JP2016032084A - Wafer and method of manufacturing the same, piezoelectric element, droplet discharge head, and droplet discharge device - Google Patents

Wafer and method of manufacturing the same, piezoelectric element, droplet discharge head, and droplet discharge device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a wafer which allows for creation of a uniform crystalline film of high quality.SOLUTION: A method of manufacturing a wafer has a step for forming an amorphous film on one side of a substrate, and a step for irradiating the other side of the substrate, i.e., the opposite side from the one side, with light and crystallizing a part of the amorphous film. In the step for crystallizing a part of the amorphous film, the light is irradiated so that the amorphous film formed in a predetermined area including the periphery on one side of the substrate is not crystallized but is left as it is, and the amorphous film formed in an area other than the predetermined area is crystallized and becoming a crystalline film.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ウェハ及びその製造方法、圧電素子、液滴吐出ヘッド並びに液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a wafer, a manufacturing method thereof, a piezoelectric element, a droplet discharge head, and a droplet discharge apparatus.

従来、電気炉やRTA(Rapid Thermal Annealing)装置等を用いて、基板上に形成した膜を一定時間、一定温度以上に加熱する処理が行われている。このような加熱処理においては、膜だけではなく、基板全体も加熱される。   Conventionally, a process of heating a film formed on a substrate to a certain temperature or more for a certain period of time using an electric furnace, an RTA (Rapid Thermal Annealing) apparatus, or the like has been performed. In such heat treatment, not only the film but also the entire substrate is heated.

しかしながら、基板全体が加熱される場合には、耐熱性の基板を用いる等の制約が生じる。又、基板上に他の構造や素子等を有する場合には、加熱処理が不要な他の部材(他の構造や素子等)まで加熱され、熱的なダメージや熱応力による寸法精度のずれ等が生じ、性能を著しく低下させるおそれがある。   However, when the entire substrate is heated, there are restrictions such as using a heat-resistant substrate. In addition, when other structures and elements are provided on the substrate, other members that do not require heat treatment (other structures and elements) are heated, and dimensional accuracy shifts due to thermal damage or thermal stress. May occur and the performance may be significantly reduced.

そこで、基板全体を加熱しない方法として、酸化物圧電膜(例えば、PZT膜)の製造工程において、レーザ照射による加熱処理が行われている。例えば、スパッタリング法で形成したアモルファス状のPZT膜に、KrFエキシマパルスレーザを照射することにより、結晶化させることが例示されている(例えば、非特許文献1参照)。この方法によれば、加熱処理が不要な部材に対する影響を避けられる可能性がある。   Therefore, as a method of not heating the entire substrate, heat treatment by laser irradiation is performed in the manufacturing process of the oxide piezoelectric film (for example, PZT film). For example, it is exemplified that an amorphous PZT film formed by sputtering is crystallized by irradiating a KrF excimer pulse laser (for example, see Non-Patent Document 1). According to this method, there is a possibility that an influence on a member that does not require heat treatment can be avoided.

しかしながら、基板上に結晶質膜が形成されたウェハを製造する工程では、製造工程中のハンドリング等によって、基板の外周部に傷や汚れが付いた汚染領域が形成されやすい。レーザ光が基板の外周部の汚染領域に照射されると、傷や汚れの影響によりレーザ光が通常よりも多く基板に吸収され、汚染領域に異常な高熱が生じ、均一な高品質の結晶質膜の作製を妨げる場合があった。   However, in the process of manufacturing a wafer in which a crystalline film is formed on a substrate, a contaminated region with scratches and dirt on the outer peripheral portion of the substrate is likely to be formed by handling during the manufacturing process. When the contaminated area on the outer periphery of the substrate is irradiated with laser light, the laser beam is absorbed more than usual due to scratches and dirt, causing abnormally high heat in the contaminated area, and a uniform high quality crystalline material. In some cases, the production of the film was hindered.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、均一な高品質の結晶質膜の作製が可能なウェハの製造方法等を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wafer manufacturing method and the like capable of producing a uniform high-quality crystalline film.

本ウェハの製造方法は、基板の一方側にアモルファス膜を形成する工程と、前記基板の一方側の反対側である他方側から光を照射し、前記アモルファス膜の一部を結晶化させる工程と、を有し、前記アモルファス膜の一部を結晶化させる工程では、前記基板の一方側の外周部を含む所定領域に形成された前記アモルファス膜が結晶化せずに残存し、前記所定領域以外の領域に形成された前記アモルファス膜が結晶化して結晶質膜となるように前記光を照射することを要件とする。   The method for manufacturing the wafer includes a step of forming an amorphous film on one side of the substrate, a step of irradiating light from the other side opposite to the one side of the substrate, and crystallizing a part of the amorphous film. And in the step of crystallizing a part of the amorphous film, the amorphous film formed in a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the substrate remains without being crystallized, and other than the predetermined region. It is necessary to irradiate the light so that the amorphous film formed in the region is crystallized into a crystalline film.

開示の技術によれば、均一な高品質の結晶質膜の作製が可能なウェハの製造方法等を提供できる。   According to the disclosed technique, it is possible to provide a wafer manufacturing method or the like capable of producing a uniform high-quality crystalline film.

第1の実施の形態に係るウェハの構造を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the wafer concerning a 1st embodiment. 第1の実施の形態に係るウェハの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wafer concerning a 1st embodiment. ウェハの裏面外周部に形成される汚染領域について説明する図である。It is a figure explaining the contamination area | region formed in the back surface outer peripheral part of a wafer. 第1の実施の形態の変形例に係るウェハの構造を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the wafer concerning the modification of a 1st embodiment. 第2の実施の形態に係るウェハの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wafer which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係るウェハの製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the wafer which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係る圧電素子を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the piezoelectric element which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する断面図(その1)である。FIG. 10 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a droplet discharge head according to a fifth embodiment; 第5の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する断面図(その2)である。FIG. 10 is a cross-sectional view (part 2) illustrating a droplet discharge head according to a fifth embodiment; 第6の実施の形態に係るインクジェット記録装置を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates the inkjet recording device which concerns on 6th Embodiment. 第6の実施の形態に係るインクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。It is a side view which illustrates the mechanism part of the inkjet recording device which concerns on 6th Embodiment.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

〈第1の実施の形態〉
まず、ウェハ1の構造について説明する。図1は、第1の実施の形態に係るウェハの構造を例示する図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線に沿う断面図である。図1を参照するに、第1の実施の形態に係るウェハ1は、シリコン基板10上に、シリコン酸化膜(SiO膜)11、酸化チタン膜(TiOx膜)12、白金膜(Pt膜)13及び複合酸化物膜14が順次積層された構造である。
<First Embodiment>
First, the structure of the wafer 1 will be described. 1A and 1B are diagrams illustrating the structure of a wafer according to the first embodiment. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross section taken along the line AA in FIG. FIG. Referring to FIG. 1, a wafer 1 according to the first embodiment includes a silicon oxide film (SiO 2 film) 11, a titanium oxide film (TiOx film) 12, and a platinum film (Pt film) on a silicon substrate 10. 13 and the composite oxide film 14 are sequentially stacked.

シリコン基板10の厚さは、例えば、650μm程度とすることができる。シリコン酸化膜11の厚さは、例えば、600nm程度とすることができる。酸化チタン膜12の厚さは、例えば、50nm程度とすることができる。白金膜13の厚さは、例えば、100nm程度とすることができる。複合酸化物膜14の厚さは任意に決定できるが、例えば、30nm〜2μm程度とすることができる。   The thickness of the silicon substrate 10 can be about 650 μm, for example. The thickness of the silicon oxide film 11 can be about 600 nm, for example. The thickness of the titanium oxide film 12 can be set to, for example, about 50 nm. The thickness of the platinum film 13 can be about 100 nm, for example. Although the thickness of the complex oxide film 14 can be determined arbitrarily, it can be, for example, about 30 nm to 2 μm.

複合酸化物膜14は、例えば、鉛(Pb)とチタン(Ti)とジルコニウム(Zr)とを含む膜(PZT膜)である。PZTとはジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸鉛(PbTiO)の固溶体である。例えば、ジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸鉛(PbTiO)の比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53、Ti0.47)O、一般にはPZT(53/47)と示されるPZT等を用いることができる。なお、PZTは強誘電材料である。 The composite oxide film 14 is, for example, a film (PZT film) containing lead (Pb), titanium (Ti), and zirconium (Zr). PZT is a solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ). For example, the ratio of lead zirconate (PbZrO 3 ) to lead titanate (PbTiO 3 ) is 53:47, and the chemical formula indicates Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 , generally PZT ( 53/47) can be used. PZT is a ferroelectric material.

以降、複合酸化物膜14がPZT膜である場合を例にして説明する(従って、複合酸化物膜14をPZT膜14と称する場合がある)。   Hereinafter, the case where the composite oxide film 14 is a PZT film will be described as an example (therefore, the composite oxide film 14 may be referred to as a PZT film 14).

PZT膜14は、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に形成されたアモルファスPZT膜15と、所定領域以外の領域に形成されたPZT結晶質膜16とを有する。このような構造の技術的な意義については後述する。   The PZT film 14 includes an amorphous PZT film 15 formed in a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 and a PZT crystalline film 16 formed in a region other than the predetermined region. The technical significance of such a structure will be described later.

なお、シリコン基板10の外周部をどの程度の大きさ(広さ)とするかは、要求仕様に応じて適宜決定できるが、シリコン基板10の外縁から5mm以内の領域とすることが好ましく、シリコン基板10の外縁から10mm以内の領域とすることがより好ましい。この程度の領域が汚染領域となる場合が多いからである。   It should be noted that the size (width) of the outer peripheral portion of the silicon substrate 10 can be appropriately determined according to the required specifications, but is preferably within a region within 5 mm from the outer edge of the silicon substrate 10. More preferably, the region is within 10 mm from the outer edge of the substrate 10. This is because such a region often becomes a contaminated region.

次に、ウェハ1の製造方法について説明する。図2は、第1の実施の形態に係るウェハの製造方法を例示する図である。まず、図2(a)に示す工程では、シリコン基板10上にシリコン酸化膜11、酸化チタン膜12及び白金膜13を順次積層し、更に白金膜13上にアモルファスPZT膜15を形成する。   Next, a method for manufacturing the wafer 1 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a wafer manufacturing method according to the first embodiment. First, in the step shown in FIG. 2A, a silicon oxide film 11, a titanium oxide film 12, and a platinum film 13 are sequentially stacked on a silicon substrate 10, and an amorphous PZT film 15 is formed on the platinum film 13.

具体的には、例えば、厚さ650μm程度のシリコン基板10の表面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法や熱酸化法等により、膜厚600nm程度のシリコン酸化膜11を形成する。そして、シリコン酸化膜11上に、例えば、スパッタリング法やCVD法等により、膜厚50nm程度の酸化チタン膜12を積層する。更に、酸化チタン膜12上に、例えば、スパッタリング法やCVD法等により、膜厚100nm程度の白金膜13を積層する。なお、白金膜13は、シリコン基板10の一方側の反対側である他方側から照射されるレーザ光を吸収して白金膜13上に形成される被加熱層を加熱する光吸収層としての機能を有する。   Specifically, for example, the silicon oxide film 11 having a thickness of about 600 nm is formed on the surface of the silicon substrate 10 having a thickness of about 650 μm by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a thermal oxidation method, or the like. Then, a titanium oxide film 12 having a thickness of about 50 nm is laminated on the silicon oxide film 11 by, for example, a sputtering method or a CVD method. Further, a platinum film 13 having a thickness of about 100 nm is laminated on the titanium oxide film 12 by, for example, a sputtering method or a CVD method. The platinum film 13 functions as a light absorption layer that absorbs laser light irradiated from the other side opposite to one side of the silicon substrate 10 and heats the heated layer formed on the platinum film 13. Have

アモルファスPZT膜15は、例えば、スパッタリング法やCSD(Chemical Solution Deposition)法等を用いて、白金膜13の一方側に形成できる。なお、本実施の形態では、アモルファスPZT膜15は、光吸収層である白金膜13の一方側に直接形成されている。アモルファスPZT膜15の膜厚は、例えば、45nm程度とすることができる。   The amorphous PZT film 15 can be formed on one side of the platinum film 13 by using, for example, a sputtering method or a CSD (Chemical Solution Deposition) method. In the present embodiment, the amorphous PZT film 15 is directly formed on one side of the platinum film 13 that is a light absorption layer. The film thickness of the amorphous PZT film 15 can be about 45 nm, for example.

CSD法によりアモルファスPZT膜15を形成する場合には、まず、例えば、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物を出発材料に使用し、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させて均一溶媒を作製する。この均一溶媒をPZT前駆体溶液と称する。PZT前駆体溶液の複合酸化物固体分濃度は、例えば、0.1〜0.7モル/リットルとすることができる。なお、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物の混合量は、所望のPZTの組成(PbZrOとPbTiOの比率)に応じて、当業者が適宜選択できるものである。例えば、前述のPZT(53/47)を用いることができる。 When forming the amorphous PZT film 15 by the CSD method, first, for example, lead acetate, a zirconium alkoxide compound, and a titanium alkoxide compound are used as starting materials, and dissolved in methoxyethanol as a common solvent to prepare a uniform solvent. This homogeneous solvent is referred to as a PZT precursor solution. The composite oxide solid content concentration of the PZT precursor solution can be set to 0.1 to 0.7 mol / liter, for example. The mixing amount of lead acetate, zirconium alkoxide compound, and titanium alkoxide compound can be appropriately selected by those skilled in the art according to the desired composition of PZT (ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 ). For example, the aforementioned PZT (53/47) can be used.

次に、例えば、スピンコート法等により、白金膜13の一方側にPZT前駆体溶液を塗布して塗布膜を形成する。そして、塗布膜を例えば120℃程度のホットプレートで1分間程度熱処理した後、180℃〜500℃程度のホットプレートで1〜10分間程度熱処理することにより、白金膜13の一方側にアモルファスPZT膜15が形成される。   Next, a PZT precursor solution is applied to one side of the platinum film 13 by, for example, a spin coating method to form a coating film. Then, the coating film is heat-treated for about 1 minute with a hot plate at about 120 ° C., for example, and then heat-treated with a hot plate at about 180 ° C. to 500 ° C. for about 1 to 10 minutes, whereby an amorphous PZT film is formed on one side of the platinum film 13. 15 is formed.

次に、図2(b)に示す工程では、シリコン基板10の他方側(アモルファスPZT膜15が形成されていない側)から光を照射し、アモルファスPZT膜15の一部を結晶化させる。具体的には、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化せずに残存し、所定領域以外の領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化してPZT結晶質膜16となるようにレーザ光71xを照射する。   Next, in the step shown in FIG. 2B, light is irradiated from the other side of the silicon substrate 10 (the side where the amorphous PZT film 15 is not formed), and a part of the amorphous PZT film 15 is crystallized. Specifically, the amorphous PZT film 15 formed in a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 remains without being crystallized, and the amorphous PZT film 15 formed in a region other than the predetermined region is crystallized. Then, the laser beam 71x is irradiated so that the PZT crystalline film 16 is obtained.

レーザ光71xは、シリコン基板10の外周部を除く領域においてシリコン基板10の他方側から照射され、シリコン基板10、シリコン酸化膜11及び酸化チタン膜12を透過して白金膜13の他方側に達する。レーザ光71xとしては、例えば、波長1500nm付近の連続発振のレーザ光を用いることができる。レーザ光71xのスポット形状は、例えば、略長方形とすることができる。又、その場合の略長方形の大きさは、例えば、0.35mm×1mm程度とすることができる。   The laser beam 71x is irradiated from the other side of the silicon substrate 10 in a region excluding the outer peripheral portion of the silicon substrate 10, passes through the silicon substrate 10, the silicon oxide film 11, and the titanium oxide film 12, and reaches the other side of the platinum film 13. . As the laser beam 71x, for example, a continuous wave laser beam having a wavelength of about 1500 nm can be used. The spot shape of the laser beam 71x can be, for example, a substantially rectangular shape. In this case, the size of the substantially rectangular shape can be set to, for example, about 0.35 mm × 1 mm.

白金膜13は、波長1500nm付近の吸収係数が非常に大きく、およそ7×10cm−1である。又、例えば、膜厚100nmの白金膜13において、波長1500nm付近の光の透過率は1%以下である。従って、白金膜13に照射された波長1500nm付近のレーザ光71xの光エネルギーは殆ど白金膜13に吸収される。 The platinum film 13 has a very large absorption coefficient in the vicinity of a wavelength of 1500 nm, which is approximately 7 × 10 5 cm −1 . For example, in the platinum film 13 having a film thickness of 100 nm, the transmittance of light in the vicinity of a wavelength of 1500 nm is 1% or less. Accordingly, the platinum film 13 absorbs almost all of the light energy of the laser light 71x having a wavelength of about 1500 nm irradiated to the platinum film 13.

白金膜13に吸収されたレーザ光71xの光エネルギーは、熱に変わって白金膜13を加熱する。白金膜13の熱は、白金膜13の一方側に形成されているアモルファスPZT膜15に伝わり(拡散し)、アモルファスPZT膜15は、白金膜13側から局部的に加熱される。アモルファスPZT膜15の加熱された部分は膜質が変えられ(結晶化され)、PZT結晶質膜16となる。   The light energy of the laser beam 71x absorbed by the platinum film 13 changes to heat and heats the platinum film 13. The heat of the platinum film 13 is transmitted (diffused) to the amorphous PZT film 15 formed on one side of the platinum film 13, and the amorphous PZT film 15 is locally heated from the platinum film 13 side. The heated portion of the amorphous PZT film 15 is changed in film quality (crystallized) to become a PZT crystalline film 16.

一般的に、アモルファスPZT膜の結晶化温度は約600℃〜850℃であり、白金の融点(1768℃)よりかなり低い。従って、白金膜13に入射するレーザ光71xのエネルギー密度及び照射時間の制御によって、白金膜13にダメージを与えることなく、アモルファスPZT膜15を局部的に加熱して結晶化できる。レーザ光71xのエネルギー密度は、例えば、1×10〜1×10W/cm程度とすることができる。レーザ光71xの照射時間は、例えば、1ms〜200ms程度とすることができる。 In general, the crystallization temperature of an amorphous PZT film is about 600 ° C. to 850 ° C., which is considerably lower than the melting point of platinum (1768 ° C.). Therefore, the amorphous PZT film 15 can be locally heated and crystallized without damaging the platinum film 13 by controlling the energy density and irradiation time of the laser light 71x incident on the platinum film 13. The energy density of the laser beam 71x can be set to about 1 × 10 2 to 1 × 10 6 W / cm 2 , for example. The irradiation time of the laser beam 71x can be, for example, about 1 ms to 200 ms.

更に、シリコン基板10の外周部を除く領域において、レーザ光71xとシリコン基板10とを相対的に移動させながら、レーザ光71xを白金膜13に照射する。例えば、シリコン基板10の外周部を除く領域において、アモルファスPZT膜15を紙面左側前面の領域から紙面奥行き方向に順次結晶化する。そして、同様な動作を紙面右側の部分についても順次実行する。   Further, the platinum film 13 is irradiated with the laser beam 71 x while relatively moving the laser beam 71 x and the silicon substrate 10 in a region excluding the outer peripheral portion of the silicon substrate 10. For example, in the region excluding the outer peripheral portion of the silicon substrate 10, the amorphous PZT film 15 is sequentially crystallized from the region on the left front surface of the paper in the depth direction of the paper. Then, the same operation is sequentially performed on the right side of the page.

これにより、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化せずに残存し、所定領域以外の領域(図1(a)の点線内の領域等)に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化してPZT結晶質膜16となる。つまり、アモルファスPZT膜15とPZT結晶質膜16とにより構成されたPZT膜14が作製される。   As a result, the amorphous PZT film 15 formed in a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 remains without being crystallized, and a region other than the predetermined region (a region within a dotted line in FIG. 1A, etc.) The amorphous PZT film 15 formed in (1) is crystallized to become a PZT crystalline film 16. That is, the PZT film 14 composed of the amorphous PZT film 15 and the PZT crystalline film 16 is produced.

なお、PZT結晶質膜16は、(100)、(110)及び(111)の何れかに優先配向するように結晶化する。PZT結晶質膜16は配向性によって特性が異なり、用途も違う。例えば、主配向が(100)方向であるPZT結晶質膜は比誘電率が高いため、DRAM(Dynamic Random Access Memory)に用いると好適である。又、主配向が(110)方向であるPZT結晶質膜は強誘電特性や焦電特性に優れているため、センサやアクチュエータに用いると好適である。又、主配向が(111)方向であるPZT結晶質膜は変位量の劣化が小さいため、圧電素子に用いると好適である。又、主配向が(111)方向であるPZT結晶質膜は残留分極が大きいため、FRAM(登録商標)(Ferroelectric Random Access Memory)に用いると好適である。   The PZT crystalline film 16 is crystallized so as to be preferentially oriented in any one of (100), (110), and (111). The PZT crystalline film 16 has different characteristics depending on the orientation, and has a different use. For example, a PZT crystalline film whose main orientation is the (100) direction has a high relative dielectric constant, and is therefore suitable for use in a DRAM (Dynamic Random Access Memory). In addition, a PZT crystalline film having a main orientation of (110) is excellent in ferroelectric characteristics and pyroelectric characteristics, and is therefore preferably used for sensors and actuators. In addition, a PZT crystalline film whose main orientation is the (111) direction is suitable for use in a piezoelectric element because of little deterioration in displacement. A PZT crystalline film whose main orientation is the (111) direction has a large remanent polarization, and is therefore suitable for use in FRAM (registered trademark) (Ferroelectric Random Access Memory).

ここで、シリコン基板10の外周部にレーザ光を照射しない理由について説明する。図2(a)及び図2(b)に示す工程でシリコン基板10を取り扱いする際に、一般的に、少なくともシリコン基板10の外周部の一部はピンセットや装置のハンドリングフォーク等に接触することになる。そして、接触した部分のシリコン基板10の他方側の外周部(裏面外周部)には、例えば図3に示すような傷61が形成されやすい。特に、多層膜を形成する場合、シリコン基板10の取り扱い回数の増加により、傷61が増えるおそれがある。   Here, the reason why the laser beam is not irradiated on the outer peripheral portion of the silicon substrate 10 will be described. When the silicon substrate 10 is handled in the steps shown in FIGS. 2A and 2B, generally, at least a part of the outer peripheral portion of the silicon substrate 10 is in contact with tweezers or a handling fork of the apparatus. become. And the crack 61 as shown, for example in FIG. 3 is easy to be formed in the outer peripheral part (back surface outer peripheral part) of the other side of the silicon substrate 10 of the contact part. In particular, when a multilayer film is formed, the number of scratches 61 may increase due to an increase in the number of times the silicon substrate 10 is handled.

又、シリコン基板10の外周部には一般的にチッピング62が存在する。更に、CSD法によってアモルファスPZT膜15を形成する場合、スピンコートで膜を塗布するとき、液の流れによって、シリコン基板10の他方側の外周部に液による汚れ63が付着する場合もある。   Further, a chipping 62 is generally present on the outer peripheral portion of the silicon substrate 10. Further, when the amorphous PZT film 15 is formed by the CSD method, when the film is applied by spin coating, the liquid stain 63 may adhere to the outer peripheral portion on the other side of the silicon substrate 10 due to the flow of the liquid.

このような傷61、チッピング62及び液による汚れ63等が存在する汚染領域は、シリコン基板10に対して透明な波長1500nm付近のレーザ光71xを吸収する。そのため、アモルファスPZT膜15からPZT結晶質膜16を作製中に、もしレーザ光71xがシリコン基板10の他方側の外周部の汚染領域に照射されると、汚染領域においてレーザ光71xが吸収され、汚染領域に予想以上の熱を生じさせる。   Such a contaminated region in which the scratch 61, the chipping 62, the liquid stain 63, and the like exist absorbs the laser light 71x near the wavelength 1500 nm that is transparent to the silicon substrate 10. Therefore, during the production of the PZT crystalline film 16 from the amorphous PZT film 15, if the laser beam 71x is irradiated to the contaminated region on the outer peripheral portion on the other side of the silicon substrate 10, the laser beam 71x is absorbed in the contaminated region, Generate more heat than expected in the contaminated area.

汚染領域に生じた熱は、シリコン基板10の一方側に拡散し、シリコン基板10の一方側の汚染領域に対応する位置に形成されたPZT結晶質膜16にクラックや膜剥がれを引き起こすおそれがある。更に、膜の結晶によって、このクラックや膜剥がれがシリコン基板10の一方側の外周部から中心部へ延びて、外周部以外のPZT結晶質膜16にも影響を与える懸念がある。   The heat generated in the contaminated area diffuses to one side of the silicon substrate 10 and may cause cracks or film peeling in the PZT crystalline film 16 formed at a position corresponding to the contaminated area on one side of the silicon substrate 10. . Furthermore, there is a concern that the crack or peeling of the film extends from the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 to the central portion due to the crystal of the film and affects the PZT crystalline film 16 other than the outer peripheral portion.

このような現象を避けるため、図2(b)に示す工程では、少なくともシリコン基板10の外周部にはレーザ光71xを照射しない。この方法によって、シリコン基板10の中心部にはPZT結晶質膜16が形成され、レーザ光が照射されてない外周部にはアモルファスPZT膜15が残存する状態となる。   In order to avoid such a phenomenon, at least the outer peripheral portion of the silicon substrate 10 is not irradiated with the laser beam 71x in the step shown in FIG. By this method, the PZT crystalline film 16 is formed in the central portion of the silicon substrate 10, and the amorphous PZT film 15 remains in the outer peripheral portion not irradiated with the laser beam.

シリコン基板10の他方側の外周部に汚染領域が存在しても、汚染領域にはレーザ光71xが照射されないため、汚染領域において異常な熱を生じることがなく、シリコン基板10の中心部に影響を与えることもない。その結果、シリコン基板10の中心部に高品質のPZT結晶質膜16を形成できる。   Even if there is a contaminated region on the outer peripheral portion of the other side of the silicon substrate 10, the contaminated region is not irradiated with the laser beam 71x, so that abnormal heat is not generated in the contaminated region, and the central portion of the silicon substrate 10 is affected. Never give. As a result, a high quality PZT crystalline film 16 can be formed at the center of the silicon substrate 10.

このように、第1の実施の形態に係るウェハ1の製造方法では、シリコン基板10の一方側にアモルファスPZT膜15を形成し、シリコン基板10の他方側から光を照射し、アモルファスPZT膜15の一部を結晶化させてPZT結晶質膜16とする。但し、結晶化の際の光の照射は、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化せずに残存し、所定領域以外の領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化してPZT結晶質膜16となるように行う。   As described above, in the method of manufacturing the wafer 1 according to the first embodiment, the amorphous PZT film 15 is formed on one side of the silicon substrate 10, and light is irradiated from the other side of the silicon substrate 10. A part thereof is crystallized to form a PZT crystalline film 16. However, the light irradiation at the time of crystallization is that the amorphous PZT film 15 formed in a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 remains without being crystallized, and is formed in a region other than the predetermined region. The amorphous PZT film 15 is crystallized to become a PZT crystalline film 16.

これにより、ウェハ1の製造工程中のハンドリング等によって、シリコン基板10の他方側の外周部に汚染領域が形成された場合でも、汚染領域を含む所定領域にはレーザ光が照射されないため、汚染領域に異常な高熱が生じることを回避できる。その結果、シリコン基板10の一方側に均一な高品質のPZT結晶質膜16が形成されたウェハ1を製造できる。   As a result, even when a contaminated area is formed on the outer peripheral portion on the other side of the silicon substrate 10 due to handling during the manufacturing process of the wafer 1, the predetermined area including the contaminated area is not irradiated with laser light. It is possible to avoid the occurrence of abnormally high heat. As a result, the wafer 1 in which the uniform high quality PZT crystalline film 16 is formed on one side of the silicon substrate 10 can be manufactured.

又、第1の実施の形態に係るウェハ1の製造方法によれば、光吸収層である白金膜13に殆ど熱の影響を及ぼすことなく、被加熱層であるアモルファスPZT膜15から局部的にPZT結晶質膜16を形成できる。そのため、被加熱層以外の構造や素子等を有するデバイスに適用する場合であっても、加熱処理が不要な他の部材(他の構造や素子等)まで加熱されないので、熱的なダメージや熱応力による寸法精度のずれ等が生じ難く、デバイスの性能低下を回避できる。   Further, according to the method of manufacturing the wafer 1 according to the first embodiment, the platinum film 13 as the light absorption layer is hardly affected by heat, and locally from the amorphous PZT film 15 as the heated layer. A PZT crystalline film 16 can be formed. Therefore, even when it is applied to a device having a structure or element other than the heated layer, other members (other structures or elements) that do not require heat treatment are not heated, so thermal damage and heat Deviations in dimensional accuracy due to stress are unlikely to occur, and device performance degradation can be avoided.

従って、第1の実施の形態に係るウェハ1の製造方法を、被加熱層以外の構造や素子等を有するデバイスであるセンサやアクチュエータ等に適用すると好適であり、特に精密制御が行われる微小デバイスに適用すると好適である。   Therefore, it is preferable to apply the manufacturing method of the wafer 1 according to the first embodiment to a sensor, an actuator, or the like which is a device having a structure or an element other than the layer to be heated. It is preferable to apply to.

なお、上記説明では、一層のPZT膜14を有するウェハについて説明したが、多層のPZT膜14を形成する場合には、アモルファスPZT膜15の形成及びレーザ光の照射というプロセスを繰り返すことにより、狙い厚さを備える膜を形成できる。もちろん、この場合、2層目以降のPZT膜14は白金膜13上には直接形成されず、その前に形成されたPZT膜14上に積層される。   In the above description, the wafer having the single PZT film 14 has been described. However, when the multilayer PZT film 14 is formed, the process of forming the amorphous PZT film 15 and irradiating the laser light is repeated. A film having a thickness can be formed. Of course, in this case, the second and subsequent PZT films 14 are not directly formed on the platinum film 13 but are laminated on the PZT film 14 formed before the PZT film 14.

又、上記説明では、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域の平面形状(PZT結晶質膜16の平面形状)が1つの長方形(又は、正方形)である場合(図1(a)参照)を例示した。しかし、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域の平面形状(PZT結晶質膜16の平面形状)は、例えば、図4(a)に示すような長方形(例えば、短冊状)の複数の領域としてもよい。図4(a)のようにする場合には、例えば、シリコン基板10の外周部を除く領域において、アモルファスPZT膜15を部分的に直線状にスキャンして結晶化すればよい。   In the above description, the planar shape of the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 (planar shape of the PZT crystalline film 16) is one rectangle (or square) (FIG. 1A). Reference). However, the planar shape of the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 (planar shape of the PZT crystalline film 16) is, for example, a plurality of rectangles (for example, strips) as shown in FIG. It is good also as an area | region. In the case shown in FIG. 4A, for example, the amorphous PZT film 15 may be partially crystallized by scanning in a region other than the outer peripheral portion of the silicon substrate 10.

又、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域の平面形状(PZT結晶質膜16の平面形状)は、例えば、図4(b)に示すような円形としてもよい。図4(b)のようにする場合には、例えば、シリコン基板10の外周部を除く領域において、アモルファスPZT膜15を螺旋状にスキャンして結晶化すればよい。   Further, the planar shape of the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 (planar shape of the PZT crystalline film 16) may be, for example, a circle as shown in FIG. In the case shown in FIG. 4B, for example, the amorphous PZT film 15 may be crystallized by scanning in a spiral manner in a region excluding the outer peripheral portion of the silicon substrate 10.

又、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域の平面形状(PZT結晶質膜16の平面形状)は、図1(a)、図4(a)及び図4(b)に示していない他の四方形、三角形、ライン等としても構わない。つまり、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域の平面形状(PZT結晶質膜16の平面形状)は、レーザ光とシリコン基板10とを相対的に移動させる方式によって形成できる任意の形状とすることができる。なお、平面形状とは、シリコン基板10のシリコン酸化膜11が形成されている面の法線方向から対象物を視たときの形状を指す。   The planar shape of the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 (planar shape of the PZT crystalline film 16) is shown in FIGS. 1 (a), 4 (a), and 4 (b). Other quadrangles, triangles, lines, etc. may be used. That is, the planar shape of the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 (planar shape of the PZT crystalline film 16) is an arbitrary shape that can be formed by moving the laser light and the silicon substrate 10 relatively. It can be. The planar shape refers to a shape when the object is viewed from the normal direction of the surface of the silicon substrate 10 on which the silicon oxide film 11 is formed.

又、上記説明では、白金膜13上にPZT膜14を形成する例を示したが、PZT膜14に代えて、例えば、Pb、La、Ni、Cr、CoTi、Zr、Ba、Nb、Bi、Fe、Mnの少なくとも1つを有する酸化物膜又は複合酸化物膜を用いてもよい。   In the above description, an example in which the PZT film 14 is formed on the platinum film 13 is shown. However, instead of the PZT film 14, for example, Pb, La, Ni, Cr, CoTi, Zr, Ba, Nb, Bi, An oxide film or a composite oxide film having at least one of Fe and Mn may be used.

又、上記説明では、光吸収層として白金膜13をシリコン基板10上に形成する例を示したが、シリコン基板10に代えて金属基板、例えば、SUS或いはPt、Pb、Cu、Ni、Wの何れかの金属を含む金属基板を用いた場合、金属基板自体が光吸収層になる。このような金属基板を用いた場合には、金属基板上に白金膜13を形成することなく、金属基板自体を光吸収層として、金属基板の他方側からレーザ光を照射する方法で金属基板上に直接PZT膜14等を形成することができる。   In the above description, the platinum film 13 is formed on the silicon substrate 10 as the light absorption layer. However, instead of the silicon substrate 10, a metal substrate such as SUS or Pt, Pb, Cu, Ni, W is used. When a metal substrate containing any metal is used, the metal substrate itself becomes a light absorbing layer. When such a metal substrate is used, the platinum film 13 is not formed on the metal substrate, but the metal substrate itself is used as a light absorption layer, and laser light is irradiated from the other side of the metal substrate. The PZT film 14 and the like can be directly formed on the substrate.

又、上記説明では、シリコン基板10を用いる例を示したが、シリコン基板10に代えて、サファイア、SiC、GaAs、MgO、SrTiO等の化合物基板を用いても構わない。 In the above description, the silicon substrate 10 is used as an example, but a compound substrate such as sapphire, SiC, GaAs, MgO, or SrTiO 3 may be used instead of the silicon substrate 10.

又、上記説明では、光吸収層として白金膜13を用いる例を示したが、白金膜13に代わる光吸収層として、融点が1000℃以上の他の耐熱性の膜を用いてもよい。他の耐熱性の膜としては、例えば、Ir、Pd、Rh、W、Fe、Ni、Ta、Cr、Zr、Ti、Auの何れかの金属を含む金属膜を挙げられる。又、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜等を挙られる。   In the above description, the platinum film 13 is used as the light absorption layer. However, as the light absorption layer in place of the platinum film 13, another heat resistant film having a melting point of 1000 ° C. or more may be used. Examples of other heat resistant films include metal films containing any one of Ir, Pd, Rh, W, Fe, Ni, Ta, Cr, Zr, Ti, and Au. Further, a metal alloy film containing any one of the above-mentioned metal alloys, a laminated film in which a plurality of layers of the metal film or the metal alloy film are arbitrarily selected, and the like are listed.

又、上記説明では、光吸収層である白金膜13に連続発振のレーザ光71xを照射したが、連続発振のレーザ光71xに代えて、パルス発振のレーザ光を照射してもよい。   In the above description, the platinum film 13 as the light absorption layer is irradiated with the continuous wave laser beam 71x. However, instead of the continuous wave laser beam 71x, a pulsed laser beam may be irradiated.

〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、シリコン基板の外周部に中心部よりも弱いレーザ光を照射する例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, an example in which the outer peripheral portion of the silicon substrate is irradiated with laser light that is weaker than that of the central portion will be described. In the second embodiment, description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.

図5は、第2の実施の形態に係るウェハの製造方法を例示する図である。まず、第1の実施の形態の図2(a)に示す工程と同様にして、シリコン基板10上にシリコン酸化膜11、酸化チタン膜12及び白金膜13を順次積層し、更に白金膜13上にアモルファスPZT膜15を形成する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a wafer manufacturing method according to the second embodiment. First, similarly to the process shown in FIG. 2A of the first embodiment, a silicon oxide film 11, a titanium oxide film 12, and a platinum film 13 are sequentially laminated on a silicon substrate 10, and further on the platinum film 13. Then, an amorphous PZT film 15 is formed.

そして、図5に示す工程では、シリコン基板10の他方側から光を照射し、アモルファスPZT膜15の一部を結晶化させる。但し、本実施の形態では、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に対応するシリコン基板10の他方側にも光を照射する。   In the process shown in FIG. 5, light is irradiated from the other side of the silicon substrate 10 to crystallize a part of the amorphous PZT film 15. However, in the present embodiment, light is also applied to the other side of the silicon substrate 10 corresponding to a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10.

具体的には、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に対応するシリコン基板10の他方側には第1の照射パワーのレーザ光71yを照射する。そして、所定領域以外の領域に対応するシリコン基板10の他方側には第1の照射パワーよりも大きな第2の照射パワーのレーザ光71xを照射する。なお、レーザ光71xとレーザ光71yとは、同じ波長(例えば、波長1500nm付近)として構わない。   Specifically, the laser beam 71y having the first irradiation power is irradiated on the other side of the silicon substrate 10 corresponding to a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10. Then, the other side of the silicon substrate 10 corresponding to a region other than the predetermined region is irradiated with laser light 71x having a second irradiation power larger than the first irradiation power. Note that the laser light 71x and the laser light 71y may have the same wavelength (for example, near a wavelength of 1500 nm).

レーザ光71yの第1の照射パワーは、アモルファスPZT膜15が結晶化しない程度の照射パワーであり、レーザ光71xの第2の照射パワーは、アモルファスPZT膜15が結晶化する照射パワーである。レーザ光71yの第1の照射パワーは、例えば、レーザ光71xの第2の照射パワーの1/2程度とすることができる。   The first irradiation power of the laser beam 71y is an irradiation power that does not crystallize the amorphous PZT film 15, and the second irradiation power of the laser beam 71x is an irradiation power that crystallizes the amorphous PZT film 15. The first irradiation power of the laser beam 71y can be, for example, about ½ of the second irradiation power of the laser beam 71x.

なお、レーザ光71x及び71yは、第1の実施の形態と同様に、レーザ光71x及び71yとシリコン基板10とを相対的に移動させながら照射する。   The laser beams 71x and 71y are irradiated while relatively moving the laser beams 71x and 71y and the silicon substrate 10 as in the first embodiment.

これにより、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化せずに残存し、所定領域以外の領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化してPZT結晶質膜16となる。つまり、アモルファスPZT膜15とPZT結晶質膜16とにより構成されたPZT膜14が作製される。   As a result, the amorphous PZT film 15 formed in the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 remains without being crystallized, and the amorphous PZT film 15 formed in the region other than the predetermined region is crystallized. A PZT crystalline film 16 is formed. That is, the PZT film 14 composed of the amorphous PZT film 15 and the PZT crystalline film 16 is produced.

第2の実施の形態に係るウェハ1の製造方法では、第1の実施の形態に係るウェハ1の製造方法の奏する効果に加え、更に以下の効果を奏する。すなわち、シリコン基板10の外周部においてレーザ光71yを照射することにより、ウェハを予熱できるため、更に均一な大面積のPZT結晶質膜を形成できる。なお、レーザ光71yの照射パワーが低いため、レーザ光71yが傷等の欠陥に照射されても、生じる熱はPZT膜14にダメージを発生させない程度に抑えることができる。   The wafer 1 manufacturing method according to the second embodiment has the following effects in addition to the effects of the wafer 1 manufacturing method according to the first embodiment. That is, since the wafer can be preheated by irradiating the laser beam 71y on the outer peripheral portion of the silicon substrate 10, a more uniform large-area PZT crystalline film can be formed. Since the irradiation power of the laser beam 71y is low, even if the laser beam 71y is irradiated to a defect such as a scratch, the generated heat can be suppressed to a level that does not cause damage to the PZT film 14.

〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、シリコン基板の外周部に遮光マスクを設置する例を示す。なお、第3の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, an example in which a light shielding mask is provided on the outer periphery of a silicon substrate will be described. Note that in the third embodiment, description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.

図6は、第3の実施の形態に係るウェハの製造方法を例示する図である。まず、第1の実施の形態の図2(a)に示す工程と同様にして、シリコン基板10上にシリコン酸化膜11、酸化チタン膜12及び白金膜13を順次積層し、更に白金膜13上にアモルファスPZT膜15を形成する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a wafer manufacturing method according to the third embodiment. First, similarly to the process shown in FIG. 2A of the first embodiment, a silicon oxide film 11, a titanium oxide film 12, and a platinum film 13 are sequentially laminated on a silicon substrate 10, and further on the platinum film 13. Then, an amorphous PZT film 15 is formed.

そして、図6に示す工程では、シリコン基板10の他方側から光を照射し、アモルファスPZT膜15の一部を結晶化させる。但し、本実施の形態では、アモルファスPZT膜15の一部を結晶化させる工程よりも前に、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に対応するシリコン基板10の他方側にレーザ光71xを遮光する物体を配置する。   In the step shown in FIG. 6, light is irradiated from the other side of the silicon substrate 10 to crystallize a part of the amorphous PZT film 15. However, in the present embodiment, before the step of crystallizing a part of the amorphous PZT film 15, the laser beam is applied to the other side of the silicon substrate 10 corresponding to a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10. An object that shields light 71x is placed.

具体的には、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に対応するシリコン基板10の他方側に遮光マスク69(金属製、樹脂製等)を配置する。その後、第1の実施の形態と同様に、シリコン基板10の他方側から光を照射し、アモルファスPZT膜15の一部を結晶化させる。   Specifically, a light shielding mask 69 (made of metal, resin, etc.) is disposed on the other side of the silicon substrate 10 corresponding to a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10. Thereafter, similarly to the first embodiment, light is irradiated from the other side of the silicon substrate 10 to crystallize a part of the amorphous PZT film 15.

レーザ光71xを一定の照射パワーでシリコン基板10の他方側の全体に照射しても、シリコン基板10の他方側に遮光マスク69が配置されている領域ではレーザ光71xが白金膜13に到達せず、この領域の白金膜13は加熱されない。なお、レーザ光71xは、第1の実施の形態と同様に、レーザ光71xとシリコン基板10とを相対的に移動させながら照射する。   Even when the other side of the silicon substrate 10 is irradiated with the laser beam 71x with a constant irradiation power, the laser beam 71x cannot reach the platinum film 13 in the region where the light shielding mask 69 is disposed on the other side of the silicon substrate 10. In other words, the platinum film 13 in this region is not heated. Note that the laser beam 71x is irradiated while relatively moving the laser beam 71x and the silicon substrate 10 as in the first embodiment.

これにより、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化せずに残存し、所定領域以外の領域に形成されたアモルファスPZT膜15が結晶化してPZT結晶質膜16となる。つまり、アモルファスPZT膜15とPZT結晶質膜16とにより構成されたPZT膜14が作製される。   As a result, the amorphous PZT film 15 formed in the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 remains without being crystallized, and the amorphous PZT film 15 formed in the region other than the predetermined region is crystallized. A PZT crystalline film 16 is formed. That is, the PZT film 14 composed of the amorphous PZT film 15 and the PZT crystalline film 16 is produced.

第3の実施の形態に係るウェハ1の製造方法では、第1の実施の形態に係るウェハ1の製造方法の奏する効果に加え、更に以下の効果を奏する。すなわち、アモルファスPZT膜15を結晶化する領域を遮光マスクの有無により決定できるため、一定の照射パワーのレーザ光71xをスキャンさせる範囲はシリコン基板10より広くてもよい。その結果、レーザ光の制御が容易となる。   The wafer 1 manufacturing method according to the third embodiment has the following effects in addition to the effects exhibited by the wafer 1 manufacturing method according to the first embodiment. That is, since the region where the amorphous PZT film 15 is crystallized can be determined by the presence or absence of a light shielding mask, the range in which the laser beam 71x having a constant irradiation power is scanned may be wider than that of the silicon substrate 10. As a result, the laser beam can be easily controlled.

なお、上記説明における光を遮光する物体は、光を完全に遮光する物体のみではなく、光を部分的に遮光する(光が部分的に透過できる)物体であってもよい。例えば、光を遮光する物体として、光が部分的に透過できるND(Neutral density)フィルタ等を用いても構わない。この場合、光を遮光する物体の透過率を50%程度に設定すれば、シリコン基板10の一方側の外周部を含む所定領域もある程度加熱されるため、第2の実施の形態と同様に、ウェハを予熱する効果が期待できる。   Note that the object that blocks light in the above description is not limited to an object that completely blocks light, but may be an object that partially blocks light (light can be partially transmitted). For example, an ND (Neutral density) filter that can partially transmit light may be used as an object that blocks light. In this case, if the transmittance of the object that shields light is set to about 50%, the predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the silicon substrate 10 is heated to some extent, so that, similarly to the second embodiment, The effect of preheating the wafer can be expected.

〈第4の実施の形態〉
第4の実施の形態では、第1の実施の形態に係るウェハを用いた圧電素子の例について説明する。なお、第4の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, an example of a piezoelectric element using the wafer according to the first embodiment will be described. Note that in the fourth embodiment, descriptions of the same components as those of the above-described embodiments may be omitted.

図7は、第4の実施の形態に係る圧電素子を例示する断面図である。図7を参照するに、圧電素子2は、ウェハ1と、白金膜17とを有する。但し、ウェハ1において、PZT膜14は、パターニングされてアモルファスPZT膜15が除去され、PZT結晶質膜16のみとされている。PZT結晶質膜16の膜厚は、例えば、1μm程度とすることができる。   FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric element according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 7, the piezoelectric element 2 includes a wafer 1 and a platinum film 17. However, in the wafer 1, the PZT film 14 is patterned to remove the amorphous PZT film 15, and only the PZT crystalline film 16 is formed. The thickness of the PZT crystalline film 16 can be set to about 1 μm, for example.

PZT結晶質膜16上の所定領域には導電膜である白金膜17が形成されている。白金膜17の膜厚は、例えば、100nm程度とすることができる。白金膜17は、例えば、スパッタリング法により形成することができる。   A platinum film 17 which is a conductive film is formed in a predetermined region on the PZT crystalline film 16. The film thickness of the platinum film 17 can be about 100 nm, for example. The platinum film 17 can be formed by, for example, a sputtering method.

圧電素子2において、白金膜13が下部電極、PZT結晶質膜16が圧電膜、白金膜17が上部電極として機能する。すなわち、下部電極として機能する白金膜13と上部電極として機能する白金膜17との間に電圧が印加されると、圧電膜であるPZT結晶質膜16が機械的に変位する。   In the piezoelectric element 2, the platinum film 13 functions as a lower electrode, the PZT crystalline film 16 functions as a piezoelectric film, and the platinum film 17 functions as an upper electrode. That is, when a voltage is applied between the platinum film 13 functioning as the lower electrode and the platinum film 17 functioning as the upper electrode, the PZT crystalline film 16 that is a piezoelectric film is mechanically displaced.

このように、第1の実施の形態に係るウェハ1から形成することにより、均一な高品質のPZT結晶質膜16を有する圧電素子2が得られる。又、局部加熱によりPZT結晶質膜16を形成できるので、他の素子と容易に集積でき、かつ、安定性が良い圧電素子2が得られる。   Thus, by forming from the wafer 1 according to the first embodiment, the piezoelectric element 2 having the uniform high-quality PZT crystalline film 16 can be obtained. Further, since the PZT crystalline film 16 can be formed by local heating, the piezoelectric element 2 that can be easily integrated with other elements and has good stability can be obtained.

〈第5の実施の形態〉
第5の実施の形態では、第4の実施の形態に係る圧電素子を備えた液滴吐出ヘッドの例を示す。なお、第5の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, an example of a droplet discharge head including the piezoelectric element according to the fourth embodiment is shown. Note that in the fifth embodiment, description of the same components as those of the above-described embodiments may be omitted.

図8は、第5の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する断面図である。図8を参照するに、液滴吐出ヘッド3は、圧電素子2と、ノズル板40とを有する。ノズル板40には、インク滴を吐出するノズル41が形成されている。ノズル板40は、例えばNi電鋳等で形成できる。   FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a droplet discharge head according to the fifth embodiment. Referring to FIG. 8, the droplet discharge head 3 includes the piezoelectric element 2 and a nozzle plate 40. On the nozzle plate 40, nozzles 41 for discharging ink droplets are formed. The nozzle plate 40 can be formed by, for example, Ni electroforming.

ノズル板40、シリコン基板10、及び振動板となるシリコン酸化膜11により、ノズル41に連通する圧力室10x(インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある)が形成されている。振動板となるシリコン酸化膜11は、インク流路の壁面の一部を形成している。換言すれば、圧力室10xは、ノズル41が連通してなり、シリコン基板10(側面を構成)、ノズル板40(下面を構成)、シリコン酸化膜11(上面を構成)で区画されてなる。   A pressure chamber 10x (referred to as an ink flow path, a pressurized liquid chamber, a pressurized chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, etc.) communicating with the nozzle 41 by the nozzle plate 40, the silicon substrate 10, and the silicon oxide film 11 serving as a vibration plate. May be formed). The silicon oxide film 11 serving as a vibration plate forms part of the wall surface of the ink flow path. In other words, the pressure chamber 10x is formed by communicating with the nozzle 41, and is defined by the silicon substrate 10 (which constitutes the side surface), the nozzle plate 40 (which constitutes the lower surface), and the silicon oxide film 11 (which constitutes the upper surface).

圧力室10xは、例えば、エッチングを利用してシリコン基板10を加工することにより作製できる。この場合のエッチングとしては、異方性エッチングを用いると好適である。異方性エッチングとは結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。例えばKOH等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、(100)面に比べて(111)面は約1/400程度のエッチング速度となる。その後、シリコン基板10の下面にノズル41を有するノズル板40を接合する。なお、図8において、液滴供給手段、流路、流体抵抗等についての記述は省略している。   The pressure chamber 10x can be produced, for example, by processing the silicon substrate 10 using etching. As the etching in this case, it is preferable to use anisotropic etching. Anisotropic etching utilizes the property that the etching rate differs with respect to the plane orientation of the crystal structure. For example, in anisotropic etching immersed in an alkaline solution such as KOH, the (111) plane has an etching rate of about 1/400 compared to the (100) plane. Thereafter, the nozzle plate 40 having the nozzles 41 is bonded to the lower surface of the silicon substrate 10. In FIG. 8, descriptions of the droplet supply means, the flow path, the fluid resistance, etc. are omitted.

圧電素子2は、圧力室10x内のインクを加圧する機能を有する。酸化チタン膜12は、下部電極となる白金膜13と振動板となるシリコン酸化膜11との密着性を向上する機能を有する。酸化チタン膜12に代えて、例えば、Ti、TiN、Ta、Ta、Ta等からなる膜を用いてもよい。但し、酸化チタン膜12は、圧電素子2の必須の構成要素ではない。 The piezoelectric element 2 has a function of pressurizing ink in the pressure chamber 10x. The titanium oxide film 12 has a function of improving the adhesion between the platinum film 13 serving as a lower electrode and the silicon oxide film 11 serving as a vibration plate. Instead of the titanium oxide film 12, for example, a film made of Ti, TiN, Ta, Ta 2 O 5 , Ta 3 N 5 or the like may be used. However, the titanium oxide film 12 is not an essential component of the piezoelectric element 2.

圧電素子2において、下部電極となる白金膜13と上部電極となる白金膜17との間に電圧が印加されると、圧電膜となるPZT結晶質膜16が機械的に変位する。PZT結晶質膜16の機械的変位にともなって、振動板となるシリコン酸化膜11が例えば横方向(d31方向)に変形変位し、圧力室10x内のインクを加圧する。これにより、ノズル41からインク滴を吐出させることができる。   In the piezoelectric element 2, when a voltage is applied between the platinum film 13 serving as the lower electrode and the platinum film 17 serving as the upper electrode, the PZT crystalline film 16 serving as the piezoelectric film is mechanically displaced. Along with the mechanical displacement of the PZT crystalline film 16, the silicon oxide film 11 serving as a vibration plate is deformed and displaced in the lateral direction (d31 direction), for example, and pressurizes the ink in the pressure chamber 10x. Thereby, ink droplets can be ejected from the nozzle 41.

なお、図9に示すように、液滴吐出ヘッド3を複数個並設し、液滴吐出ヘッド4を構成することもできる。   As shown in FIG. 9, a plurality of droplet discharge heads 3 can be arranged in parallel to form the droplet discharge head 4.

〈第6の実施の形態〉
第6の実施の形態では、液滴吐出ヘッド4(図9参照)を備えた液滴吐出装置の一例としてインクジェット記録装置を例示する。なお、第6の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<Sixth embodiment>
In the sixth embodiment, an ink jet recording apparatus is illustrated as an example of a liquid droplet ejection apparatus provided with a liquid droplet ejection head 4 (see FIG. 9). Note that in the sixth embodiment, descriptions of the same components as in the already described embodiments may be omitted.

図10は、インクジェット記録装置を例示する斜視図である。図11は、インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。   FIG. 10 is a perspective view illustrating an ink jet recording apparatus. FIG. 11 is a side view illustrating the mechanism unit of the ink jet recording apparatus.

図10及び図11を参照するに、インクジェット記録装置5は、記録装置本体81の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ93、キャリッジ93に搭載した液滴吐出ヘッド4の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド94を収納する。又、インクジェット記録装置5は、インクジェット記録ヘッド94へインクを供給するインクカートリッジ95等で構成される印字機構部82等を収納する。   Referring to FIGS. 10 and 11, the ink jet recording apparatus 5 is an ink jet which is an embodiment of a droplet discharge head 4 mounted on a carriage 93 movable in the main scanning direction inside a recording apparatus main body 81. The recording head 94 is accommodated. Further, the ink jet recording apparatus 5 houses a printing mechanism portion 82 and the like configured by an ink cartridge 95 and the like for supplying ink to the ink jet recording head 94.

記録装置本体81の下方部には、多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット84(或いは給紙トレイでもよい)を抜き差し自在に装着することができる。又、用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができる。給紙カセット84或いは手差しトレイ85から給送される用紙83を取り込み、印字機構部82によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ86に排紙する。   A paper feed cassette 84 (or a paper feed tray) on which a large number of sheets 83 can be stacked can be detachably attached to the lower portion of the recording apparatus main body 81. Further, the manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be turned over. The paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, the paper is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

印字機構部82は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド91と従ガイドロッド92とでキャリッジ93を主走査方向に摺動自在に保持する。キャリッジ93には、インクジェット記録ヘッド94を、複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、インクジェット記録ヘッド94は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する。又、キャリッジ93は、インクジェット記録ヘッド94に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ95を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds the carriage 93 slidably in the main scanning direction with a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). An ink jet recording head 94 is mounted on the carriage 93 such that a plurality of ink discharge ports (nozzles) are arranged in a direction intersecting the main scanning direction and the ink droplet discharge direction is directed downward. The inkjet recording head 94 ejects ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). Further, the carriage 93 is mounted with replaceable ink cartridges 95 for supplying ink of each color to the ink jet recording head 94.

インクカートリッジ95は、上方に大気と連通する図示しない大気口、下方にはインクジェット記録ヘッド94へインクを供給する図示しない供給口を、内部にはインクが充填された図示しない多孔質体を有している。多孔質体の毛管力によりインクジェット記録ヘッド94へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。又、インクジェット記録ヘッド94としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドを用いてもよい。   The ink cartridge 95 has an air port (not shown) that communicates with the atmosphere above, an air port (not shown) that supplies ink to the ink jet recording head 94 below, and a porous body (not shown) filled with ink inside. ing. The ink supplied to the inkjet recording head 94 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, although the respective color heads are used here as the ink jet recording head 94, one head having nozzles for ejecting ink droplets of each color may be used.

キャリッジ93は、用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド91に摺動自在に嵌装し、用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド92に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ93を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ97で回転駆動される駆動プーリ98と従動プーリ99との間にタイミングベルト100を張装し、主走査モータ97の正逆回転によりキャリッジ93が往復駆動される。タイミングベルト100は、キャリッジ93に固定されている。   The carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the downstream side in the paper conveyance direction, and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the upstream side in the paper conveyance direction. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by the main scanning motor 97, so that the main scanning motor 97 is forward / reverse. The carriage 93 is reciprocated by the rotation. The timing belt 100 is fixed to the carriage 93.

又、インクジェット記録装置5には、給紙カセット84から用紙83を分離給装する給紙ローラ101、フリクションパッド102、用紙83を案内するガイド部材103、給紙された用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104を設けている。更に、インクジェット記録装置5には、搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105、搬送ローラ104からの用紙83の送り出し角度を規定する先端コロ106を設けている。これにより、給紙カセット84にセットした用紙83を、インクジェット記録ヘッド94の下方側に搬送される。搬送ローラ104は副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。   Further, the inkjet recording apparatus 5 conveys the fed sheet 83 by reversing the sheet feeding roller 101 for separating and feeding the sheet 83 from the sheet feeding cassette 84, the friction pad 102, the guide member 103 for guiding the sheet 83, and the like. A conveying roller 104 is provided. Further, the inkjet recording apparatus 5 is provided with a conveyance roller 105 that is pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 104 and a leading end roller 106 that defines a feeding angle of the sheet 83 from the conveyance roller 104. As a result, the paper 83 set in the paper feed cassette 84 is conveyed to the lower side of the ink jet recording head 94. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

用紙ガイド部材である印写受け部材109は、キャリッジ93の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ104から送り出された用紙83をインクジェット記録ヘッド94の下方側で案内する。この印写受け部材109の用紙搬送方向下流側には、用紙83を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ111、拍車112を設けている。更に、用紙83を排紙トレイ86に送り出す排紙ローラ113及び拍車114と、排紙経路を形成するガイド部材115、116とを配設している。   The printing receiving member 109 which is a paper guide member guides the paper 83 sent out from the conveying roller 104 corresponding to the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction on the lower side of the ink jet recording head 94. On the downstream side of the printing receiving member 109 in the sheet conveyance direction, a conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send out the sheet 83 in the sheet discharge direction are provided. Further, a paper discharge roller 113 and a spur 114 for sending the paper 83 to the paper discharge tray 86, and guide members 115 and 116 for forming a paper discharge path are provided.

画像記録時には、キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じてインクジェット記録ヘッド94を駆動することにより、停止している用紙83にインクを吐出して1行分を記録し、用紙83を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙83の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙83を排紙する。   During image recording, the inkjet recording head 94 is driven in accordance with the image signal while moving the carriage 93, thereby ejecting ink onto the stopped paper 83 to record one line and transporting the paper 83 by a predetermined amount. After that, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing end of the paper 83 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

キャリッジ93の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェット記録ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を有する。回復装置117はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有する。キャリッジ93は、印字待機中に回復装置117側に移動されてキャッピング手段でインクジェット記録ヘッド94をキャッピングされ、吐出口部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を防止する。又、記録途中等に、記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   A recovery device 117 for recovering defective ejection of the inkjet recording head 94 is provided at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby, and the ink jet recording head 94 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant, and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェット記録ヘッド94の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。又、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。更に、吸引されたインクは、本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When ejection failure occurs, the ejection port of the ink jet recording head 94 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the ejection port with the suction unit through the tube. Also, ink or dust adhering to the ejection port surface is removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

このように、インクジェット記録装置5は、液滴吐出ヘッド4の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド94を搭載している。そのため、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上できる。   As described above, the ink jet recording apparatus 5 includes the ink jet recording head 94 which is an embodiment of the droplet discharge head 4. Therefore, there is no ink droplet ejection failure due to vibration plate driving failure, stable ink droplet ejection characteristics can be obtained, and image quality can be improved.

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments and the like have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications can be made to the above-described embodiments and the like without departing from the scope described in the claims. Variations and substitutions can be added.

例えば、上記の実施の形態に係る圧電素子は、前述のように、インクジェット記録装置等において使用する液滴吐出ヘッドの構成部品として用いることができるが、これには限定されない。上記の実施の形態に係る圧電素子を、例えば、マイクロポンプ、超音波モータ、加速度センサ、感温センサ、プロジェクター用2軸スキャナ、輸液ポンプ等の構成部品として用いてもよい。   For example, as described above, the piezoelectric element according to the above embodiment can be used as a component part of a droplet discharge head used in an inkjet recording apparatus or the like, but is not limited thereto. The piezoelectric element according to the above-described embodiment may be used as a component such as a micro pump, an ultrasonic motor, an acceleration sensor, a temperature sensor, a two-axis scanner for a projector, an infusion pump, or the like.

又、光吸収層に照射する光はレーザ光には限定されず、光吸収層を加熱できる光(光吸収層に吸収される光)であれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、フラッシュランプ等を用いることができる。   Further, the light applied to the light absorption layer is not limited to laser light, and any light may be used as long as it can heat the light absorption layer (light absorbed by the light absorption layer). For example, a flash lamp or the like can be used.

1 ウェハ
2 圧電素子
3、4 液滴吐出ヘッド
5 インクジェット記録装置
10 シリコン基板
10x 圧力室
11 シリコン酸化膜
12 酸化チタン膜
13、17 白金膜
14 PZT膜
15 アモルファスPZT膜
16 PZT結晶質膜
40 ノズル板
41 ノズル
61 傷
62 チッピング
63 液による汚れ
69 遮光マスク
81 記録装置本体
82 印字機構部
83 用紙
84 給紙カセット(或いは給紙トレイ)
85 手差しトレイ
86 排紙トレイ
91 主ガイドロッド
92 従ガイドロッド
93 キャリッジ
94 インクジェット記録ヘッド
95 インクカートリッジ
97 主走査モータ
98 駆動プーリ
99 従動プーリ
100 タイミングベルト
101 給紙ローラ
102 フリクションパッド
103 ガイド部材
104 搬送ローラ
105 搬送コロ
106 先端コロ
107 副走査モータ
109 印写受け部材
111 搬送コロ
112 拍車
113 排紙ローラ
114 拍車
115、116 ガイド部材
117 回復装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer 2 Piezoelectric element 3, 4 Droplet discharge head 5 Inkjet recording device 10 Silicon substrate 10x Pressure chamber 11 Silicon oxide film 12 Titanium oxide film 13, 17 Platinum film 14 PZT film 15 Amorphous PZT film 16 PZT crystalline film 40 Nozzle plate 41 Nozzle 61 Scratch 62 Chipping 63 Liquid stain 69 Light-shielding mask 81 Recording device body 82 Printing mechanism 83 Paper 84 Paper feed cassette (or paper feed tray)
85 Manual feed tray 86 Paper discharge tray 91 Main guide rod 92 Subordinate guide rod 93 Carriage 94 Inkjet recording head 95 Ink cartridge 97 Main scanning motor 98 Drive pulley 99 Driven pulley 100 Timing belt 101 Paper feed roller 102 Friction pad 103 Guide member 104 Transport roller 105 Conveying roller 106 Leading end roller 107 Sub-scanning motor 109 Printing receiving member 111 Conveying roller 112 Spur 113 Paper discharge roller 114 Spur 115, 116 Guide member 117 Recovery device

"Highly textured laser annealed Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 thin films", Applied Physics Letter,99,042903(2011)"Highly textured laser annealed Pb (Zr0.52Ti0.48) O3 thin films", Applied Physics Letter, 99, 042903 (2011)

Claims (15)

基板の一方側にアモルファス膜を形成する工程と、
前記基板の一方側の反対側である他方側から光を照射し、前記アモルファス膜の一部を結晶化させる工程と、を有し、
前記アモルファス膜の一部を結晶化させる工程では、
前記基板の一方側の外周部を含む所定領域に形成された前記アモルファス膜が結晶化せずに残存し、前記所定領域以外の領域に形成された前記アモルファス膜が結晶化して結晶質膜となるように前記光を照射するウェハの製造方法。
Forming an amorphous film on one side of the substrate;
Irradiating light from the other side opposite to one side of the substrate and crystallizing a part of the amorphous film,
In the step of crystallizing a part of the amorphous film,
The amorphous film formed in a predetermined region including the outer peripheral portion on one side of the substrate remains without being crystallized, and the amorphous film formed in a region other than the predetermined region is crystallized to become a crystalline film. Thus, the manufacturing method of the wafer irradiated with the light.
前記アモルファス膜の一部を結晶化させる工程では、
前記光と前記基板とを相対的に移動させながら、前記所定領域に対応する前記基板の他方側には第1の照射パワーの光を照射し、前記所定領域以外の領域に対応する前記基板の他方側には前記第1の照射パワーよりも大きな第2の照射パワーの光を照射する請求項1記載のウェハの製造方法。
In the step of crystallizing a part of the amorphous film,
While relatively moving the light and the substrate, the other side of the substrate corresponding to the predetermined region is irradiated with light of a first irradiation power, and the substrate corresponding to a region other than the predetermined region is irradiated. The method for manufacturing a wafer according to claim 1, wherein the other side is irradiated with light having a second irradiation power larger than the first irradiation power.
前記アモルファス膜の一部を結晶化させる工程では、
前記光と前記基板とを相対的に移動させながら、前記所定領域に対応する前記基板の他方側には前記光を照射せず、前記所定領域以外の領域に対応する前記基板の他方側には前記光を照射する請求項1記載のウェハの製造方法。
In the step of crystallizing a part of the amorphous film,
While relatively moving the light and the substrate, the other side of the substrate corresponding to the predetermined region is not irradiated with the light, and the other side of the substrate corresponding to a region other than the predetermined region is not irradiated The method of manufacturing a wafer according to claim 1, wherein the light is irradiated.
前記アモルファス膜の一部を結晶化させる工程よりも前に、
前記所定領域に対応する前記基板の他方側に前記光を遮光する物体を配置する工程を有する請求項2又は3記載のウェハの製造方法。
Before the step of crystallizing a part of the amorphous film,
4. The wafer manufacturing method according to claim 2, further comprising a step of disposing an object that blocks the light on the other side of the substrate corresponding to the predetermined region.
前記結晶質膜は酸化物膜である請求項1乃至4の何れか一項記載のウェハの製造方法。   The method for manufacturing a wafer according to claim 1, wherein the crystalline film is an oxide film. 前記結晶質膜は複合酸化物膜である請求項1乃至4の何れか一項記載のウェハの製造方法。   The wafer manufacturing method according to claim 1, wherein the crystalline film is a complex oxide film. 前記複合酸化物膜は強誘電材料により形成される請求項6記載のウェハの製造方法。   The wafer manufacturing method according to claim 6, wherein the complex oxide film is formed of a ferroelectric material. 前記基板の外周部は、前記基板の外縁から10mm以内の領域である請求項1乃至7の何れか一項記載のウェハの製造方法。   The method for manufacturing a wafer according to claim 1, wherein an outer peripheral portion of the substrate is an area within 10 mm from an outer edge of the substrate. 前記基板の外周部は、前記基板の外縁から5mm以内の領域である請求項1乃至7の何れか一項記載のウェハの製造方法。   The wafer manufacturing method according to claim 1, wherein the outer peripheral portion of the substrate is an area within 5 mm from an outer edge of the substrate. 前記結晶質膜は、(100)、(110)又は(111)の何れかに優先配向するように結晶化する請求項1乃至9の何れか一項記載のウェハの製造方法。   10. The method for manufacturing a wafer according to claim 1, wherein the crystalline film is crystallized so as to be preferentially oriented in any one of (100), (110), and (111). 11. 基板と、
前記基板の一方側の外周部を含む所定領域に形成されたアモルファス膜と、
前記所定領域以外の領域に形成された結晶質膜と、を有し、
前記結晶質膜は、
前記基板の一方側の反対側である他方側から光を照射し、前記アモルファス膜を結晶化させた膜であるウェハ。
A substrate,
An amorphous film formed in a predetermined region including an outer peripheral portion on one side of the substrate;
A crystalline film formed in a region other than the predetermined region,
The crystalline film is
A wafer which is a film obtained by irradiating light from the other side opposite to one side of the substrate to crystallize the amorphous film.
前記基板の一方側には光吸収層が形成され、
前記アモルファス膜及び前記結晶質膜は前記光吸収層上に形成され、
前記結晶質膜は、
前記基板の他方側から照射した前記光が前記基板を透過して前記光吸収層に達し、前記光吸収層が前記アモルファス膜を加熱して結晶化させた膜である請求項11記載のウェハ。
A light absorption layer is formed on one side of the substrate,
The amorphous film and the crystalline film are formed on the light absorption layer,
The crystalline film is
The wafer according to claim 11, wherein the light irradiated from the other side of the substrate passes through the substrate and reaches the light absorption layer, and the light absorption layer is a film obtained by heating and crystallizing the amorphous film.
請求項11又は12記載のウェハから形成された圧電素子。   A piezoelectric element formed from the wafer according to claim 11 or 12. 請求項13記載の圧電素子を備えた液滴吐出ヘッド。   A droplet discharge head comprising the piezoelectric element according to claim 13. 請求項14記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。   A droplet discharge apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 14.
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