JP2010227813A - 塗膜形成方法および圧電素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被塗布物の表面に形成される塗膜の、被塗布物の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる塗膜形成方法、およびこの塗膜形成方法を用いることにより、信頼性の高い圧電素子を簡単に製造することのできる圧電素子の製造方法を提供すること
【解決手段】上面２７、側面２８および角部Ａを有する圧電素子片２にレジスト液Ｑを塗布してレジスト膜（塗膜）を形成する塗膜形成方法であって、第１のレジスト液Ｑ１を上面２７の法線方向から角部Ａに衝突するように吐出し、角部Ａでせん断された第１のレジスト液Ｑ１を側面２８に流下する第１の工程と、第１のレジスト液Ｑ１が乾燥した後に、第２のレジスト液Ｑ２を上面２７の法線方向から角部Ａに衝突するとともに、着弾状態にて第１のレジスト液Ｑ１と重なるように吐出し、角部Ａでせん断された第２のレジスト液Ｑ２を側面２８に流下する第２の工程とを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、塗膜形成方法および圧電素子の製造方法に関する。

従来から、水晶等の圧電体材料で構成された圧電基板の表面に電極を形成する方法として次のような方法が知られている。すなわち、まず、圧電基板上に電極を形成するための金属膜をスパッタリング法により形成する。次いで、金属膜上にレジスト（フォトレジスト）を塗布し、電極の形状にパターニング（露光・現像）することによりレジストマスクを形成する。そして、レジストマスクを介して金属膜をエッチングした後、レジストマスクを除去することにより圧電基板上に電極を形成する。

また、金属膜上にレジストを塗布する方法（塗膜を形成する方法）として、スプレーコート法や（特許文献１参照）、ディッピング法などが知られている。これらのうち、スプレーコート法は、ミスト状にしたレジストを気流に乗せて圧電基板に吹き付けることにより金属膜の表面にレジストを塗布する方法である。一方のディッピング法は、容器に満たされたレジスト中に圧電基板を浸漬させることにより、金属膜の表面にレジストを塗布する方法である。

このようなスプレーコート法およびディッピング法では、ともに、金属膜上に塗布されたレジストに、その表面積が最も小さくなるような力（表面張力）が働く。そのため、塗布されたレジストを乾燥して形成したレジスト膜では、圧電基板の角部に対応する部分の膜厚が、レジストマスクとしての機能を発揮するには薄くなり過ぎる。その結果、レジストマスクを介して金属膜をエッチングする際に、圧電基板の角部に対応する部分（すなわち、レジストマスクが薄い部分）にて、不本意な金属膜の除去が行われ、短絡や断線が発生するという問題がある。

特開２００４−８７９３４号公報

本発明の目的は、被塗布物の表面に形成される塗膜の、被塗布物の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる塗膜形成方法、およびこの塗膜形成方法を用いることにより、信頼性の高い圧電素子を簡単に製造することのできる圧電素子の製造方法を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の塗膜形成方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する被塗布物に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
第１の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第１の液滴を前記側面に流下する第１の工程と、
前記第１の液滴が乾燥した後に、前記第１の液滴の前記被塗布物の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第２の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに、前記被塗布物への着弾状態にて前記第１の液滴と重なるように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第２の液滴を前記側面に流下する第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、被塗布物の表面に形成される塗膜の、被塗布物の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる。また、液滴の吐出方向を一定（上面の法線方向）に保ったままで、法線方向の異なる全ての側面に対して液滴を塗布することができるため、液滴塗布工程の簡易化を図ることができる。

本発明の塗膜形成方法では、前記第１の工程では、前記角部でせん断された前記第１の液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させ、前記第２の工程では、前記角部でせん断された前記第２の液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させることが好ましい。
これにより、より確実に、側面の厚さ方向の全域に液滴を塗布することができる。

本発明の塗膜形成方法では、前記第１の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第１の液滴の中心が通過するように、前記第１の液滴を前記ノズルから吐出し、前記第２の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第２の液滴の中心が通過するように、前記第２の液滴を前記ノズルから吐出することが好ましい。

これにより、角部に衝突した第１の液滴のうち、角部付近に留まる量と、側面を流下する量とがそれぞれ適当となる。そのため、角部および側面に、比較的膜厚の厚い塗膜を形成することができる。また、ノズルの位置が所定位置から若干ずれたり、第１の液滴の吐出方向が法線方向から若干ずれたりしても、そのずれを許容し、高い確率で、第１の液滴を角部に衝突させることができる。すなわち、第１の液滴を角部に衝突させやすくすることができる。第２の液滴についても、これと同様の効果が得られる。

本発明の塗膜形成方法では、前記第１の工程では、複数の前記第１の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出し、前記第２の工程では、複数の前記第２の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出することが好ましい。
これにより、角部および側面への液滴（第１の液滴、第２の液滴）の塗布に要する時間（処理時間）を短くしつつ、角部および側面に、比較的膜厚の厚い塗膜を形成することができる。

本発明の塗膜形成方法では、前記液滴の径は、１０μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
これにより、液滴を角部に衝突させやすくなるとともに、角部に衝突した液滴のうち、角部付近に留まる量と、側面を流下する量とがそれぞれ適当となる。そのため、角部および側面に、比較的膜厚の厚い塗膜を形成することができる。

本発明の塗膜形成方法では、前記液滴の粘度は、１ｃＰ〜２０ｃＰであることが好ましい。
これにより、角部および側面に液滴を留めておくことができ（すなわち、液滴が流下し過ぎるのを抑制することができ）、角部および側面に、比較的膜厚の厚い塗膜を形成することができる。

本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴は、レジスト液であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。

本発明の圧電素子の製造方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程では、第１のレジスト液を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第１のレジスト液が前記側面を流下した後に前記第１のレジスト液を乾燥し、その後、前記第１のレジスト液の前記圧電素子片の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第２のレジスト液を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに、前記圧電素子片への着弾状態にて前記第１のレジスト液と重なるように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第２のレジスト液が前記側面を流下することにより、前記側面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、前記レジスト膜に露光および現像を行うことにより前記レジストマスクを形成することを特徴とする。

これにより、圧電素子片の表面に形成された金属膜上に形成されたレジスト膜の、圧電素子片の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる。そのため、このようなレジスト膜をパターニングして形成されたレジストマスクを介して金属膜をエッチングすることにより、圧電素子片の角部付近における、不本意な、金属膜の除去を防止することができる。これにより、断線や短絡を防止することができ、信頼性の高い圧電素子を製造することができる。また、液滴の吐出方向を一定に保ったままで、レジストを塗布する必要のある全ての領域（上面、下面および側面）に対してレジスト液を塗布することができるため、レジストマスク形成工程の簡易化を図ることができる。

本発明の圧電素子の製造方法では、前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しないことが好ましい。
これにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部にレジスト液を塗布しないため、又部に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子の製造工程を簡易化することができる。

本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図である。 図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）である。 本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図である。 本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図である。 本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図である。 本発明の塗膜形成方法の第１実施形態を示す断面図および平面図である。 本発明の塗膜形成方法の第１実施形態を示す断面図および平面図である。 本発明の塗膜形成方法の第１実施形態を示す断面図および平面図である。 本発明の塗膜形成方法の第１実施形態を示す断面図および平面図である。 本発明の塗膜形成方法の第１実施形態を示す断面図および平面図である。 圧電素子片の側面に形成されたレジスト膜を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。

以下、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の塗膜形成方法を備えた圧電素子の製造方法（本願発明の圧電素子の製造方法）の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図、図２は、図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）、図３ないし図５は、それぞれ、本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図、図６ないし図１０は、それぞれ、本発明の塗膜形成方法の第１実施形態を示す断面図および平面図、図１１は、圧電素子片の側面に形成されたレジスト膜を示す平面図である。なお、以下では、図１に示すように、互いに直交する３つの軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とし、圧電素子片２の上面に平行な平面をｘｙ平面とする。また、以下では、説明の便宜上、図１〜図１１の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

図１に示す圧電素子（振動子）１は、圧電素子片（振動片）２と、圧電素子片２上に形成された電極３とで構成されている。
圧電素子片２は、音叉型の平面視形状を有する薄板である。すなわち、圧電素子片２は、上面と、下面と、側面と、上面と側面とが交差する上側角部と、下面と側面とが構成する下側角部とを有している。

具体的には、圧電素子片２は、基部２１と、基部２１から突出し同一方向に延在する一対の腕部２２、２３を有している。また、図２に示すように、腕部２２には、上面に開放する上側凹部２２１と、下面に開放する下側凹部２２２とが形成されている。同様に、腕部２３にも、上面に開放する上側凹部２３１と、下面に開放する下側凹部２３２とが形成されている。これら凹部２２１〜２３２は、それぞれ、腕部２２、２３の延在方向に沿って延在している。また、凹部２２１〜２３２は、互いにほぼ等しい形状（長さ、幅、深さ、開口形状、横断面形状、縦断面形状等）を有している。
このような圧電素子片２の構成材料としては、例えば、水晶、酸化亜鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム等が挙げられ、これらの中でも水晶を用いることにより、振動特性および温度特性等の優れる圧電素子１が得られる。

図１に示すように、電極３は、互いに絶縁された第１の電極３１および第２の電極３２を有している。第１の電極３１は、基部２１の上面に形成された端子３１１と、腕部２２の側面にその側面を囲むように形成された側面電極３１２と、腕部２３の上側凹部２３１に形成された上側凹部電極３１３と、腕部２３の下側凹部２３２に形成された下側凹部電極３１４とを有している。側面電極３１２は、基部２１の側面に形成された配線を介して端子３１１に接続されており、上側凹部電極３１３は、基部２１の上面に形成された配線を介して側面電極３１２に接続されており、下側凹部電極３１４は、基部２１の下面に形成された配線を介して側面電極３１２に接続されている。

このような第１の電極３１とは対照的に、第２の電極３２は、基部２１の上面に形成された端子３２１と、腕部２３の側面にその側面を囲むように形成された側面電極３２２と、腕部２２の上側凹部２２１に設けられた上側凹部電極３２３と、腕部２２の下側凹部２２２に設けられた下側凹部電極３２４とを有している。また、側面電極３２２、上側凹部電極３２３および下側凹部電極３２４は、それぞれ、配線を介して端子３２１に接続されている。
このような構成の圧電素子１は、基部２１を固定した状態にて、第１の電極３１および第２の電極３２にそれぞれ交流電圧を印加することにより、腕部２２、２３を所定の周波数で振動させたり、反対に、腕部２２、２３の振動により発生する起電力を第１の電極３１および第２の電極３２により検知したりする。

次いで、圧電素子１の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）について図３ないし図５に基づいて説明する。なお、図３〜図５は、それぞれ、図１のＡ−Ａ線断面図を示している。
圧電素子１の製造方法は、圧電素子片（被塗布物）２を用意する圧電素子片用意工程と、圧電素子片２の表面に電極３形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、レジストマスクを用いて金属膜をパターニングし、電極３を形成する電極形成工程とを有している。以下、これら各工程について詳細に説明する。

［圧電素子片用意工程］
まず、図３（ａ）に示すように、ソーワイヤ等により切り出した後、研磨加工および洗浄を行った薄板状（例えば、厚さが５０μｍ〜２００μｍ程度）の水晶ウエハ１００を用意し、この水晶ウエハ１００の上面に、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕをこの順で例えばスパッタ法により形成する。次いで、金層Ａｕ表面にレジストを塗布した後、このレジストを音叉形状のパターンに露光・現像し、音叉形状のレジストマスクＭ１を形成する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、レジストマスクＭ１を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチング（ウェットエッチング、ドライエッチング等の各種エッチング。以下同様である）し、これら層をレジストマスクＭ１同様、音叉形状にパターニングする。次いで、図３（ｃ）に示すように、金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをマスクとして、水晶ウエハ１００をエッチングする。これにより、音叉型の平面視形状を有する、すなわち基部２１および一対の腕部２２、２３を有する水晶ウエハ１００が得られる。

次いで、図３（ｄ）に示すように、レジストマスクＭ１を除去した後、再度、金層Ａｕの表面にレジストを塗布し、このレジストを上側凹部２２１、２３１の開口パターンに露光・現像し、上側凹部２２１、２３１の形状に対応するレジストマスクＭ２を形成する。次いで、図４（ａ）に示すように、レジストマスクＭ２を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチングし、さらに、金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをマスクとして、水晶ウエハ１００をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ１００の上面に開放する上側凹部２２１、２３１が形成される。

次いで、図４（ｂ）に示すように、上側凹部２２１、２３１の形成と同様の方法で、下側凹部２２２、２３２を形成する。すなわち、水晶ウエハ１００の下面にクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを形成した後、金層Ａｕの表面に下側凹部２２２、２３２に対応するパターンを有するレジストマスクを形成し、そのレジストマスクを介して水晶ウエハ１００をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ１００の下面に開放する下側凹部２２２、２３２が形成される。なお、下側凹部２２２、２３２の形成は、上側凹部２２１、２３１の形成と同時に行ってもよいし、上側凹部２２１、２３１の形成に先立って行ってもよい。
次いで、図４（ｃ）に示すように、水晶ウエハ１００上に形成された全ての膜（レジストマスクＭ２、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕ）を除去する。以上の工程により、基部２１、腕部２２、２３、上側凹部２２１、２３１および下側凹部２２２、２３２を有する圧電素子片２が得られる。

［金属膜形成工程］
図５（ａ）に示すように、圧電素子片２の表面（上面、下面および側面）に、電極３（第１の電極３１および第２の電極３２）を形成するためのクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕをスパッタ法により形成する。
［レジストマスク形成工程］
図５（ｂ）に示すように、後述するインクジェット法（吐出法）により金層Ａｕの表面にレジスト液を塗布し、これを乾燥することによりレジスト膜を形成する。その後、このレジスト膜を第１電極３１および第２電極３２のパターン形状に露光・現像することにより、第１の電極３１および第２の電極３２の外形パターンをしたレジストマスクＭ３を形成する。

なお、図５（ｂ）に示すように、本工程では、腕部２２、２３のつけ根部分に挟まれた又部２４にはレジスト液を塗布しない。ここで、図１に示すように、圧電素子１では、第１の電極３１の側面電極３１２と第２の電極３２の側面電極３２２とを絶縁（分離）するために、又部２４には電極が形成されていない。すなわち、又部２４に形成されたクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを除去する必要がある。そのため、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを除去する必要がある又部２４へのレジスト液の塗布を省略することにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部２４にレジスト液を塗布しないのであるから、又部２４に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子１の製造工程を簡易化することができる。

［電極形成工程］
図５（ｃ）に示すように、レジストマスクＭ３を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチングし、これら層を第１、第２の電極３１、３２の形状にパターニングする。エッチング終了後、レジストマスクＭ３を除去する。これにより、クロム層Ｃｒと金層Ａｕが積層して構成された第１の電極３１および第２の電極３２が得られる。なお、第１の電極３１と第２の電極３２との短絡を防止するために、第１の電極３１および第２の電極３２を覆うように圧電素子片２の表面に表面保護膜を形成してもよい。
以上の工程により、圧電素子１が製造される。

なお、このようにして、圧電素子１が製造された後、圧電素子１の周波数調整を行ってもよい。この調整方法としては、例えば、金属膜形成工程にて圧電素子片２の表面に形成したクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを用いて、腕部２２、２３の先端部分（第１、第２の電極３１、３２のパターン形状に重ならない領域）に形成した錘部材を、レーザートリミングにより除去して、腕部２２、２３の質量を減少させることにより（質量削減方式により）、圧電素子１の周波数調整を行う方法が挙げられる。

［レジスト液の塗布方法（レジスト膜の形成方法）］
次いで、前述したレジストマスク形成工程における、金層Ａｕ表面へのレジストの塗布方法（本発明の塗膜形成方法）を図６ないし図１１に基づいて詳細に説明する。なお、図６〜図１１では、説明の便宜上、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕの積層構造を、単に一層構造の「電極膜４」として図示する。また、以下では、説明の便宜上、圧電素子片２の表面に電極膜４が形成されているものを単に「圧電素子片２」とも言う。

圧電素子片２の表面へのレジストの塗布は、インクジェットヘッド５００からレジスト液（液滴）Ｑを吐出し、圧電素子片２の表面に着弾させることにより行われる。インクジェットヘッド５００としては、インクジェットプリンター等で使用されるものとほぼ同様の構成のものを用いることができる。インクジェットヘッド５００の構成について簡単に説明すれば、インクジェットヘッド５００は、例えば、複数のノズル孔（例えば、２列５０行）が形成されたノズルプレートと、各ノズル孔に１対１の関係で連通する複数のインク室と、各インク室を収縮・膨張させる複数のピエゾ素子とを有しており、ピエゾ素子の駆動によりインク室が収縮・膨張すると、その内容量の変化に基づいて、そのインク室に充填されたレジストがノズル孔から液滴として前記ノズルプレートの法線方向へ吐出するように構成されている。

まず、圧電素子片２を、上側凹部２２１、２３１が開放する側の面（以下「第１面２７」とも言う）が上側に位置するように、図示しない載置台に載置する。この図示しない載置台は、例えばヒーター等の加熱手段を備えており、載置された圧電素子片２を加熱することが可能である。このような載置台によって圧電素子片２を加熱しながら（所定温度に保ちながら）レジスト液Ｑを圧電素子片２表面に着弾させることにより、圧電素子片２に着弾したレジスト液Ｑを迅速に乾燥することができる。例えば、圧電素子片２の温度を適宜調節することにより、レジスト液Ｑが圧電素子片２に着弾してから乾燥するまでの時間を制御することもできる。
次いで、圧電素子２の第１面２７（上面）とインクジェットヘッド５００とを対向させるとともに、インクジェットヘッド５００の姿勢をノズルプレートと第１面２７とが略平行となるように設定する。これにより、インクジェットヘッド５００から吐出されるレジスト液Ｑの吐出方向は、第１面２７の法線方向、すなわちｚ軸方向と一致する。

このときのインクジェットヘッド５００のノズルプレート（ノズル孔）と第１面２７との離間距離は、特に限定されないが、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であるのが好ましい。このような範囲とすることにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子片２との接触を防止しつつ、ノズル孔から吐出したレジスト液Ｑを第１面２７や角部Ａの所望位置に高精度に着弾させることができる。

［第１の工程］
次いで、図６（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００を、所定のノズル孔５０１が圧電素子片２の第１面２７と側面２８が交差する角部Ａ上（直上）にくるように位置させる。次いで、ノズル孔５０１から第１のレジスト液Ｑ１をｚ軸方向（圧電素子片２の上面の法線方向）に吐出する。吐出された第１のレジスト液Ｑ１は、その中心Ｏ１が角部Ａからｚ軸方向に引いた線分Ｓ１上を通過して角部Ａに衝突する。

図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、角部Ａに衝突した第１のレジスト液Ｑ１は、角部Ａによりせん断され、その一部が角部Ａに留まるとともに、残りの部分が側面２８を伝って流下する。これにより、角部Ａおよび側面２８に第１のレジスト液Ｑ１が塗布される。次いで、塗布された第１のレジスト液Ｑ１を乾燥することにより、角部Ａおよび側面２８に、第１のレジスト膜Ｌ１１を形成する。

ここで、第１のレジスト液Ｑの中心Ｏ１が通過する線分Ｓ１の位置は、第１のレジスト液Ｑ１を角部Ａに衝突させることができれば特に限定されないが、上述のように、角部Ａからｚ軸方向（第１面２７の法線方向）に引いた線分と一致するのが好ましい。これにより、角部Ａに衝突した第１のレジスト液Ｑ１の角部Ａ付近に留まる量と、側面２８を流下する量とが、それぞれ適当となる。そのため、角部Ａおよび側面２８に、レジストマスクＭ３としての機能を十分に果たすことのできる膜厚を有した後述するレジスト膜Ｌ１を形成することができる。また、ノズル５０１の位置が所定位置から若干ずれたり、第１のレジスト液Ｑ１の吐出方向がｚ軸方向から若干ずれたりしても、そのずれを許容し、高い確率で、第１のレジスト液Ｑ１を角部Ａに衝突させることができる。すなわち、角部Ａに第１のレジスト液Ｑ１を衝突させやすくすることができる。このことは、後述する第２のレジスト液Ｑ２〜第ｎのレジスト液Ｑｎについても同様である。

［第２の工程］
次いで、図７（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００（ノズル５０１）をｙ軸方向（角部Ａの延在方向）に所定距離ｄずらし、ノズル５０１から第２のレジスト液Ｑ２をｚ軸方向に吐出する。吐出された第２のレジスト液Ｑ２は、圧電素子片２への着弾状態にて第１のレジスト膜Ｌ１１と重なり合う部分を有するように、その中心Ｏ２が線分Ｓ１に対してｙ軸方向に所定距離ｄずれた線分Ｓ２上を通過して角部Ａに衝突する。なお、吐出された第２のレジスト液Ｑ２の径は、第１のレジスト液Ｑ１の径とほぼ等しく設定されている。

図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、角部Ａに衝突した第２のレジスト液Ｑ２は、角部Ａによりせん断され、その一部が角部Ａに留まるとともに、残りの部分が側面２８を第１のレジスト膜Ｌ１１と重なり合いながら流下する。これにより、角部Ａおよび側面２８に第２のレジスト液Ｑ２が塗布される。次いで、塗布された第２のレジスト液Ｑ２を乾燥することにより、角部Ａおよび側面２８に、第２のレジスト膜Ｌ１２を形成する。

［第３の工程］
次いで、図８（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００をｙ軸方向に所定距離ｄずらし、ノズル５０１から第３のレジスト液Ｑ３をｚ軸方向に吐出する。吐出された第３のレジスト液Ｑ３は、圧電素子片２への着弾状態にて第２のレジスト膜Ｌ１２と重なり合う部分を有するように、その中心Ｏ３が線分Ｓ２に対してｙ軸方向に所定距離ｄずれた線分Ｓ３上を通過して角部Ａに衝突する。なお、吐出された第３のレジスト液Ｑ３の径は、第１のレジスト液Ｑ３の径とほぼ等しく設定されている。

図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、角部Ａに衝突した第３のレジスト液Ｑ３は、角部Ａによりせん断され、その一部が角部Ａに留まるとともに、残りの部分が側面２８を第２のレジスト膜Ｌ１２と重なり合いながら流下する。これにより、角部Ａおよび側面２８に第３のレジスト液Ｑ３が塗布される。次いで、塗布された第３のレジスト液Ｑ３を乾燥することにより、角部Ａおよび側面２８に、第３のレジスト膜Ｌ１３を形成する。

［第４の工程〜第ｎの工程］
上述したような、角部Ａおよび側面２８への第１のレジスト液Ｑ１〜第３のレジスト液Ｑ３の塗布と同様にして、第４のレジスト液〜第ｎのレジスト液を角部Ａおよび側面２８に塗布し、乾燥することにより、第４のレジスト膜Ｌ１４〜第ｎのレジスト膜Ｌｎを形成する。これにより、図９に示すように、角部Ａの全域、および側面２８の幅方向（ｙ軸方向）の全域に、レジスト膜Ｌ１（第１のレジスト膜Ｌ１１〜第ｎのレジスト膜Ｌｎの集合体）を形成することができる。

このようなレジスト液の塗布方法（塗膜形成方法）によれば、角部Ａおよび側面２８に形成されたレジスト膜Ｌ１を、複数のレジスト膜が重なり合った（積層された）構成とすることができる。そのため、角部Ａに、レジストマスクＭ３として十分な膜厚のレジスト膜を形成することができる。したがって、このような方法により形成されたレジスト膜を、前述したように現像・露光して形成されたレジストマスクＭ３を介して、電極膜４をエッチングする際に、角部Ａ付近にて不本意な電極膜４の除去が発生するのを防止することができる。その結果、電極３の断線、短絡等が防止され、信頼性の高い圧電素子１を製造することができる。

また、上記レジスト液の塗布方法（塗膜形成方法）によれば、ｙ軸方向（角部Ａの延在方向）に隣り合うレジスト膜同士が重なり領域を有するため、側面２８の幅方向において、不本意な、レジスト液Ｑが塗布されない領域の発生を防止することができる。
また、上記レジスト液の塗布方法（塗膜形成方法）によれば、第１面２７の法線方向から角部Ａに衝突するようにレジスト液Ｑをノズル５０１から吐出し、角部Ａでせん断されたレジスト液Ｑが側面２８を流下することにより、側面２８にレジスト液Ｑを塗布するため、インクジェットヘッド５００の姿勢を一定に保ったまま、レジスト液Ｑを塗布すべき全ての側面２８（例えば、腕部２２の図６中左側面、右側面、腕部２３の図６中左側面、右側面）に、レジスト液Ｑを簡単かつ確実に塗布することができる。すなわち、上記レジスト液の塗布方法によれば、インクジェットヘッド５００の姿勢を一定に保ったまま、法線方向が異なる複数の側面全てに対してレジスト液Ｑを塗布することができる。そのため、レジスト塗布の簡易化を図ることができる。

ここで、図９に示すように、側面２８に各レジスト液Ｑ（第１のレジスト液Ｑ１〜第ｎのレジスト液）を塗布する際、角部Ａでせん断された各レジスト液Ｑが、側面２８の厚さ方向（ｚ軸方向）の中間（図９中の点線Ｉ）よりも下側まで流下するのが好ましい。これは、後述するように、圧電素子片２の第１面２７側へのレジスト液Ｑの塗布が終わると、圧電素子片２を上下引っくり返し、第２面２９側から側面２８にレジスト液Ｑを塗布するため、側面２８のうち少なくとも第１面２７側の半分にレジスト液Ｑを塗布しておけば、これと同じように第２面２９側からレジスト液Ｑを塗布することにより、最終的に、側面２８の厚さ方向の全域にレジスト液Ｑを塗布することができるためである。

なお、レジスト液Ｑの側面２８の流下距離は、後述するようにレジスト液Ｑの大きさ（径）や粘度によって制御可能であるが、その他、側面２８の表面粗さや、レジスト液Ｑの圧電素子片２上での塗れ性によっても制御可能である。すなわち、前述したような載置台が有するヒーターによって、圧電素子片２の温度を適宜調節することによっても、レジスト液Ｑが点線Ｉよりも下側まで流下し、かつ必要以上に流下しないように、その流下距離を制御することができる。

また、ノズル５０１からの吐出位置がｙ軸方向に隣り合う一対のレジスト液Ｑの中心間距離（すなわち、前述した所定距離ｄ）としては、圧電素子２への着弾状態にて、これら一対のレジスト液Ｑが重なり合う領域（以下、単に「重なり領域」とも言う）を形成することができれば特に限定されないが、レジスト液Ｑの着弾半径（インク滴が圧電素子上面に当たって広がった状態での半径）より小さい距離であるのが好ましい。これにより、より確実に、重なり領域を形成することができ、角部Ａおよび側面２８に形成されるレジスト膜Ｌ１の膜厚が、レジストマスクＭ３として機能させるのに十分な厚さとなる。これに対して、所定距離ｄが、レジスト液Ｑの着弾半径より大きい場合には、レジスト液Ｑの径や粘度等にもよるが、重なり領域が小さくなり過ぎたり、形成されなかったりし、レジスト膜Ｌ１の膜厚が薄くなり過ぎる場合がある。

また、レジスト液Ｑ（第１のレジスト液Ｑ１〜第ｎのレジスト液）の直径としては、特に限定されないが、１０μｍ〜３０μｍ程度であるのが好ましい。レジスト液Ｑの直径をこのような大きさとすることにより、角部Ａにレジスト液Ｑを衝突させやすくなるとともに、角部Ａに衝突したレジスト液Ｑの角部Ａ付近に留まる量と、側面２８を流下する量とが、それぞれ適当となる。そのため、角部Ａおよび側面２８に、レジストマスクＭ３としての機能を十分に果たすことのできる膜厚を有したレジスト膜Ｌ１を形成することができる。

また、レジスト液Ｑ（第１のレジスト液Ｑ１〜第ｎのレジスト液）の粘度としては、特に限定されないが、１ｃＰ〜２０ｃＰ（０．００１Ｐａ・ｓ〜０．０２Ｐａ・ｓ）程度であるのが好ましい。これにより、角部Ａおよび側面２８にレジスト液Ｑを留めておくことができ（すなわち、レジスト液Ｑが流下し過ぎるのを抑制することができ）、角部Ａおよび側面２８に、レジストマスクＭ３としての機能を十分に果たすことのできる膜厚を有したレジスト膜Ｌ１を形成することができる。

以上の工程により、角部Ａおよび側面２８へのレジスト膜Ｌ１の形成を終えると、次いで、圧電素子片２の第１面２７にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ２を形成する。具体的には、図１０（ａ）に示すように、１つまたは複数のノズル孔からレジスト液Ｑを吐出させながら、インクジェットヘッド５００を圧電素子片２の第１面２７の上方にてｘ軸方向およびｙ軸方向に移動することにより、第１面２７の全域にレジスト液Ｑを着弾させる。このとき、インクジェットヘッド５００のノズルプレートが第１面２７と平行であるため、各ノズル孔と第１面２７との離間距離がそれぞれ等しく、その結果、レジスト液Ｑを圧電素子片２の第１面２７に粗密なく均一に塗布することができる。そして、着弾した各レジスト液Ｑを乾燥することにより、第１面２７上にレジスト膜Ｌ２を形成することができる。

なお、第１面２７への着弾状態で重なり合う複数のレジスト液Ｑを塗布する場合には、１滴目のレジスト液Ｑを第１面２７へ着弾させ当該レジスト液Ｑを乾燥させた後に、２滴目のレジスト液Ｑを乾燥した１滴目のレジスト液Ｑと重なるように第１面２７へ着弾させてもよいし、１滴目のレジスト液Ｑが第１面２７上で乾燥しないうちに、２滴目のレジスト液Ｑを１滴目のレジスト液Ｑと重なるように第１面２７へ着弾させてもよい。また、複数のレジスト液Ｑを同時に第１面２７に着弾させてもよい。

ここで、当該工程（第１面２７にレジスト液Ｑを塗布する工程）では、第１面２７とともに、上側凹部２２１、２３１の内面にもレジスト液Ｑを塗布する必要があるが、この上側凹部２２１、２３１の内面へのレジスト液Ｑの塗布は、例えば、上側凹部２２１、２３１内をレジスト液Ｑで満たすことにより行ってもよいし、前述した角部Ａおよび側面２８へのレジスト液Ｑの塗布と同様の方法により行ってもよい。なお、図１０（ａ）では、前者の方法によるものが図示されている。

以上の工程により、圧電素子片２の第１面２７側へのレジスト膜Ｌ２の形成を終えると、次いで、圧電素子片２の第２面２９および側面２８の第２面２９側にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ３、Ｌ４を形成する。具体的には、まず、圧電素子片２の上下を引っくり返す。次いで、図１０（ｂ）に示すように、角部Ａおよび側面２８にレジスト膜Ｌ３を形成する。これにより、図１１に示すように、レジスト膜Ｌ３が、本工程に先立って側面２８の第１面２７側に形成されたレジスト膜Ｌ１と一体化し（一部が重なり合い）、側面２８の厚さ方向（ｚ軸方向）全域にレジスト膜が形成される。本工程は、前述のレジスト膜Ｌ１を形成する工程と同様であるため、その説明を省略する。

次いで、図１０（ｃ）に示すように、圧電素子片２の第２面２９にレジスト液Ｑを塗布し、乾燥することでレジスト膜Ｌ４を形成する。当該工程は、前述した第１面２７にレジスト膜Ｌ２を形成する工程と同様であるため、その説明省略する。
以上の工程により、圧電素子片２の表面のうち、レジスト膜を形成する必要のある領域の全域（すなわち、圧電素子片２の又部２４を除く全域）に、レジスト膜を形成することができる。そして、このレジスト膜を前述したように第１の電極３１および第２の電極３２のパターン形状に露光・現像することにより、第１、第２の電極３１、３２の外形パターンをしたレジストマスクＭ３を形成することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の塗膜形成方法を備えた圧電素子の製造方法（本願発明の圧電素子の製造方法）の第２実施形態について説明する。
図１２ないし図１４は、それぞれ、本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。

以下、第２実施形態の圧電素子の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる圧電素子の製造方法では、角部および側面にレジスト液を塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の角部および側面にレジスト液を塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）は、以下の通りである。

［第１の工程］
まず、図１２（ａ）に示すように、互いにｙ軸方向に離間する２つのノズル孔５０１、５０２から第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂをほぼ同時にｚ軸方向に吐出し、これら第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂを角部Ａに衝突させる。図１２（ｂ）に示すように、第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂは、圧電素子片２への着弾状態にて、互いに重ならないように十分に離間している。

図１２（ｃ）に示すように、角部Ａに衝突した第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂは、それぞれ、角部Ａによりせん断され、その一部が角部Ａに留まるとともに、残りの部分が側面２８を伝って流下する。これにより、角部Ａおよび側面２８に第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂが塗布される。次いで、塗布された第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂを乾燥することにより、角部Ａおよび側面２８に、互いに離間した第１のレジスト膜Ｌ１１ａ、Ｌ１１ｂを形成する。

［第２の工程］
次いで、図１３（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００をｙ軸方向に所定距離ｄずらし、ノズル５０１、５０２から第２のレジスト液Ｑ２ａ、Ｑ２ｂをほぼ同時にｚ軸方向に吐出する。図１３（ｂ）に示すように、吐出された第２のレジスト液Ｑ２ａは、圧電素子片２への着弾状態にて、第１のレジスト膜Ｌ１１ａと重なり合う部分を有するように角部Ａに衝突し、これと同様に、第２のレジスト液Ｑ２ｂは、圧電素子片２への着弾状態にて、第１のレジスト膜Ｌ１１ｂと重なり合う部分を有するように角部Ａに衝突する。

図１３（ｃ）に示すように、角部Ａに衝突した第２のレジスト液Ｑ２ａは、角部Ａによりせん断され、その一部が角部Ａに留まるとともに、残りの部分が側面２８を第１のレジスト膜Ｌ１１ａと重なり合いながら流下する。一方、角部Ａに衝突した第２のレジスト液Ｑ２ｂも、角部Ａによりせん断され、その一部が角部Ａに留まるとともに、残りの部分が側面２８を第１のレジスト膜Ｌ１１ｂと重なり合いながら流下する。これにより、角部Ａおよび側面２８に第２のレジスト液Ｑ２ａ、Ｑ２ｂが塗布される。次いで、塗布された第２のレジスト液Ｑ２ａ、Ｑ２ｂを乾燥することにより、角部Ａおよび側面２８に、互いに離間した第２のレジスト膜Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂを形成する。

［第３の工程〜第ｎの工程］
上述したような、角部Ａおよび側面２８への第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂおよび第２のレジスト液Ｑ２ａ、Ｑ２ｂの塗布と同様にして、第３のレジスト液〜第ｎのレジスト液を角部Ａおよび側面２８に塗布し、乾燥することにより、第３のレジスト膜Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂ〜第ｎのレジスト膜Ｌｎａ、Ｌｎｂを形成する。これにより、図１４に示すように、角部Ａの全域、および側面２８の幅方向（ｙ軸方向）の全域に形成されたレジスト膜Ｌ１を得ることができる。

このように、第１のレジスト液Ｑ１〜第ｎのレジスト液Ｑｎをそれぞれ、複数吐出することにより、角部Ａおよび側面２８へのレジスト液の塗布に要する時間（処理時間）を短くしつつ、角部Ａおよび側面２８に、レジストマスクＭ３としての機能を十分に果たすことのできる膜厚を有したレジスト膜Ｌ１を形成することができる。
なお、本実施形態では、第１のレジスト液Ｑ１を２滴同時に吐出する構成について説明したが、これに限定されず、第１のレジスト液Ｑ１を３滴以上同時に吐出してもよい。また、複数の第１のレジスト液の吐出タイミングがそれぞれ異なっていてもよい。これは、第２のレジスト液Ｑ２〜第ｎのレジスト液Ｑｎについても同様である。
以上のような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、液滴としてレジスト膜を形成するためのレジスト液を用いた構成について説明したが、液滴としてはこれに限定されず、例えば、絶縁膜を形成するための絶縁性の液滴や、電極膜や配線膜を形成する導電性の液滴であってもよい。

また、前述した実施形態では、被塗布物として、圧電材料で構成された圧電体基板を用いた構成について説明したが、被塗布物としては、これに限定されず、例えば、各種樹脂材料で構成された樹脂基板（合成樹脂基板）や、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ等の各種金属材料で構成された金属基板や、各種セラミックスで構成されたセラミックス基板や、シリコン基板等の半導体基板や、石英ガラス等の各種ガラス材料で構成されたガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等であってもよい。
また、圧電素子片の形状としては、２本の腕部を有する音叉型のものについて説明したが、これに限定されず、例えば、ジャイロセンサ等に用いられる６本の腕部を有する「王」型をなすものであってもよい。

１……圧電素子 ２……圧電素子片 ２１……基部 ２２、２３……腕部 ２２１、２３１……上側凹部 ２２２、２３２……下側凹部 ２４……又部 ２７……第１面 ２８……側面 ２９……第２面 ３……電極 ３１……第１の電極 ３１１、３２１……端子 ３１２、３２２……側面電極 ３１３、３２３……上側凹部電極 ３１４、３２４……下側凹部電極 ３２……第２の電極 ４……電極膜 ５００……インクジェットヘッド ５０１、５０２……ノズル孔 １００……水晶ウエハ Ｃｒ……クロム層 Ａｕ……金層 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３……レジストマスク Ｌ１〜Ｌ４……レジスト膜 Ｌ１１、Ｌ１１ａ、Ｌ１１ｂ……第１のレジスト膜 Ｌ１２、Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ……第２のレジスト膜 Ｌ１３、Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂ……第３のレジスト膜 Ｌ１４……第４のレジスト膜 Ｌｎ、Ｌｎａ、Ｌｎｂ……第ｎのレジスト膜 Ｏ１〜Ｏ３……中心 Ｑ……レジスト液 Ｑ１、Ｑ１ａ、Ｑ１ｂ……第１のレジスト液 Ｑ２、Ｑ２ａ、Ｑ２ｂ……第２のレジスト液 Ｑ３……第３のレジスト液 Ｓ１〜Ｓ３……線分

Claims (10)

1. 上面、側面およびこれらが交差する角部を有する被塗布物に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
   第１の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第１の液滴を前記側面に流下する第１の工程と、
   前記第１の液滴が乾燥した後に、前記第１の液滴の前記被塗布物の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第２の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに、前記被塗布物への着弾状態にて前記第１の液滴と重なるように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第２の液滴を前記側面に流下する第２の工程とを有することを特徴とする塗膜形成方法。
2. 前記第１の工程では、前記角部でせん断された前記第１の液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させ、前記第２の工程では、前記角部でせん断された前記第２の液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させる請求項１に記載の塗膜形成方法。
3. 前記第１の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第１の液滴の中心が通過するように、前記第１の液滴を前記ノズルから吐出し、前記第２の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第２の液滴の中心が通過するように、前記第２の液滴を前記ノズルから吐出する請求項１または２に記載の塗膜形成方法。
4. 前記第１の工程では、複数の前記第１の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出し、前記第２の工程では、複数の前記第２の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出する請求項１ないし３のいずれかに記載の塗膜形成方法。
5. 前記液滴の径は、１０μｍ〜３０μｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の塗膜形成方法。
6. 前記液滴の粘度は、１ｃＰ〜２０ｃＰである請求項１ないし５のいずれかに記載の塗膜形成方法。
7. 前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片である請求項１ないし６のいずれかに記載の塗膜形成方法。
8. 前記液滴は、レジスト液である請求項１ないし７のいずれかに記載の塗膜形成方法。
9. 上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
   前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
   前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
   前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
   前記レジストマスク形成工程では、第１のレジスト液を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第１のレジスト液が前記側面を流下した後に前記第１のレジスト液を乾燥し、その後、前記第１のレジスト液の前記圧電素子片の着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第２のレジスト液を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに、前記圧電素子片への着弾状態にて前記第１のレジスト液と重なるように前記ノズルから吐出し、前記角部でせん断された前記第２のレジスト液が前記側面を流下することにより、前記側面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、前記レジスト膜に露光および現像を行うことにより前記レジストマスクを形成することを特徴とする圧電素子の製造方法。
10. 前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しない請求項９に記載の圧電素子の製造方法。

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