JP2005294438A

JP2005294438A - Thermal oxidation method, piezoelectric actuator with substrate formed thereby, and liquid injection device

Info

Publication number: JP2005294438A
Application number: JP2004105641A
Authority: JP
Inventors: Masami Murai; 正己村井; Maki Ito; マキ伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal oxidation method in order to stabilize the adhesion of a metallic oxide film and an underlying layer. <P>SOLUTION: The thermal oxidation method is performed such that two or more substrates 14 are fixed to a jig 12, and supplied to a thermal oxidation furnace 10, in order to form a metallic oxide film by oxidizing the metal film on the surface of a substrate. The distance between the substrates fixed to the jig is set at least 1/4 or more of the substrate diameter. The metal film comprises one of zirconium, aluminum, and titanium. It is preferable that the transfer speed is preferably 200 mm/minute or more at the time of supplying the jig to the thermal oxidation furnace. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の基板を治具に固定し、これを熱酸化炉に投入して、基板表面の金属膜を酸化して金属酸化膜を形成する熱酸化方法に係わり、この熱酸化方法によって得られた圧電アクチュエータを基板に形成する場合において有用な熱酸化方法に関するものであり。それを備えた液体噴射装置に及ぶ。 The present invention relates to a thermal oxidation method in which a plurality of substrates are fixed to a jig, put into a thermal oxidation furnace, and a metal film on the surface of the substrate is oxidized to form a metal oxide film. The present invention relates to a thermal oxidation method useful in forming the obtained piezoelectric actuator on a substrate. It extends to the liquid ejecting apparatus equipped with it.

この種のインクジェットヘッドに関する従来例として、例えば、特開２００３−１４５７６２号公報に記載されたものが存在する。このものは、安定した液滴吐出特性を持って信頼性が向上されてなる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供するために、同公報の図２に示されるように、ノズル開口に連通する圧力発生室１２が形成される流路形成基板１０と、該流路形成基板１０の一方面側に振動板を介して設けられた下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０からなる圧電素子３００とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記圧力発生室１２と同一の深さを有すると共に前記圧力発生室１２の長手方向一端部に連通して当該圧力発生室に液体を供給する液体供給路１４が前記流路形成基板１０に設けられ、且つ該液体供給路１４に対向する領域の前記振動板上に補強膜１００を設けると共に該補強膜１００と前記振動板との全体の内部応力を引張り応力として、振動板の剛性を向上することを特徴とするものである。さらに、同公報には、前記補強膜が、酸化ジルコニウム層を含むこと、そして、前記酸化ジルコニウム層が、前記振動板の一部を兼ねることが記載されている。 As a conventional example of this type of ink jet head, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-145762. In order to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus having stable droplet ejection characteristics and improved reliability, as shown in FIG. 2 of the same publication, this is a pressure communicating with a nozzle opening. A piezoelectric element 300 including a flow path forming substrate 10 in which the generation chamber 12 is formed, and a lower electrode 60, a piezoelectric layer 70, and an upper electrode 80 provided on one surface side of the flow path forming substrate 10 via a vibration plate. A liquid supply path 14 having the same depth as the pressure generating chamber 12 and communicating with one end in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12 to supply liquid to the pressure generating chamber. A reinforcing film 100 is provided on the diaphragm in a region provided on the flow path forming substrate 10 and facing the liquid supply path 14, and the internal stress of the reinforcing film 100 and the diaphragm is taken as a tensile stress. ,vibration It is characterized in that to improve the rigidity. Further, the publication describes that the reinforcing film includes a zirconium oxide layer, and that the zirconium oxide layer also serves as a part of the diaphragm.

この酸化ジルコニウム層は、振動板であるＳｉＯ₂上にスパッタリング等によって金属ジルコニウム膜を形成し、次いで熱酸化炉で酸化されることによって形成される。なお、特開平５−１３５４８号公報に記載のように、リング状ウエハ支持装置に支持される複数の基板間のピッチを極力小さくして、１回のバッチ処理によって多数のウエハを熱酸化処理するようにしている。
特開２００３−１４５７６２号公報特開平５−１３５４８号公報 This zirconium oxide layer is formed by forming a metallic zirconium film on SiO ₂ which is a diaphragm by sputtering or the like and then oxidizing it in a thermal oxidation furnace. As described in JP-A-5-13548, the pitch between a plurality of substrates supported by a ring-shaped wafer support apparatus is made as small as possible, and a large number of wafers are thermally oxidized by one batch process. Like that.
JP 2003-145762 A JP-A-5-13548

しかしながら、本発明者が特許文献２記載の熱酸化処理について検討したところ、ウエハ支持装置に多数のウエハを固定して、熱酸化すると輻射熱が全てのウエハ（基板）に均等に十分行き渡らず、輻射熱の影響が不均一となることから、基板が固定される位置によって金属酸化膜と下地層との密着性が低下してしまうという課題を本願発明者は知るに至った。このように密着性低下があり、時として金属酸化膜が下地層から剥離することがあると、ひいては、圧電体素子への信頼性が低下するという課題がある。 However, when the present inventor examined the thermal oxidation process described in Patent Document 2, when a number of wafers were fixed to the wafer support apparatus and thermally oxidized, the radiant heat did not spread evenly over all the wafers (substrates), and the radiant heat Therefore, the inventor of the present application has come to know the problem that the adhesion between the metal oxide film and the base layer is lowered depending on the position where the substrate is fixed. If there is a decrease in adhesion as described above and the metal oxide film sometimes peels off from the underlayer, there is a problem that reliability to the piezoelectric element is lowered.

そこで、本願発明は、このような課題を解決するために、金属酸化膜と下地層との密着性を安定させるための熱酸化方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermal oxidation method for stabilizing the adhesion between a metal oxide film and a base layer in order to solve such a problem.

本発明者は、前記目的を達成するために、複数の基板を熱酸化炉に投入される際に、輻射熱が全ての基板に均等に供給されるよう配慮し、本願発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、複数の基板を治具に固定し、これを熱酸化炉に投入して、基板表面の金属膜を酸化して金属酸化膜を形成する熱酸化方法であって、前記治具に固定される基板間の距離を、基板直径の少なくとも１／４以上にしたことを特徴とするものである。このようにすることにより、熱酸化炉内での全ての基板に輻射熱が均等に行き渡り、複数の基板間および同一基板内で金属酸化膜と下地膜との間の密着力を所定の値以上に確保できるものである。基板間の距離の上限は、必要な作業効率を確保する点から決定される。すなわち、この上限値は、ｆ（ｍ）∝（ｔ／ｍ）＝（ｋ・（ｔ／ｍ））、（ｔは、治具が複数の基板を収納できる全長、ｍは1回の熱処理の際に要求される基板の処理枚数）から決定される。ｋは、適宜決定される係数である。例えば、ｋは、酸化炉の特性(加熱温度、昇温特性等)、基板の搬送速度等を考慮して、適宜決定されて良い。 In order to achieve the above object, the present inventor considered that radiant heat is evenly supplied to all the substrates when a plurality of substrates are put into a thermal oxidation furnace, and has completed the present invention. . That is, the present invention is a thermal oxidation method in which a plurality of substrates are fixed to a jig, which is put into a thermal oxidation furnace, and a metal film on the surface of the substrate is oxidized to form a metal oxide film. The distance between the substrates fixed to the tool is at least 1/4 or more of the substrate diameter. By doing so, the radiant heat is evenly distributed to all the substrates in the thermal oxidation furnace, and the adhesion force between the metal oxide film and the base film between a plurality of substrates and within the same substrate becomes a predetermined value or more. It can be secured. The upper limit of the distance between the substrates is determined from the viewpoint of ensuring necessary work efficiency. That is, this upper limit value is f (m) ∝ (t / m) = (k · (t / m)), (t is the total length that the jig can store a plurality of substrates, and m is one heat treatment. (The number of substrates processed required at the time). k is a coefficient determined as appropriate. For example, k may be appropriately determined in consideration of characteristics of the oxidation furnace (heating temperature, temperature rise characteristics, etc.), a substrate transfer speed, and the like.

本発明の好適な形態においては、前記熱酸化炉に前記治具を投入する際の移送速度が２００ｍｍ／分以上であることが好ましい。このようにすることによって、基板の昇温速度が確保されて金属酸化膜の下地膜に対する密着力を確保することができる。移送速度の上限値は、治具類が移送速度の上昇に伴う熱ショックに耐え得る範囲で適宜決定される。
金属膜は輻射熱を吸収する一方，酸化金属膜となると輻射熱を吸収しなくなくなる性質を有しており，本発明の方法によれば、熱酸化炉に投入される基板は順次酸化され、他の基板への輻射熱を遮ることがないため投入された基板間および基板内において所定の密着力を確保できるものである。 In the suitable form of this invention, it is preferable that the transfer rate at the time of throwing the said jig | tool into the said thermal oxidation furnace is 200 mm / min or more. By doing in this way, the temperature increase rate of a board | substrate is ensured and the adhesive force with respect to the base film of a metal oxide film can be ensured. The upper limit value of the transfer speed is appropriately determined as long as the jigs can withstand the heat shock accompanying the increase in the transfer speed.
While the metal film absorbs radiant heat, it has the property of not absorbing radiant heat when it becomes a metal oxide film. According to the method of the present invention, the substrate put into the thermal oxidation furnace is sequentially oxidized, Since the radiant heat to the substrates is not blocked, a predetermined adhesion can be secured between the inserted substrates and in the substrates.

本発明に係わる熱酸化方法は、前記金属膜としては、例えば、ジルコニウム、アルミニウム、チタンのいずれかがある。 In the thermal oxidation method according to the present invention, the metal film includes, for example, any one of zirconium, aluminum, and titanium.

さらに本発明は、既述の方法によって得られた金属酸化膜を含む振動板と、該振動板上に形成され、下電極膜と圧電体層と上電極膜とを備えた圧電体素子と、からなる圧電アクチュエータである。 Furthermore, the present invention provides a diaphragm including a metal oxide film obtained by the above-described method, a piezoelectric element formed on the diaphragm and including a lower electrode film, a piezoelectric layer, and an upper electrode film; A piezoelectric actuator comprising:

また、本発明は、上記圧電アクチュエータをノズル開口から液体を吐出させるための液体吐出素子として備えた液体噴射ヘッドと、駆動装置と、を有する液体噴射装置である。 According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head including the piezoelectric actuator as a liquid ejecting element for ejecting liquid from a nozzle opening, and a driving device.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.

（実施形態１）
図１０に示すように、本実施の形態にかかるプリンタ５００は、複数のインクジェット式記録ヘッド５１０（後に詳述する）を有するヘッドユニット５１０Ａ及び５１０Ｂを備え、このヘッドユニット５１０Ａ及び５１０Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ５２０Ａ及び５２０Ｂが着脱可能に設けられている。これらのカートリッジ５２０Ａ及び５２０Ｂが着脱可能に設けられたヘッドユニット２は、キャリッジ５３０に搭載されており、このキャリッジ５３０は、プリンタ本体５４０に取り付けられたキャリッジ軸５５０に軸方向移動自在に設けられている。なお、ヘッドユニット５１０Ａ及び５１０Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物、及びカラーインク組成物を吐出する。 (Embodiment 1)
As shown in FIG. 10, a printer 500 according to the present embodiment includes head units 510A and 510B having a plurality of ink jet recording heads 510 (to be described in detail later). The head units 510A and 510B include ink units. Cartridges 520A and 520B constituting the supply means are detachably provided. The head unit 2 in which these cartridges 520A and 520B are detachably mounted is mounted on a carriage 530. The carriage 530 is provided on a carriage shaft 550 attached to the printer main body 540 so as to be movable in the axial direction. Yes. The head units 510A and 510B eject, for example, a black ink composition and a color ink composition, respectively.

また、プリンタ本体５４０には、キャリッジ５３０を駆動するための駆動モータ５６０が設けられており、駆動モータ５６０の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト５７０を介してキャリッジ５３０に伝達されることで、ヘッドユニット５１０Ａ及び５１０Ｂを搭載したキャリッジ５３０はキャリッジ軸５５０に沿って移動される。 The printer main body 540 is provided with a drive motor 560 for driving the carriage 530, and the driving force of the drive motor 560 is transmitted to the carriage 530 via a plurality of gears and a timing belt 570 (not shown). Thus, the carriage 530 on which the head units 510A and 510B are mounted is moved along the carriage shaft 550.

さらに、プリンタ本体５４０には、キャリッジ軸５５０に沿ってプラテン５８０が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン５８０上を搬送されるようになっている。そして、ヘッドユニット５１０Ａ及び５１０Ｂから、所望のインク組成物が、所望のタイミングで記録シートＳに吐出されることで、文字や画像等が印刷される。 Further, the printer main body 540 is provided with a platen 580 along the carriage shaft 550, and a recording sheet S which is a recording medium such as paper fed by a paper feeding roller (not shown) is conveyed on the platen 580. It has become so. A desired ink composition is ejected from the head units 510A and 510B onto the recording sheet S at a desired timing, whereby characters, images, and the like are printed.

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１〜２μｍ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。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of FIG. As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in the present embodiment, and one surface thereof is made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation. A 2 μm elastic film 50 is formed. A plurality of pressure generating chambers 12 are arranged in parallel in the width direction of the flow path forming substrate 10. In addition, a communication portion 13 is formed in a region outside the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10, and the communication portion 13 and each pressure generation chamber 12 are provided for each pressure generation chamber 12. Communication is made via a supply path 14. The communication part 13 constitutes a part of a reservoir that communicates with a reservoir part of a protective substrate, which will be described later, and serves as a common ink chamber for the pressure generating chambers 12. The ink supply path 14 is formed with a narrower width than the pressure generation chamber 12, and maintains a constant flow path resistance of ink flowing into the pressure generation chamber 12 from the communication portion 13.

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。 Further, on the opening surface side of the flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end portion of each pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is provided with an adhesive or It is fixed via a heat welding film or the like. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.01 to 1 mm, a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to 4.5 [× 10 ⁻⁶ / ° C.], glass ceramics, silicon It consists of a single crystal substrate or non-rust steel.

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（以下、適宜「ＳｉＯ₂」と表記する）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（以下、適宜「ＺｒＯ₂」と表記する）からなる絶縁体膜５５（請求項に記載の金属酸化膜）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。なお、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。 On the other hand, on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10, as described above, it is made of silicon dioxide having a thickness of, for example, about 1.0 μm (hereinafter referred to as “SiO ₂ ” as appropriate). An elastic film 50 is formed. On the elastic film 50, for example, an insulator film 55 made of zirconium oxide (hereinafter, referred to as “ZrO ₂ ” as appropriate) having a thickness of about 0.4 μm is provided. Metal oxide film) is formed. Further, on the insulator film 55, a lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm, a piezoelectric layer 70 having a thickness of, for example, about 1.0 μm, and a thickness of, for example, about 0 The upper electrode film 80 having a thickness of 0.05 μm is laminated by a process described later to constitute the piezoelectric element 300. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one electrode of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In this embodiment, the lower electrode film 60 is a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for the convenience of the drive circuit and wiring. In either case, a piezoelectric active part is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and the vibration plate that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. In addition, a lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) or the like is connected to the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300, and a voltage is selectively applied to each piezoelectric element 300 via the lead electrode 90. Is applied.

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。 Further, a protective substrate 30 having a piezoelectric element holding portion 31 capable of securing a space that does not hinder its movement in a region facing the piezoelectric element 300 is bonded to the surface on the piezoelectric element 300 side on the flow path forming substrate 10. Has been. Since the piezoelectric element 300 is formed in the piezoelectric element holding part 31, it is protected in a state hardly affected by the external environment. Further, the protective substrate 30 is provided with a reservoir portion 32 in a region corresponding to the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10. In this embodiment, the reservoir portion 32 is provided along the direction in which the pressure generating chambers 12 are arranged so as to penetrate the protective substrate 30 in the thickness direction, and as described above, the communication portion of the flow path forming substrate 10. The reservoir 100 is connected to the pressure generation chamber 12 and serves as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12.

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。 In addition, a through hole 33 that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction is provided in a region between the piezoelectric element holding portion 31 and the reservoir portion 32 of the protective substrate 30. A part of the lead electrode 90 and the leading end of the lead electrode 90 are exposed, and one end of a connection wiring extending from the drive IC is connected to the lower electrode film 60 and the lead electrode 90, although not shown.

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。 In addition, examples of the material of the protective substrate 30 include glass, ceramic material, metal, resin, and the like, but it is more preferable that the material is substantially the same as the thermal expansion coefficient of the flow path forming substrate 10. In this embodiment, the silicon single crystal substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10 is used.

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。 A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto the protective substrate 30. The sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and one surface of the reservoir portion 32 is sealed by the sealing film 41. Yes. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

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。 In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an external ink supply means (not shown), filled with ink from the reservoir 100 to the nozzle opening 21, and then in accordance with a recording signal from a drive IC (not shown). Then, a voltage is applied between each of the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generation chamber 12 to bend and deform the elastic film 50, the insulator film 55, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70. As a result, the pressure in each pressure generating chamber 12 increases and ink droplets are ejected from the nozzle openings 21.

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５を参照して説明する。なお、図３〜図５は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。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（請求項に記載の基板）を約１１００℃の熱酸化炉で熱酸化し、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、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコン単結晶基板を用いている。 Here, a method of manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 3 to 5 are cross-sectional views of the pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction. First, as shown in FIG. 3 (a), a channel forming substrate wafer 110 (a substrate described in claims), which is a silicon wafer, is thermally oxidized in a thermal oxidation furnace at about 1100 ° C., and an elastic film 50 is formed on the surface thereof. A silicon dioxide film 51 is formed. In the present embodiment, a silicon single crystal substrate having a relatively thick film thickness of about 625 μm and high rigidity is used as the flow path forming substrate wafer 110.

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、弾性膜５０上に、例えば、ＤＣスパッタ法により所定厚さ、本実施形態では、約０．４μｍのジルコニウム層（請求項に記載の金属膜、以下、適宜「Ｚｒ」と表記する。）を形成する。そして、ジルコニウム層が形成された流路形成基板用ウエハ１１０を、７００℃以上に加熱した熱酸化炉に２００ｍｍ／ｍｉｎ以上の速度で挿入し、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。流路形成基板ウエハ１１０の熱酸化炉への投入方法については後に詳述する。 Next, as shown in FIG. 3B, an insulator film 55 made of zirconium oxide is formed on the elastic film 50 (silicon dioxide film 51). Specifically, on the elastic film 50, a zirconium layer having a predetermined thickness, for example, about 0.4 μm in this embodiment by a DC sputtering method (a metal film according to the claims, hereinafter referred to as “Zr” as appropriate). To form). Then, the passage-forming substrate wafer 110 on which the zirconium layer is formed is inserted into a thermal oxidation furnace heated to 700 ° C. or more at a speed of 200 mm / min or more, and the zirconium layer is thermally oxidized to thereby insulate the zirconium oxide. A body film 55 is formed. A method of loading the flow path forming substrate wafer 110 into the thermal oxidation furnace will be described in detail later.

次に本発明の実施形態について説明する。図６は、本発明に係わる熱酸化方法を示す原理図であり、４００は熱酸化炉を示しているものである。この熱酸化炉内は、ほぼ一定温度（例えば摂氏９００度）に保たれている。この熱酸化炉には酸素を含む酸化性ガスが所定の流量で(例えば、１５リットル／分)で連続的に供給されている。 Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a principle diagram showing a thermal oxidation method according to the present invention, and 400 shows a thermal oxidation furnace. The inside of the thermal oxidation furnace is maintained at a substantially constant temperature (for example, 900 degrees Celsius). This thermal oxidation furnace is continuously supplied with an oxidizing gas containing oxygen at a predetermined flow rate (for example, 15 liters / minute).

符号４１０は耐熱性の治具であり、複数の流路形成基板用ウェハ１１０を流路形成基板用ウェハ１１０の移送方向に重ねて支持している。さらに、熱酸化炉の開口に対して流路形成基板用ウェハ１１０を水平に並べた状態（図６参照）で且つ、当該ウェハの裏側、つまり、ジルコニウム層が熱拡散炉の開口に対して反対側に向いた状態で熱拡散炉に投入する。このような投入方法により、所望の密着力を有する酸化ジルコニウム層がより確実に得られることができた。この治具が横型に形成された熱酸化炉４００に図示矢印方向に移送されて炉に対して出し入れされる。治具１２は、熱酸化炉内で一定時間保持される。この投入過程で基板上のジルコニウム層は熱酸化を受けて、酸化ジルコニウム層になる。符号ｍは流路形成基板用ウェハ１１０間の距離を示す。流路形成基板用ウェハ１１０間の距離ｍは流路形成基板用ウェハ１１０の直径の少なくとも１／４以上の値である。これ未満であると、炉内の輻射熱が隣接する流路形成基板用ウェハ１１０に十分及ばず、酸化ジルコニウムと下地層（酸化シリコン層）との密着性が確保できず、かつ密着性がばらつく。熱酸化炉は、例えば、全体として１．５ｍの長さに形成され、炉への出入り口端から０．５ｍ先以降で炉内温度が一定に保持されている。炉への出入り口端から０．５ｍまでは温度が徐々に高くなっている。図７は基板の平面図であり、「×」は基板中心であり、「□」及び「○」は流路形成基板用ウェハ１１０のそれぞれ左又は右の端部領域を示す。 Reference numeral 410 denotes a heat-resistant jig, which supports a plurality of flow path forming substrate wafers 110 in the transfer direction of the flow path forming substrate wafers 110. Further, the flow path forming substrate wafers 110 are horizontally arranged with respect to the opening of the thermal oxidation furnace (see FIG. 6), and the back side of the wafer, that is, the zirconium layer is opposite to the opening of the thermal diffusion furnace. Put it in the thermal diffusion furnace with the side facing. By such a charging method, a zirconium oxide layer having a desired adhesion can be obtained more reliably. This jig is transferred to the thermal oxidation furnace 400 formed in a horizontal shape in the direction of the arrow in the figure, and is taken in and out of the furnace. The jig 12 is held in the thermal oxidation furnace for a certain time. In this charging process, the zirconium layer on the substrate undergoes thermal oxidation to become a zirconium oxide layer. The symbol m indicates the distance between the flow path forming substrate wafers 110. The distance m between the flow path forming substrate wafers 110 is a value that is at least 1/4 of the diameter of the flow path forming substrate wafer 110. If it is less than this, the radiant heat in the furnace does not sufficiently reach the adjacent flow path forming substrate wafer 110, the adhesion between the zirconium oxide and the underlying layer (silicon oxide layer) cannot be ensured, and the adhesion varies. The thermal oxidation furnace is formed, for example, to a length of 1.5 m as a whole, and the furnace temperature is kept constant at 0.5 m or more from the inlet / outlet end to the furnace. The temperature gradually increases from the entrance to the furnace to 0.5 m. FIG. 7 is a plan view of the substrate, “×” indicates the center of the substrate, and “□” and “◯” indicate the left or right end region of the flow path forming substrate wafer 110, respectively.

次に具体的な実施形態について説明する。直径が６インチのシリコン単結晶基板（流路形成基板用ウェハ１１０）の表面に酸化シリコン膜を形成したものを用い、これにスパッタリングによってＺｒ膜を２８０ｎｍ形成した。このようにして得た３枚の流路形成基板用ウェハ１１０を、流路形成基板用ウェハ１１０間の距離が６ｃｍとなるように、図５に示す治具に固定した。この治具をポートレート（移送速度）５００ｍｍ／ｍｉｎで炉内に投入した。炉内に１時間治具を保持した後、同じレートで治具を炉から取り出して、ＺｒＯ₂層と酸化シリコン膜との密着性を計測した。密着力の測定は次のようにした。株式会社レスカ製ＣＳＲ―０２（薄膜スクラッチ試験機）を使用した。なお、熱酸化炉としては、光洋リンドバーク社製の横型炉を使用した。 Next, specific embodiments will be described. A silicon single crystal substrate having a diameter of 6 inches (channel forming substrate wafer 110) having a silicon oxide film formed on the surface thereof was used, and a Zr film having a thickness of 280 nm was formed thereon by sputtering. The three flow path forming substrate wafers 110 thus obtained were fixed to the jig shown in FIG. 5 so that the distance between the flow path forming substrate wafers 110 was 6 cm. This jig was put into the furnace at a portrait (transfer speed) of 500 mm / min. After holding the jig in the furnace for 1 hour, the jig was taken out of the furnace at the same rate, and the adhesion between the ZrO ₂ layer and the silicon oxide film was measured. The adhesion was measured as follows. Reska Co., Ltd. CSR-02 (thin film scratch tester) was used. As the thermal oxidation furnace, a horizontal furnace manufactured by Koyo Lindberg was used.

密着力の測定結果を図８に示す。図８に示す特性表において、「□」は図７に示す流路形成基板用ウェハ１１０の□の位置での密着力の測定結果であり、×及び○についても同様である。表の横軸の数値は流路形成基板用ウェハ１１０の番号であり、「２」は治具に固定された中心の流路形成基板用ウェハ１１０であり、「１」は炉の奥側の流路形成基板用ウェハ１１０であり、「３」は炉の手前側の流路形成基板用ウェハ１１０である。熱酸化２回行い、合計６枚の流路形成基板用ウェハ１１０のそれぞれについて密着力を測定した。表に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全ての位置（□、×、○）において、３枚の流路形成基板用ウェハ１１０に対して、密着力が安定している、すなわち、密着力にばらつきがないことが分かる。また、１３枚の流路形成基板用ウェハ１１０を流路形成基板用ウェハ１１０間の距離が６ｃｍとなるように処理しても同様の結果が得られた。このことは直ぐ後に説明する、比較例と対比すると明らかである。流路形成基板用ウェハ１１０中心（×）における密着力が流路形成基板用ウェハ１１０の左右端（□、○）に比較して密着力が高く、かつ密着力が最高値と最低値との差も流路形成基板用ウェハ１１０間で少ないことが分かる。 The measurement results of the adhesion force are shown in FIG. In the characteristic table shown in FIG. 8, “□” is the measurement result of the adhesion force at the position of □ of the flow path forming substrate wafer 110 shown in FIG. 7, and the same applies to “x” and “◯”. The numerical value on the horizontal axis in the table is the number of the flow path forming substrate wafer 110, “2” is the central flow path forming substrate wafer 110 fixed to the jig, and “1” is the depth of the furnace. The flow path forming substrate wafer 110, and “3” is the flow path forming substrate wafer 110 on the front side of the furnace. Thermal oxidation was performed twice, and the adhesion force was measured for each of a total of six flow path forming substrate wafers 110. As shown in the table, the adhesive force is stable with respect to the three flow path forming substrate wafers 110 at all positions (□, ×, ○) of the flow path forming substrate wafer 110, that is, It can be seen that there is no variation in the adhesion. Similar results were obtained even when the 13 flow path forming substrate wafers 110 were processed so that the distance between the flow path forming substrate wafers 110 was 6 cm. This is apparent when compared with a comparative example, which will be described later. The adhesion force at the center (×) of the flow path forming substrate wafer 110 is higher than that of the left and right ends (□, ○) of the flow path forming substrate wafer 110, and the adhesion force is the highest value and the lowest value. It can be seen that the difference is small between the flow path forming substrate wafers 110.

次に、比較例について説明する。この比較例が実施形態と異なる点は次の通りである。基板間距離を５ｍｍにしたこと、実施形態で使用したのと同じ治具に流路形成基板用ウェハ１１０を１３枚固定したこと。熱酸化を３回に分けて行い、それぞれ密着力を測定した。比較例の結果を、図９に示す。横軸の数字は図８のものと同じ意味である。７は治具の中心に固定された流路形成基板用ウェハ１１０を示し、数値が若いほど炉の手前側の流路形成基板用ウェハ１１０であることを示している。図９から明らかなように、酸化ジルコニウム膜の密着力は流路形成基板用ウェハ１１０の位置によって大きくばらついている。かつ、密着力も図８のものと比較すると低い値に留まっている。特に治具の中央部に固定された流路形成基板用ウェハ１１０において密着力の低下が著しい。このように密着力低下が発生すると、酸化ジルコニウム層が下地膜である酸化シリコン膜から剥離するおそれがあり、酸化ジルコニウム膜上に形成される素子（例えば圧電体素子）としての信頼性を十分確保することができない。 Next, a comparative example will be described. This comparative example is different from the embodiment as follows. The distance between the substrates was set to 5 mm, and 13 passage-forming substrate wafers 110 were fixed to the same jig used in the embodiment. Thermal oxidation was performed in three steps, and the adhesion was measured for each. The result of the comparative example is shown in FIG. The numbers on the horizontal axis have the same meaning as in FIG. Reference numeral 7 denotes a flow path forming substrate wafer 110 fixed to the center of the jig. The smaller the numerical value, the more the flow path forming substrate wafer 110 is on the near side of the furnace. As is clear from FIG. 9, the adhesion force of the zirconium oxide film varies greatly depending on the position of the flow path forming substrate wafer 110. In addition, the adhesion strength is low compared to that in FIG. In particular, in the flow path forming substrate wafer 110 fixed to the center portion of the jig, the adhesion force is significantly reduced. When the adhesion force decreases in this way, the zirconium oxide layer may be peeled off from the silicon oxide film as the base film, and sufficient reliability is ensured as an element (for example, a piezoelectric element) formed on the zirconium oxide film. Can not do it.

既述の実施形態によれば、密着力が１５０ｍＮ以上で、安定した密着力を示す酸化ジルコニア膜を用いたアクチュエータを提供することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to provide an actuator using a zirconia oxide film having an adhesion force of 150 mN or more and showing a stable adhesion force.

また、治具に固定される基板間の距離の上限値についても、ｆ（ｍ）＝ｋ・（ｔ／ｍ）、（ｔは、治具が複数の基板を収納できる全長、ｍは1回の熱処理の際に要求される基板の処理枚数、ｋは、適宜決定される係数である。）で定まる係数からなるように設定される。また、ｆ（ｍ）が、基板直径の１／４≦ｆ（ｍ）であるように設定される。以上より、基板の配置について、下限と上限が設定されることで、効率的で量産可能な状態で所望のウェハを得られる。 Also, the upper limit of the distance between the substrates fixed to the jig is also f (m) = k · (t / m), where t is the total length that the jig can accommodate a plurality of substrates, and m is one time. The number of substrates to be processed required during the heat treatment, k, is a coefficient determined as appropriate.). Further, f (m) is set so that ¼ ≦ f (m) of the substrate diameter. As described above, by setting the lower limit and the upper limit for the substrate arrangement, a desired wafer can be obtained in an efficient and mass-produced state.

なお、このような絶縁体膜５５を形成した後は、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。次いで、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と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成する。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−ゲル法を用いてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層７０を形成している。なお、このように圧電体層７０を形成すると、焼成時に圧電体層７０の鉛成分が弾性膜５０に拡散する虞があるが、圧電体層７０の下側には鉛拡散防止機能としての性質を有する酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５が設けられているため、圧電体層７０の鉛成分が弾性膜５０に拡散することはない。 After forming the insulator film 55, as shown in FIG. 3C, for example, after forming the lower electrode film 60 by laminating platinum and iridium on the insulator film 55, The lower electrode film 60 is patterned into a predetermined shape. Next, as shown in FIG. 3D, for example, a piezoelectric layer 70 made of lead zirconate titanate (PZT) and an upper electrode film 80 made of iridium, for example, are formed on the entire surface of the wafer 110 for flow path forming substrate. To form. Here, in the present embodiment, a so-called sol-gel is obtained in which a so-called sol in which a metal organic material is dissolved and dispersed in a catalyst is applied, dried, gelled, and further fired at a high temperature to obtain a piezoelectric layer 70 made of a metal oxide. The piezoelectric layer 70 made of lead zirconate titanate (PZT) is formed by the method. When the piezoelectric layer 70 is formed in this way, the lead component of the piezoelectric layer 70 may be diffused into the elastic film 50 during firing, but a property as a lead diffusion preventing function is provided below the piezoelectric layer 70. Therefore, the lead component of the piezoelectric layer 70 does not diffuse into the elastic film 50.

次いで、図４（ａ）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４（ｂ）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。 Next, as shown in FIG. 4A, the piezoelectric layer 300 and the upper electrode film 80 are patterned in a region facing each pressure generating chamber 12 to form the piezoelectric element 300. Next, the lead electrode 90 is formed. Specifically, as shown in FIG. 4B, a metal layer 91 made of, for example, gold (Au) or the like is formed over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110. Thereafter, for example, the lead electrode 90 is formed by patterning the metal layer 91 for each piezoelectric element 300 through a mask pattern (not shown) made of a resist or the like.

次に、図４（ｃ）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。 Next, as shown in FIG. 4C, a protective substrate wafer 130 that is a silicon wafer and serves as a plurality of protective substrates 30 is bonded to the piezoelectric element 300 side of the flow path forming substrate wafer 110. Since the protective substrate wafer 130 has a thickness of, for example, about 400 μm, the rigidity of the flow path forming substrate wafer 110 is remarkably improved by bonding the protective substrate wafer 130.

次いで、図４（ｄ）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、さら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５（ａ）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５（ｂ）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。 Next, as shown in FIG. 4D, after the flow path forming substrate wafer 110 is polished to a certain thickness, the flow path forming substrate wafer 110 is further etched by wet etching with fluorinated nitric acid. Make it thick. For example, in this embodiment, the flow path forming substrate wafer 110 is etched so as to have a thickness of about 70 μm. Next, as shown in FIG. 5A, a mask film 52 made of, for example, silicon nitride (SiN) is newly formed on the flow path forming substrate wafer 110 and patterned into a predetermined shape. Then, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched through the mask film 52, whereby, as shown in FIG. 13 and the ink supply path 14 are formed.

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。 After that, unnecessary portions of the outer peripheral edge portions of the flow path forming substrate wafer 110 and the protective substrate wafer 130 are removed by cutting, for example, by dicing. The nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 formed on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 opposite to the protective substrate wafer 130 is bonded, and the compliance substrate 40 is bonded to the protective substrate wafer 130. By dividing the flow path forming substrate wafer 110 and the like into the flow path forming substrate 10 and the like of one chip size as shown in FIG. 1, the ink jet recording head of this embodiment is obtained.

（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、振動板の一部を構成する金属酸化膜として、酸化ジルコニウム層を用いて説明したが、この他に酸化アルミニウム、酸化チタンであっても良い。又は、例えば、上述の実施形態では、弾性膜５０上に絶縁体膜５５を形成するようにしたが、絶縁体膜５５は、弾性膜５０よりも圧電体層７０側に設けられていればよく、例えば、弾性膜５０と絶縁体膜５５との間に他の層が設けられていてもよい。また、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例として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、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論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。 (Other embodiments)
As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, although the zirconium oxide layer has been described as the metal oxide film that constitutes a part of the diaphragm, aluminum oxide or titanium oxide may also be used. Alternatively, for example, in the above-described embodiment, the insulator film 55 is formed on the elastic film 50, but the insulator film 55 may be provided on the piezoelectric layer 70 side with respect to the elastic film 50. For example, another layer may be provided between the elastic film 50 and the insulator film 55. In the above-described embodiments, the present invention has been described by exemplifying an ink jet recording head as an example of the liquid ejecting head. However, the basic configuration of the liquid ejecting head is not limited to the above-described configuration. The present invention covers a wide range of liquid ejecting heads, and can naturally be applied to those ejecting liquids other than ink. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head according to the first embodiment. 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。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 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。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 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。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 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。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 本発明に係わる熱酸化方法を示す原理図である。It is a principle figure which shows the thermal oxidation method concerning this invention. シリコン単結晶基板（流路形成基板用ウェハ）の平面図である。It is a top view of a silicon single crystal substrate (wafer for channel formation substrate). 本発明の実施形態に係わる、金属酸化膜の密着力の特性を示した表であるIt is the table | surface which showed the characteristic of the adhesive force of the metal oxide film concerning embodiment of this invention 本発明の比較例に係わる、金属酸化膜の密着力の特性を示した表である。It is the table | surface which showed the characteristic of the adhesive force of the metal oxide film concerning the comparative example of this invention. 前記ヘッドを備えたプリンタの斜視図である。It is a perspective view of the printer provided with the said head.

Explanation of symbols

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、３００圧電素子１０熱酸化炉、１２治具、１４基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path formation board | substrate, 12 Pressure generation chamber, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 30 Protection board, 31 Piezoelectric element holding | maintenance part, 32 Reservoir part, 40 Compliance board | substrate, 50 Elastic film, 55 Insulator film, 60 Lower electrode film , 70 piezoelectric film, 80 upper electrode film, 100 reservoir, 110 flow path forming substrate wafer, 300 piezoelectric element, 10 thermal oxidation furnace, 12 jig, 14 substrate

Claims

A thermal oxidation method in which a plurality of substrates are fixed to a jig, which is put into a thermal oxidation furnace, and a metal film on the surface of the substrate is oxidized to form a metal oxide film, the substrate being fixed to the jig A thermal oxidation method characterized in that the distance between them is at least 1/4 of the substrate diameter.

The thermal oxidation method according to claim 1, wherein a transfer rate when the jig is put into the thermal oxidation furnace is 200 mm / min or more.

The thermal oxidation method according to claim 1, wherein the metal film is made of any one of zirconium, aluminum, and titanium.

A diaphragm including the metal oxide film obtained by any one of claims 1 to 3, and a piezoelectric element formed on the diaphragm and including a lower electrode film, a piezoelectric layer, and an upper electrode film; A piezoelectric actuator comprising:

A liquid ejecting apparatus comprising: a liquid ejecting head including the piezoelectric actuator according to claim 4 as a liquid ejecting element for ejecting liquid from a nozzle opening; and a driving device.

The upper limit value of the distance between the substrates fixed to the jig is f (m) = k · (t / m), where t is the total length in which the jig can accommodate a plurality of substrates, and m is one heat treatment. 2. The thermal oxidation method according to claim 1, comprising a coefficient determined by the number of substrates required for processing, k is a coefficient determined as appropriate.

The thermal oxidation method according to claim 6, wherein f (m) is ¼ or more of a substrate diameter.