JP2017199719A - Ferroelectric film formation method, ferroelectric film, liquid discharge head, and liquid discharge device - Google Patents
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Description
本発明は、強誘電体膜の成膜方法及び強誘電体膜及び液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a ferroelectric film forming method, a ferroelectric film, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus.
インクを吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子で変形させることにより圧力発生室内のインクを加圧してノズル開口からインクを吐出させるインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置では、圧電素子の軸方向に伸長収縮するものと撓み力を利用したものとの2種類の圧電アクチュエータが周知であり、この中で撓み力を利用した圧電体膜ではチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の複合酸化物結晶膜からなる強誘電体膜が用いられている。 An ink jet in which a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging ink is constituted by a vibration plate, and the vibration plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generating chamber and discharge the ink from the nozzle opening. Recording devices are known. In this ink jet recording apparatus, two types of piezoelectric actuators are known, one that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric element and one that uses a bending force, and among these piezoelectric films that use the bending force, zircon titanate. A ferroelectric film made of a complex oxide crystal film such as lead acid (PZT) is used.
良好な特性を有する強誘電体膜を得るためには、きめ細かく組成を変化させた多種類の前駆体液を準備し、これ等を適切に使い分けながら積層成膜すればよいのであるが、多種類の前駆体液の準備には長い合成プロセス時間とコストが掛かる。さらに、多種類準備した前駆体液を使い分けて成膜を行う装置に関して、例えば前駆体液をシリコンウェハ上に滴下及びスピンコートする塗布工程部分に、使用する前駆体液の種類に対応して複数の塗布ライン(各前駆体液を個別にセットする加圧タンク、送液ライン、吐出ノズル並びにこれ等の制御システム)を具備する必要があり、多大な成膜装置のコスト増加なしに実現させることはきわめて難しい。 In order to obtain a ferroelectric film having good characteristics, it is only necessary to prepare many kinds of precursor liquids with finely changed compositions and to form a laminated film while properly using them. Preparation of the precursor liquid takes a long synthesis process time and cost. Furthermore, regarding an apparatus that performs film formation using different types of prepared precursor liquids, for example, a plurality of coating lines corresponding to the types of precursor liquids to be used in a coating process part in which the precursor liquids are dropped and spin coated on a silicon wafer. (It is necessary to provide a pressurized tank, a liquid feed line, a discharge nozzle, and a control system for these, which individually set each precursor liquid), and it is extremely difficult to achieve without significant cost increase of the film forming apparatus.
そこで本発明者は、前駆体液の塗布回数(アモルファス膜あるいは薄い結晶膜の積層回数)に応じて、最少種類準備したそれぞれ組成の異なる前駆体液を異なる比率で混合及び塗布することにより厚み方向の組成変化を小さくする方法を開示し、最少種類の前駆体液を適宜異なる比率で混合及び塗布することにより前駆体液の合成及び準備コストを抑制しつつ、きめ細かく組成を変化させた多種類の調合前駆体液を使用して積層成膜を行い、厚み方向の組成変化を小さくする効果を得る方法を提案している(例えば「特許文献1」参照)。 Therefore, the present inventor mixes and applies the precursor liquids having different compositions with different ratios according to the number of times of application of the precursor liquid (the number of times the amorphous film or thin crystal film is laminated), and apply the composition in the thickness direction. Disclose a method for reducing the change, and by mixing and applying the minimum kinds of precursor liquids at different ratios as appropriate, while suppressing the synthesis and preparation costs of the precursor liquids, various types of prepared precursor liquids with finely changed compositions A method has been proposed in which stacked film formation is used to obtain an effect of reducing the composition change in the thickness direction (see, for example, “Patent Document 1”).
しかし、上述の方法で強誘電体膜であるPZT膜を成膜した結果、厚み方向の組成ばらつきが解消され強誘電体または圧電体としての特性向上が確認される一方、成膜したシリコンウェハ基板内における強誘電体または圧電体特性のばらつきが、従来の方法によって成膜された強誘電体膜の面内特性ばらつきと比較して大きくなるという問題点がある。 However, as a result of forming the PZT film, which is a ferroelectric film, by the above-described method, the composition variation in the thickness direction is eliminated, and improvement in characteristics as a ferroelectric or piezoelectric body is confirmed. There is a problem that the variation in the ferroelectric or piezoelectric characteristics in the inside becomes larger than the in-plane characteristic variation in the ferroelectric film formed by the conventional method.
本発明は、上述した問題点を解決し、ゾルゲル法に代表されるCSD法による強誘電体膜の成膜方法、特に複数種類の前駆体液を使用することで得られる強誘電体膜の特性を向上させる強誘電体膜の成膜方法において、準備される前駆体液の種類を必要最小限として準備コストを低減すると共に、一枚の基板上に得られる強誘電体膜の面内特性のばらつきを小さくすることにより一枚の基板から作製する強誘電体素子の歩留まりを向上することが可能な強誘電体膜の成膜方法、この成膜方法により成膜された強誘電体膜、この強誘電体膜を用いる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置の提供を目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a method for forming a ferroelectric film by a CSD method represented by a sol-gel method, in particular, characteristics of a ferroelectric film obtained by using a plurality of types of precursor liquids. In the improved method of forming a ferroelectric film, the kind of precursor liquid to be prepared is reduced to the minimum necessary and the preparation cost is reduced, and variation in in-plane characteristics of the ferroelectric film obtained on one substrate is reduced. Ferroelectric film formation method capable of improving the yield of ferroelectric elements fabricated from a single substrate by reducing the size, ferroelectric film formed by this film formation method, and this ferroelectric It is an object of the present invention to provide a liquid discharge head and a liquid discharge apparatus that use a body film.
本発明は、下部電極が成膜された基板上に前駆体液の塗布、乾燥、熱分解の各処理を複数回繰り返して前記基板上にアモルファス膜を形成した後、前記アモルファス膜を高温処理して結晶化させる強誘電体膜の成膜方法において、それぞれ組成の異なる複数種類の前記前駆体液を前記基板上に塗布する回数に応じて異なる予め定めた比率で混合する第1の工程と、混合した前記前駆体液を該前駆体液の合成反応温度まで加熱する第2の工程と、加熱した前記前駆体液を所定の塗布温度まで冷却する第3の工程と、冷却した前記前駆体液を前記基板上に塗布する第4の工程とを有することを特徴とする。 In the present invention, after applying the precursor liquid on the substrate on which the lower electrode is formed, drying, and thermal decomposition are repeated a plurality of times to form an amorphous film on the substrate, the amorphous film is subjected to high temperature treatment. In the method of forming a ferroelectric film to be crystallized, mixing is performed with a first step of mixing a plurality of types of the precursor liquids having different compositions at different predetermined ratios depending on the number of times of application onto the substrate. A second step of heating the precursor liquid to a synthesis reaction temperature of the precursor liquid; a third step of cooling the heated precursor liquid to a predetermined coating temperature; and applying the cooled precursor liquid on the substrate. And a fourth step.
本発明によれば、加熱処理により調合前駆体液中における各前駆体液の混合状態がより均一になると共に、調合前駆体液中の前駆体液間にも重合反応が促進されて両者間に強い結合関係が生じる。その結果、これを基板上に塗布した塗膜中の結晶膜としての均一性がより高まり、得られる結晶膜特性の基板面内均一性を向上することができる。 According to the present invention, the mixing state of each precursor liquid in the preparation precursor liquid becomes more uniform due to the heat treatment, and the polymerization reaction is promoted between the precursor liquids in the preparation precursor liquid, so that a strong bonding relationship is established between the two. Arise. As a result, the uniformity of the crystal film in the coating film coated on the substrate is further increased, and the in-plane uniformity of the obtained crystal film characteristics can be improved.
本発明の一実施形態で示される強誘電体膜は、スパッタリング法あるいはゾルゲル法やMOD法等のCSD法によって下部電極が成膜されたシリコンウェハ基板上に形成される。これ等のうち、ゾルゲル法に代表されるCSD法による強誘電体膜成膜方法について以下に説明する。 The ferroelectric film shown in an embodiment of the present invention is formed on a silicon wafer substrate on which a lower electrode is formed by a sputtering method or a CSD method such as a sol-gel method or a MOD method. Among these, a ferroelectric film forming method by a CSD method typified by a sol-gel method will be described below.
先ず、下部電極が成膜されたシリコンウェハ基板上に、形成する強誘電体膜の複合酸化物組成に合わせて合成された前駆体液をスピンコート法等によって塗布し、前駆体液の塗膜を基板上に形成する(塗布工程)。
次に、前駆体液塗膜を第1の加熱温度である乾燥温度まで加熱して塗膜中に残存している溶媒を蒸発させ、前駆体液塗膜を乾燥させた乾燥膜を基板上に形成する(乾燥工程)。
First, a precursor solution synthesized in accordance with the composite oxide composition of the ferroelectric film to be formed is applied onto a silicon wafer substrate on which the lower electrode is formed by spin coating or the like, and a coating film of the precursor solution is applied to the substrate. Formed on top (application process).
Next, the precursor liquid coating film is heated to the drying temperature which is the first heating temperature to evaporate the solvent remaining in the coating film, and a dried film obtained by drying the precursor liquid coating film is formed on the substrate. (Drying process).
次に、第1の加熱温度よりも高い第2の加熱温度である熱分解温度まで乾燥膜を加熱して乾燥膜中の有機成分を分解し、複合酸化物のアモルファス膜を基板上に形成する(熱分解工程あるいは脱脂工程)。
この前駆体液塗膜の塗布、乾燥、熱分解の工程を所定回数繰り返した後に第2の加熱温度よりも高い第3の加熱温度である結晶化温度まで基板上に形成されたアモルファス膜を加熱して結晶化を行い、強誘電体特性を有する複合酸化物結晶膜を形成する(結晶化工程)。
そしてさらに、上述した前駆体液の塗布から結晶化までの各工程を所定回数繰り返すことにより、所望の厚みの複合酸化物結晶膜からなる強誘電体膜を形成する。
Next, the dry film is heated to a thermal decomposition temperature that is a second heating temperature higher than the first heating temperature to decompose organic components in the dry film, thereby forming an amorphous film of a composite oxide on the substrate. (Pyrolysis process or degreasing process).
After repeating the steps of applying, drying, and pyrolyzing the precursor liquid coating film a predetermined number of times, the amorphous film formed on the substrate is heated to a crystallization temperature that is a third heating temperature higher than the second heating temperature. Crystallization is performed to form a complex oxide crystal film having ferroelectric characteristics (crystallization process).
Further, by repeating the above steps from application of the precursor liquid to crystallization a predetermined number of times, a ferroelectric film made of a complex oxide crystal film having a desired thickness is formed.
図1は、上述したCSD法の工程フローチャートである。図1に示す工程では、塗布ないし熱分解工程をX回繰り返した後に結晶化を行うプロセスをY回繰り返す、すなわち前駆体液の塗布をX×Y回行い所望の厚みの強誘電体膜を形成している。このような工程で構成されるゾルゲル法に代表されるCSD法は、基板上に塗布する前駆体液中の金属成分組成を容易に変更及び制御することが可能であり、それにより得られる複合酸化物結晶膜の組成と強誘電体膜としての特性を制御できるという特徴を有している。 FIG. 1 is a process flowchart of the CSD method described above. In the step shown in FIG. 1, the crystallization process is repeated Y times after repeating the coating or pyrolysis step X times, that is, the precursor liquid is applied X × Y times to form a ferroelectric film having a desired thickness. ing. The CSD method represented by the sol-gel method composed of such steps can easily change and control the metal component composition in the precursor liquid applied on the substrate, and the composite oxide obtained thereby It has a feature that the composition of the crystal film and the characteristics as a ferroelectric film can be controlled.
ところで、シリコンウェハ基板上に形成した複合酸化物結晶膜である強誘電体膜を液体吐出ヘッドであるインクジェット記録ヘッドに用いる圧電素子に適用した場合、要求される撓み力を発生させるためにはある程度以上の厚み、好ましくは1〜数μmの厚みを有する強誘電体膜を形成する必要がある。このような厚みの強誘電体膜をCSD法で成膜する場合に、前駆体液の塗布、熱分解、結晶化工程からなるCSD法はプロセスに投入される前駆体液が各工程を経る毎に乾燥膜、アモルファス膜、結晶膜と体積の収縮を伴いながらその状態を変化させる。このため、一度の工程でμmオーダの厚みの強誘電体膜を得ようとすると、できあがった強誘電体膜に無数のクラックが発生するという問題点があった。 By the way, when a ferroelectric film, which is a complex oxide crystal film formed on a silicon wafer substrate, is applied to a piezoelectric element used in an ink jet recording head, which is a liquid discharge head, a certain amount of force is required to generate a required bending force. It is necessary to form a ferroelectric film having the above thickness, preferably 1 to several μm. When a ferroelectric film having such a thickness is formed by the CSD method, the CSD method consisting of the coating of the precursor liquid, thermal decomposition, and crystallization steps is performed each time the precursor liquid supplied to the process passes through each step. The state of the film is changed while contracting the volume of the film, the amorphous film, and the crystal film. For this reason, when trying to obtain a ferroelectric film having a thickness on the order of μm in a single process, there is a problem that innumerable cracks are generated in the completed ferroelectric film.
上述の問題点を克服し、クラックのないμmオーダの厚みの強誘電体膜を得るためには、シリコンウェハ基板上に薄い結晶膜を繰り返し成膜及び積層する(図1において塗布ないし結晶化工程をY回繰り返す)工程を行うことが通例である。例えば、1μm程度の厚みの強誘電体膜を得るためには、10数回の前駆体液の塗布を行うCSD工程を行い、一度の前駆体液の塗布当たり100nm程度の厚みの薄い結晶膜を積層することにより所望の厚みの強誘電体膜を得ることができる。 In order to overcome the above-mentioned problems and obtain a ferroelectric film having a thickness of μm without cracks, a thin crystal film is repeatedly formed and laminated on a silicon wafer substrate (the coating or crystallization process in FIG. 1). Is repeated Y times). For example, in order to obtain a ferroelectric film having a thickness of about 1 μm, a CSD process is performed in which the precursor liquid is applied several times, and a thin crystal film having a thickness of about 100 nm is laminated per one application of the precursor liquid. Thus, a ferroelectric film having a desired thickness can be obtained.
しかし、上述のような薄い結晶膜を積層して得られた強誘電体膜の特性が、計算上の予測値と比較して十分なものに達していないという問題がしばしば生じている。この原因を明らかとすべく、圧電素子を構成する強誘電体膜について詳細な分析を行ったところ、強誘電体膜を構成する複合酸化物の組成が、膜全体としては前駆体液の成膜に使用している前駆体液の組成と一致する一方、膜の厚み方向においてその組成が均一になっていないという問題が多く確認されている。 However, there is often a problem that the characteristics of the ferroelectric film obtained by laminating the thin crystal films as described above do not reach sufficient values as compared with the calculated predicted values. In order to clarify this cause, a detailed analysis was performed on the ferroelectric film constituting the piezoelectric element. As a result, the composition of the complex oxide constituting the ferroelectric film was not enough to form the precursor liquid. While it is consistent with the composition of the precursor liquid used, many problems have been confirmed that the composition is not uniform in the thickness direction of the film.
上述した強誘電体膜の膜厚方向組成が不均一となるメカニズムについて以下に説明する。CSD法では、所望の強誘電体膜組成に合わせて合成された前駆体液の塗布ないし熱分解工程をX回繰り返した後、得られた積層アモルファス複合酸化物を加熱して結晶化させるが、この結晶化プロセスにおいて強誘電体膜の膜厚方向組成が不均一となる現象が生じる。
その理由は、先ずアモルファス複合酸化物を構成している各金属原子は、結晶化工程の加熱プロセス時に供給される熱エネルギによって膜中を移動し、複合酸化物結晶構造の所定位置に配位することで結晶化するのであるが、この移動のし易さ(以下、移動速度という)が金属原子の種類及び元素によって異なるためである。
The mechanism by which the composition in the film thickness direction of the ferroelectric film described above becomes non-uniform will be described below. In the CSD method, after the coating or thermal decomposition process of the precursor liquid synthesized according to the desired ferroelectric film composition is repeated X times, the obtained laminated amorphous composite oxide is heated and crystallized. In the crystallization process, a phenomenon occurs in which the composition in the film thickness direction of the ferroelectric film becomes non-uniform.
The reason is that each metal atom constituting the amorphous composite oxide first moves in the film by the thermal energy supplied during the heating process of the crystallization step, and coordinates to a predetermined position of the composite oxide crystal structure. This is because the ease of movement (hereinafter referred to as the movement speed) differs depending on the type and element of the metal atom.
例えば、代表的な強誘電体膜であるPZT膜(鉛、ジルコニウム、チタンの複合酸化物膜)の場合、チタン原子はジルコニウム原子に比して反応中の移動速度が速く、結晶化工程中にジルコニウム原子に比して速いタイミングで結晶構造を形成する。そのため、比較的移動速度が遅いジルコニウム原子は、チタン原子に移動を妨げられて複合酸化物結晶構造の所定位置に配位できなくなる現象がしばしば生じる。さらに、鉛元素の蒸気圧は低く、結晶化工程にて加えられる熱によって鉛原子が大気中に揮発し易い性質を有する。 For example, in the case of a PZT film (lead oxide, zirconium, titanium composite oxide film) which is a typical ferroelectric film, titanium atoms move faster during the reaction than zirconium atoms, and during the crystallization process. A crystal structure is formed at a timing faster than that of a zirconium atom. For this reason, a phenomenon in which zirconium atoms having a relatively low moving speed cannot be coordinated to a predetermined position of the complex oxide crystal structure due to the movement of the titanium atoms is often caused. Furthermore, the vapor pressure of the lead element is low, and the lead atom easily volatilizes in the atmosphere by heat applied in the crystallization process.
このような結晶化速度の違いあるいは反応系からの離脱等により、1回の結晶化工程によって形成された複合酸化物結晶の薄い膜には、部分的特に結晶化工程中に膜外の雰囲気に直接さらされ揮発し易い成分が膜外の雰囲気に離脱し易い結晶膜の表層近傍において、結晶構造中に配位されているべき金属元素の過不足が生じる。また、結晶構造中に生じる金属元素の過不足の程度は、雰囲気制御条件を含めた加熱プロセス条件によっても大きく影響される。 Due to the difference in the crystallization speed or separation from the reaction system, the thin film of the complex oxide crystal formed by one crystallization process may be partially exposed to an atmosphere outside the film particularly during the crystallization process. In the vicinity of the surface layer of the crystal film where components that are directly exposed and easily volatilize are easily released to the atmosphere outside the film, an excess or deficiency of metal elements to be coordinated in the crystal structure occurs. In addition, the degree of excess and deficiency of the metal element generated in the crystal structure is greatly influenced by the heating process conditions including the atmosphere control conditions.
上述のように結晶化工程をY回繰り返し、薄い結晶膜をY層積層することにより得られた強誘電体膜は、積層された薄い結晶膜の積層界面、換言すると薄い結晶膜の表層近傍に相当する領域において、結晶構造中に金属元素の過不足が生じている領域が、強誘電体膜の膜厚方向に対して層状に出現する。
その結果、上述の領域では強誘電性を発現する複合酸化物の結晶構造が完全な状態となっていないため、得られる強誘電体膜の特性が理論的に期待される値まで達しない。
As described above, the ferroelectric film obtained by repeating the crystallization process Y times and laminating the thin crystal film on the Y layer is located at the stack interface of the stacked thin crystal films, in other words, near the surface of the thin crystal film. In the corresponding region, the region where the excess or deficiency of the metal element occurs in the crystal structure appears in a layered manner with respect to the film thickness direction of the ferroelectric film.
As a result, since the crystal structure of the complex oxide that exhibits ferroelectricity is not perfect in the above-described region, the characteristics of the obtained ferroelectric film do not reach the theoretically expected value.
図2(a)は、従来のCSD法にて成膜したPZT膜の断面SEM像を示しており、上述した薄い結晶膜を積層した際の積層界面1を確認できる。この界面領域の組成について詳細に分析すると、その上下部分と比較して鉛・ジルコニウム・チタン各元素の組成比が異なっている。具体的には、鉛元素の比が結晶化工程時の揮発による消失のために低くなり、また結晶化速度が比較的遅く結晶化に取り残された原子が集積することによりジルコニウム元素の比が高くなると同時に、チタン元素の比が低くなっている。 FIG. 2A shows a cross-sectional SEM image of a PZT film formed by a conventional CSD method, and the stacked interface 1 when the above-described thin crystal film is stacked can be confirmed. When the composition of this interface region is analyzed in detail, the composition ratio of each element of lead, zirconium, and titanium is different from the upper and lower portions. Specifically, the ratio of lead element is low due to disappearance due to volatilization during the crystallization process, and the ratio of zirconium element is high due to the relatively slow crystallization rate and accumulation of atoms left behind in crystallization. At the same time, the ratio of titanium element is low.
図2(b)は、CSD法にて成膜したPZT結晶膜の表面から膜厚方向内部に向けてGD−OES法にて膜内の鉛、ジルコニウム、チタンの元素比を分析した結果を示している。同図において、結晶薄膜の積層界面を中心として、膜厚方向に上述のような組成比の変動が生じていることを確認できる。
一方、結晶構造中において金属元素の過不足が出現する現象は、結晶化工程前に形成されるアモルファス複合酸化物の積層膜の層間においても認められる。この、アモルファス複合酸化物積層膜の層間でも結晶構造中の金属元素の過不足が変化する理由について以下に説明する。
FIG. 2B shows the result of analyzing the element ratio of lead, zirconium and titanium in the film by the GD-OES method from the surface of the PZT crystal film formed by the CSD method toward the inside in the film thickness direction. ing. In the figure, it can be confirmed that the composition ratio variation as described above occurs in the film thickness direction, centering on the crystal thin film stack interface.
On the other hand, the phenomenon in which excess or deficiency of metal elements appears in the crystal structure is also observed between the layers of the amorphous composite oxide laminated film formed before the crystallization step. The reason why the excess or deficiency of the metal element in the crystal structure changes between the layers of the amorphous composite oxide multilayer film will be described below.
CSD法による強誘電体膜の成膜プロセスでは、先ず導電層である下部電極膜の上に前駆体液を塗布し、この塗膜を加熱、乾燥、脱脂してアモルファス複合酸化物膜とするプロセスをX回繰り返してアモルファス複合酸化物膜を積層した上で結晶化を行う。このため、結晶化されるアモルファス複合酸化物積層膜は、その積層される回数及びタイミングによって結晶化工程投入時における膜下面が、導電層、アモルファス層、あるいはすでに結晶化された複合酸化物膜と、それぞれ異なる性質を有する層と接していることとなる。また上面についてもアモルファス膜あるいは空気層と、全く異なる性質を有する層と接している。 In the process of forming a ferroelectric film by the CSD method, first, a precursor solution is applied onto a lower electrode film that is a conductive layer, and this coating film is heated, dried, and degreased to form an amorphous composite oxide film. Crystallization is performed after the amorphous composite oxide film is laminated by repeating X times. For this reason, the amorphous composite oxide multilayer film to be crystallized is a conductive layer, an amorphous layer, or a complex oxide film that has already been crystallized, depending on the number and timing of lamination. These are in contact with layers having different properties. The upper surface is also in contact with an amorphous film or an air layer and a layer having completely different properties.
上述のような異なる界面層を有しているアモルファス複合酸化物積層膜が結晶化工程に投入された場合、その結晶化反応は特に界面近傍において、接している層の性質の影響を受けながら進むこととなるため、アモルファス複合酸化物積層膜の結晶化はその積層される回数及びタイミングによって異なる反応が進むこととなる。
その結果、作製された複合酸化物の薄い結晶膜中には、特に結晶化工程以前のアモルファス複合酸化物積層膜の界面近傍において、複合酸化物を形成する金属元素の移動度や揮発性の違いに起因する、結晶構造中に配位されているべき金属元素の過不足の状態が積層膜間で異なるという現象が生じる。
When an amorphous composite oxide multilayer film having different interface layers as described above is put into the crystallization process, the crystallization reaction proceeds while being influenced by the properties of the layers in contact, particularly in the vicinity of the interface. Therefore, the crystallization of the amorphous composite oxide multilayer film proceeds differently depending on the number of times and timing of the lamination.
As a result, in the prepared complex oxide thin crystal film, there is a difference in mobility and volatility of the metal elements forming the complex oxide, especially in the vicinity of the interface of the amorphous complex oxide multilayer film before the crystallization process. Due to this, there occurs a phenomenon that the state of excess or deficiency of the metal element to be coordinated in the crystal structure differs between the laminated films.
このようなアモルファス複合酸化物積層膜の結晶化工程時に生じる現象により強誘電体膜の膜厚方向の組成が不均一となる現象は、薄い結晶膜の積層界面のみならず一層の薄い結晶膜内部のアモルファス複合酸化物積層膜の界面近傍にも生じる。その結果、強誘電性を発現する複合酸化物の結晶構造が完全な状態となっていないため、得られた強誘電体膜の特性が理論的に期待される値に達しないのである。
上述の問題に対し、繰り返し行う結晶化工程毎に金属元素の過不足が多く生じている薄い結晶膜の表層部分をCMP研磨によって除去し、厚み方向の組成ばらつきを小さくする手法が、本願発明者によって提案されている。
The phenomenon that the composition in the film thickness direction of the ferroelectric film becomes non-uniform due to the phenomenon that occurs during the crystallization process of such an amorphous composite oxide multilayer film is not only due to the thin crystal film stack interface but also inside the thin crystal film. It also occurs near the interface of the amorphous composite oxide multilayer film. As a result, since the crystal structure of the complex oxide that exhibits ferroelectricity is not perfect, the characteristics of the obtained ferroelectric film do not reach theoretically expected values.
In order to solve the above problems, the inventor of the present application is a method in which the surface layer portion of a thin crystal film in which excess or deficiency of metal elements is frequently generated in each repeated crystallization process is removed by CMP polishing to reduce composition variation in the thickness direction. Has been proposed by.
しかし、上述の手法はCSD法を用いた成膜プロセスとは全く異なる研磨プロセスを交互に行う手法であり、両プロセス間を交互にシリコンウェハ基板をやりとりする複雑なシステムになると共に、スループットが低下するという問題点、及び研磨プロセスの後のシリコンウェハ基板表面に完全に除去できずに残留した研磨液が続く成膜プロセスでの欠陥発生原因となるという問題点があった。
さらに、CSD法にて組成の異なる複数種類の前駆体液を準備し、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させながら積層成膜する手法は、得られる強誘電体膜の厚み方向の組成均一性を高め、強誘電体特性及び圧電体特性を向上させる効果が得られる。しかし一方で、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させた多種の前駆体液の準備コスト、さらに多種の前駆体液を使い分けて成膜する装置コストが非常に大きくなるという問題点があった。
However, the above-described method is a method of alternately performing a polishing process that is completely different from the film forming process using the CSD method, and it becomes a complicated system in which a silicon wafer substrate is alternately exchanged between the two processes, and the throughput is reduced. And the problem that the polishing liquid that cannot be completely removed on the surface of the silicon wafer substrate after the polishing process causes defects in the subsequent film formation process.
Furthermore, by preparing multiple types of precursor liquids with different compositions by the CSD method and laminating films while finely changing the composition according to the number of laminations, the composition uniformity in the thickness direction of the obtained ferroelectric film is improved. The effect of enhancing and improving the ferroelectric characteristics and the piezoelectric characteristics can be obtained. On the other hand, however, there is a problem that the preparation cost of various precursor liquids whose compositions are finely changed in accordance with the number of laminations and the cost of an apparatus for forming a film by selectively using various precursor liquids are very high.
また、最少種類の前駆体液を準備し、これを積層回数に合わせて適切に調合してきめ細かく組成を変化させながら積層成膜する手法は、多種の前駆体液を準備するコストを抑制しながら得られる強誘電体膜の厚み方向の組成均一性を高め、その強誘電体特性及び圧電体特性を向上させる効果が得られる。しかし一方で、1枚のシリコンウェハ基板上に成膜した強誘電体膜、またそこから得られる強誘電体素子または圧電素子の素子間における特性ばらつきが基板面内で大きくなり、歩留まりが低下するという問題点があった。 In addition, a method of preparing a minimum number of types of precursor liquids, appropriately mixing them according to the number of laminations, and laminating a film while finely changing the composition can be obtained while suppressing the cost of preparing various types of precursor liquids. It is possible to increase the composition uniformity in the thickness direction of the ferroelectric film and to improve the ferroelectric characteristics and piezoelectric characteristics. However, on the other hand, the ferroelectric film formed on one silicon wafer substrate, and the characteristic variation between the elements of the ferroelectric element or the piezoelectric element obtained therefrom are increased in the substrate surface, and the yield is lowered. There was a problem.
そこで本発明の手法では、最少種類準備した前駆体液を、積層回数に応じた最適組成に合わせて適切に調合させた後、この調合済み前駆体液を前駆体液の合成反応温度まで加熱し、続いて所定の塗布温度まで冷却させた後、これをシリコンウェハ基板上に滴下して塗布する手法を採用し、さらにこの手法で得られた塗膜に対し、所定の乾燥・熱分解・結晶化工程処理を行って強誘電体薄膜を積層成膜することにより、強誘電体膜の膜厚方向のみならず基板面内における均一性にも優れた強誘電体膜を得ることができる。 Therefore, in the method of the present invention, the prepared precursor liquid is appropriately prepared according to the optimum composition according to the number of laminations, and then the prepared precursor liquid is heated to the synthesis reaction temperature of the precursor liquid, After cooling to a predetermined coating temperature, a method of dropping it onto a silicon wafer substrate and applying it is adopted, and the coating film obtained by this method is further subjected to a predetermined drying, pyrolysis, and crystallization process. By performing the above steps to form a ferroelectric thin film, it is possible to obtain a ferroelectric film excellent in uniformity not only in the film thickness direction of the ferroelectric film but also in the substrate surface.
CSD法を代表するゾルゲル法は、金属(M)の有機または無機化合物を溶液中で加水分解し、続いて重縮合反応を進めることで金属―酸素−金属(M−O−M)の結合を有する重合体を形成し、これを加熱することによりセラミックスを作製する方法である。M−O−Mの重合度が低い場合は「ゾル」と呼ばれる液体であるが、重縮合が進むと「ゲル」と呼ばれる固体となる。
このゾルゲル法で強誘電体膜となる複合酸化物結晶膜、例えばPZT結晶膜を作製する場合、PZT結晶を形成する金属、すなわち鉛、ジルコニウム、チタンそれぞれの化合物を一つの溶液中で加水分解後に重縮合反応を進めた溶液であるゾルを準備し、下部電極を成膜したシリコンウェハ基板上にこれを塗布して加熱すればよい。ちなみにこのゾルがPZT結晶膜を得るための前駆体液となる。
In the sol-gel method, which is representative of the CSD method, an organic or inorganic compound of a metal (M) is hydrolyzed in a solution, and then a polycondensation reaction proceeds to bond a metal-oxygen-metal (MOM) bond. This is a method for producing ceramics by forming a polymer having the polymer and heating the polymer. When the degree of polymerization of MOM is low, it is a liquid called “sol”, but when polycondensation proceeds, it becomes a solid called “gel”.
When producing a complex oxide crystal film that becomes a ferroelectric film by this sol-gel method, for example, a PZT crystal film, the metal forming the PZT crystal, that is, each compound of lead, zirconium, and titanium is hydrolyzed in one solution. What is necessary is just to prepare sol which is the solution which advanced the polycondensation reaction, apply | coat it on the silicon wafer board | substrate which formed the lower electrode into a film, and heat it. Incidentally, this sol becomes a precursor liquid for obtaining a PZT crystal film.
上述した問題点、特に最少種類の前駆体液を準備してこれを積層回数に合わせて適切に調合してきめ細かく組成を変化させながら積層成膜を行う手法において、強誘電体特性の基板面内における均一性が損なわれる問題について、例えばPZT結晶膜を成膜するため、PT(チタン酸鉛)前駆体液とPZ(ジルコン酸鉛)前駆体液とをそれぞれ準備し、積層回数に合わせて両者を適切に調合してきめ細かく組成を変化させながら積層成膜する場合で考察する。 The above-mentioned problems, particularly in the technique of preparing a minimum number of types of precursor liquids and appropriately mixing them according to the number of laminations and performing multilayer film formation while finely changing the composition, in the substrate surface of the ferroelectric characteristics Regarding the problem of the uniformity being lost, for example, in order to form a PZT crystal film, a PT (lead titanate) precursor solution and a PZ (lead zirconate) precursor solution are prepared, and both are appropriately set according to the number of times of lamination. Consider the case where a laminated film is formed while mixing and finely changing the composition.
PZ前駆体液には、鉛を有する化合物の重合体、チタンを有する化合物の重合体、そして両者が結合した重合体(ダブルアルコキシド)が含まれている。一方、PZ前駆体液には、鉛を有する化合物の重合体、ジルコニウムを有する化合物の重合体、そして両者が結合した重合体(ダブルアルコキシド)が含まれている。
PT前駆体液とPZ前駆体液とを調合してPZT前駆体液(調合前駆体液)とした場合、両前駆体液を均一に混合し基板上に塗布することによって得られる塗膜中のPZTの各成分比は、基板上の塗膜のどの部分においても基本的には同一となるはずであるが、調合前駆体液中のチタン重合体とジルコニウム重合体との間にダブルアルコキシドのような強い結合関係が存在しないため、スピンコート法等によって基板上に調合前駆体液を塗り広げて塗膜を形成する際に、チタン重合体とジルコニウム重合体との塗り広がり方に違いが生じる。その結果、塗膜面全体として両者の組成均一性を完全とすることができず、得られたPZT結晶膜特性の基板面内均一性が損なわれることとなる。
The PZ precursor liquid contains a polymer of a compound having lead, a polymer of a compound having titanium, and a polymer in which both are bonded (double alkoxide). On the other hand, the PZ precursor liquid contains a polymer of a compound having lead, a polymer of a compound having zirconium, and a polymer in which both are bonded (double alkoxide).
When a PT precursor liquid and a PZ precursor liquid are prepared to prepare a PZT precursor liquid (prepared precursor liquid), each component ratio of PZT in the coating film obtained by uniformly mixing both precursor liquids and applying them onto the substrate Should be basically the same in any part of the coating on the substrate, but there is a strong bonding relationship such as a double alkoxide between the titanium polymer and the zirconium polymer in the preparation precursor liquid. Therefore, when the prepared precursor liquid is spread on the substrate by a spin coating method or the like to form a coating film, a difference occurs in how the titanium polymer and the zirconium polymer are spread. As a result, the composition uniformity of both cannot be made perfect as a whole coating film surface, and the in-plane uniformity of the obtained PZT crystal film characteristic will be impaired.
この問題点に対して、本発明では、積層回数に合わせて調合した前駆体液を、塗布する前に前駆体液の合成反応温度まで加熱する処理を加えている。この加熱処理により、調合前駆体液中の混合状態がより均一になると共に、調合前駆体液中のチタン重合体とジルコニウム重合体との間にも重合反応が促進され、両者の間に強い結合関係が生じる。その結果、これを基板上に塗布した塗膜中のPZT結晶膜としての均一性がより高まり、得られるPZT結晶膜特性の基板面内均一性を向上することができる。 In order to cope with this problem, the present invention adds a process of heating the precursor liquid prepared in accordance with the number of times of lamination to the synthesis reaction temperature of the precursor liquid before coating. By this heat treatment, the mixed state in the preparation precursor liquid becomes more uniform, and the polymerization reaction is promoted between the titanium polymer and the zirconium polymer in the preparation precursor liquid, and there is a strong bonding relationship between the two. Arise. As a result, the uniformity as the PZT crystal film in the coating film coated on the substrate is further increased, and the in-plane uniformity of the obtained PZT crystal film characteristics can be improved.
つまり、CSD法にて強誘電性を有する複合酸化物結晶膜を積層して強誘電体膜を形成する成膜方法、特にスピンコート法による前駆体液の塗布工程において、一度の結晶化工程に投入されるまでX回行われるスピンコート法による前駆体液の塗布に関し、1回目、2回目・・・、X回目に塗布される前駆体液の液中に分散されている各複合酸化物成分組成を積層回数に合わせて適切に変化させながら規定することが特徴である。
また、積層回数毎に異なる複合酸化物成分組成の前駆体液を塗布工程毎に予め準備した最少種類の前駆体液を適切に調合して作製することが特徴である。
また、調合した前駆体液を前駆体液の合成反応温度まで加熱し、続いて所定の塗布温度まで冷却した後に基板上に滴下及び塗布することが特徴である。
以下、本発明の特徴を詳細に説明する。
In other words, a deposition method in which a ferroelectric oxide film is formed by laminating a complex oxide crystal film having ferroelectricity by the CSD method, particularly in a precursor liquid application step by a spin coating method, which is put into a single crystallization step. Regarding the application of the precursor liquid by the spin coating method performed X times until the first time, the first, the second, ..., each composite oxide component composition dispersed in the liquid of the precursor liquid applied for the Xth time is laminated It is characteristic that it is defined while appropriately changing according to the number of times.
Further, it is characterized in that a precursor liquid having a different composite oxide component composition for each number of laminations is appropriately prepared and prepared by preparing in advance a minimum kind of precursor liquid prepared for each coating process.
The prepared precursor liquid is heated to the synthesis reaction temperature of the precursor liquid, then cooled to a predetermined application temperature, and then dropped and applied onto the substrate.
Hereinafter, the features of the present invention will be described in detail.
図3は、本発明に係る方法により強誘電体膜を形成する自動成膜装置10を示している。この自動成膜装置10は、下部電極が成膜された図示しないシリコンウェハ基板を1枚ずつ流動させる枚様式装置であり、基板を収納する収納部材9、基板を装置内の各部位へ搬送する搬送装置2、装置内における基板受け渡し並びに装置を構成する各部位での基板の位置決め及び芯出しを行うアライナ3、強誘電体膜の前駆体液を基板上に塗布するスピナ塗布装置4、塗布された前駆体液の乾燥を行うホットプレート5、乾燥膜の熱分解工程並びに結晶化工程の熱処理を行うRTA(Rapid Thermal Annealing)装置6、RTA装置での熱処理後のウェハ冷却を行う冷却ステージ7を有している。本実施形態では、熱分解工程と結晶化工程とを共通のRTA装置6の1台で行っているが、熱分解工程と結晶化工程とをそれぞれ異なる2台のRTA装置で行う構成、あるいは熱分解工程をホットプレート5で行い結晶化工程をRTA装置6で行う構成としてもよい。
FIG. 3 shows an automatic
収納部材9に収納された基板は、先ず始めにアライナ3によって位置決め及び芯出しがなされた後に、図1に示すフローチャートに従い搬送装置2によってチャート中の各工程を担当する部位間を流動する。アライナ3によって位置決め及び芯出しなされた基板は、スピナ塗布装置4に投入されて前駆体液が塗布され、続いて前駆体液の塗膜が形成された基板は搬送装置2によってホットプレート5に投入されて、塗布された前駆体塗膜の加熱及び乾燥処理が行われる。乾燥工程を終えた基板は搬送装置2によってRTA装置6に投入され、前駆体乾燥膜の加熱及び熱分解処理が行われる。
The substrate stored in the storage member 9 is first positioned and centered by the
続いて、上述した塗布工程ないし熱分解工程を所定回数(X回)繰り返した後、RTA装置6にて熱分解温度よりも高温の結晶化温度までシリコンウェハ基板上に成膜された積層アモルファス膜を加熱して結晶化を行い、強誘電性を有する複合酸化物結晶薄膜を形成させる。そして、上述の塗布工程ないし結晶化工程を所定回数(Y回)繰り返して複合酸化物結晶薄膜を積層成膜することにより所望の厚みを有する強誘電体膜を形成し、これをさらに加工することにより狙いとする圧電素子等のデバイスを得る。
Subsequently, after repeating the coating process or the thermal decomposition process described above a predetermined number of times (X times), the laminated amorphous film formed on the silicon wafer substrate up to the crystallization temperature higher than the thermal decomposition temperature by the
本発明の特徴は、特に上述した強誘電体膜成膜プロセスにおける強誘電体膜の前駆体液をウェハ基板上に塗布する塗布工程にある。
図4は、本実施形態に用いられる、前駆体液をウェハ基板上に塗布するスピナ塗布装置4を示している。スピナ塗布装置4は、シリコンウェハ基板8を吸着保持するスピナチャック11、スピンドルモータ12と接続されスピナチャック11に吸着保持されたシリコンウェハ基板8を制御装置13に入力されたプログラムに従って回転させるスピンドル14、前駆体液をシリコンウェハ基板8上に滴下する滴下機構15を有している。本発明の特徴部は、この滴下機構15にある。
The feature of the present invention lies particularly in the coating step of coating the ferroelectric film precursor liquid on the wafer substrate in the above-described ferroelectric film forming process.
FIG. 4 shows a
滴下機構15は、図示しない前駆体液を収納する前駆体液容器16a,16b,16c、各前駆体液容器16と調合タンク19とを接続する送液ライン17を有している。送液ライン17には、制御装置13によって定められた容量の前駆体液を前駆体液容器16から調合タンク19へと送液する定容量ポンプ18が途中に組み込まれている。
また調合タンク19には、制御装置13によって制御される加熱機構20と攪拌機構21とが設けられていると共に、調合タンク19内の調合前駆体液を冷却タンク22に送液する加圧ライン23とタンク内部の洗浄を行うパージライン24とが接続されている。
さらに冷却タンク22には、制御装置13によって制御される冷却機構25と攪拌機構26とが設けられていると共に、アーム27を経由して冷却タンク22内の調合前駆体液をノズル28から吐出させてシリコンウェハ基板8上に滴下する加圧ライン29と、タンク内並びに冷却タンク22からアーム27を経由してノズル28までの滴下ライン内部の洗浄を行うパージライン30とが接続されている。
The dropping
The blending
Further, the
また本実施形態では、前駆体液容器16から定容量ポンプ18を介して前駆体液を調合タンク19まで送液する送液ライン17として、塗布回数(積層回数)に応じて滴下及び成膜する塗膜の組成を適切な組成に調整するために必要かつ最少種類の前駆体液の数に応じた本数を揃えている。
そして、1回目、2回目・・・、X回目に塗布される前駆体液について、それぞれの回数に応じてきめ細かく定められた複合酸化物成分組成となるように、予め準備した最少種類の前駆体液をそれぞれ定容量ポンプ18で計量しつつ調合タンク19に送液して調合する。次に、調合タンク19内にて調合した前駆体液を、調合前の前駆体液の合成反応温度まで加熱する。そしてこの調合された前駆体液を冷却タンク22に送液し、所定の塗布温度まで冷却した後にシリコンウェハ基板8上に滴下及び塗布し、これを図1に示した塗布工程以降の工程に投入して所望の膜厚を有する強誘電体膜を成膜する。
Moreover, in this embodiment, as the
And, for the precursor liquid applied for the first time, the second time, ..., the Xth time, the minimum number of precursor liquids prepared in advance so as to have a complex oxide component composition that is finely determined according to each number of times. Each of them is metered by a
このようなプロセスによって得られた強誘電体膜は、結晶化工程あるいは熱分解工程における加熱プロセスにて生じる複合酸化物結晶中の組成変動を補うように、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させた前駆体液を用いて成膜を行っているので、厚み方向の組成均一性が高く良好な強誘電体特性及び圧電体特性を得ることができる。
また、積層回数に合わせてきめ細かく組成を変化させた前駆体液は、最少種類の前駆体液を準備してこれを積層回数に合わせて適切に調合してきめ細かく組成を変化させているので、多種の前駆体液を準備するコストを抑制することができる。
The ferroelectric film obtained by such a process is finely changed in composition according to the number of laminations so as to compensate for the composition fluctuation in the complex oxide crystal generated in the heating process in the crystallization process or the thermal decomposition process. Since the film is formed using the precursor liquid, it is possible to obtain excellent ferroelectric characteristics and piezoelectric characteristics with high composition uniformity in the thickness direction.
In addition, the precursor liquid whose composition is finely changed according to the number of times of lamination is prepared by preparing the minimum kind of precursor liquid and appropriately mixing it according to the number of times of lamination, so that the composition is finely changed. The cost of preparing body fluid can be suppressed.
さらに本発明では、1回の塗布工程毎に適切な組成に調合した前駆体液を、塗布前に調合前の前駆体液の合成反応温度まで加熱し、混合及び調整した各前駆体液成分間の重合を促す操作を行っているので、調合した前駆体液の均一性が良好となり、これを成膜した強誘電体膜のシリコンウェハ基板面内均一性が高くなる。その結果、1枚のシリコンウェハ基板から取り出す素子の歩留まりが向上する。
そして、調合前の前駆体液の合成反応温度まで加熱した調合前駆体液をシリコンウェハ基板上に滴下及び塗布する前に、所定の塗布温度まで冷却する操作を行っているため、得られる強誘電体膜の膜厚が異なる基板間でも均一となり、得られる強誘電体素子の品質を安定させることができる。
以下に、具体例を示す。
Furthermore, in the present invention, the precursor liquid prepared in an appropriate composition for each coating process is heated to the synthesis reaction temperature of the precursor liquid before preparation before coating, and polymerization between the respective precursor liquid components mixed and adjusted is performed. Since the prompting operation is performed, the uniformity of the prepared precursor liquid is improved, and the uniformity of the ferroelectric film on which the liquid is formed in the silicon wafer substrate is increased. As a result, the yield of elements taken out from one silicon wafer substrate is improved.
And, since the preparation precursor liquid heated to the synthesis reaction temperature of the precursor liquid before preparation is dropped and applied on the silicon wafer substrate, an operation of cooling to a predetermined application temperature is performed, so that the obtained ferroelectric film Even between substrates having different film thicknesses, the quality of the obtained ferroelectric element can be stabilized.
A specific example is shown below.
良好な強誘電体及び圧電体特性を有することで知られるMPB組成のチタン酸ジルコン酸鉛(鉛:ジルコニウム:チタン=100:53:47)の厚さ1.2μmの強誘電体膜を図1に示す工程で、X=4、Y=4の条件で作製する。この条件において、X=1(プロセス1回目の前駆体液の塗布)における前駆体液中の鉛とジルコニウムとチタンの比は、115:52:48、以下X=2で110:54:46、X=3で110:56:44、X=4で120:50:50の組成となる前駆体液をそれぞれの積層回数のタイミングにて塗布する。 A ferroelectric film with a thickness of 1.2 μm of lead zirconate titanate (lead: zirconium: titanium = 100: 53: 47) having an MPB composition known to have good ferroelectric and piezoelectric properties is shown in FIG. In the process shown in FIG. 4, the film is manufactured under conditions of X = 4 and Y = 4. Under these conditions, the ratio of lead, zirconium, and titanium in the precursor liquid at X = 1 (application of the precursor liquid for the first process) is 115: 52: 48, hereinafter X = 2 and 110: 54: 46, X = 3, a precursor solution having a composition of 110: 56: 44 and X = 4 of 120: 50: 50 is applied at the timing of each lamination.
上述のPZT組成となる前駆体液を調合するため、出発材料として酢酸鉛三水和物、ジルコニウムプロポキシド、チタニウムイソプロポキシド、共通溶媒として2−メトキシエタノールを採用し、以下に示す3種類の前駆体液(原液)を合成した。
PZ前駆体液(PZ濃度0.5mol/L、鉛ジルコニウム組成比=110:100)
PT前駆体液(PT濃度0.5mol/L、鉛チタン組成比=110:100)
鉛前駆体液(PB濃度0.5mol/L)
In order to prepare the precursor liquid having the above-mentioned PZT composition, lead acetate trihydrate, zirconium propoxide, titanium isopropoxide as a starting material, 2-methoxyethanol as a common solvent, and the following three types of precursors Body fluid (stock solution) was synthesized.
PZ precursor liquid (PZ concentration 0.5 mol / L, lead zirconium composition ratio = 110: 100)
PT precursor liquid (PT concentration 0.5 mol / L, lead titanium composition ratio = 110: 100)
Lead precursor liquid (PB concentration 0.5 mol / L)
先ず、PZ前駆体液の合成について説明する。所定量秤量した酢酸鉛三水和物を2−メトキシエタノールに溶解させた後、乾燥雰囲気下で2−メトキシエタノールの沸点(125℃)を超える溶液温度、好ましくは130〜135℃の溶液温度にて12時間加熱した。この間、結晶水を2−メトキシエタノールと共に分留及び脱水させると共に、酢酸鉛の酢酸基と2−メトキシエタノールのメトキシエトキシ基とが置換する反応が進む。
次に、酢酸鉛三水和物の脱水工程が終了した後、溶液温度を80℃以下に下げた状態で所定量のジルコニウムプロポキシドを投入し、再び2−メトキシエタノールの沸点を超える溶液温度、好ましくは128〜130℃の溶液温度にて12時間加熱した。この間、ジルコニウムプロポキシドのプロピル基と2−メトキシエタノールのメトキシエトキシ基とが置換するアルコール交換反応、酢酸鉛の酢酸基とアルコール基間のエステル化反応が生じる。これ等副反応生成物を2−メトキシエタノールと共に分留させると共に、溶液中の鉛化合物とジルコニウム化合物間にも重合反応が進む。
そして、上述の反応が完了し加熱を停止させて室温まで冷却した合成液に、所定の濃度となるように2−メトキシエタノールを加えてPZ前駆体液を完成させる。
PT前駆体液の合成もPZ前駆体液の合成と同様に行われる。また、鉛前駆体液の合成プロセスは、PT前駆体液の合成プロセスの前半を終えた時点で所定の鉛前駆体濃度となるように、2−メトキシエタノールを加えて鉛前駆体液が完成する。これが本発明の第1の工程である。
First, the synthesis of the PZ precursor liquid will be described. After weighing a predetermined amount of lead acetate trihydrate in 2-methoxyethanol, the solution temperature exceeds the boiling point (125 ° C) of 2-methoxyethanol in a dry atmosphere, preferably 130-135 ° C. For 12 hours. During this time, crystal water is fractionated and dehydrated with 2-methoxyethanol, and a reaction in which the acetate group of lead acetate and the methoxyethoxy group of 2-methoxyethanol are substituted proceeds.
Next, after the lead acetate trihydrate dehydration step is completed, a predetermined amount of zirconium propoxide is added in a state where the solution temperature is lowered to 80 ° C. or lower, and the solution temperature exceeding the boiling point of 2-methoxyethanol again, Preferably it heated at the solution temperature of 128-130 degreeC for 12 hours. During this time, an alcohol exchange reaction in which the propyl group of zirconium propoxide and the methoxyethoxy group of 2-methoxyethanol are substituted, and an esterification reaction between the acetate group and the alcohol group of lead acetate occurs. While these side reaction products are fractionated together with 2-methoxyethanol, the polymerization reaction also proceeds between the lead compound and the zirconium compound in the solution.
Then, 2-methoxyethanol is added to the synthesis solution, which is completed after the above-described reaction, is stopped to heat, and cooled to room temperature, so as to obtain a predetermined concentration, thereby completing the PZ precursor solution.
The synthesis of the PT precursor liquid is performed in the same manner as the synthesis of the PZ precursor liquid. Moreover, the lead precursor liquid is completed by adding 2-methoxyethanol so that the lead precursor liquid has a predetermined lead precursor concentration at the end of the first half of the PT precursor liquid synthesis process. This is the first step of the present invention.
次に、PZT強誘電体膜の成膜について説明する。
合成したPZ前駆体液、PT前駆体液、鉛前駆体液を図4に示す前駆体液容器16a,16b,16cにそれぞれ注入する。次に、図3に示す自動成膜装置10の収納部材9に収納されたシリコンウェハ基板8は、アライナ3によって位置決め及び芯出しが行われた後、搬送装置2によりスピナ塗布装置4に投入されて1回目の前駆体液の塗布が行われる(図1におけるX=1、Y=1)。
このとき、前駆体液容器16a,16b,16cから定容量ポンプ18によってPZ前駆体液PT前駆体液、鉛前駆体液がそれぞれ52:48:6の比率で調合タンク19に投入されて攪拌され、溶液温度が調合前の前駆体液の合成反応温度を超える132℃になるまで加熱される(PZT比=115:52:48の調合前駆体液となる)。これが本発明の第2の工程である。
Next, the formation of a PZT ferroelectric film will be described.
The synthesized PZ precursor liquid, PT precursor liquid, and lead precursor liquid are respectively injected into the
At this time, the PZ precursor liquid PT precursor liquid and the lead precursor liquid are respectively charged into the
続いて調合前駆体液は、加圧ライン23を操作することにより冷却タンク22に移送され、その内部で溶液温度が25℃となるように冷却される。このとき調合タンク19では、パージライン24を操作することにより導入された洗浄液(2−メトキシエタノール)によって内部が洗浄され、洗浄に用いられた廃液はパージライン24から廃液タンク31に排出される。これが本発明の第3の工程である。
そして、所定の溶液温度に冷却された調合前駆体液は、加圧ライン29を操作させて導入された加圧ガスによりアーム27を経由してノズル28から吐出されシリコンウェハ基板8上に滴下される。調合前駆体液の滴下を終えた後、冷却タンク22並びに冷却タンク22からノズル28までの滴下ラインでは、調合タンク19と同様にパージライン30を操作させてタンク内部並びに滴下ライン内部の洗浄が行われ、使用された洗浄廃液は廃液タンク31に排出される。これが本発明の第4の工程である。
Subsequently, the preparation precursor liquid is transferred to the
Then, the prepared precursor liquid cooled to the predetermined solution temperature is discharged from the
続いて、シリコンウェハ基板8上に滴下された調合前駆体液に対し、制御装置13に入力されたプログラムに従ってスピンドル14を最大2500rpmまで回転させて余分な調合前駆体液の振り切りを行い、シリコンウェハ基板8上に前駆体液の塗膜を形成する(塗布工程)。
前駆体液の塗膜が形成されたシリコンウェハ基板8は、搬送装置2によって設定温度120℃に加熱されたホットプレート5に1分間投入され、前駆体塗膜の加熱及び乾燥処理を行う(乾燥工程)。
Subsequently, with respect to the prepared precursor liquid dropped on the silicon wafer substrate 8, the
The silicon wafer substrate 8 on which the coating film of the precursor liquid is formed is put into the hot plate 5 heated to the set temperature of 120 ° C. by the transfer device 2 for 1 minute, and the precursor coating film is heated and dried (drying process). ).
乾燥工程を終えたシリコンウェハ基板8は、搬送装置2によってRTA装置6に投入され、設定温度480℃、加熱時間5分の条件にて前駆体乾燥膜の加熱及び熱分解処理を行う(熱分解・脱脂工程)。
熱分解行程を終えたシリコンウェハ基板8は、搬送装置2によって冷却ステージに5分間以上投入され、室温まで冷却される(冷却工程)。
The silicon wafer substrate 8 that has finished the drying process is put into the
The silicon wafer substrate 8 that has been subjected to the thermal decomposition process is put into the cooling stage for 5 minutes or more by the transfer device 2 and cooled to room temperature (cooling step).
上述した塗布工程ないし熱分解工程(冷却工程)をさらに3回繰り返すのであるが、2回目の塗布工程において調合されるPZ前駆体液、PT前駆体液、鉛前駆体液の比率は54:46:0(PZT比=110:54:46の調合前駆体液)、3回目の塗布工程において調合されるPZ前駆体液、PT前駆体液、鉛前駆体液の比率は56:44:0(PZT比=110:56:44の調合前駆体液)、4回目の塗布工程において調合されるPZ前駆体液、PT前駆体液、鉛前駆体液の比率は50:50:12(PZT比=120:50:50の調合前駆体液)に調合条件を変更する。
所定回数(X=4回)のプロセスを繰り返した後、RTA装置6にて熱分解温度よりも高い結晶化温度の780℃までシリコンウェハ基板8上に成膜された積層アモルファス膜を加熱し、これを7分間保持して結晶化を行い、強誘電性を有する複合酸化物結晶薄膜を形成させる。この塗布工程ないし結晶化工程を所定回数(Y=4回)繰り返して複合酸化物結晶薄膜を積層成膜することにより、所望の厚みである1.2μmの厚みの強誘電体膜を形成する。
The above-described coating process or thermal decomposition process (cooling process) is repeated three more times. The ratio of the PZ precursor liquid, PT precursor liquid, and lead precursor liquid prepared in the second coating process is 54: 46: 0 ( PZT ratio = 110: 54: 46 preparation precursor liquid) The ratio of the PZ precursor liquid, PT precursor liquid, and lead precursor liquid prepared in the third coating step is 56: 44: 0 (PZT ratio = 110: 56: 44 preparation precursor liquid) The ratio of the PZ precursor liquid, PT precursor liquid, and lead precursor liquid prepared in the fourth coating step is 50:50:12 (PZT ratio = 120: 50: 50 preparation precursor liquid). Change formulation conditions.
After repeating the process a predetermined number of times (X = 4 times), the laminated amorphous film formed on the silicon wafer substrate 8 is heated up to 780 ° C., which is a crystallization temperature higher than the thermal decomposition temperature, in the
上述したプロセスを経て得られたPZT膜の断面SEM像を図5に示す。従来のCSD法によって成膜したPZT膜(図2(a)参照)とは異なり、積層結晶膜間の界面が認められず厚み方向で均一な組成を有している。この結果、本発明で得られた強誘電体膜であるPZT膜をさらに加工して得られる強誘電体素子、あるいは圧電素子の特性は、従来のものと比較して良好な特性を示している。 FIG. 5 shows a cross-sectional SEM image of the PZT film obtained through the above-described process. Unlike the PZT film (see FIG. 2A) formed by the conventional CSD method, the interface between the stacked crystal films is not recognized and has a uniform composition in the thickness direction. As a result, the characteristics of the ferroelectric element or the piezoelectric element obtained by further processing the PZT film, which is the ferroelectric film obtained in the present invention, are better than those of the conventional one. .
本発明の方法により得られたPZT膜の結晶性を評価するため、X線回折装置で測定した(200)結晶ピーク強度の面内分布を図6(a)に示す。また、本発明と同様に積層回数毎に異なる複合酸化物成分組成の前駆体液を、塗布工程毎に予め準備した最少種類の前駆体液を適切に調合して塗布する方法で強誘電体膜の成膜を行うが、調合した前駆体液の加熱処理を行わない従来手法で成膜したPZT膜の(200)結晶ピーク強度の面内分布を図6(b)に示す。 In order to evaluate the crystallinity of the PZT film obtained by the method of the present invention, the in-plane distribution of (200) crystal peak intensity measured with an X-ray diffractometer is shown in FIG. Further, as in the present invention, a ferroelectric film is formed by a method in which a precursor liquid having a composite oxide component composition that is different for each number of laminations is appropriately prepared by applying a minimum number of precursor liquids prepared in advance for each coating process. FIG. 6B shows the in-plane distribution of the (200) crystal peak intensity of the PZT film formed by the conventional method in which the film is formed but the prepared precursor liquid is not heated.
PZT膜の(200)結晶ピーク強度の面内分布の比較より、調合した前駆体液を塗布する前に加熱処理を行う本発明の方が、加熱処理を行わない従来の方法と比較して得られる強誘電体結晶膜における結晶性の面内ばらつきが小さい(面内の均一性が向上する)ことが認められる。
その結果、本発明の成膜方法により得られた強誘電体結晶膜は、それが成膜されたシリコンウェハ基板面内で均一な強誘電体特性あるいは圧電体特性を発現するようになり、これを加工して得られる強誘電体素子、あるいは圧電素子の素子間のばらつきが小さく抑えられ歩留まりを向上することができる。
From the comparison of the in-plane distribution of the (200) crystal peak intensity of the PZT film, the present invention in which the heat treatment is performed before applying the prepared precursor liquid is obtained in comparison with the conventional method in which the heat treatment is not performed. It can be seen that the in-plane variation in crystallinity in the ferroelectric crystal film is small (in-plane uniformity is improved).
As a result, the ferroelectric crystal film obtained by the film forming method of the present invention exhibits uniform ferroelectric characteristics or piezoelectric characteristics within the silicon wafer substrate surface on which the film is formed. The variation between the elements of the ferroelectric element or the piezoelectric element obtained by processing can be suppressed small, and the yield can be improved.
なお、上述した強誘電体膜の均一性が向上する効果のさらに他の要因として、前駆体液合成反応温度まで加熱した調合前駆体液をシリコンウェハ基板上に滴下及び塗布する前に、所定の塗布温度まで冷却することが挙げられる。その結果、得られる強誘電体膜の膜厚の均一性が1枚のシリコンウェハ基板内、さらに異なる基板間で高くなり、膜厚のばらつきに起因する強誘電体特性あるいは圧電体特性のばらつき発生が抑制され、得られる強誘電体素子の品質が基板内、さらに異なる基板間においても安定する。 In addition, as another factor of the effect of improving the uniformity of the ferroelectric film described above, a predetermined coating temperature is applied before dropping and coating the prepared precursor liquid heated to the precursor liquid synthesis reaction temperature on the silicon wafer substrate. Cooling to a low temperature. As a result, the uniformity of the film thickness of the obtained ferroelectric film is increased within a single silicon wafer substrate and between different substrates, resulting in variations in ferroelectric characteristics or piezoelectric characteristics due to film thickness variations. Is suppressed, and the quality of the obtained ferroelectric element is stabilized in the substrate and between different substrates.
図7は、本発明の成膜方法により作成した強誘電体膜を加工して得られる強誘電体素子が用いられる液体吐出ヘッドの液室長手方向における断面図を示している。同図において液体吐出ヘッド31は、基板の一面に設けたノズル孔から液滴を吐出させるサイドシュータタイプのものである。液体吐出ヘッド31は、流路板32に、液滴吐出エネルギを発生する強誘電体素子からなる圧電素子33、振動板34を備えた加圧液室隔壁で仕切られた複数の加圧液室35、流体抵抗部36、及び共通液室37を形成している。
流路板32には、加圧液室35の一部壁面を構成する、圧電素子33の駆動により振動する板である振動板34が設けられており、振動板34を介して加圧液室35と対向する部位には圧電素子33が設けられている。また、共通液室37には共通液滴流路38が形成されており、ここを介して液滴であるインクを外部から供給可能に構成されている。圧電素子33は、下部電極である共通電極39、上部電極である個別電極40、強誘電体膜からなる圧電体41を有しており、圧電体41は共通電極39と個別電極40とによって挟持されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the liquid chamber of a liquid discharge head using a ferroelectric element obtained by processing a ferroelectric film created by the film forming method of the present invention. In the figure, a
The
流路板32の上方に配設されたフレーム42には、外部から液滴を供給する液滴供給口43、液流路部である共通液滴流路38、及び振動板34の撓みを許容する凹部44が形成されている。また、流路板32の下方に配設されたノズル板45には、個々の加圧液室35に対応した位置にノズル孔46が形成されている。共通電極39の上位には層間絶縁膜47が形成され、その上位には配線48が形成され、さらにその上位には配線48を保護する目的でパッシベーション膜49が形成されている。
上述の構成において、流路板32、圧電素子33、振動板34、共通電極39、層間絶縁膜47、配線48によってアクチュエータ基板50が構成されている。そして、アクチュエータ基板50及びフレーム42及びノズル板45を接合することによって液体吐出ヘッド31が構成される。また、配線48と個別電極40とは、層間絶縁膜47に形成された接続孔51を介して互いに接続されている。
The
In the above configuration, the
上述のように構成された液滴吐出ヘッド31では、各加圧液室35内に液体、例えばインク等の記録液が充填された状態で図示しない制御部から画像データが送られる。そして送られた画像データに基づき、記録液の吐出を行いたいノズル孔46に対応する個別電極40に対して、発振回路により配線48及び層間絶縁膜47に形成された接続孔51を介して、例えば20Vのパルス電圧を印加する。パルス電圧の印加により、電歪によって圧電体41そのものが振動板34と平行な方向に縮み、振動板34が加圧液室35方向に撓む。これにより加圧液室35内の圧力が急激に上昇し、加圧液室35に連通するノズル孔46から記録液が吐出される。
パルス電圧印加後は、縮んだ圧電体12が復元することから撓んだ振動板3が元の位置に戻るため、加圧液室5内が共通液室8内に比して負圧となる。これにより、外部から液滴供給口66を介して供給されるインクが共通液滴流路9及び共通液室8から流体抵抗部7を介して加圧液室5に供給される。これを繰り返すことにより、液滴を連続的に吐出することができ、液滴吐出ヘッド1に対向して配置した被記録媒体(例えば用紙)に画像を形成することができる。
In the liquid
After applying the pulse voltage, since the contracted
次に、上述した液体吐出ヘッド31を一体化した液体カートリッジを説明する。
図8に示す液体カートリッジとしてのインクカートリッジ52は、ノズル孔46等を有する液滴吐出ヘッド31と、液滴吐出ヘッド31にインクを供給するインクタンク53とを一体化したものである。このようなインクタンク53と液滴吐出ヘッド31とを一体的に有するインクカートリッジ52では、強誘電体膜の面内特性のばらつきを小さくすることにより一枚の基板から作製する強誘電体素子の歩留まりを向上することが可能となり、コストダウンを図ることができる。
Next, a liquid cartridge in which the above-described
An
次に、上述した液体吐出ヘッド31を搭載した液体吐出装置としてのインクジェット記録装置を図9及び図10に基づいて説明する。
液体吐出装置としてのインクジェット記録装置54は、その装置本体内部に主走査方向に対して移動可能であり液体吐出ヘッド31を搭載するキャリッジ55を有している。また装置本体内部には、液体吐出ヘッド31及び液体吐出ヘッド31にインクを供給するインクカートリッジ56等で構成される印字機構部57等が収納されている。装置本体の下部には、前方側から多数枚の用紙58を積載可能な給紙カセット(給紙トレイでもよい)59が抜き差し自在に装着されている。さらに装置本体には、用紙58を手差しで給紙する際に開放される手差しトレイ60が配設されている。インクジェット記録装置54は、給紙カセット59または手差しトレイ60から給紙される用紙58を取り込み、印字機構部57によって所望の画像を記録した後、画像形成後の用紙58を後面側に配設された排紙トレイ61に排出する。
Next, an ink jet recording apparatus as a liquid discharge apparatus equipped with the above-described
An ink
印字機構部57は、図示しない左右の側板に掛け渡されたガイド部材である主ガイドロッド62と従ガイドロッド63とキャリッジ55とを主走査方向に摺動自在に保持している。キャリッジ55には、イエロ(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色インク液滴を吐出する液体吐出ヘッド31が設けられている。液体吐出ヘッド31は、複数のノズルが主走査方向と交差する方向に並ぶ態様で、インク液滴吐出方向を下方に向けて装着されている。
またキャリッジ55には、液体吐出ヘッド31に各色インクを供給する各インクカートリッジ56が交換可能に装着されている。インクカートリッジ56は、上方に大気と連通する大気口を、下方に液体吐出ヘッド31へインクを供給する供給口をそれぞれ有している。インクカートリッジ56の内部にはインクが充填された多孔質体が設けられており、多孔質体の毛管力によって液体吐出ヘッド31に供給されるインクを僅かな負圧に維持している。また、液体吐出ヘッド31としては各色個別のものを用いているが、各色のインク液滴を吐出するノズルを有する単一の液体吐出ヘッドを用いてもよい。
The
In addition, each
キャリッジ55は、後方側である用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド62に摺動自在に嵌装され、前方側である用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド63に摺動自在に載置されている。キャリッジ55を主走査方向に移動走査させるため、主走査モータ64で回転駆動される駆動プーリ65と従動プーリ66との間にタイミングベルト67を掛け渡し、タイミングベルト67をキャリッジ55に固定している。この構成より、主走査モータ64の正逆回転により、キャリッジ55が往復移動される。
一方、給紙カセット59にセットした用紙58を液体吐出ヘッド31の下方側へと搬送するため、給紙カセット59から用紙58を分離給送する給紙ローラ68及びフリクションパッド69が配設されている。また、用紙58を案内するガイド部材70、給紙された用紙58を反転させて搬送する搬送ローラ71が配設されている。さらに、搬送ローラ71の周面に押し付けられる搬送コロ72、搬送ローラ71から用紙58の送り出し角度を規定する先端コロ73が設けられている。搬送ローラ71は、図示しない副走査モータによってギヤ列を介して回転駆動される。
The
On the other hand, in order to convey the
キャリッジ55の主走査方向における移動範囲に対応し、搬送ローラ71から送り出された用紙58を液体吐出ヘッド31の下方位置で案内するため、用紙ガイド部材である印写受け部材74が配設されている。印写受け部材74の用紙搬送方向下流側には、用紙58を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ75及び拍車76が設けられている。また、さらに用紙58を排紙トレイ61に送り出す排紙ローラ77及び拍車78と、排紙経路を形成するガイド部材79,80が配設されている。
Corresponding to the range of movement of the
上述のインクジェット記録装置54では、記録時においてキャリッジ55を移動させつつ画像信号に応じて液体吐出ヘッド31を駆動する。これにより、停止している用紙58にインクを吐出して1行分を記録し、その後に用紙58を所定量搬送した後に次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙58の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、インクジェット記録装置54は記録動作を終了させて用紙58を排紙する。
キャリッジ55の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液体吐出ヘッド31の吐出不良を回復させるための回復装置81が配設されている。回復装置81は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ55は印字待機中に回復装置81側に移動され、キャッピング手段で液体吐出ヘッド31をキャッピングしてノズルを湿潤状態に保つことにより、インク乾燥による吐出不良の発生を防止している。また、記録途中等に記録とは関係のないインクを吐出することにより、全てのノズルのインク粘度を一定にさせて安定した吐出状態を維持している。
In the above-described ink
A
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液体吐出ヘッド31のノズルを密封し、チューブを通して吸引手段によりノズルからインクと共に気泡等を吸い出す。そして、ノズル面に付着したインクやごみ等をクリーニング手段によって除去し、これにより吐出不良が回復する。また、吸引したインクは本体下部に設けられた図示しない廃インク溜まりに排出され、廃インク溜まり内部に設けられたインク吸収体に吸収保持される。
上述したインクジェット記録装置54では、本発明の液体吐出ヘッド31を搭載しているので、安定したインク吐出特性を得ることができ、画像品質を向上させることができる。また、上述の説明では液体吐出ヘッド31としてインクを吐出するものを示したが、本発明が適用可能な液滴はインクには限られず、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する装置に液体吐出ヘッド31を適用してもよい。さらには遺伝子分析試料を吐出する装置に液体吐出ヘッド31を適用してもよい。
When a discharge failure occurs, the nozzle of the
Since the above-described ink
上述した実施形態では、画像が形成される被記録媒体として用紙58を示した。この用紙58とは記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等も含まれる。また用紙以外の記録媒体として、OHPシート、OHPフィルム、樹脂フィルム等、シート状を呈し画像形成可能な物質であればどのようなものを用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to such specific embodiments, and unless specifically limited by the above description, the present invention described in the claims is not limited. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist. The effects described in the embodiments of the present invention are merely examples of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
8 シリコンウェハ基板
31 液体吐出ヘッド
33 強誘電体素子(圧電素子)
41 強誘電体膜(圧電体)
54 液体吐出装置
8
41 Ferroelectric film (piezoelectric)
54 Liquid discharge device
Claims (5)
それぞれ組成の異なる複数種類の前記前駆体液を前記基板上に塗布する回数に応じて異なる予め定めた比率で混合する第1の工程と、混合した前記前駆体液を該前駆体液の合成反応温度まで加熱する第2の工程と、加熱した前記前駆体液を所定の塗布温度まで冷却する第3の工程と、冷却した前記前駆体液を前記基板上に塗布する第4の工程とを有する強誘電体膜の成膜方法。 A process of applying a precursor liquid, drying, and thermal decomposition on the substrate on which the lower electrode is formed is repeated a plurality of times to form an amorphous film on the substrate, and then the amorphous film is subjected to high temperature treatment to be crystallized. In the method for forming a dielectric film,
A first step of mixing a plurality of types of the precursor liquids having different compositions, respectively, at different predetermined ratios depending on the number of times of application onto the substrate, and heating the mixed precursor liquids to a synthesis reaction temperature of the precursor liquids A ferroelectric film having a second step of performing, a third step of cooling the heated precursor liquid to a predetermined application temperature, and a fourth step of applying the cooled precursor liquid onto the substrate. Film forming method.
前記第2の工程において混合した前記前駆体液を加熱する温度は、混合した前記前駆体液のそれぞれの合成反応温度のうち最も高い温度よりも高いことを特徴とする強誘電体膜の成膜方法。 The method for forming a ferroelectric film according to claim 1,
A method for forming a ferroelectric film, wherein a temperature at which the precursor liquid mixed in the second step is heated is higher than a highest temperature among synthesis reaction temperatures of the mixed precursor liquids.
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