化物結晶膜を形成する（結晶化工程）。
そしてさらに、上述した前駆体液の塗布から結晶化までの各工程を所定回数繰り返すことにより、所望の厚みの複合酸化物結晶膜からなる強誘電体膜を形成する。
【００１３】
図１は、上述したＣＳＤ法の工程フローチャートである。図１に示す工程では、塗布ないし熱分解工程をＸ回繰り返した後に結晶化を行うプロセスをＹ回繰り返す、すなわち前駆体液の塗布をＸ×Ｙ回行い所望の厚みの強誘電体膜を形成している。このような工程で構成されるゾルゲル法に代表されるＣＳＤ法は、基板上に塗布する前駆体液中の金属成分組成を容易に変更及び制御することが可能であり、それにより得られる複合酸化物結晶膜の組成と強誘電体膜としての特性を制御できるという特徴を有している。
【００１４】
ところで、シリコンウェハ基板上に形成した複合酸化物結晶膜である強誘電体膜を液体吐出ヘッドであるインクジェット記録ヘッドに用いる圧電素子に適用した場合、要求される撓み力を発生させるためにはある程度以上の厚み、好ましくは１〜数μｍの厚みを有する強誘電体膜を形成する必要がある。このような厚みの強誘電体膜をＣＳＤ法で成膜する場合に、前駆体液の塗布、熱分解、結晶化工程からなるＣＳＤ法はプロセスに投入される前駆体液が各工程を経る毎に乾燥膜、アモルファス膜、結晶膜と体積の収縮を伴いながらその状態を変化させる。このため、一度の工程でμｍオーダの厚みの強誘電体膜を得ようとすると、できあがった強誘電体膜に無数のクラックが発生するという問題点があった。
【００１５】
上述の問題点を克服し、クラックのないμｍオーダの厚みの強誘電体膜を得るためには、シリコンウェハ基板上に薄い結晶膜を繰り返し成膜及び積層する（図１において塗布ないし結晶化工程をＹ回繰り返す）工程を行うことが通例である。例えば、１μｍ程度の厚みの強誘電体膜を得るためには、１０数回の前駆体液の塗布を行うＣＳＤ工程を行い、一度の前駆体液の塗布当たり１００ｎｍ程度の厚みの薄い結晶膜を積層することにより所望の厚みの強誘電体膜を得ることができる。
【００１６】
しかし、上述のような薄い結晶膜を積層して得られた強誘電体膜の特性が、計算上の予測値と比較して十分なものに達していないという問題がしばしば生じている。この原因を明らかとすべく、圧電素子を構成する強誘電体膜について詳細な分析を行ったところ、強誘電体膜を構成する複合酸化物の組成が、膜全体としては前駆体液の成膜に使用している前駆体液の組成と一致する一方、膜の厚み方向においてその組成が均一になっていないという問題が多く確認されている。
【００１７】
上述した強誘電体膜の膜厚方向組成が不均一となるメカニズムについて以下に説明する。ＣＳＤ法では、所望の強誘電体膜組成に合わせて合成された前駆体液の塗布ないし熱分解工程をＸ回繰り返した後、得られた積層アモルファス複合酸化物を加熱して結晶化させるが、この結晶化プロセスにおいて強誘電体膜の膜厚方向組成が不均一となる現象が生じる。
その理由は、先ずアモルファス複合酸化物を構成している各金属原子は、結晶化工程の加熱プロセス時に供給される熱エネルギによって膜中を移動し、複合酸化物結晶構造の所定位置に配位することで結晶化するのであるが、この移動のし易さ（以下、移動速度という）が金属原子の種類及び元素によって異なるためである。
【００１８】
例えば、代表的な強誘電体膜であるＰＺＴ膜（鉛、ジルコニウム、チタンの複合酸化物膜）の場合、チタン原子はジルコニウム原子に比して反応中の移動速度が速く、結晶化工程中にジルコニウム原子に比して速いタイミングで結晶構造を形成する。そのため、比較的移動速度が遅いジルコニウム原子は、チタン原子に移動を妨げられて複合酸化物結晶構造の所定位置に配位できなくなる現象がしばしば生じる。さらに、鉛元素の蒸気圧は低く、結晶化工程にて加えられる熱によって鉛原子が大気中に揮発し易い性質を有する。
【００１９】
このような結晶化速度の違いあるいは反応系からの離脱等により、１回の結晶化工程によって形成された複合酸化物結晶の薄い膜には、部分的特に結晶化工程中に膜外の雰囲気に直接さらされ揮発し易い成分が膜外の雰囲気に離脱し易い結晶膜の表層近傍において、結晶構造中に配位されているべき金属元素の過不足が生じる。また、結晶構造中に生じる金属元素の過不足の程度は、雰囲気制御条件を含めた加熱プロセス条件によっても大きく影響される。
【００２０】
上述のように結晶化工程をＹ回繰り返し、薄い結晶膜をＹ層積層することにより得られた強誘電体膜は、積層された薄い結晶膜の積層界面、換言すると薄い結晶膜の表層近傍に相当する領域において、結晶構造中に金属元素の過不足が生じている領域が、強誘電体膜の膜厚方向に対して層状に出現する。
その結果、上述の領域では強誘電性を発現する複合酸化物の結晶構造が完全な状態となっていないため、得られる強誘電体膜の特性が理論的に期待される値まで達しない。
【００２１】
図２（ａ）は、従来のＣＳＤ法にて成膜したＰＺＴ膜の断面ＳＥＭ像を示しており、上述した薄い結晶膜を積層した際の積層界面１を確認できる。この界面領域の組成について詳細に分析すると、その上下部分と比較して鉛・ジルコニウム・チタン各元素の組成比が異なっている。具体的には、鉛元素の比が結晶化工程時の揮発による消失のために低くなり、また結晶化速度が比較的遅く結晶化に取り残された原子が集積することによりジルコニウム元素の比が高くなると同時に、チタン元素の比が低くなっている。
【００２２】
図２（ｂ）は、ＣＳＤ法にて成膜したＰＺＴ結晶膜の表面から膜厚方向内部に向けてＧＤ−ＯＥＳ法にて膜内の鉛、ジルコニウム、チタンの元素比を分析した結果を示している。同図において、結晶薄膜の積層界面を中心として、膜厚方向に上述のような組成比の変動が生じていることを確認できる。
一方、結晶構造中において金属元素の過不足が出現する現象は、結晶化工程前に形成されるアモルファス複合酸化物の積層膜の層間においても認められる。この、アモルファス複合酸化物積層膜の層間でも結晶構造中の金属元素の過不足が変化する理由について以下に説明する。
【００２３】
ＣＳＤ法による強誘電体膜の成膜プロセスでは、先ず導電層である下部電極膜の上に前駆体液を塗布し、この塗膜を加熱、乾燥、脱脂してアモルファス複合酸化物膜とするプロセスをＸ回繰り返してアモルファス複合酸化物膜を積層した上で結晶化を行う。このため、結晶化されるアモルファス複合酸化物積層膜は、その積層される回数及びタイミングによって結晶化工程投入時における膜下面が、導電層、アモルファス層、あるいはすでに結晶化された複合酸化物膜と、それぞれ異なる性質を有する層と接していることとなる。また上面についてもアモルファス膜あるいは空気層と、全く異なる性質を有する層と接している。
【００２４】
上述のような異なる界面層を有しているアモルファス複合酸化物積層膜が結晶化工程に投入された場合、その結晶化反応は特に界面近傍において、接している層の性質の影響を受けながら進むこととなるため、アモルファス複合酸化物積層膜の結晶化はその積層される回数及びタイミングによって異なる反応が進むこととなる。
その結果、作製された複合酸化物の薄い結晶膜中には、特に結晶化工程以前のアモルファス複合酸化物積層膜の界面近傍において、複合酸化物を形成する金属元素の移動度や揮発性の違いに起因する、結晶構造中に配位されているべき金属元素の過不足の状態が積層膜間で異なるという現象が生じる。
【００２５】
このようなアモルファス複合酸化物積層膜の結晶化工程時に生じる現象により強誘電体膜の膜厚方向の組成が不均一となる現象は、薄い結晶膜の積層界面のみならず一層の薄い結晶膜内部のアモルファス複合酸化物積層膜の界面近傍にも生じる。その結果、強誘電性を発現する複合酸化物の結晶構造が完全な状態となっていないため、得られた強誘電体膜の特性が理論的に期待される値に達しないのである。
上述の問題に対し、繰り返し行う結晶化工程毎に金属元素の過不足が多く生じている薄い結晶膜の表層部分をＣＭＰ研磨によって除去し、厚み方向の組成ばらつきを小さくする手法が、本願発明者によって提案されている。
【００２６】
しかし、上述の手法はＣＳＤ法を用いた成膜プロセスとは全く異なる研磨プロセスを交互に行う手法であり、両プロセス間を交互にシリコンウェハ基板をやりとりする複雑なシステムになると共に、スループットが低下するという問題点、及び研磨プロセスの後のシリコンウェハ基板表面に完全に除去できずに残留した研磨液が続く成膜プロセスでの欠陥発生原因となるという問題点があった。
さらに、ＣＳＤ法にて組成の異なる複数種類の前駆体液を準備し、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させながら積層成膜する手法は、得られる強誘電体膜の厚み方向の組成均一性を高め、強誘電体特性及び圧電体特性を向上させる効果が得られる。しかし一方で、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させた多種の前駆体液の準備コスト、さらに多種の前駆体液を使い分けて成膜する装置コストが非常に大きくなるという問題点があった。
【００２７】
また、最少種類の前駆体液を準備し、これを積層回数に合わせて適切に調合してきめ細かく組成を変化させながら積層成膜する手法は、多種の前駆体液を準備するコストを抑制しながら得られる強誘電体膜の厚み方向の組成均一性を高め、その強誘電体特性及び圧電体特性を向上させる効果が得られる。しかし一方で、１枚のシリコンウェハ基板上に成膜した強誘電体膜、またそこから得られる強誘電体素子または圧電素子の素子間における特性ばらつきが基板面内で大きくなり、歩留まりが低下するという問題点があった。
【００２８】
そこで本発明の手法では、最少種類準備した前駆体液を、積層回数に応じた最適組成に合わせて適切に調合させた後、この調合済み前駆体液を前駆体液の合成反応温度まで加熱し、続いて所定の塗布温度まで冷却させた後、これをシリコンウェハ基板上に滴下して塗布する手法を採用し、さらにこの手法で得られた塗膜に対し、所定の乾燥・熱分解・結晶化工程処理を行って強誘電体薄膜を積層成膜することにより、強誘電体膜の膜厚方向のみならず基板面内における均一性にも優れた強誘電体膜を得ることができる。
【００２９】
ＣＳＤ法を代表するゾルゲル法は、金属（Ｍ）の有機または無機化合物を溶液中で加水分解し、続いて重縮合反応を進めることで金属―酸素−金属（Ｍ−Ｏ−Ｍ）の結合を有する重合体を形成し、これを加熱することによりセラミックスを作製する方法である。Ｍ−Ｏ−Ｍの重合度が低い場合は「ゾル」と呼ばれる液体であるが、重縮合が進むと「ゲル」と呼ばれる固体となる。
このゾルゲル法で強誘電体膜となる複合酸化物結晶膜、例えばＰＺＴ結晶膜を作製する場合、ＰＺＴ結晶を形成する金属、すなわち鉛、ジルコニウム、チタンそれぞれの化合物を一つの溶液中で加水分解後に重縮合反応を進めた溶液であるゾルを準備し、下部電極を成膜したシリコンウェハ基板上にこれを塗布して加熱すればよい。ちなみにこのゾルがＰＺＴ結晶膜を得るための前駆体液となる。
【００３０】
上述した問題点、特に最少種類の前駆体液を準備してこれを積層回数に合わせて適切に調合してきめ細かく組成を変化させながら積層成膜を行う手法において、強誘電体特性の基板面内における均一性が損なわれる問題について、例えばＰＺＴ結晶膜を成膜するため、ＰＴ（チタン酸鉛）前駆体液とＰＺ（ジルコン酸鉛）前駆体液とをそれぞれ準備し、積層回数に合わせて両者を適切に調合してきめ細かく組成を変化させながら積層成膜する場合で考察する。
【００３１】
ＰＺ前駆体液には、鉛を有する化合物の重合体、チタンを有する化合物の重合体、そして両者が結合した重合体（ダブルアルコキシド）が含まれている。一方、ＰＺ前駆体液には、鉛を有する化合物の重合体、ジルコニウムを有する化合物の重合体、そして両者が結合した重合体（ダブルアルコキシド）が含まれている。
ＰＴ前駆体液とＰＺ前駆体液とを調合してＰＺＴ前駆体液（調合前駆体液）とした場合、両前駆体液を均一に混合し基板上に塗布することによって得られる塗膜中のＰＺＴの各成分比は、基板上の塗膜のどの部分においても基本的には同一となるはずであるが、調合前駆体液中のチタン重合体とジルコニウム重合体との間にダブルアルコキシドのような強い結合関係が存在しないため、スピンコート法等によって基板上に調合前駆体液を塗り広げて塗膜を形成する際に、チタン重合体とジルコニウム重合体との塗り広がり方に違いが生じる。その結果、塗膜面全体として両者の組成均一性を完全とすることができず、得られたＰＺＴ結晶膜特性の基板面内均一性が損なわれることとなる。
【００３２】
この問題点に対して、本発明では、積層回数に合わせて調合した前駆体液を、塗布する前に前駆体液の合成反応温度まで加熱する処理を加えている。この加熱処理により、調合前駆体液中の混合状態がより均一になると共に、調合前駆体液中のチタン重合体とジルコニウム重合体との間にも重合反応が促進され、両者の間に強い結合関係が生じる。その結果、これを基板上に塗布した塗膜中のＰＺＴ結晶膜としての均一性がより高まり、得られるＰＺＴ結晶膜特性の基板面内均一性を向上することができる。
【００３３】
つまり、ＣＳＤ法にて強誘電性を有する複合酸化物結晶膜を積層して強誘電体膜を形成する成膜方法、特にスピンコート法による前駆体液の塗布工程において、一度の結晶化工程に投入されるまでＸ回行われるスピンコート法による前駆体液の塗布に関し、１回目、２回目・・・、Ｘ回目に塗布される前駆体液の液中に分散されている各複合酸化物成分組成を積層回数に合わせて適切に変化させながら規定することが特徴である。
また、積層回数毎に異なる複合酸化物成分組成の前駆体液を塗布工程毎に予め準備した最少種類の前駆体液を適切に調合して作製することが特徴である。
また、調合した前駆体液を前駆体液の合成反応温度まで加熱し、続いて所定の塗布温度まで冷却した後に基板上に滴下及び塗布することが特徴である。
以下、本発明の特徴を詳細に説明する。
【００３４】
図３は、本発明に係る方法により強誘電体膜を形成する自動成膜装置１０を示している。この自動成膜装置１０は、下部電極が成膜された図示しないシリコンウェハ基板を１枚ずつ流動させる枚様式装置であり、基板を収納する収納部材９、基板を装置内の各部位へ搬送する搬送装置２、装置内における基板受け渡し並びに装置を構成する各部位での基板の位置決め及び芯出しを行うアライナ３、強誘電体膜の前駆体液を基板上に塗布するスピナ塗布装置４、塗布された前駆体液の乾燥を行うホットプレート５、乾燥膜の熱分解工程並びに結晶化工程の熱処理を行うＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置６、ＲＴＡ装置での熱処理後のウェハ冷却を行う冷却ステージ７を有している。本実施形態では、熱分解工程と結晶化工程とを共通のＲＴＡ装置６の１台で行っているが、熱分解工程と結晶化工程とをそれぞれ異なる２台のＲＴＡ装置で行う構成、あるいは熱分解工程をホットプレート５で行い結晶化工程をＲＴＡ装置６で行う構成としてもよい。
【００３５】
収納部材９に収納された基板は、先ず始めにアライナ３によって位置決め及び芯出しがなされた後に、図１に示すフローチャートに従い搬送装置２によってチャート中の各工程を担当する部位間を流動する。アライナ３によって位置決め及び芯出しなされた基板は、スピナ塗布装置４に投入されて前駆体液が塗布され、続いて前駆体液の塗膜が形成された基板は搬送装置２によってホットプレート５に投入されて、塗布された前駆体塗膜の加熱及び乾燥処理が行われる。乾燥工程を終えた基板は搬送装置２によってＲＴＡ装置６に投入され、前駆体乾燥膜の加熱及び熱分解処理が行われる。
【００３６】
続いて、上述した塗布工程ないし熱分解工程を所定回数（Ｘ回）繰り返した後、ＲＴＡ装置６にて熱分解温度よりも高温の結晶化温度までシリコンウェハ基板上に成膜された積層アモルファス膜を加熱して結晶化を行い、強誘電性を有する複合酸化物結晶薄膜を形成させる。そして、上述の塗布工程ないし結晶化工程を所定回数（Ｙ回）繰り返して複合酸化物結晶薄膜を積層成膜することにより所望の厚みを有する強誘電体膜を形成し、これをさらに加工することにより狙いとする圧電素子等のデバイスを得る。
【００３７】
本発明の特徴は、特に上述した強誘電体膜成膜プロセスにおける強誘電体膜の前駆体液をウェハ基板上に塗布する塗布工程にある。
図４は、本実施形態に用いられる、前駆体液をウェハ基板上に塗布するスピナ塗布装置４を示している。スピナ塗布装置４は、シリコンウェハ基板８を吸着保持するスピナチャック１１、スピンドルモータ１２と接続されスピナチャック１１に吸着保持されたシリコンウェハ基板８を制御装置１３に入力されたプログラムに従って回転させるスピンドル１４、前駆体液をシリコンウェハ基板８上に滴下する滴下機構１５を有している。本発明の特徴部は、この滴下機構１５にある。
【００３８】
滴下機構１５は、図示しない前駆体液を収納する前駆体液容器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、各前駆体液容器１６と調合タンク１９とを接続する送液ライン１７を有している。送液ライン１７には、制御装置１３によって定められた容量の前駆体液を前駆体液容器１６から調合タンク１９へと送液する定容量ポンプ１８が途中に組み込まれている。
また調合タンク１９には、制御装置１３によって制御される加熱機構２０と攪拌機構２１とが設けられていると共に、調合タンク１９内の調合前駆体液を冷却タンク２２に送液する加圧ライン２３とタンク内部の洗浄を行うパージライン２４とが接続されている。
さらに冷却タンク２２には、制御装置１３によって制御される冷却機構２５と攪拌機構２６とが設けられていると共に、アーム２７を経由して冷却タンク２２内の調合前駆体液をノズル２８から吐出させてシリコンウェハ基板８上に滴下する加圧ライン２９と、タンク内並びに冷却タンク２２からアーム２７を経由してノズル２８までの滴下ライン内部の洗浄を行うパージライン３０とが接続されている。
【００３９】
また本実施形態では、前駆体液容器１６から定容量ポンプ１８を介して前駆体液を調合タンク１９まで送液する送液ライン１７として、塗布回数（積層回数）に応じて滴下及び成膜する塗膜の組成を適切な組成に調整するために必要かつ最少種類の前駆体液の数に応じた本数を揃えている。
そして、１回目、２回目・・・、Ｘ回目に塗布される前駆体液について、それぞれの回数に応じてきめ細かく定められた複合酸化物成分組成となるように、予め準備した最少種類の前駆体液をそれぞれ定容量ポンプ１８で計量しつつ調合タンク１９に送液して調合する。次に、調合タンク１９内にて調合した前駆体液を、調合前の前駆体液の合成反応温度まで加熱する。そしてこの調合された前駆体液を冷却タンク２２に送液し、所定の塗布温度まで冷却した後にシリコンウェハ基板８上に滴下及び塗布し、これを図１に示した塗布工程以降の工程に投入して所望の膜厚を有する強誘電体膜を成膜する。
【００４０】
このようなプロセスによって得られた強誘電体膜は、結晶化工程あるいは熱分解工程における加熱プロセスにて生じる複合酸化物結晶中の組成変動を補うように、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させた前駆体液を用いて成膜を行っているので、厚み方向の組成均一性が高く良好な強誘電体特性及び圧電体特性を得ることができる。
また、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させた前駆体液は、最少種類の前駆体液を準備してこれを積層回数に合わせて適切に調合してきめ細かく組成を変化させているので、多種の前駆体液を準備するコストを抑制することができる。
【００４１】
さらに本発明では、１回の塗布工程毎に適切な組成に調合した前駆体液を、塗布前に調合前の前駆体液の合成反応温度まで加熱し、混合及び調整した各前駆体液成分間の重合を促す操作を行っているので、調合した前駆体液の均一性が良好となり、これを成膜した強誘電体膜のシリコンウェハ基板面内均一性が高くなる。その結果、１枚のシリコンウェハ基板から取り出す素子の歩留まりが向上する。
そして、調合前の前駆体液の合成反応温度まで加熱した調合前駆体液をシリコンウェハ基板上に滴下及び塗布する前に、所定の塗布温度まで冷却する操作を行っているため、得られる強誘電体膜の膜厚が異なる基板間でも均一となり、得られる強誘電体素子の品質を安定させることができる。
以下に、具体例を示す。
【００４２】
良好な強誘電体及び圧電体特性を有することで知られるＭＰＢ組成のチタン酸ジルコン酸鉛（鉛：ジルコニウム：チタン＝１００：５３：４７）の厚さ１．２μｍの強誘電体膜を図１に示す工程で、Ｘ＝４、Ｙ＝４の条件で作製する。この条件において、Ｘ＝１（プロセス１回目の前駆体液の塗布）における前駆体液中の鉛とジルコニウムとチタンの比は、１１５：５２：４８、以下Ｘ＝２で１１０：５４：４６、Ｘ＝３で１１０：５６：４４、Ｘ＝４で１２０：５０：５０の組成となる前駆体液をそれぞれの積層回数のタイミングにて塗布する。
【００４３】
上述のＰＺＴ組成となる前駆体液を調合するため、出発材料として酢酸鉛三水和物、ジルコニウムプロポキシド、チタニウムイソプロポキシド、共通溶媒として２−メトキシエタノールを採用し、以下に示す３種類の前駆体液（原液）を合成した。
ＰＺ前駆体液（ＰＺ濃度０．５ｍｏｌ／Ｌ、鉛ジルコニウム組成比＝１１０：１００）
ＰＴ前駆体液（ＰＴ濃度０．５ｍｏｌ／Ｌ、鉛チタン組成比＝１１０：１００）
鉛前駆体液（ＰＢ濃度０．５ｍｏｌ／Ｌ）
【００４４】
先ず、ＰＺ前駆体液の合成について説明する。所定量秤量した酢酸鉛三水和物を２−メトキシエタノールに溶解させた後、乾燥雰囲気下で２−メトキシエタノールの沸点（１２５℃）を超える溶液温度、好ましくは１３０〜１３５℃の溶液温度にて１２時間加熱した。この間、結晶水を２−メトキシエタノールと共に分留及び脱水させると共に、酢酸鉛の酢酸基と２−メトキシエタノールのメトキシエトキシ基とが置換する反応が進む。
次に、酢酸鉛三水和物の脱水工程が終了した後、溶液温度を８０℃以下に下げた状態で所定量のジルコニウムプロポキシドを投入し、再び２−メトキシエタノールの沸点を超える溶液温度、好ましくは１２８〜１３０℃の溶液温度にて１２時間加熱した。この間、ジルコニウムプロポキシドのプロピル基と２−メトキシエタノールのメトキシエトキシ基とが置換するアルコール交換反応、酢酸鉛の酢酸基とアルコール基間のエステル化反応が生じる。これ等副反応生成物を２−メトキシエタノールと共に分留させると共に、溶液中の鉛化合物とジルコニウム化合物間にも重合反応が進む。
そして、上述の反応が完了し加熱を停止させて室温まで冷却した合成液に、所定の濃度となるように２−メトキシエタノールを加えてＰＺ前駆体液を完成させる。
ＰＴ前駆体液の合成もＰＺ前駆体液の合成と同様に行われる。また、鉛前駆体液の合成プロセスは、ＰＴ前駆体液の合成プロセスの前半を終えた時点で所定の鉛前駆体濃度となるように、２−メトキシエタノールを加えて鉛前駆体液が完成する。これが本発明の第１の工程である。
【００４５】
次に、ＰＺＴ強誘電体膜の成膜について説明する。
合成したＰＺ前駆体液、ＰＴ前駆体液、鉛前駆体液を図４に示す前駆体液容器１６ａ，１６ｂ，１６ｃにそれぞれ注入する。次に、図３に示す自動成膜装置１０の収納部材９に収納されたシリコンウェハ基板８は、アライナ３によって位置決め及び芯出しが行われた後、搬送装置２によりスピナ塗布装置４に投入されて１回目の前駆体液の塗布が行われる（図１におけるＸ＝１、Ｙ＝１）。
このとき、前駆体液容器１６ａ，１６ｂ，１６ｃから定容量ポンプ１８によってＰＺ前駆体液ＰＴ前駆体液、鉛前駆体液がそれぞれ５２：４８：６の比率で調合タンク１９に投入されて攪拌され、溶液温度が調合前の前駆体液の合成反応温度を超える１３２℃になるまで加熱される（ＰＺＴ比＝１１５：５２：４８の調合前駆体液となる）。これが本発明の第２の工程である。
【００４６】
続いて調合前駆体液は、加圧ライン２３を操作することにより冷却タンク２２に移送され、その内部で溶液温度が２５℃となるように冷却される。このとき調合タンク１９では、パージライン２４を操作することにより導入された洗浄液（２−メトキシエタノール）によって内部が洗浄され、洗浄に用いられた廃液はパージライン２４から廃液タンク３１に排出される。これが本発明の第３の工程である。
そして、所定の溶液温度に冷却された調合前駆体液は、加圧ライン２９を操作させて導入された加圧ガスによりアーム２７を経由してノズル２８から吐出されシリコンウェハ基板８上に滴下される。調合前駆体液の滴下を終えた後、冷却タンク２２並びに冷却タンク２２からノズル２８までの滴下ラインでは、調合タンク１９と同様にパージライン３０を操作させてタンク内部並びに滴下ライン内部の洗浄が行われ、使用された洗浄廃液は廃液タンク３１に排出される。これが本発明の第４の工程である。
【００４７】
続いて、シリコンウェハ基板８上に滴下された調合前駆体液に対し、制御装置１３に入力されたプログラムに従ってスピンドル１４を最大２５００ｒｐｍまで回転させて余分な調合前駆体液の振り切りを行い、シリコンウェハ基板８上に前駆体液の塗膜を形成する（塗布工程）。
前駆体液の塗膜が形成されたシリコンウェハ基板８は、搬送装置２によって設定温度１２０℃に加熱されたホットプレート５に１分間投入され、前駆体塗膜の加熱及び乾燥処理を行う（乾燥工程）。
【００４８】
乾燥工程を終えたシリコンウェハ基板８は、搬送装置２によってＲＴＡ装置６に投入され、設定温度４８０℃、加熱時間５分の条件にて前駆体乾燥膜の加熱及び熱分解処理を行う（熱分解・脱脂工程）。
熱分解行程を終えたシリコンウェハ基板８は、搬送装置２によって冷却ステージに５分間以上投入され、室温まで冷却される（冷却工程）。
【００４９】
上述した塗布工程ないし熱分解工程（冷却工程）をさらに３回繰り返すのであるが、２回目の塗布工程において調合されるＰＺ前駆体液、ＰＴ前駆体液、鉛前駆体液の比率は５４：４６：０（ＰＺＴ比＝１１０：５４：４６の調合前駆体液）、３回目の塗布工程において調合されるＰＺ前駆体液、ＰＴ前駆体液、鉛前駆体液の比率は５６：４４：０（ＰＺＴ比＝１１０：５６：４４の調合前駆体液）、４回目の塗布工程において調合されるＰＺ前駆体液、ＰＴ前駆体液、鉛前駆体液の比率は５０：５０：１２（ＰＺＴ比＝１２０：５０：５０の調合前駆体液）に調合条件を変更する。
所定回数（Ｘ＝４回）のプロセスを繰り返した後、ＲＴＡ装置６にて熱分解温度よりも高い結晶化温度の７８０℃までシリコンウェハ基板８上に成膜された積層アモルファス膜を加熱し、これを７分間保持して結晶化を行い、強誘電性を有する複合酸化物結晶薄膜を形成させる。この塗布工程ないし結晶化工程を所定回数（Ｙ＝４回）繰り返して複合酸化物結晶薄膜を積層成膜することにより、所望の厚みである１．２μｍの厚みの強誘電体膜を形成する。
【００５０】
上述したプロセスを経て得られたＰＺＴ膜の断面ＳＥＭ像を図５に示す。従来のＣＳＤ法によって成膜したＰＺＴ膜（図２（ａ）参照）とは異なり、積層結晶膜間の界面が認められず厚み方向で均一な組成を有している。この結果、本発明で得られた強誘電体膜であるＰＺＴ膜をさらに加工して得られる強誘電体素子、あるいは圧電素子の特性は、従来のものと比較して良好な特性を示している。
【００５１】
本発明の方法により得られたＰＺＴ膜の結晶性を評価するため、Ｘ線回折装置で測定した（２００）結晶ピーク強度の面内分布を図６（ａ）に示す。また、本発明と同様に積層回数毎に異なる複合酸化物成分組成の前駆体液を、塗布工程毎に予め準備した最少種類の前駆体液を適切に調合して塗布する方法で強誘電体膜の成膜を行うが、調合した前駆体液の加熱処理を行わない従来手法で成膜したＰＺＴ膜の（２００）結晶ピーク強度の面内分布を図６（ｂ）に示す。
【００５２】
ＰＺＴ膜の（２００）結晶ピーク強度の面内分布の比較より、調合した前駆体液を塗布する前に加熱処理を行う本発明の方が、加熱処理を行わない従来の方法と比較して得られる強誘電体結晶膜における結晶性の面内ばらつきが小さい（面内の均一性が向上する）ことが認められる。
その結果、本発明の成膜方法により得られた強誘電体結晶膜は、それが成膜されたシリコンウェハ基板面内で均一な強誘電体特性あるいは圧電体特性を発現するようになり、これを加工して得られる強誘電体素子、あるいは圧電素子の素子間のばらつきが小さく抑えられ歩留まりを向上することができる。
【００５３】
なお、上述した強誘電体膜の均一性が向上する効果のさらに他の要因として、前駆体液合成反応温度まで加熱した調合前駆体液をシリコンウェハ基板上に滴下及び塗布する前に、所定の塗布温度まで冷却することが挙げられる。その結果、得られる強誘電体膜の膜厚の均一性が１枚のシリコンウェハ基板内、さらに異なる基板間で高くなり、膜厚のばらつきに起因する強誘電体特性あるいは圧電体特性のばらつき発生が抑制され、得られる強誘電体素子の品質が基板内、さらに異なる基板間においても安定する。
【００５４】
図７は、本発明の成膜方法により作成した強誘電体膜を加工して得られる強誘電体素子が用いられる液体吐出ヘッドの液室長手方向における断面図を示している。同図において液体吐出ヘッド３１は、基板の一面に設けたノズル孔から液滴を吐出させるサイドシュータタイプのものである。液体吐出ヘッド３１は、流路板３２に、液滴吐出エネルギを発生する強誘電体素子からなる圧電素子３３、振動板３４を備えた加圧液室隔壁で仕切られた複数の加圧液室３５、流体抵抗部３６、及び共通液室３７を形成している。
流路板３２には、加圧液室３５の一部壁面を構成する、圧電素子３３の駆動により振動する板である振動板３４が設けられており、振動板３４を介して加圧液室３５と対向する部位には圧電素子３３が設けられている。また、共通液室３７には共通液滴流路３８が形成されており、ここを介して液滴であるインクを外部から供給可能に構成されている。圧電素子３３は、下部電極である共通電極３９、上部電極である個別電極４０、強誘電体膜からなる圧電体４１を有しており、圧電体４１は共通電極３９と個別電極４０とによって挟持されている。
【００５５】
流路板３２の上方に配設されたフレーム４２には、外部から液滴を供給する液滴供給口４３、液流路部である共通液滴流路３８、及び振動板３４の撓みを許容する凹部４４が形成されている。また、流路板３２の下方に配設されたノズル板４５には、個々の加圧液室３５に対応した位置にノズル孔４６が形成されている。共通電極３９の上位には層間絶縁膜４７が形成され、その上位には配線４８が形成され、さらにその上位には配線４８を保護する目的でパッシベーション膜４９が形成されている。
上述の構成において、流路板３２、圧電素子３３、振動板３４、共通電極３９、層間絶縁膜４７、配線４８によってアクチュエータ基板５０が構成されている。そして、アクチュエータ基板５０及びフレーム４２及びノズル板４５を接合することによって液体吐出ヘッド３１が構成される。また、配線４８と個別電極４０とは、層間絶縁膜４７に形成された接続孔５１を介して互いに接続されている。
【００５６】
上述のように構成された液滴吐出ヘッド３１では、各加圧液室３５内に液体、例えばインク等の記録液が充填された状態で図示しない制御部から画像データが送られる。そして送られた画像データに基づき、記録液の吐出を行いたいノズル孔４６に対応する個別電極４０に対して、発振回路により配線４８及び層間絶縁膜４７に形成された接続孔５１を介して、例えば２０Ｖのパルス電圧を印加する。パルス電圧の印加により、電歪によって圧電体４１そのものが振動板３４と平行な方向に縮み、振動板３４が加圧液室３５方向に撓む。これにより加圧液室３５内の圧力が急激に上昇し、加圧液室３５に連通するノズル孔４６から記録液が吐出される。
パルス電圧印加後は、縮んだ圧電体１２が復元することから撓んだ振動板３が元の位置に戻るため、加圧液室５内が共通液室８内に比して負圧となる。これにより、外部から液滴供給口６６を介して供給されるインクが共通液滴流路９及び共通液室８から流体抵抗部７を介して加圧液室５に供給される。これを繰り返すことにより、液滴を連続的に吐出することができ、液滴吐出ヘッド１に対向して配置した被記録媒体（例えば用紙）に画像を形成することができる。
【００５７】
次に、上述した液体吐出ヘッド３１を一体化した液体カートリッジを説明する。
図８に示す液体カートリッジとしてのインクカートリッジ５２は、ノズル孔４６等を有する液滴吐出ヘッド３１と、液滴吐出ヘッド３１にインクを供給するインクタンク５３とを一体化したものである。このようなインクタンク５３と液滴吐出ヘッド３１とを一体的に有するインクカートリッジ５２では、強誘電体膜の面内特性のばらつきを小さくすることにより一枚の基板から作製する強誘電体素子の歩留まりを向上することが可能となり、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
次に、上述した液体吐出ヘッド３１を搭載した液体吐出装置としてのインクジェット記録装置を図９及び図１０に基づいて説明する。
液体吐出装置としてのインクジェット記録装置５４は、その装置本体内部に主走査方向に対して移動可能であり液体吐出ヘッド３１を搭載するキャリッジ５５を有している。また装置本体内部には、液体吐出ヘッド３１及び液体吐出ヘッド３１にインクを供給するインクカートリッジ５６等で構成される印字機構部５７等が収納されている。装置本体の下部には、前方側から多数枚の用紙５８を積載可能な給紙カセット（給紙トレイでもよい）５９が抜き差し自在に装着されている。さらに装置本体には、用紙５８を手差しで給紙する際に開放される手差しトレイ６０が配設されている。インクジェット記録装置５４は、給紙カセット５９または手差しトレイ６０から給紙される用紙５８を取り込み、印字機構部５７によって所望の画像を記録した後、画像形成後の用紙５８を後面側に配設された排紙トレイ６１に排出する。
【００５９】
印字機構部５７は、図示しない左右の側板に掛け渡されたガイド部材である主ガイドロッド６２と従ガイドロッド６３とキャリッジ５５とを主走査方向に摺動自在に保持している。キャリッジ５５には、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色インク液滴を吐出する液体吐出ヘッド３１が設けられている。液体吐出ヘッド３１は、複数のノズルが主走査方向と交差する方向に並ぶ態様で、インク液滴吐出方向を下方に向けて装着されている。
またキャリッジ５５には、液体吐出ヘッド３１に各色インクを供給する各インクカートリッジ５６が交換可能に装着されている。インクカートリッジ５６は、上方に大気と連通する大気口を、下方に液体吐出ヘッド３１へインクを供給する供給口をそれぞれ有している。インクカートリッジ５６の内部にはインクが充填された多孔質体が設けられており、多孔質体の毛管力によって液体吐出ヘッド３１に供給されるインクを僅かな負圧に維持している。また、液体吐出ヘッド３１としては各色個別のものを用いているが、各色のインク液滴を吐出するノズルを有する単一の液体吐出ヘッドを用いてもよい。
【００６０】
キャリッジ５５は、後方側である用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド６２に摺動自在に嵌装され、前方側である用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド６３に摺動自在に載置されている。キャリッジ５５を主走査方向に移動走査させるため、主走査モータ６４で回転駆動される駆動プーリ６５と従動プーリ６６との間にタイミングベルト６７を掛け渡し、タイミングベルト６７をキャリッジ５５に固定している。この構成より、主走査モータ６４の正逆回転により、キャリッジ５５が往復移動される。
一方、給紙カセット５９にセットした用紙５８を液体吐出ヘッド３１の下方側へと搬送するため、給紙カセット５９から用紙５８を分離給送する給紙ローラ６８及びフリクションパッド６９が配設されている。また、用紙５８を案内するガイド部材７０、給紙された用紙５８を反転させて搬送する搬送ローラ７１が配設されている。さらに、搬送ローラ７１の周面に押し付けられる搬送コロ７２、搬送ローラ７１から用紙５８の送り出し角度を規定する先端コロ７３が設けられている。搬送ローラ７１は、図示しない副走査モータによってギヤ列を介して回転駆動される。
【００６１】
キャリッジ５５の主走査方向における移動範囲に対応し、搬送ローラ７１から送り出された用紙５８を液体吐出ヘッド３１の下方位置で案内するため、用紙ガイド部材である印写受け部材７４が配設されている。印写受け部材７４の用紙搬送方向下流側には、用紙５８を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ７５及び拍車７６が設けられている。また、さらに用紙５８を排紙トレイ６１に送り出す排紙ローラ７７及び拍車７８と、排紙経路を形成するガイド部材７９，８０が配設されている。
【００６２】
上述のインクジェット記録装置５４では、記録時においてキャリッジ５５を移動させつつ画像信号に応じて液体吐出ヘッド３１を駆動する。これにより、停止している用紙５８にインクを吐出して１行分を記録し、その後に用紙５８を所定量搬送した後に次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙５８の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、インクジェット記録装置５４は記録動作を終了させて用紙５８を排紙する。
キャリッジ５５の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液体吐出ヘッド３１の吐出不良を回復させるための回復装置８１が配設されている。回復装置８１は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ５５は印字待機中に回復装置８１側に移動され、キャッピング手段で液体吐出ヘッド３１をキャッピングしてノズルを湿潤状態に保つことにより、インク乾燥による吐出不良の発生を防止している。また、記録途中等に記録とは関係のないインクを吐出することにより、全てのノズルのインク粘度を一定にさせて安定した吐出状態を維持している。
【００６３】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液体吐出ヘッド３１のノズルを密封し、チューブを通して吸引手段によりノズルからインクと共に気泡等を吸い出す。そして、ノズル面に付着したインクやごみ等をクリーニング手段によって除去し、これにより吐出不良が回復する。また、吸引したインクは本体下部に設けられた図示しない廃インク溜まりに排出され、廃インク溜まり内部に設けられたインク吸収体に吸収保持される。
上述したインクジェット記録装置５４では、本発明の液体吐出ヘッド３１を搭載しているので、安定したインク吐出特性を得ることができ、画像品質を向上させることができる。また、上述の説明では液体吐出ヘッド３１としてインクを吐出するものを示したが、本発明が適用可能な液滴はインクには限られず、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する装置に液体吐出ヘッド３１を適用してもよい。さらには遺伝子分析試料を吐出する装置に液体吐出ヘッド３１を適用してもよい。
【００６４】
上述した実施形態では、画像が形成される被記録媒体として用紙５８を示した。この用紙５８とは記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。また用紙以外の記録媒体として、ＯＨＰシート、ＯＨＰフィルム、樹脂フィルム等、シート状を呈し画像形成可能な物質であればどのようなものを用いてもよい。
【００６５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６６】
８  シリコンウェハ基板
３１  液体吐出ヘッド
３３  強誘電体素子（圧電素子）
４１  強誘電体膜（圧電体）
５４  液体吐出装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特開２０１３−６３５８０号公報
【図１】
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【図２】
2017199719.tif 000004
【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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【図１０】
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