WO2009110543A1 - 圧電／電歪膜型素子の製造方法 - Google Patents

圧電／電歪膜型素子の製造方法 Download PDF

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WO2009110543A1
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清水　秀樹
睦 北川
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日本碍子株式会社
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Definitions

  • the present invention includes a substrate provided with a cavity, and a vibration laminate in which an electrode film and a piezoelectric / electrostrictive film provided on the first main surface of the substrate in alignment with the cavity are laminated.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element.
  • FIG. 42 is a schematic diagram for explaining a conventional manufacturing method of a piezoelectric / electrostrictive film type element constituting the main part of a piezoelectric / electrostrictive actuator for ink ejection used in an ink jet printer head.
  • a conductive material paste is screen-printed on the surface of a substrate 902 provided with a cavity 926 serving as an ink pressurizing chamber, and the obtained coating film is obtained.
  • a paste of piezoelectric / electrostrictive material is screen-printed on the lower electrode film 912, and the obtained coating film is baked to piezo-electric / electrostrictive film 914.
  • the conductive material paste is screen-printed on the piezoelectric / electrostrictive film 914, and the obtained coating film is baked to form the upper electrode film 916.
  • Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a piezoelectric / electrostrictive actuator for ink ejection used in an ink jet printer head.
  • the planar position of all or a part of the lower electrode film, the piezoelectric / electrostrictive film and the upper electrode film and the planar position of the cavity are shifted due to the dimensional variation or deformation of the substrate or the screen plate.
  • the amount of ink discharged from the piezoelectric / electrostrictive actuator can vary. This problem is not only due to the piezoelectric / electrostrictive film type element constituting the main part of the piezoelectric / electrostrictive actuator, but also to the substrate provided with the cavity and the electrode provided with the cavity and the planar position aligned on the surface of the substrate.
  • piezoelectric / electrostrictive film type elements including a film and a vibration laminated body in which a piezoelectric / electrostrictive film is laminated
  • a piezoelectric thin film resonator (FBAR) having a diaphragm structure (FBAR) for example, a piezoelectric thin film resonator (FBAR) having a diaphragm structure (FBAR).
  • FBAR piezoelectric thin film resonator
  • FBAR piezoelectric thin film resonator
  • FBAR diaphragm structure
  • the present invention has been made to solve this problem, and prevents displacement between the plane position of the cavity and the plane position of the film constituting the vibration laminated body in which the electrode film and the piezoelectric / electrostrictive film are laminated.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type device.
  • a first invention is a substrate in which a cavity is formed, and an electrode film and a piezoelectric / electrostrictive film provided on the first main surface of the substrate in alignment with the cavity and the plane position.
  • a piezoelectric / electrostrictive film type device comprising: (a) a step of forming a first photosensitive film on a first main surface of the substrate; and (b) Irradiating light from the second main surface side of the substrate to depict a latent image on which the planar shape of the cavity is transferred on the first photosensitive film; and (c) a region where the cavity is formed.
  • the method further comprises (f) a step of filling the cavity with a light shielding agent before the step (b). (b) selectively exposes the first photosensitive film formed in a region where the cavity is not formed, and the step (c) removes an unexposed portion of the first photosensitive film. To do.
  • the third invention is the method for producing a piezoelectric / electrostrictive film type device of the second invention, wherein the light shielding agent contains a pigment.
  • the step (b) includes the step of forming the first photosensitive film formed in the region where the cavity is formed. In the step (c), the exposed portion of the first photosensitive film is removed.
  • the cavity of the second main surface of the substrate is not formed before (g) (b).
  • the light shielding film includes a pigment.
  • the vibration is applied to the first main surface of the substrate after the step (e).
  • An eighth invention is the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type device according to any one of the first to sixth inventions, wherein (m) the vibration is applied to the first main surface of the substrate after the step (e).
  • the piezoelectric / electrostrictive material (r) is directed toward an arbitrary electrode film constituting the vibration laminate after the step (e). Forming a piezoelectric / electrostrictive film that constitutes the vibration laminated body by electrophoresis.
  • a tenth invention is the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type device according to any one of the first to ninth inventions, wherein (s) after the step (c) and before the step (d). And a step of covering the first photosensitive film remaining in the area where the cavity is not formed with a water-repellent film having higher water repellency than the first photosensitive film.
  • An eleventh aspect of the present invention is the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element according to the tenth aspect of the present invention, wherein the step (s) includes the step (s-1): the step in which the cavity is not formed.
  • a twelfth invention is a substrate in which a cavity is formed, and a vibration laminate in which an electrode film and a piezoelectric / electrostrictive film provided on the first main surface of the substrate in alignment with the cavity are laminated.
  • a method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type device comprising: (a) a step of forming a first photosensitive film on a first main surface of the substrate; and (b) a second main surface of the substrate. Irradiating light from the surface side and drawing a latent image on which the planar shape of the cavity is transferred onto the first photosensitive film; and (c) the first formed in the area where the cavity is not formed.
  • a thirteenth aspect of the present invention is the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element according to the twelfth aspect of the present invention, further comprising (h) a step of filling the cavity with a light shielding agent before the step (b). (b) selectively exposes the first photosensitive film formed in a region where the cavity is not formed, and the step (c) removes an exposed portion of the first photosensitive film. .
  • the fourteenth invention is the method for producing a piezoelectric / electrostrictive film type device of the thirteenth invention, wherein the light shielding agent contains a pigment.
  • the vibration is applied to the first main surface of the substrate after the step (g).
  • the vibration is applied to the first main surface of the substrate after the step (g).
  • a seventeenth aspect of the invention is the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element according to any one of the twelfth to fourteenth aspects of the invention, wherein (s) the arbitrary electrode film constituting the vibration laminate after the step (g) Forming a piezoelectric / electrostrictive film constituting the vibration laminate by electrophoresing a piezoelectric / electrostrictive material toward the substrate.
  • the lowermost layer film can be formed in the region where the cavity is formed, it is possible to prevent the gap between the plane position of the cavity and the plane position of the lowermost layer film. it can.
  • the resolution of patterning can be improved.
  • the difference between the light transmittance of the region where the cavity is formed and the light transmittance of the region where the cavity is not formed can be increased, so that the patterning resolution is improved. be able to.
  • the resolution of patterning can be further improved.
  • the electrode film can be formed in the region where the piezoelectric / electrostrictive film is formed, the displacement between the plane position of the piezoelectric / electrostrictive film and the plane position of the electrode film is prevented. Can be prevented.
  • the piezoelectric / electrostrictive film can be formed in the region where the electrode film is formed, the displacement between the planar position of the electrode film and the planar position of the piezoelectric / electrostrictive film is prevented. Can be prevented.
  • the piezoelectric / electrostrictive film can be formed in the region including the region where the electrode film is formed, the planar position of the electrode film and the planar position of the piezoelectric / electrostrictive film Can be prevented from shifting.
  • the jumping up at the end of the lowermost film is suppressed.
  • the lowermost layer film can be formed in the region where the cavity is formed, it is possible to prevent the gap between the plane position of the cavity and the plane position of the lowermost layer film. Further, since the lowermost layer film is repelled by the water repellent film, the jumping up at the end of the lowermost layer film is suppressed.
  • the resolution of patterning can be improved.
  • the electrode film can be formed in the region where the piezoelectric / electrostrictive film is formed, the displacement between the planar position of the piezoelectric / electrostrictive film and the planar position of the electrode film is reduced. Can be prevented.
  • the piezoelectric / electrostrictive film can be formed in the region where the electrode film is formed, the deviation between the planar position of the electrode film and the planar position of the piezoelectric / electrostrictive film is prevented. Can be prevented.
  • the piezoelectric / electrostrictive film can be formed in the region including the region where the electrode film is formed, the planar position of the electrode film and the planar position of the piezoelectric / electrostrictive film Can be prevented from shifting.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric / electrostrictive film type element along AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the piezoelectric / electrostrictive film type element along BB in FIG. 1. It is a figure explaining the manufacturing method of the piezoelectric / electrostrictive film type
  • a piezoelectric / electrostrictive film type device including a body a lower electrode film is formed by photolithography using a substrate in which a cavity is filled with a light shielding agent as a mask.
  • the piezoelectric / electrostrictive film is electrophoresed toward the lower electrode film to form a piezoelectric / electrostrictive film, and the upper electrode film is formed by photolithography using the piezoelectric / electrostrictive film as a mask. Form.
  • FIG. 1 is a perspective view of the piezoelectric / electrostrictive membrane element 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric / electrostrictive membrane element 1 along II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is III-III of FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric / electrostrictive film type element 1 along the line.
  • the piezoelectric / electrostrictive film type element 1 constitutes a main part of a piezoelectric / electrostrictive actuator for ink ejection used in an ink jet printer head.
  • the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element described below can also be used for manufacturing other types of piezoelectric / electrostrictive film type elements.
  • the piezoelectric / electrostrictive membrane element 1 has a structure in which a plurality of vibration laminates 110 are regularly arranged on the surface of a substrate 102.
  • the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element described below can also be used for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element including only one vibration laminate 110.
  • the piezoelectric / electrostrictive membrane element 1 has a lower electrode on the surface of a substrate 102 in which a base plate 104, a base plate 106, and a diaphragm 108 are stacked from bottom to top in the order listed. It has a cross-sectional structure provided with a vibration laminate 110 in which a film 112, a piezoelectric / electrostrictive film 114, and an upper electrode film 116 are laminated from bottom to top in the order listed.
  • the substrate 102 is a fired body of insulating ceramics.
  • the type of insulating ceramic is not limited, but at least one selected from the group consisting of zirconium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, mullite, aluminum nitride, and silicon nitride from the viewpoint of heat resistance, chemical stability, and insulating properties. It is desirable to include. Among these, stabilized zirconium oxide is desirable from the viewpoint of mechanical strength and toughness.
  • stabilized zirconium oxide refers to zirconium oxide in which the phase transition of the crystal is suppressed by addition of a stabilizer, and includes partially stabilized zirconium oxide in addition to stabilized zirconium oxide.
  • the base plate 104 has a structure in which the ink discharge holes 122 and the ink supply holes 124 having a round planar shape are formed on a plate having a substantially uniform plate thickness.
  • the ink discharge hole 122 is formed in the vicinity of one end of a region (hereinafter referred to as “cavity region”) 182 where the cavity 126 described below is formed, and the ink supply hole 124 is formed in the vicinity of the other end of the cavity region 182.
  • cavity region region
  • the base plate 106 has a structure in which a cavity 126 having an elongated rectangular planar shape is formed into a plate having a substantially uniform thickness.
  • the width W1 in the short direction of the cavity 126 is desirably widened and is preferably 50 ⁇ m or more in order to increase the displacement amount of the bending displacement described below and increase the excluded volume.
  • the length L in the longitudinal direction of the cavity 126 is for reducing the flow resistance. It is desirable to make it short, and it is desirable to make it 3 mm or less.
  • the width W2 of the crosspiece 128 between the adjacent cavities 126 is desirably narrowed and desirably 100 ⁇ m or less in order to increase the displacement amount of the bending displacement and increase the excluded volume.
  • planar shape of the cavity 126 does not limit the planar shape of the cavity 126 to an elongated rectangle. That is, the planar shape of the cavity 126 may be a polygon such as a triangle or a quadrangle, or may be a two-dimensional shape such as a circle or an ellipse whose entire or part of the contour is a curve. Further, it is not essential to arrange the cavities 126 in one direction. For example, the cavities 126 may be arranged in a lattice shape in two orthogonal directions.
  • the diaphragm 108 is a plate having a substantially uniform thickness.
  • the plate thickness of the diaphragm 108 is preferably 30 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. This is because if the thickness is below this range, the diaphragm 108 is likely to be damaged, and if the range is exceeded, the rigidity of the diaphragm 108 increases and the amount of bending displacement tends to decrease. It is not essential that the diaphragm 108 is flat. Even if the diaphragm 108 has some unevenness or curvature, the following method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element can be employed.
  • the cavity 126 becomes a cavity inside the substrate 102 and functions as an ink chamber for holding ink.
  • the ink ejection holes 122 are connected to the cavity 126 and function as a flow path for ink flowing out of the cavity 126.
  • the ink supply hole 124 is also connected to the cavity 126 and functions as a flow path for ink flowing into the cavity 126.
  • the total thickness of the base plate 104, the base plate 106, and the vibration plate 108 is determined so that light for exposure described below can be sufficiently transmitted.
  • what is the total thickness of the plate can sufficiently transmit light for exposure depends on the type of insulating ceramic and the density of the fired body.
  • the lower electrode film 112 and the upper electrode film 116 are a fired body of a conductive material.
  • the type of the conductive material is not limited, but is preferably a metal such as platinum, palladium, rhodium, gold or silver or an alloy containing these as a main component from the viewpoint of electric resistance and heat resistance. Among these, platinum that is particularly excellent in heat resistance or an alloy containing platinum as a main component is desirable.
  • the film thickness of the lower electrode film 112 is desirably 0.3 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less
  • the film thickness of the upper electrode film 116 is desirably 0.1 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less.
  • the lower electrode film 112 and the upper electrode film 116 are preferably formed so as to cover a region that substantially contributes to the bending displacement of the piezoelectric / electrostrictive film 114.
  • the piezoelectric / electrostrictive film 114 is formed so as to cover a region of 80% or more of the upper and lower surfaces of the piezoelectric / electrostrictive film 114 including the central portion thereof.
  • the piezoelectric / electrostrictive film 114 is a sintered body of piezoelectric / electrostrictive ceramics.
  • the type of piezoelectric / electrostrictive ceramics is not limited, but is preferably a lead (Pb) -based perovskite oxide from the viewpoint of electric field induced strain, and is lead zirconate titanate (PZT; Pb (Zr x Ti 1-x ). O 3 ) or a modified product of lead zirconate titanate into which a simple oxide, a complex perovskite oxide or the like is introduced is more desirable.
  • lead zirconate titanate and lead niobate niobate (Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ) in which nickel oxide (NiO) is introduced or lead zirconate titanate and nickel acid A solid solution with lead niobate (Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ) is desirable.
  • the film thickness of the piezoelectric / electrostrictive film 114 is desirably 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. Below this range, densification of the piezoelectric / electrostrictive film 114 tends to be insufficient, and above this range, the shrinkage stress during sintering of the piezoelectric / electrostrictive film 114 increases. This is because it is necessary to increase the thickness of the diaphragm 108.
  • the vibration laminate 110 includes a lower wiring electrode 118 serving as a power supply path to the lower electrode film 112 and an upper wiring electrode 120 serving as a power supply path to the upper electrode film 116.
  • One end of the lower wiring electrode 118 is between the lower electrode film 112 and the piezoelectric / electrostrictive film 114 and is electrically connected to one end of the lower electrode film 112, and the other end of the lower wiring electrode 118 is in the cavity region.
  • One end of the upper wiring electrode 120 is on the upper electrode film 116 and is electrically connected to one end of the upper electrode film 116, and the other end of the upper electrode film 116 is located in the non-cavity region 184. .
  • the bending vibration described below is affected.
  • An electric field can be applied to the piezoelectric / electrostrictive film 114 without application.
  • the vibration laminate 110 is integrated with the diaphragm 108 above the cavity 126.
  • a drive signal is supplied between the lower electrode film 112 and the upper electrode film 116 via the lower wiring electrode 118 and the upper wiring electrode 120 and an electric field is applied to the piezoelectric / electrostrictive film 114
  • the piezoelectric / electrostrictive film 114 expands and contracts in a direction parallel to the surface of the substrate 102, and the integrated piezoelectric / electrostrictive film 114 and the vibration plate 108 are bent and displaced. Due to this bending displacement, the ink inside the cavity 126 is ejected to the outside via the ink ejection port 122.
  • 4 to 14 are schematic views for explaining the method for manufacturing the piezoelectric / electrostrictive film type device according to the first embodiment.
  • 4 to 14 are sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element.
  • the substrate 102 is produced, for example, by pressing and firing a green sheet obtained by forming insulating ceramics into a sheet shape.
  • a resist pattern 142 that covers the non-cavity region 184 without covering the cavity region 182 is formed on the surface of the substrate 102.
  • the resist pattern 142 is formed by patterning a resist film that covers the surface of the substrate 102 using the substrate 102 as a mask by photolithography.
  • a conductive material film 144 to be the lowermost lower electrode film 112 is formed in the cavity region 182 on the surface of the substrate 102 where the resist pattern 142 is not formed. Note that since the resist pattern 142 is removed later, there is no problem even if the conductive material film 144 protrudes into the non-cavity region 184.
  • the conductive material film 144 is formed by using a paste in which a conductive material is dispersed in a dispersion medium (hereinafter referred to as “conductive paste”) or a solution in which a resin material resinate is dissolved in a solvent (hereinafter referred to as “conductive resinate solution”).
  • the contact angle of the conductive paste with respect to the resist pattern 142 is preferably 50 ° or more, and more preferably 70 ° or more.
  • the resist pattern 142 remaining in the non-cavity region 184 is peeled and removed as shown in FIG.
  • a conductive material film 144 having the same planar shape as the cavity 126 is formed at the same planar position as the cavity 126.
  • the resist pattern 142 is peeled by a chemical method.
  • the resist pattern 142 may be peeled off by a heat treatment method, a plasma treatment method, or the like. When the heat treatment method is used, the treatment temperature is preferably 200 to 300 ° C.
  • the conductive material film 144 is baked. As a result, as shown in FIG. 8, the conductive material film 144 becomes the lower electrode film 112, and the lower electrode film 112 having the same planar shape as the cavity 126 is formed at the same planar position as the cavity 126. Note that slight shrinkage due to firing is allowed.
  • the firing temperature is desirably 200 ° C. or more and 300 ° C. or less, and platinum powder is used as the dispersion medium.
  • the firing temperature is desirably 1000 ° C. or higher and 1350 ° C. or lower.
  • the baking temperature is preferably 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.
  • the lower wiring electrode 118 is formed.
  • the lower wiring electrode 118 may be formed by screen printing a conductive paste and firing it, or may be formed by vapor deposition of a conductive material. The firing of the lower wiring electrode 118 can be performed simultaneously with the firing of the lower electrode film 112.
  • a piezoelectric / electrostrictive material film 146 to be the piezoelectric / electrostrictive film 114 is formed.
  • the piezoelectric / electrostrictive material film 146 is formed by immersing the work-in-process and the counter electrode 150 in a slurry in which the piezoelectric / electrostrictive material is dispersed in a dispersion medium, with a space therebetween.
  • the voltage can be applied to the electrode 112 and the counter electrode 150, and the piezoelectric / electrostrictive material can be electrophoresed toward the lower electrode film 112.
  • a piezoelectric / electrostrictive material film 146 having a slightly larger planar shape than the lower electrode film 112 is formed at the same planar position as the lower electrode film 112.
  • a region where the piezoelectric / electrostrictive material film 146 is not required to be formed such as a region where the lower wiring electrode 118 is formed, is masked with an organic protective film, etc. It is desirable to remove unnecessary piezoelectric / electrostrictive material together with the protective film. Thereby, it is possible to prevent the piezoelectric / electrostrictive material film 146 from being formed on the lower wiring electrode 118.
  • the piezoelectric / electrostrictive material film 146 is baked. As a result, as shown in FIG. 10, the piezoelectric / electrostrictive material film 146 becomes a piezoelectric / electrostrictive film 114, and the piezoelectric / electrostrictive film 114 has a slightly larger planar shape than the lower electrode film 112 at the same planar position as the lower electrode film 112. An electrostrictive film 114 is formed. Note that slight shrinkage due to firing is allowed. The firing of the piezoelectric / electrostrictive material film 146 is preferably performed in a state where the work-in-process is housed in a sheath such as alumina or magnesia.
  • piezoelectric / electrostrictive region the region where the piezoelectric / electrostrictive film 114 is formed (hereinafter referred to as “piezoelectric / electrostrictive region”) 186 is not covered.
  • a resist pattern 152 covering the non-piezoelectric / electrostrictive body region 188 outside the electrostrictive body region 186 is formed on the surface of the substrate 102.
  • the resist pattern 152 is formed by patterning a resist film that covers the surface of the substrate 102 using the piezoelectric / electrostrictive film 114 as a mask by photolithography.
  • the resist pattern 152 is not formed on the lower wiring electrode 118. Accordingly, a region where the upper electrode film 116 is not required to be formed, such as a region where the lower wiring electrode 118 is formed, is masked with an organic protective film, and the resist pattern 152 is removed before, after or simultaneously with the removal. It is desirable to remove the organic protective film. Thereby, it is possible to prevent the upper electrode film 116 from being formed on the lower wiring electrode 118.
  • a conductive material film 154 to be the upper electrode film 116 is formed on the piezoelectric / electrostrictive body region 186 on the surface of the substrate 102 where the resist pattern 152 is not formed. Overlaid on the strained body film 114. Note that since the resist pattern 152 is removed later, there is no problem even if the conductive material film 154 protrudes into the non-piezoelectric / electrostrictive region 188.
  • the conductive material film 154 can be formed in a manner similar to that of the conductive material film 144 described above.
  • the resist pattern 152 remaining in the non-piezoelectric / electrostrictive body region 188 is peeled off and removed.
  • a conductive material film 154 having the same planar shape as the piezoelectric / electrostrictive film 114 is formed at the same planar position as the piezoelectric / electrostrictive film 114.
  • the resist pattern 152 can be removed in the same manner as the resist pattern 142 described above.
  • the conductive material film 154 is baked. As a result, as shown in FIG. 14, the conductive material film 154 becomes the upper electrode film 116, and the upper electrode film having the same planar shape as the piezoelectric / electrostrictive film 114 at the same planar position as the piezoelectric / electrostrictive film 114. 116 is formed. Note that slight shrinkage due to firing is allowed.
  • the conductive material film 154 can be baked in the same manner as the conductive material film 144 described above.
  • the upper wiring electrode 120 After firing the conductive material film 154, the upper wiring electrode 120 is formed.
  • the upper wiring electrode 120 can be formed in the same manner as the lower wiring electrode 118.
  • the upper wiring electrode 120 can be fired at the same time as the upper electrode film 116 is fired.
  • the lower electrode film 112 can be formed in the cavity region 182, so that the deviation between the planar position of the cavity 126 and the planar position of the lower electrode film 112 is achieved. Can be prevented. Further, since the piezoelectric / electrostrictive film 114 can be formed in the piezoelectric / electrostrictive body region 186 including the cavity region 182 in which the lower electrode film 112 is formed, the planar position of the lower electrode film 112 and the piezoelectric / electrostrictive film 114 Deviation from the planar position of the electrostrictive film 114 can be prevented.
  • the upper electrode film 116 can be formed in the piezoelectric / electrostrictive body region 186, a shift between the planar position of the piezoelectric / electrostrictive film 114 and the planar position of the upper electrode film 116 can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent a deviation between the planar position of the cavity 126 and the planar positions of the lower electrode film 112, the piezoelectric / electrostrictive film 114, and the upper electrode film 116 constituting the vibration laminate 110. As a result, the cavity 126 Can be prevented from being displaced from the plane position of the vibration laminate 110. This contributes to suppressing variations in the ink discharge amount of the piezoelectric / electrostrictive actuator including the piezoelectric / electrostrictive film type element 1.
  • 15 to 20 are schematic views for explaining a method of forming the resist pattern 142 according to the first embodiment.
  • 15 to 20 are cross-sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element 1.
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining a method of forming the resist pattern 142 according to the first embodiment.
  • 15 to 20 are cross-sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element 1.
  • a resist film 156 is formed on the surface of the substrate 102 as shown in FIG.
  • the resist film 156 is formed by applying a resist solution in which the solid content of the resist is dissolved in a solvent or dispersed in a dispersion medium to the surface of the substrate 102 with a spin coater, and heating the work-in-process with a hot plate, an oven, or the like. This is done by evaporating the solvent.
  • the resist solution may be applied by other methods such as spraying.
  • the resist film 156 is a photosensitive film whose solubility in a developing solution is reduced when exposed.
  • the cavity 126 is filled with a light shielding agent 160, and the function of a mask that shields the cavity region 182 and does not shield the non-cavity region 184 is imparted to the substrate 102. It is sufficient that the light shielding agent 160 is filled into the cavity 126 before light irradiation from the back surface described below. Therefore, the resist film 156 may be formed on the surface of the substrate 102 after the cavity 126 is filled with the light shielding agent 160.
  • Filling the cavity 126 with the light shielding agent 160 is performed by injecting a light shielding liquid in which the solid content of the light shielding agent 160 is dissolved in a solvent or dispersed in a dispersion medium into the ink discharge holes 122 or the ink supply holes 124 with a syringe.
  • the work in process is heated by, for example, drying the shading solution.
  • a porous material such as a sintered metal impregnated with a light shielding liquid may be brought into contact with the back surface of the substrate 102, and the light shielding liquid may be moved from the porous body to the cavity 126 by capillary action.
  • vacuum defoaming may be performed after injecting the light shielding liquid.
  • the light shielding agent 160 preferably includes a dye or pigment that absorbs light for exposure, and particularly preferably includes a pigment. This is because when the light shielding agent 160 contains a pigment, the resolution of patterning can be improved. Further, a light shielding agent 160 having a refractive index different from that of the substrate 102 may be used so that light for exposure is totally reflected in the cavity region 162.
  • the resist film 156 is formed and the light shielding agent 160 is filled in the cavity 126, as shown in FIG. 17, light is irradiated from the back side of the substrate 102, and the resist film 156 formed in the non-cavity region 184 is formed. By selectively exposing, an unexposed portion 162 and an exposed portion 164 are formed. As a result, a latent image obtained by reversing and transferring the planar shape of the cavity 126 is drawn on the resist film 156.
  • the unexposed portion 162 of the resist film 156 formed in the cavity region 182 is removed by development as shown in FIG.
  • the latent image is developed by immersing the work-in-process in a developing solution and swinging to remove the unexposed portion 162 and then washing the work-in-process with pure water or the like. A developer that selectively dissolves the unexposed portion 162 and does not dissolve the exposed portion 164 is selected.
  • the light shielding agent 160 is removed from the cavity 126 as shown in FIG. Note that it is sufficient to remove the light shielding agent 160 from the cavity 126 after the light irradiation from the back surface described above. Therefore, the unexposed portion 162 may be removed after the light shielding agent 160 is removed from the cavity 126.
  • the removal of the light shielding agent 160 from the cavity 126 is performed by immersing the work-in-process in a solvent.
  • 21 to 24 are schematic views for explaining the method of forming the resist pattern 152 according to the first embodiment.
  • 21 to 24 are sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element 1.
  • a resist film 170 is formed on the surface of the substrate 102 so as to overlap the piezoelectric / electrostrictive film 114.
  • the formation of the resist film 170 can be performed in the same manner as the formation of the resist film 156, and the same resist as that used for the formation of the resist film 156 can be used.
  • the resist film 170 formed in the non-piezoelectric / electrostrictive body region 188 is selectively exposed by irradiating light from the back side of the substrate 102.
  • An unexposed portion 172 and an exposed portion 174 are formed.
  • a latent image obtained by reversing and transferring the planar shape of the piezoelectric / electrostrictive film 114 is drawn on the resist film 170.
  • the unexposed portion 172 of the resist film 170 formed in the piezoelectric / electrostrictive body region 186 is removed by development.
  • the development of the latent image can be performed in the same manner as the development of the latent image drawn on the resist film 156, and the same developer as that used for the latent image drawn on the resist film 156 is used. be able to.
  • the resist pattern 152 is completed.
  • the second embodiment relates to a method for forming a piezoelectric / electrostrictive film 214 that can be employed instead of the method for forming a piezoelectric / electrostrictive film 114 according to the first embodiment.
  • the piezoelectric / electrostrictive film 214 is formed by photolithography using the lower electrode film 112 as a mask.
  • 25 to 28 are schematic views for explaining a method of forming the piezoelectric / electrostrictive film 214 according to the second embodiment.
  • 25 to 28 are sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element.
  • a resist pattern 276 that covers the non-cavity region 184 without covering the cavity region 182 is formed on the surface of the substrate 102.
  • the resist pattern 276 is formed by patterning a resist film that covers the surface of the substrate 102 using the lower electrode film 112 as a mask.
  • the piezoelectric / electrostrictive material film 246 that becomes the piezoelectric / electrostrictive film 206 is formed in the cavity region 182 on the surface of the substrate 102 where the resist pattern 276 is not formed. Overlaid on the electrode film 112. Since the resist pattern 276 is removed later, there is no problem even if the piezoelectric / electrostrictive material film 246 protrudes into the non-cavity region 184.
  • the piezoelectric / electrostrictive material film 246 is formed by applying a paste (hereinafter referred to as “piezoelectric / electrostrictive paste”) in which a piezoelectric / electrostrictive material is dispersed in a dispersion medium, and then removing the dispersion medium.
  • the application of the piezoelectric / electrostrictive paste can be performed by screen printing or the like.
  • the contact angle of the piezoelectric / electrostrictive paste with respect to the resist pattern 276 is preferably 50 ° or more, and more preferably 70 ° or more. .
  • the resist pattern 276 remaining in the non-cavity region 184 where the lower electrode film 112 is not formed is peeled off and removed.
  • a piezoelectric / electrostrictive material film 246 having the same planar shape as the lower electrode film 112 is formed at the same planar position as the lower electrode film 112.
  • the resist pattern 276 can be removed in the same manner as the resist pattern 142 described above.
  • the piezoelectric / electrostrictive material film 246 is baked. As a result, as shown in FIG. 28, the piezoelectric / electrostrictive material film 246 becomes a piezoelectric / electrostrictive film 214 and has the same planar shape as the lower electrode film 112 at the same planar position as the lower electrode film 112. A strained body film 214 is formed. Note that slight shrinkage due to firing is allowed. The firing of the piezoelectric / electrostrictive material film 246 can be performed in the same manner as the firing of the piezoelectric / electrostrictive material film 146 described above.
  • the piezoelectric / electrostrictive film 214 can be formed in the cavity region 182 where the lower electrode film 112 is formed. Deviation between the planar position and the planar position of the piezoelectric / electrostrictive film 214 can be prevented, and the piezoelectric / electrostrictive film 214 can function in the same manner as the piezoelectric / electrostrictive film 114 according to the first embodiment. it can.
  • FIGS. 29 to 32 are schematic views for explaining a method of forming a resist pattern 276 according to the second embodiment. 29 to 32 are cross-sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element.
  • a resist film 290 is formed on the surface of the substrate 102 so as to overlap the lower electrode film 112.
  • the formation of the resist film 290 can be performed in the same manner as the formation of the resist film 156, and the same resist as that used for forming the resist film 156 can be used.
  • the resist film 290 is formed, as shown in FIG. 30, light is irradiated from the back side of the substrate 102 to select the resist film 290 formed in the non-cavity region 184 where the lower electrode film 112 is not formed. Exposure is performed to form an unexposed portion 292 and an exposed portion 294. As a result, a latent image obtained by reversing and transferring the planar shape of the lower electrode film 112 is depicted on the resist film 290.
  • the unexposed portion 292 of the resist film 290 formed in the cavity region 182 is removed by development as shown in FIG.
  • the development of the latent image can be performed in the same manner as the development of the latent image drawn on the resist film 156, and the same developer as that used for the latent image drawn on the resist film 156 is used. be able to.
  • a resist pattern 276 is completed.
  • the third embodiment relates to a method of forming a resist pattern 342 that can be employed instead of the method of forming the resist pattern 142 according to the first embodiment.
  • 33 to 38 are schematic views for explaining a resist pattern forming method according to the third embodiment.
  • 33 to 38 are schematic diagrams of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element.
  • a resist film 356 is formed on the surface of the substrate 301 in which the base plate 106 and the vibration plate 108 are stacked in the order listed.
  • the resist film 356 can be formed in a manner similar to the formation of the resist film 156.
  • the resist film 356 is a photosensitive film whose solubility in the developer increases when exposed.
  • a light shielding film 396 is formed in the non-cavity region 184 on the back surface of the substrate 301, and the substrate functions as a mask that shields the non-cavity region 184 and does not shield the cavity region 182. 301.
  • the light shielding film 396 may be formed before light irradiation from the back surface described below. Therefore, the resist film 356 may be formed on the surface of the substrate 301 after the light shielding film 396 is formed.
  • the light-shielding film 396 is formed by applying a light-shielding liquid in which the solid content of the light-shielding film 396 is dissolved in a solvent or dispersed in a dispersion medium to the back surface of the substrate 301 with a spin coater and heating the work-in-process with a hot plate, oven, or the like. It is carried out by evaporating the solvent or dispersion medium from the membrane. Of course, other methods such as spraying the shading liquid may be applied. In these cases, it is desirable to mask the interior of the cavity 126 with a material that can be removed later, such as liquid or organic resin, so that the light shielding film 396 does not enter the cavity 126. Further, a method for forming the light shielding film 396 such as impregnation printing such as transfer offset printing and roller transfer may be employed.
  • the light shielding film 396 preferably contains a dye or pigment that absorbs light for exposure, and particularly preferably contains a pigment. This is because when the light shielding film 396 contains a pigment, the resolution of patterning can be improved. By forming such a light shielding film 396, the difference between the light transmittance of the cavity region 182 and the light transmittance of the non-cavity region 184 can be increased, so that the patterning resolution can be improved. However, if a sufficient difference in light transmittance can be obtained without forming the light shielding film 396, the step of forming the light shielding film 396 may be omitted.
  • the exposed portion 364 of the resist film 156 formed in the cavity region 182 is removed by development as shown in FIG.
  • the development of the latent image is performed by immersing the work-in-process in a developing solution and swinging to remove the exposure unit 364 and then washing the work-in-process with pure water or the like.
  • a developing solution that selectively dissolves the exposed portion 364 and does not dissolve the unexposed portion 362 is selected.
  • the light shielding film 396 is peeled off and removed as shown in FIG. Note that the light-shielding film 396 may be peeled after the light irradiation from the back surface described above. Therefore, the exposed portion 364 of the resist film 356 may be removed after the light shielding film 396 is peeled off.
  • the light shielding film 396 is peeled by a chemical method.
  • the light shielding film 396 may be peeled off by a heat treatment method, a plasma treatment method, or the like.
  • the resist pattern 342 thus formed can function in the same manner as the resist pattern 142 according to the first embodiment.
  • the contact angle of the conductive paste with respect to the resist pattern 342 is preferably 50 ° or more and 70 ° or more in order to suppress jumping at the end of the conductive material film 144. Is more desirable.
  • a process of suppressing jumping at the end portion of the conductive material film 144 (hereinafter, referred to as the conductive material film 144 is performed).
  • This jumping suppression processing is desirably performed even when the resist pattern 342 of the third embodiment is adopted instead of the resist pattern 142 of the first embodiment.
  • the fourth embodiment is desirably employed when the contact angle of the conductive paste with respect to the resist patterns 142 and 342 cannot be increased in the first embodiment or the third embodiment.
  • 43 to 46 are diagrams for explaining the jumping-up suppression process of the fourth embodiment.
  • 43 to 46 are sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element 1.
  • a masking film 4002 is formed on the surface of the substrate 102 so as to overlap the resist pattern 142 remaining in the non-cavity region 184.
  • the masking film 4002 is formed by applying a resin liquid containing a resin such as an epoxy resin or a polyimide resin to the surface of the substrate 102 with a spin coater and heating it with a hot plate, oven or the like, or irradiating ultraviolet rays with an ultraviolet lamp. By curing.
  • the resin liquid may be applied by other methods such as spraying.
  • the masking film 4002 is removed until the resist pattern 142 is exposed as shown in FIG.
  • the masking film 4002 is removed by dissolving the masking film 4002 by, for example, immersing the work-in-process in a solvent. Thereby, the masking film pattern 4004 remaining in the cavity region 182 is formed.
  • a water repellent film 4006 is formed on the surface of the substrate 102 so as to overlap the resist pattern 142 and the masking film pattern 4004.
  • the water repellent film 4006 needs to have a water repellency with respect to the paste used to form the lower electrode film 112 higher than that of the dyst pattern 142, but the contact angle with respect to the paste is desirably 50 ° or more, and 70 ° or more. More desirably.
  • the water-repellent film 4006 is formed by applying a water-repellent agent in which a water-repellent material such as a silicone resin or a fluororesin is dissolved in a solvent or dispersed in a dispersion medium to the surface of the substrate 102 with a spin coater, and using a hot plate, an oven, or the like.
  • the product is heated to evaporate the solvent from the coating film and cure the water repellent material.
  • the water repellent may be applied by other methods such as spraying.
  • heating may be omitted.
  • the masking film pattern 4004 and the part formed in the cavity region 182 of the water repellent film 4006, that is, the part on the masking film pattern 4004 are removed. .
  • the removal of the masking film pattern 4004 and the water repellent film 4006 is performed by dissolving the masking film pattern 4004 by immersing the work-in-process in a solvent. Thereby, a water repellent film 4008 covering the resist pattern 142 is formed.
  • the water repellent film 4008 suppresses jumping at the end of the lower electrode film 112 as shown in FIG. 47B, and the paste repels when forming the lower electrode film 112 as shown in FIG. 47A.
  • a flat conductive material film 144 is formed by being repelled by the water film 4008.
  • the water repellent film 4008 is removed together when the resist pattern 142 is removed.
  • the fifth embodiment relates to a method for forming a water-repellent film pattern 5008 that can be employed in place of the resist pattern 142 according to the first embodiment and the resist pattern 342 according to the third embodiment.
  • 48 to 54 are views for explaining a method of forming the water repellent film pattern 5008 according to the fifth embodiment.
  • 48 to 54 are sectional views of work-in-process of the piezoelectric / electrostrictive film type element 1.
  • FIG. 1
  • a resist film 5002 is formed on the surface of the substrate 502 in which the base plate 104, the base plate 106, and the vibration plate 108 are stacked in the order listed.
  • the resist film 5002 can be formed in a manner similar to the formation of the resist film 156.
  • the resist film 5002 is a photosensitive film whose solubility in a developer increases when exposed.
  • the cavity 526 is filled with a light shielding agent 560, and a mask function that shields the cavity region 182 and does not shield the non-cavity region 184 is imparted to the substrate 502.
  • the filling of the light shielding agent 560 can be performed in the same manner as the filling of the light shielding agent 160. Note that it is sufficient to fill the cavity 526 with the light-shielding agent 560 before light irradiation from the back surface described below. Therefore, the resist film 556 may be formed on the surface of the substrate 502 after the cavity 526 is filled with the light shielding agent 560.
  • the light shielding agent 560 the same one as the light shielding agent 160 can be used.
  • the resist film 556 formed in the non-cavity region 184 is irradiated with light from the back surface side of the substrate 502.
  • an unexposed portion 562 and an exposed portion 564 are formed.
  • a latent image obtained by reversing and transferring the planar shape of the cavity 526 is drawn on the resist film 556.
  • the exposed portion 564 of the resist film 556 formed in the non-cavity region 184 is removed by development.
  • the latent image is developed by immersing the work-in-process in a developing solution and swinging to remove the exposure portion 562 and then washing the work-in-process with pure water or the like.
  • a developing solution that selectively dissolves the exposed portion 564 and does not dissolve the non-exposed portion 562 is selected.
  • a water repellent film 5006 is formed on the surface of the substrate 502 so as to overlap the resist pattern 5004 as shown in FIG.
  • the water repellent film 5006 can be formed in the same manner as the water repellent film 4002 is formed.
  • As the water repellent the same one as in the fourth embodiment can be used.
  • the resist pattern 5004 and the part formed in the cavity region 182 of the water repellent film 5006, that is, the part on the resist pattern 5004) are removed.
  • the removal of the resist pattern 5004 and the water repellent film 5006 is performed by allowing the solvent and the resist pattern 5004 to come into contact with each other by, for example, immersing the work-in-process in a solvent to dissolve the resist pattern 5004.
  • the water repellent film pattern 5008 is completed.
  • the paste is repelled by the water repellent film pattern 5008 when the lower electrode film 112 is formed. Bounce-up at is suppressed.
  • the contact angle with respect to the paste is desirably 50 ° or more, and more desirably 70 ° or more.
  • the removal of the water repellent film pattern 5008 can be performed in the same manner as the removal of the resist pattern 142.
  • the method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element has been described by taking as an example the case of including a single layer of piezoelectric / electrostrictive film, but also in the case of including two or more layers of piezoelectric / electrostrictive film.
  • the manufacturing method of the piezoelectric / electrostrictive film type element described above can be used. That is, even when two or more piezoelectric / electrostrictive films are provided, a resist pattern is patterned using the substrate as a mask as described in the first and third embodiments, and vibration is performed using the resist pattern.
  • the lowermost lower electrode film or piezoelectric / electrostrictive film constituting the laminate can be formed.
  • a resist pattern is patterned using an arbitrary piezoelectric / electrostrictive film constituting the vibration laminate as a mask, and the resist pattern is used to form the resist pattern on the piezoelectric / electrostrictive film.
  • An electrode film can be formed.
  • a resist pattern is patterned using an arbitrary electrode film constituting the vibration laminate as a mask, and a piezoelectric / electrostrictive film is formed on the electrode film using the resist pattern. Can be formed.
  • the above-described method for manufacturing a piezoelectric / electrostrictive film type element includes not only the piezoelectric / electrostrictive film type element constituting the main part of the piezoelectric / electrostrictive actuator, but also a substrate provided with a cavity and the first of the substrate.
  • Piezoelectric / electrostrictive film type element having an electrode film and a piezoelectric / electrostrictive film laminated on the principal surface of the cavity, the piezoelectric film having a diaphragm structure.
  • It can be utilized when manufacturing an electrostrictive resonator (FBAR; Film Bulk Acoustic Resonator) or the like.
  • FBAR Film Bulk Acoustic Resonator
  • Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 ⁇ the resist pattern 142 was formed on the surface of the substrate 102 using the method for forming the resist pattern 142 according to the first embodiment described above.
  • a resist pattern 142 was formed in the same manner as in Examples 1 and 3, respectively, except that the cavity 126 was not filled with the light shielding agent 160.
  • FIG. 39 is a list showing the formation conditions of the resist pattern 142 and the evaluation results of the formed resist pattern 142 in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. 39 shows whether the cavity 126 is filled with the light-shielding agent 160, the type of the light-shielding agent, the thickness t1 of the base plate 104, the thickness t2 of the base plate 106, the thickness t3 of the vibration plate 108, and the resist pattern 142. The evaluation results are shown. “Dye system” described in the column of “Type of light shielding agent” shown in FIG. 39 means that a penetrating liquid containing a dye was used as a light shielding liquid, and “pigment system” includes a pigment.
  • the substrate 102 was prepared by press-bonding a ceramic sheet of partially stabilized zirconium oxide and firing it at 1450 ° C., and the width W1 of the cavity 126 was 1 mm. . Further, before forming the resist film 156 on the surface of the substrate 102, the substrate 102 was heated to 600 ° C. in an electric furnace in order to clean the surface of the substrate 102.
  • the resist used was an acrylic resin-based thick film product manufactured by Tokyo Ohka Kogyo.
  • the rotation speed was 1500 rpm
  • the holding time was 6 seconds
  • the temperature when the resist film 156 was dried by a hot plate was 90 ° C.
  • the time was 20 minutes.
  • Multi-light USM10 manufactured by Ushio Electric Co., Ltd. which is a three-line wavelength type exposure machine of 365 nm, 405 nm, and 436 nm, was used as an exposure machine for drawing a latent image.
  • the irradiation time when irradiating light from the back side of the substrate 102 was 2 minutes, and the integrated light amount was 1300 mJ / cm 2 .
  • an alkaline solution which is a developer manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., dedicated to the above-described resist was used.
  • the processing time for drawing the latent image was 3 minutes.
  • the multi-light USM10 manufactured by Ushio Electric Co., Ltd. was used as an exposure machine for baking the exposure unit 164.
  • the irradiation time when baking the exposed portion 164 was 4 minutes.
  • the resist pattern 142 when the resist pattern 142 is formed on the surface of the substrate 102 using the method for forming the resist pattern 142 according to the first embodiment, when the light shielding agent 160 is filled in the cavity 126, The resolution of the resist pattern 142 can be improved, and the resolution of the resist pattern 142 can be further improved by filling the cavity 126 with the light shielding agent 160 containing a pigment. This is the same regardless of the thickness t1 of the base plate 104, the thickness t2 of the base plate 106, and the thickness t3 of the diaphragm 108.
  • Example 4 the resist pattern 342 was formed on the surface of the substrate 102 using the method for forming the resist pattern 342 according to the third embodiment described above.
  • FIG. 41 is a list showing the formation conditions of the resist pattern 342 and the evaluation results of the formed resist pattern 342 in Example 4. 41 lists the same items as the list of FIG. 39, such as the plate thickness t1 of the base plate 106, the plate thickness t2 of the base plate 104, the plate thickness t3 of the diaphragm 108, and the like.
  • Example 4 is the same as Example 1 except that the types of resist and developer are different and a light shielding film 396 is formed on the back surface of the substrate 301 instead of filling the cavity 126 with the light shielding agent 160.
  • a resist pattern 342 was formed according to the formation conditions.
  • the resist pattern 342 can be formed even if the resist pattern 342 is formed on the surface of the substrate 301 by using the method for forming the resist pattern 342 according to the third embodiment. .

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Abstract

　空洞の平面位置と電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体を構成する膜の平面位置とのずれを防ぐことができる圧電／電歪膜型素子の製造方法を提供する。基板と、基板の表面にキャビティと平面位置を合わせて設けられた下部電極膜、圧電／電歪体膜及び上部電極膜を積層した振動積層体とを備える圧電／電歪膜型素子の製造にあたって、キャビティに遮光剤を充填した基板をマスクとしてフォトリソグラフィ法により下部電極膜を形成する。その後に、下部電極膜に向かって圧電／電歪材料の粉末を電気泳動させることにより圧電／電歪体膜を形成するとともに、圧電／電歪体膜をマスクとしてフォトリソグラフィ法により上部電極膜を形成する。下部電極膜をマスクとしてフォトリソグラフィ法により圧電／電歪体膜を形成してもよい。

Description

圧電／電歪膜型素子の製造方法
　本発明は、空洞が設けられた基板と当該基板の第１の主面の上に当該空洞と平面位置を合わせて設けられた電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体とを備える圧電／電歪膜型素子の製造方法に関する。
　図４２の断面図は、インクジェットプリンタのヘッドに使用されるインク吐出用の圧電／電歪アクチュエータの主要部を構成する圧電／電歪膜型素子の従来の製造方法を説明する模式図である。
　従来の製造方法においては、まず、図４２（ａ）に示すように、インク加圧室となるキャビティ９２６が設けられた基板９０２の表面に導電材料のペーストをスクリーン印刷し、得られた塗布膜を焼成して下部電極膜９１２とする。その後に、図４２（ｂ）に示すように、下部電極膜９１２の上に重ねて圧電／電歪材料のペーストをスクリーン印刷し、得られた塗布膜を焼成して圧電／電歪体膜９１４とする。さらにその後に、図４２（ｃ）に示すように、圧電／電歪体膜９１４の上に重ねて導電材料のペーストをスクリーン印刷し、得られた塗布膜を焼成して上部電極膜９１６とする。
　なお、特許文献１には、インクジェットプリンタのヘッドに使用されるインク吐出用の圧電／電歪アクチュエータの製造方法が開示されている。
特許第３９９９０４４号公報
　しかし、従来の製造方法では、基板やスクリーン版の寸法のばらつきや変形により、下部電極膜、圧電／電歪体膜及び上部電極膜の全部又は一部の平面位置とキャビティの平面位置とがずれ、圧電／電歪アクチュエータのインクの吐出量をばらつかせるという問題があった。この問題は、圧電／電歪アクチュエータの主要部を構成する圧電／電歪膜型素子だけでなく、空洞が設けられた基板と当該基板の表面に当該空洞と平面位置を合わせて設けられた電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体とを備える圧電／電歪膜型素子、例えば、ダイヤフラム構造を有する圧電薄膜共振子（ＦＢＡＲ；Film Bulk Acoustic Resonator）等に共通する。さらに、この問題は、振動積層体を構成する膜をスクリーン印刷法以外、例えば、スパッタ蒸着法、ゾルゲル法、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法等で形成した場合にも同様に生じる。
　本発明は、この問題を解決するためになされたもので、空洞の平面位置と電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体を構成する膜の平面位置とのずれを防ぐことができる圧電／電歪膜型素子の製造方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、第１の発明は、空洞が形成された基板と、前記基板の第１の主面に前記空洞と平面位置を合わせて設けられた電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体と、を備える圧電／電歪膜型素子の製造方法であって、(a) 前記基板の第１の主面に第１の感光膜を形成する工程と、(b) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記空洞の平面形状を転写した潜像を前記第１の感光膜に描写する工程と、(c) 前記空洞が形成されている領域に形成されている前記第１の感光膜を現像により除去する工程と、(d) 前記第１の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する最下層の膜を形成する工程と、(e) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜を除去する工程と、を備える。
　第２の発明は、第１の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(f) 前記工程(b)の前に前記空洞に遮光剤を充填する工程、をさらに備え、前記工程(b)は、前記空洞が形成されていない領域に形成されている前記第１の感光膜を選択的に露光し、前記工程(c)は、前記第１の感光膜の未露光部を除去する。
　第３の発明は、第２の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、前記遮光剤が顔料を含む。
　第４の発明は、第１の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、前記工程(b)は、前記空洞が形成されている領域に形成されている前記第１の感光膜を選択的に露光し、前記工程(c)は、前記第１の感光膜の露光部を除去する。
　第５の発明は、第４の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(g) 前記工程(b)の前に前記基板の第２の主面の前記空洞が形成されていない領域に遮光膜を形成する工程、をさらに備える。
　第６の発明は、第５の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、前記遮光膜が顔料を含む。
　第７の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(h) 前記工程(e)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の圧電／電歪体膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、(i) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に形成されている前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、(j) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、(k) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する電極膜を形成する工程と、(l) 前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、をさらに備える。
　第８の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(m) 前記工程(e)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の電極膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、(n) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の電極膜が形成されていない領域に形成された前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、(o) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、(p) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程と、(q) 前記任意の電極膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、をさらに備える。
　第９の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明の製造方法において、(r) 前記工程(e)の後に前記振動積層体を構成する任意の電極膜に向かって圧電／電歪材料を電気泳動させることにより前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程、をさらに備える。
　第１０の発明は、第１ないし第９のいずれかの発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(s) 前記工程(c)の後であって前記工程(d)の前に、前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜を前記第１の感光膜より撥水性が高い撥水膜で被覆する工程、をさらに備える
　第１１の発明は、第１０の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、前記工程(s)は、(s-1) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜の上に重ねて前記基板の第１の主面にマスキング膜を形成する工程と、(s-2) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜が露出するまで前記マスキング膜を除去する工程と、(s-3) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜及び前記空洞が形成されている領域に残存している前記マスキング膜の上に重ねて前記基板の第１の主面に撥水膜を形成する工程と、(s-4) 前記空洞が形成されている領域に残存している前記撥水膜及び前記空洞が形成されている領域に形成されている前記マスキング膜を除去する工程と、を備える。
　第１２の発明は、空洞が形成された基板と、前記基板の第１の主面に前記空洞と平面位置を合わせて設けられた電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体と、を備える圧電／電歪膜型素子の製造方法であって、(a) 前記基板の第１の主面に第１の感光膜を形成する工程と、(b) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記空洞の平面形状を転写した潜像を前記第１の感光膜に描写する工程と、(c) 前記空洞が形成されていない領域に形成されている前記第１の感光膜を現像により除去する工程と、(d) 前記空洞が形成されている領域に残存している前記第１の感光膜の上に重ねて前記基板の第１の主面に撥水膜を形成する工程と、(e) 前記空洞が形成されている領域に残存している前記第１の感光膜及び前記空洞が形成されている領域に形成されている前記撥水膜を除去する工程と、(f) 前記第１の感光膜及び前記撥水膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する最下層の膜を形成する工程と、(g) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記撥水膜を除去する工程と、を備える。
　第１３の発明は、第１２の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(h) 前記工程(b)の前に前記空洞に遮光剤を充填する工程、をさらに備え、前記工程(b)は、前記空洞が形成されていない領域に形成されている前記第１の感光膜を選択的に露光し、前記工程(c)は、前記第１の感光膜の露光部を除去する。
　第１４の発明は、第１３の発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、前記遮光剤が顔料を含む。
　第１５の発明は、第１２ないし第１４のいずれかの発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(i) 前記工程(g)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の圧電／電歪体膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、(j) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に形成されている前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、(k) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、(l) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する電極膜を形成する工程と、(m) 前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、をさらに備える。
　第１６の発明は、第１２ないし第１４のいずれかの発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(n) 前記工程(g)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の電極膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、(o) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の電極膜が形成されていない領域に形成された前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、(p) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、(q) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程と、(r) 前記任意の電極膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、をさらに備える。
　第１７の発明は、第１２ないし第１４のいずれかの発明の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、(s) 前記工程(g)の後に前記振動積層体を構成する任意の電極膜に向かって圧電／電歪材料を電気泳動させることにより前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程、をさらに備える。
　第１ないし第１７の発明によれば、空洞が形成されている領域に最下層の膜を形成することができるので、空洞の平面位置と最下層の膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。
　第３の発明によれば、パターニングの解像度を向上することができる。
　第５の発明によれば、空洞が形成されている領域の光の透過率と空洞が形成されていない領域の光の透過率との差を大きくすることができるので、パターニングの解像度を向上することができる。
　第６の発明によれば、パターニングの解像度をさらに向上することができる。
　第７の発明によれば、圧電／電歪体膜が形成されている領域に電極膜を形成することができるので、圧電／電歪体膜の平面位置と電極膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。
　第８の発明によれば、電極膜が形成されている領域に圧電／電歪体膜を形成することができるので、電極膜の平面位置と圧電／電歪体膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。
　第９の発明によれば、電極膜が形成されている領域を包含する領域に圧電／電歪体膜を形成することができるので、電極膜の平面位置と圧電／電歪体膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。
　第１０の発明によれば、最下層の膜が撥水膜ではじかれるので、最下層の膜の端部における跳ね上がりが抑制される。
　第１２の発明によれば、空洞が形成されている領域に最下層の膜を形成することができるので、空洞の平面位置と最下層の膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。また、最下層の膜が撥水膜ではじかれるので、最下層の膜の端部における跳ね上がりが抑制される。
　第１４の発明によれば、パターニングの解像度を向上することができる。
　第１５の発明によれば、圧電／電歪体膜が形成されている領域に電極膜を形成することができるので、圧電／電歪体膜の平面位置と電極膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。
　第１６の発明によれば、電極膜が形成されている領域に圧電／電歪体膜を形成することができるので、電極膜の平面位置と圧電／電歪体膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。
　第１７の発明によれば、電極膜が形成されている領域を包含する領域に圧電／電歪体膜を形成することができるので、電極膜の平面位置と圧電／電歪体膜の平面位置とのずれを防ぐことができる。
　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる
第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法により製造される圧電／電歪膜型素子の構造を示す斜視図である。 図１のＡ－Ａに沿う圧電／電歪膜型素子の断面図である。 図１のＢ－Ｂに沿う圧電／電歪膜型素子の断面図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第１実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係る圧電／電歪体膜の形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係る圧電／電歪体膜の形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係る圧電／電歪体膜の形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係る圧電／電歪体膜の形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第２実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第３実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第３実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第３実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第３実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第３実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 第３実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する図である。 実施例１～３及び比較例１，２におけるレジストパターンの形成条件及び形成されたレジストパターンの評価結果を示す図である。 レジストパターンの評価方法を説明する図である。 実施例４におけるレジストパターンの形成条件及び形成されたレジストパターンの評価結果を示す図である。 圧電／電歪膜型素子の従来の製造方法を説明する断面図である。 跳ね上がり抑制処理を説明する図である。 跳ね上がり抑制処理を説明する図である。 跳ね上がり抑制処理を説明する図である。 跳ね上がり抑制処理を説明する図である。 下部電極膜の端部におけるはねあがりがない状態及びある状態を示す図である。 第５実施形態に係る撥水膜パターンの形成方法を説明する図である。 第５実施形態に係る撥水膜パターンの形成方法を説明する図である。 第５実施形態に係る撥水膜パターンの形成方法を説明する図である。 第５実施形態に係る撥水膜パターンの形成方法を説明する図である。 第５実施形態に係る撥水膜パターンの形成方法を説明する図である。 第５実施形態に係る撥水膜パターンの形成方法を説明する図である。 第５実施形態に係る撥水膜パターンの形成方法を説明する図である。
　＜１　第１実施形態＞
　第１実施形態では、空洞となるキャビティが設けられた基板と、基板の表面にキャビティと平面位置を合わせて設けられた下部電極膜、圧電／電歪体膜及び上部電極膜を積層した振動積層体とを備える圧電／電歪膜型素子の製造にあたって、キャビティに遮光剤を充填した基板をマスクとしてフォトリソグラフィ法により下部電極膜を形成する。その後に、下部電極膜に向かって圧電／電歪材料の粉末を電気泳動させることにより圧電／電歪体膜を形成するとともに、圧電／電歪体膜をマスクとしてフォトリソグラフィ法により上部電極膜を形成する。
　＜１．１　圧電／電歪膜型素子１の構造＞
　図１～図３は、本発明の第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法により製造される圧電／電歪膜型素子１の概略構造を示す模式図である。図１は、圧電／電歪膜型素子１の斜視図、図２は、図１のＩＩ－ＩＩに沿う圧電／電歪膜型素子１の断面図、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩに沿う圧電／電歪膜型素子１の断面図となっている。圧電／電歪膜型素子１は、インクジェットプリンタのヘッドに使用されるインク吐出用の圧電／電歪アクチュエータの主要部を構成する。なお、下述する圧電／電歪膜型素子の製造方法は、他の種類の圧電／電歪膜型素子の製造に利用することもできる。
　図１～図３に示すように、圧電／電歪膜型素子１は、複数個の振動積層体１１０を基板１０２の表面に規則的に配列した構造を有している。なお、下述する圧電／電歪膜型素子の製造方法は、１個の振動積層体１１０のみを備える圧電／電歪膜型素子の製造に利用することもできる。
　図２及び図３に示すように、圧電／電歪膜型素子１は、ベース板１０４、ベース板１０６及び振動板１０８を列記した順序で下から上へ積層した基板１０２の表面に、下部電極膜１１２、圧電／電歪体膜１１４及び上部電極膜１１６を列記した順序で下から上へ積層した振動積層体１１０を設けた断面構造を有している。
　｛基板１０２｝
　基板１０２は、絶縁セラミックスの焼成体である。絶縁セラミックスの種類は制限されないが、耐熱性、化学的安定性及び絶縁性の観点から、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ムライト、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素からなる群より選択される少なくとも１種類を含むことが望ましい。中でも、機械的強度及び靭性の観点から、安定化された酸化ジルコニウムが望ましい。ここで、「安定化された酸化ジルコニウム」とは、安定化剤の添加によって結晶の相転移を抑制した酸化ジルコニウムをいい、安定化酸化ジルコニウムの他、部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。
　ベース板１０４は、丸形の平面形状を有するインク吐出穴１２２及びインク供給孔１２４を略均一の板厚の板に形成した構造を有している。インク吐出孔１２２は、下述するキャビティ１２６が形成された領域（以下では「キャビティ領域」という）１８２の一端の近傍に形成され、インク供給孔１２４は、キャビティ領域１８２の他端の近傍に形成されている。
　ベース板１０６は、細長矩形の平面形状を有するキャビティ１２６を略均一の板厚の板に形成した構造を有している。キャビティ１２６の短手方向の幅Ｗ１は、下述する屈曲変位の変位量を増加させ、排除体積を増加させるため、広くすることが望ましく、５０μｍ以上とすることが望ましい。キャビティ１２６の長手方向の長さＬは、流路抵抗を減らすため。短くすることが望ましく、３ｍｍ以下とすることが望ましい。隣接するキャビティ１２６の間にある桟１２８の幅Ｗ２は、屈曲変位の変位量を増加させ、排除体積を増加させるため、狭くすることが望ましく、１００μｍ以下とすることが望ましい。
　ただし、このことは、キャビティ１２６の平面形状を細長矩形に制限するものではない。すなわち、キャビティ１２６の平面形状は、三角形・四角形等の多角形であってもよいし、円形・楕円形等の輪郭の全部又は一部が曲線であるような２次元形状であってもよい。また、キャビティ１２６を一方向に配列することも必須ではなく、例えば、キャビティ１２６を直交する２方向に格子状に配列してもよい。
　振動板１０８は、略均一の板厚の板である。振動板１０８の板厚は、３０μｍ以下であることが望ましく、１μｍ以上１５μｍ以下であることがさらに望ましい。この範囲を下回ると、振動板１０８が損傷しやすくなるからであり、この範囲を上回ると、振動板１０８の剛性が高くなり、屈曲変位の変位量が減少する傾向があるからである。振動板１０８が平坦であることは必須ではなく、振動板１０８が若干の凹凸や湾曲を有していても、下述する圧電／電歪膜型素子の製造方法を採用することができる。
　ベース板１０４、ベース板１０６及び振動板１０８の積層構造により、キャビティ１２６は、基板１０２の内部の空洞となり、インクを保持するインク室として機能する。また、インク吐出孔１２２は、キャビティ１２６に接続され、キャビティ１２６から流出するインクの流路として機能する。さらに、インク供給孔１２４も、キャビティ１２６に接続され、キャビティ１２６へ流入するインクの流路として機能する。
　ベース板１０４、ベース板１０６及び振動板１０８の板厚の合計は、下述する露光のための光を十分に透過することができるように決定する。もちろん、板厚の合計がどの程度であれば露光のための光を十分に透過することができるかは、絶縁セラミックスの種類や焼成体の緻密さによって変化する。
　｛振動積層体１１０｝
　下部電極膜１１２及び上部電極膜１１６は、導電材料の焼成体である。導電材料の種類は制限されないが、電気抵抗及び耐熱性の観点から、白金、パラジウム、ロジウム、金若しくは銀等の金属又はこれらを主成分とする合金であることが望ましい。中でも、耐熱性に特に優れる白金又は白金を主成分とする合金であることが望ましい。
　下部電極膜１１２の膜厚は、０．３μｍ以上５．０μｍ以下であることが望ましく、上部電極膜１１６の膜厚は、０．１μｍ以上３．０μｍ以下であることが望ましい。この範囲を上回ると、下部電極膜１１２及び上部電極膜１１６の剛性が高くなり、屈曲変位の変位量が減少する傾向があり、この範囲を下回ると、下部電極膜１１２及び上部電極膜１１６の電気抵抗が上昇したり、下部電極膜１１２及び上部電極膜１１６が断線したりする傾向があるからである。
　下部電極膜１１２及び上部電極膜１１６は、圧電／電歪体膜１１４の屈曲変位に実質的に寄与する領域を覆うように形成することが好ましい。例えば、圧電／電歪体膜１１４の中央部分を含み、圧電／電歪体膜１１４の上面及び下面の８０％以上の領域を覆うように形成することが好ましい。
　圧電／電歪体膜１１４は、圧電／電歪セラミックスの焼成体である。圧電／電歪セラミックスの種類は制限されないが、電界誘起歪の観点から、鉛（Ｐｂ）系ペロブスカイト酸化物であることが望ましく、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ；Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3）又は単純酸化物、複合ペロブスカイト酸化物等を導入したチタン酸ジルコン酸鉛の変性物であることがさらに望ましい。中でも、チタン酸ジルコン酸鉛とマグネシウム酸ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3）との固溶体に酸化ニッケル（ＮｉＯ）を導入したものやチタン酸ジルコン酸鉛とニッケル酸ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3）との固溶体であることが望ましい。
　圧電／電歪体膜１１４の膜厚は、１μｍ以上２０μｍ以下であることが望ましい。この範囲を下回ると、圧電／電歪体膜１１４の緻密化が不十分になる傾向があり、この範囲を上回ると、圧電／電歪体膜１１４の焼結時の収縮応力が大きくなるため、振動板１０８の板厚を厚くする必要が生じるからである。
　さらに、振動積層体１１０は、下部電極膜１１２への給電経路となる下部配線電極１１８と、上部電極膜１１６への給電経路となる上部配線電極１２０とを備える。下部配線電極１１８の一端は、下部電極膜１１２と圧電／電歪体膜１１４との間にあって下部電極膜１１２の一端と電気的に導通しており、下部配線電極１１８の他端は、キャビティ領域１８２の外側の非キャビティ領域１８４に位置している。上部配線電極１２０の一端は、上部電極膜１１６の上にあって上部電極膜１１６の一端と電気的に導通しており、上部電極膜１１６の他端は、非キャビティ領域１８４に位置している。
　下部配線電極１１８及び上部配線電極１２０を設け、下部配線電極１１８及び上部配線電極１２０の非キャビティ領域１８４に位置する給電点に駆動信号を給電するようにすれば、下述する屈曲振動に影響を与えることなく、圧電／電歪体膜１１４に電界を印可することができる。
　振動積層体１１０は、キャビティ１２６の上方において振動板１０８と一体化されている。このような構造により、下部配線電極１１８及び上部配線電極１２０を経由して下部電極膜１１２と上部電極膜１１６との間に駆動信号を給電し、圧電／電歪体膜１１４に電界を印加すると、圧電／電歪体膜１１４が基板１０２の表面と平行な方向に伸縮し、一体化された圧電／電歪体膜１１４及び振動板１０８が屈曲変位を生じる。この屈曲変位により、キャビティ１２６の内部のインクは、インク吐出口１２２を経由して外部に吐出される。
　＜１．２　圧電／電歪膜型素子の製造方法＞
　図４～図１４は、第１実施形態に係る圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明する模式図である。図４～図１４は、圧電／電歪膜型素子の仕掛品の断面図となっている。
　｛基板１０２の作製｝
　圧電／電歪膜型素子１の製造にあたっては、まず、図４に示すように、基板１０２を作製する。基板１０２は、例えば、絶縁セラミックスをシート状に成形したグリーンシートを圧着して焼成することにより作製する。
　｛下部電極膜１１２の形成｝
　続いて、図５に示すように、キャビティ領域１８２を覆わず非キャビティ領域１８４を覆うレジストパターン１４２を基板１０２の表面に形成する。レジストパターン１４２は、基板１０２をマスクとして基板１０２の表面を覆うレジスト膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより形成する。
　レジストパターン１４２を形成した後に、図６に示すように、基板１０２の表面のレジストパターン１４２が形成されていないキャビティ領域１８２に最下層の下部電極膜１１２となる導電材料膜１４４を形成する。なお、レジストパターン１４２は後に除去されるので、導電材料膜１４４が非キャビティ領域１８４にはみ出しても問題はない。導電材料膜１４４の形成は、導電材料を分散媒に分散させたペースト（以下では「導電ペースト」という）や導電材料のレジネートを溶媒に溶解させた溶液（以下では「導電レジネート溶液」という）を塗布してから分散媒又は溶媒を除去することによって行ってもよいし、導電材料を蒸着することにより行ってもよい。導電ペーストの塗布は、スクリーン印刷等により行うことができ、導電レジネート溶液の塗布は、スピンコート、吹きつけ等により行うことができる。導電材料の蒸着は、スパッタ蒸着、抵抗加熱蒸着等により行うことができる。導電材料膜１４４の端部における跳ね上がりを抑制するため、レジストパターン１４２に対する導電ペーストの接触角は、５０°以上であることが望ましく、７０°以上であることがさらに望ましい。
　導電材料膜１４４を形成した後に、図７に示すように、非キャビティ領域１８４に残存しているレジストパターン１４２を剥離して除去する。これにより、キャビティ１２６と同じ平面位置にキャビティ１２６と同じ平面形状を有する導電材料膜１４４が形成される。レジストパターン１４２の剥離は、薬液法により行う。また、レジストパターン１４２の剥離を、熱処理法、プラズマ処理法等により行ってもよく、熱処理法により行う場合、処理温度は２００～３００℃であることが望ましい。
　レジストパターン１４２を剥離した後に、導電材料膜１４４を焼成する。これにより、図８に示すように、導電材料膜１４４は、下部電極膜１１２となり、キャビティ１２６と同じ平面位置にキャビティ１２６と同じ平面形状を有する下部電極膜１１２が形成される。なお、焼成による若干の収縮は許容される。白金のナノ粒子を分散媒に分散させた導電ペーストをスクリーン印刷することにより導電材料膜１４４を形成した場合、焼成温度は２００℃以上３００℃以下であることが望ましく、白金の粉末を分散媒に分散させた導電ペーストをスクリーン印刷することにより導電材料膜１４４を形成した場合、焼成温度は１０００℃以上１３５０℃以下であることが望ましい。また、白金レジネートを溶媒に溶解させた導電レジネート溶液をスピンコートすることにより導電材料膜１４４を形成した場合、焼成温度は６００℃以上８００℃以下であることが望ましい。
　｛下部配線電極１１８の形成｝
　続いて、下部配線電極１１８を形成する。下部配線電極１１８は、導電ペーストをスクリーン印刷した後に焼成することにより形成してもよいし、導電材料を蒸着することにより形成してもよい。下部配線電極１１８の焼成は、下部電極膜１１２の焼成と同時に行うこともできる。
　｛圧電／電歪体膜１１４の形成｝
　続いて、図９に示すように、圧電／電歪体膜１１４となる圧電／電歪材料膜１４６を形成する。圧電／電歪材料膜１４６の形成は、図９に示すように、圧電／電歪材料を分散媒に分散させたスラリーに、仕掛品及び対向電極１５０を間隔を置いて浸漬するとともに下部電極膜１１２と対向電極１５０とに電圧を印加し、圧電／電歪材料を下部電極膜１１２に向かって電気泳動させることにより行うことができる。これにより、下部電極膜１１２と同じ平面位置に下部電極膜１１２よりやや大きな平面形状を有する圧電／電歪材料膜１４６が形成される。
　このとき、下部配線電極１１８が形成されている領域等の圧電／電歪材料膜１４６を形成する必要がない領域を有機保護膜等でマスクし、圧電／電歪材料膜１４６を形成した後に有機保護膜とともに不要な圧電／電歪材料を除去することが望ましい。これにより、下部配線電極１１８の上に圧電／電歪材料膜１４６が形成されることを防ぐことができる。
　圧電／電歪材料膜１４６を形成した後に、圧電／電歪材料膜１４６を焼成する。これにより、図１０に示すように、圧電／電歪材料膜１４６は、圧電／電歪体膜１１４となり、下部電極膜１１２と同じ平面位置に下部電極膜１１２よりやや大きな平面形状を有する圧電／電歪体膜１１４が形成される。なお、焼成による若干の収縮は許容される。圧電／電歪材料膜１４６の焼成は、仕掛品をアルミナ、マグネシア等のサヤに収容した状態で行うことが望ましい。
　｛上部電極膜１１６の形成｝
　圧電／電歪材料膜１４６を焼成した後に、図１１に示すように、圧電／電歪体膜１１４が形成された領域（以下では「圧電／電歪体領域」という）１８６を覆わず圧電／電歪体領域１８６の外側の非圧電／電歪体領域１８８を覆うレジストパターン１５２を基板１０２の表面に形成する。レジストパターン１５２は、圧電／電歪体膜１１４をマスクとして基板１０２の表面を覆うレジスト膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより形成する。
　このとき、下部配線電極１１８もマスクとなるので、下部配線電極１１８の上にはレジストパターン１５２が形成されない。したがって、下部配線電極１１８が形成されている領域等の上部電極膜１１６を形成する必要がない領域を有機保護膜でマスクし、レジストパターン１５２を除去する前、除去する後又は除去するのと同時に当該有機保護膜を除去することが望ましい。これにより、下部配線電極１１８の上に上部電極膜１１６が形成されることを防ぐことができる。
　レジストパターン１５２を形成した後に、図１２に示すように、基板１０２の表面のレジストパターン１５２が形成されていない圧電／電歪体領域１８６に上部電極膜１１６となる導電材料膜１５４を圧電／電歪体膜１１４の上に重ねて形成する。なお、レジストパターン１５２は後に除去されるので、導電材料膜１５４が非圧電／電歪体領域１８８にはみ出しても問題はない。導電材料膜１５４の形成は、上述した導電材料膜１４４と同様に行うことができる。
　導電材料膜１５４を形成した後に、図１３に示すように、非圧電／電歪体領域１８８に残存しているレジストパターン１５２を剥離して除去する。これにより、圧電／電歪体膜１１４と同じ平面位置に圧電／電歪体膜１１４と同じ平面形状を有する導電材料膜１５４が形成される。レジストパターン１５２の剥離は、上述したレジストパターン１４２の剥離と同様に行うことができる。
　レジストパターン１５２を剥離した後に、導電材料膜１５４を焼成する。これにより、図１４に示すように、導電材料膜１５４は、上部電極膜１１６となり、圧電／電歪体膜１１４と同じ平面位置に圧電／電歪体膜１１４と同じ平面形状を有する上部電極膜１１６が形成される。なお、焼成による若干の収縮は許容される。導電材料膜１５４の焼成は、上述した導電材料膜１４４の焼成と同様に行うことができる。
　｛上部配線電極１２０の形成｝
　導電材料膜１５４を焼成した後に、上部配線電極１２０を形成する。上部配線電極１２０は、下部配線電極１１８と同様に形成することができる。上部配線電極１２０の焼成は、上部電極膜１１６の焼成と同時に行うこともできる。
　このような圧電／電歪膜型素子１の製造方法によれば、キャビティ領域１８２に下部電極膜１１２を形成することができるので、キャビティ１２６の平面位置と下部電極膜１１２の平面位置とのずれを防ぐことができる。また、下部電極膜１１２が形成されているキャビティ領域１８２を包含する圧電／電歪体領域１８６に圧電／電歪体膜１１４を形成することができるので、下部電極膜１１２の平面位置と圧電／電歪体膜１１４の平面位置とのずれを防ぐことができる。さらに、圧電／電歪体領域１８６に上部電極膜１１６を形成することができるので、圧電／電歪体膜１１４の平面位置と上部電極膜１１６の平面位置とのずれを防ぐことができる。これにより、キャビティ１２６の平面位置と振動積層体１１０を構成する下部電極膜１１２、圧電／電歪体膜１１４及び上部電極膜１１６の平面位置とのずれを防ぐことができ、結果として、キャビティ１２６の平面位置と振動積層体１１０の平面位置とのずれを防ぐことができる。このことは、圧電／電歪膜型素子１を含んで構成される圧電／電歪アクチュエータのインクの吐出量のばらつきを抑制することに寄与する。
　＜１．３　レジストパターン１４２の形成方法＞
　図１５～図２０は、第１実施形態に係るレジストパターン１４２の形成方法を説明する模式図である。図１５～図２０は、圧電／電歪膜型素子１の仕掛品の断面図となっている。
　レジストパターン１４２の形成にあたっては、まず、図１５に示すように、基板１０２の表面にレジスト膜１５６を形成する。レジスト膜１５６の形成は、レジストの固形分を溶媒に溶解又は分散媒に分散させたレジスト液をスピンコータで基板１０２の表面に塗布し、ホットプレート、オーブン等で仕掛品を加熱して塗布膜から溶媒を蒸発させることにより行う。もちろん、レジスト液の塗布を吹きつけ等の他の方法で行ってもよい。レジストは、露光されると現像液に対する溶解性が低下するネガ型を使用する。したがって、レジスト膜１５６は、露光されると現像液に対する溶解性が低下する感光膜となっている。レジストは、厚膜を形成するのに適した厚膜対応品を使用することが望ましく、高アスペクト比のパターンを形成してもパターンの断面形状がテーパ状となりにくい高アスペクト比対応品を使用することがさらに望ましい。
　レジスト膜１５６を形成した後に、図１６に示すように、キャビティ１２６に遮光剤１６０を充填し、キャビティ領域１８２を遮蔽し非キャビティ領域１８４を遮蔽しないマスクの機能を基板１０２に付与する。なお、キャビティ１２６への遮光剤１６０の充填は、下述する裏面からの光の照射の前に行えば足りる。したがって、キャビティ１２６に遮光剤１６０を充填した後に基板１０２の表面にレジスト膜１５６を形成してもよい。キャビティ１２６への遮光剤１６０の充填は、遮光剤１６０の固形分を溶媒に溶解又は分散媒に分散させた遮光液をインク吐出孔１２２又はインク供給孔１２４に注射器で注入し、ホットプレート、オーブン等で仕掛品を加熱して遮光液を乾燥させることにより行う。注射器による注入に代えて、遮光液を含浸させた燒結金属等の多孔質材と基板１０２の裏面とを接触させ、毛細管現象により多孔質体からキャビティ１２６に遮光液を移動させてもよい。また、遮光液を注入した後に真空脱泡を行ってもよい。遮光剤１６０は、露光のための光を吸収する染料又は顔料を含むことが望ましく、顔料を含むことが特に望ましい。遮光剤１６０が顔料を含む場合、パターニングの解像度を向上することができるからである。また、基板１０２と屈折率が異なる遮光剤１６０を使用して、キャビティ領域１６２において露光のための光が全反射するようにしてもよい。
　レジスト膜１５６を形成し、キャビティ１２６に遮光剤１６０を充填した後に、図１７に示すように、基板１０２の裏面の側から光を照射し、非キャビティ領域１８４に形成されているレジスト膜１５６を選択的に露光して未露光部１６２及び露光部１６４を形成する。これにより、レジスト膜１５６には、キャビティ１２６の平面形状を反転転写した潜像が描写される。
　潜像を描写した後、図１８に示すように、キャビティ領域１８２に形成されているレジスト膜１５６の未露光部１６２を現像により除去する。潜像の現像は、仕掛品を現像液に浸漬するとともに揺動して未露光部１６２を除去した後、仕掛品を純水等で洗浄することにより行う。現像液は、未露光部１６２を選択的に溶解し、露光部１６４を溶解しないものを選択する。
　潜像を現像した後に、基板１０２の表面の側から光を照射し、非キャビティ領域１８４に残存している露光部１６４をさらに露光し、露光部１６４を焼き固める。これにより、図１９に示すように、レジストパターン１４２が完成する。
　レジストパターン１４２が完成した後に、図２０に示すように、キャビティ１２６から遮光剤１６０を除去する。なお、キャビティ１２６からの遮光剤１６０の除去は、上述した裏面からの光の照射の後に行えば足りる。したがって、キャビティ１２６から遮光剤１６０を除去した後に未露光部１６２を除去してもよい。キャビティ１２６からの遮光剤１６０の除去は、仕掛品を溶剤に浸漬することにより行う。
　＜１．４　レジストパターン１５２の形成方法＞
　図２１～図２４は、第１実施形態に係るレジストパターン１５２の形成方法を説明する模式図である。図２１～図２４は、圧電／電歪膜型素子１の仕掛品の断面図となっている。
　レジストパターン１５２の形成にあたっては、まず、図２１に示すように、基板１０２の表面に圧電／電歪体膜１１４の上に重ねてレジスト膜１７０を形成する。レジスト膜１７０の形成は、レジスト膜１５６の形成と同様に行うことができ、レジストは、レジスト膜１５６の形成に使用したレジストと同様のものを使用することができる。
　レジスト膜１７０を形成した後に、図２２に示すように、基板１０２の裏面の側から光を照射し、非圧電／電歪体領域１８８に形成されているレジスト膜１７０を選択的に露光して未露光部１７２及び露光部１７４を形成する。これにより、レジスト膜１７０には、圧電／電歪体膜１１４の平面形状を反転転写した潜像が描写される。
　潜像を描写した後、図２３に示すように、圧電／電歪体領域１８６に形成されているレジスト膜１７０の未露光部１７２を現像により除去する。潜像の現像は、レジスト膜１５６に描写された潜像の現像と同様に行うことができ、現像液は、レジスト膜１５６に描写された潜像に使用した現像液と同様のものを使用することができる。
　潜像を現像した後に、基板１０２の表面の側から光を照射し、非圧電／電歪体領域１８８に残存している露光部１７４をさらに露光し、露光部１７４を焼き固める。これにより、図２４に示すように、レジストパターン１５２が完成する。
　＜２　第２実施形態＞
　第２実施形態は、第１実施形態に係る圧電／電歪体膜１１４の形成方法に代えて採用することができる圧電／電歪体膜２１４の形成方法に関する。第２実施形態に係る圧電／電歪体膜２１４の形成方法では、下部電極膜１１２をマスクとしてフォトリソグラフィ法により圧電／電歪体膜２１４を形成する。
　＜２．１　圧電／電歪体膜２１４の形成方法＞
　図２５～図２８は、第２実施形態に係る圧電／電歪体膜２１４の形成方法を説明する模式図である。図２５～図２８は、圧電／電歪膜型素子の仕掛品の断面図となっている。
　圧電／電歪体膜２１４の形成にあたっては、まず、図２５に示すように、キャビティ領域１８２を覆わず非キャビティ領域１８４を覆うレジストパターン２７６を基板１０２の表面に形成する。レジストパターン２７６は、下部電極膜１１２をマスクとして基板１０２の表面を覆うレジスト膜をパターニングすることにより形成する。
　レジストパターン２７６を形成した後に、図２６に示すように、基板１０２の表面のレジストパターン２７６が形成されていないキャビティ領域１８２に圧電／電歪体膜２０６となる圧電／電歪材料膜２４６を下部電極膜１１２の上に重ねて形成する。なお、レジストパターン２７６は後に除去されるので、圧電／電歪材料膜２４６が非キャビティ領域１８４にはみ出しても問題はない。圧電／電歪材料膜２４６の形成は、圧電／電歪材料を分散媒に分散させたペースト（以下では「圧電／電歪ペースト」という）を塗布してから分散媒を除去することによって行う。圧電／電歪ペーストの塗布は、スクリーン印刷等により行うことができる。圧電／電歪体膜２４６の端部における跳ね上がりを抑制するため、レジストパターン２７６に対する圧電／電歪体ペーストの接触角は、５０°以上であることが望ましく、７０°以上であることがさらに望ましい。
　圧電／電歪材料膜２４６を形成した後に、図２７に示すように、下部電極膜１１２が形成されていない非キャビティ領域１８４に残存しているレジストパターン２７６を剥離して除去する。これにより、下部電極膜１１２と同じ平面位置に下部電極膜１１２と同じ平面形状を有する圧電／電歪材料膜２４６が形成される。レジストパターン２７６の剥離は、上述したレジストパターン１４２の剥離と同様に行うことができる。
　レジストパターンを剥離した後に、圧電／電歪材料膜２４６を焼成する。これにより、図２８に示すように、圧電／電歪材料膜２４６は、圧電／電歪体膜２１４となり、下部電極膜１１２と同じ平面位置に下部電極膜１１２と同じ平面形状を有する圧電／電歪体膜２１４が形成される。なお、焼成による若干の収縮は許容される。圧電／電歪材料膜２４６の焼成は、上述した圧電／電歪材料膜１４６の焼成と同様に行うことができる。
　このような圧電／電歪体膜２１４の形成方法によれば、下部電極膜１１２が形成されているキャビティ領域１８２に圧電／電歪体膜２１４を形成することができるので、下部電極膜１１２の平面位置と圧電／電歪体膜２１４の平面位置とのずれを防ぐことができ、圧電／電歪体膜２１４を第１実施形態に係る圧電／電歪体膜１１４と同等に機能させることができる。
　＜２．２　レジストパターン２７６の形成方法＞
　図２９～図３２は、第２実施形態に係るレジストパターン２７６の形成方法を説明する模式図である。図２９～図３２は、圧電／電歪膜型素子の仕掛品の断面図となっている。
　レジストパターン２７６の形成にあたっては、まず、図２９に示すように、基板１０２の表面に下部電極膜１１２の上に重ねてレジスト膜２９０を形成する。レジスト膜２９０の形成は、レジスト膜１５６の形成と同様に行うことができ、レジストは、レジスト膜１５６の形成に使用したレジストと同様のものを使用することができる。
　レジスト膜２９０を形成した後に、図３０に示すように、基板１０２の裏面の側から光を照射し、下部電極膜１１２が形成されていない非キャビティ領域１８４に形成されているレジスト膜２９０を選択的に露光して未露光部２９２及び露光部２９４を形成する。これにより、レジスト膜２９０には、下部電極膜１１２の平面形状を反転転写した潜像が描写される。
　潜像を描写した後、図３１に示すように、キャビティ領域１８２に形成されているレジスト膜２９０の未露光部２９２を現像により除去する。潜像の現像は、レジスト膜１５６に描写された潜像の現像と同様に行うことができ、現像液は、レジスト膜１５６に描写された潜像に使用した現像液と同様のものを使用することができる。
　潜像を現像した後に、基板１０２の表面の側から光を照射し、非キャビティ領域１８４に残存している露光部２９４をさらに露光し、露光部２９４を焼き固める。これにより、図３２に示すように、レジストパターン２７６が完成する。
　＜３　第３実施形態＞
　第３実施形態は、第１実施形態に係るレジストパターン１４２の形成方法に代えて採用することができるレジストパターン３４２の形成方法に関する。
　＜３．１　レジストパターン３４２の形成方法＞
　図３３～図３８は、第３実施形態に係るレジストパターンの形成方法を説明する模式図である。図３３～図３８は、圧電／電歪膜型素子の仕掛品の模式図となっている。
　レジストパターン３４２の形成にあたっては、まず、図３３に示すように、ベース板１０６及び振動板１０８を列記した順序で下から上へ積層した基板３０１の表面にレジスト膜３５６を形成する。レジスト膜３５６の形成は、レジスト膜１５６の形成と同様に行うことができる。レジストは、露光されると現像液に対する溶解性が上昇するポジ型を使用する。したがって、レジスト膜３５６は、露光されると現像液に対する溶解性が上昇する感光膜となっている。レジストは、厚膜を形成するのに適した厚膜対応品を使用することが望ましく、高アスペクト比のパターンを形成してもパターンの断面形状がテーパ状となりにくい高アスペクト比対応品を使用することがさらに望ましい。
　レジスト膜３５６を形成した後に、図３４に示すように、基板３０１の裏面の非キャビティ領域１８４に遮光膜３９６を形成し、非キャビティ領域１８４を遮蔽しキャビティ領域１８２を遮蔽しないマスクの機能を基板３０１に付与する。なお、遮光膜３９６の形成は、下述する裏面からの光の照射の前に行えば足りる。したがって、遮光膜３９６を形成した後に基板３０１の表面にレジスト膜３５６を形成してもよい。遮光膜３９６の形成は、遮光膜３９６の固形分を溶媒に溶解又は分散媒に分散させた遮光液をスピンコータで基板３０１の裏面に塗布し、ホットプレート、オーブン等で仕掛品を加熱して塗布膜から溶媒又は分散媒を蒸発させることにより行う。もちろん、遮光液の塗布を吹きつけ等の他の方法で行ってもよい。これらの場合、液体や有機樹脂等の後に除去することができる材料でキャビティ１２６の内部をマスクしておき、キャビティ１２６の内部に遮光膜３９６が浸入しないようにすることが望ましい。また、転写方式のオフセット印刷・ローラ転写等、含浸印刷等の遮光膜３９６の形成方法を採用してもよい。
　遮光膜３９６は、露光のための光を吸収する染料又は顔料を含むことが望ましく、顔料を含むことが特に望ましい。遮光膜３９６が顔料を含む場合、パターニングの解像度を向上することができるからである。このような遮光膜３９６を形成することには、キャビティ領域１８２の光の透過率と非キャビティ領域１８４の光の透過率との差を大きくすることができるので、パターニングの解像度を向上することができるという利点があるが、遮光膜３９６を形成しなくても十分な光の透過率の差が得られるのであれば、遮光膜３９６を形成する工程を省略してもよい。
　レジスト膜３５６を形成し、遮光膜３９６を形成した後に、図３５に示すように、基板３０１の裏面の側から光を照射し、キャビティ領域１８２に形成されているレジスト膜３５６を選択的に露光して未露光部３６２及び露光部３６４を形成する。これにより、レジスト膜３５６には、キャビティ１２６の平面形状を非反転転写した潜像が描写される。
　潜像を描写した後、図３６に示すように、キャビティ領域１８２に形成されているレジスト膜１５６の露光部３６４を現像により除去する。潜像の現像は、仕掛品を現像液に浸漬するとともに揺動して露光部３６４を除去した後、仕掛品を純水等で洗浄することにより行う。現像液は、露光部３６４を選択的に溶解し、未露光部３６２を溶解しないものを選択する。
　潜像を現像した後に、基板３０１の表面の側から光を照射し、非キャビティ領域１８４に残存している未露光部３６２を露光し、未露光部３６２を焼き固める。これにより、図３７に示すように、レジストパターン３４２が完成する。
　レジストパターン３４２が完成した後に、図３８に示すように、遮光膜３９６を剥離して除去する。なお、遮光膜３９６の剥離は、上述した裏面からの光の照射の後に行えば足りる。したがって、遮光膜３９６を剥離した後にレジスト膜３５６の露光部３６４を除去してもよい。遮光膜３９６の剥離は、薬液法により行う。また、遮光膜３９６の剥離を、熱処理法、プラズマ処理法等により行ってもよい。
　このようにして形成したレジストパターン３４２は、第１実施形態に係るレジストパターン１４２と同等に機能させることができる。第１実施形態の場合と同様に、導電材料膜１４４の端部における跳ね上がりを抑制するため、レジストパターン３４２に対する導電ペーストの接触角は、５０°以上であることが望ましく、７０°以上であることがさらに望ましい。
　＜４　第４実施形態＞
　第４実施形態は、第１実施形態のレジストパターン１４２を形成した後であって導電材料膜１４４を形成する前に望ましくは行われる導電材料膜１４４の端部における跳ね上がりを抑制する処理（以下では、「跳ね上がり抑制処理」という）に関する。この跳ね上がり抑制処理は、第１実施形態のレジストパターン１４２に代えて第３実施形態のレジストパターン３４２を採用した場合にも望ましくは行われる。第４実施形態は、第１実施形態又は第３実施形態においてレジストパターン１４２，３４２に対する導電ペーストの接触角を大きくすることができない場合に望ましくは採用される。
　図４３～図４６は、第４実施形態の跳ね上がり抑制処理を説明する図である。図４３～図４６は、圧電／電歪膜型素子１の仕掛品の断面図となっている。
　跳ね上がり抑制処理にあたっては、まず、図４３に示すように、非キャビティ領域１８４に残存しているレジストパターン１４２の上に重ねて基板１０２の表面にマスキング膜４００２を形成する。マスキング膜４００２の形成は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂を含む樹脂液をスピンコータで基板１０２の表面に塗布し、ホットプレート、オーブン等で加熱して又は紫外線ランプで紫外線を照射して塗布膜を硬化させることにより行う。もちろん、樹脂液の塗布を吹きつけ等の他の方法で行ってもよい。
　マスキング膜４００２を形成した後に、図４４に示すように、レジストパターン１４２が露出するまでマスキング膜４００２を除去する。マスキング膜４００２の除去は、仕掛品を溶剤に浸漬する等してマスキング膜４００２を溶解させることにより行う。これにより、キャビティ領域１８２に残存するマスキング膜パターン４００４が形成される。
　レジストパターン１４２を露出させた後に、図４５に示すように、レジストパターン１４２及びマスキング膜パターン４００４の上に重ねて基板１０２の表面に撥水膜４００６を形成する。撥水膜４００６は、少なくとも下部電極膜１１２の形成に用いるペーストに対する撥水性がジストパターン１４２より高くなる必要があるが、当該ペーストに対する接触角が５０°以上となることが望ましく、７０°以上となることがさらに望ましい。撥水膜４００６の形成は、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の撥水材料を溶媒に溶解又は分散媒に分散させた撥水剤をスピンコータで基板１０２の表面に塗布し、ホットプレート、オーブン等で仕掛品を加熱して塗布膜から溶媒を蒸発させ撥水材料を硬化させることにより行う。もちろん、撥水剤の塗布を吹きつけ等の他の方法で行ってもよい。また、常温硬化型の撥水剤を用いる場合は、加熱を省略してもよい。
　撥水膜４００６を形成した後に、図４６に示すように、マスキング膜パターン４００４及び撥水膜４００６のキャビティ領域１８２に形成されている部分、すなわち、マスキング膜パターン４００４の上にある部分を除去する。マスキング膜パターン４００４及び撥水膜４００６の除去は、仕掛品を溶剤に浸漬する等してマスキング膜パターン４００４を溶解させることにより行う。これにより、レジストパターン１４２を被覆する撥水膜４００８が形成される。撥水膜４００８により、図４７（ｂ）に示すような下部電極膜１１２の端部における跳ね上がりが抑制され、図４７（ａ）に示すように、下部電極膜１１２を形成するときにペーストが撥水膜４００８ではじかれ、平坦な導電材料膜１４４が形成される。撥水膜４００８は、レジストパターン１４２を除去するときに一緒に除去される。
　＜５　第５実施形態＞
　第５実施形態は、第１実施形態に係るレジストパターン１４２、第３実施形態に係るレジストパターン３４２に代えて採用することができる撥水膜パターン５００８の形成方法に関する。
　図４８～図５４は、第５実施形態に係る撥水膜パターン５００８の形成方法を説明する図である。図４８～５４は、圧電／電歪膜型素子１の仕掛品の断面図となっている。
　撥水膜パターン５００８の形成にあたっては、まず、図４８に示すように、ベース板１０４、ベース板１０６及び振動板１０８を列記した順序で下から上へ積層した基板５０２の表面にレジスト膜５００２を形成する。レジスト膜５００２の形成は、レジスト膜１５６の形成と同様に行うことができる。レジストは、露光されると現像液に対する溶解性が上昇するポジ型を使用する。したがって、レジスト膜５００２は、露光されると現像液に対する溶解性が上昇する感光膜となっている。レジストは、厚膜を形成するのに適した厚膜対応品を使用することが望ましく、高アスペクト比のパターンを形成してもパターンの断面形状がテーパ状となりにくい高アスペクト比対応品を使用することがさらに望ましい。
　レジスト膜５００２を形成した後に、図４９に示すように、キャビティ５２６に遮光剤５６０を充填し、キャビティ領域１８２を遮蔽し非キャビティ領域１８４を遮蔽しないマスクの機能を基板５０２に付与する。遮光剤５６０の充填は、遮光剤１６０の充填と同様に行うことができる。なお、キャビティ５２６への遮光剤５６０の充填は、下述する裏面からの光の照射の前に行えば足りる。したがって、キャビティ５２６に遮光剤５６０を充填した後に基板５０２の表面にレジスト膜５５６を形成してもよい。遮光剤５６０は、遮光剤１６０と同様のものを使用することができる。
　レジスト膜５５６を形成し、キャビティ５２６に遮光剤５６０を充填した後に、図５０に示すように、基板５０２の裏面の側から光を照射し、非キャビティ領域１８４に形成されているレジスト膜５５６を選択的に露光して未露光部５６２及び露光部５６４を形成する。これにより、レジスト膜５５６には、キャビティ５２６の平面形状を反転転写した潜像が描写される。
　潜像を描写した後、図５１に示すように、非キャビティ領域１８４に形成されているレジスト膜５５６の露光部５６４を現像により除去する。潜像の現像は、仕掛品を現像液に浸漬するとともに揺動して露光部５６２を除去した後、仕掛品を純水等で洗浄することにより行う。現像液は、露光部５６４を選択的に溶解し、非露光部５６２を溶解しないものを選択する。
　潜像を現像した後に、基板５０２の表面の側から光を照射し、キャビティ領域１８２に残存している非露光部５６２をさらに露光し、非露光部５６２を焼き固める。これにより、図５２に示すように、キャビティ領域１８２に残存するレジストパターン５００４が形成される。
　レジストパターン５００４を形成した後に、図５３に示すように、レジストパターン５００４の上に重ねて基板５０２の表面に撥水膜５００６を形成する。撥水膜５００６の形成は、撥水膜４００２の形成と同様に行うことができる。撥水剤は、第４実施形態と同様のものを使用することができる。
　撥水膜５００６を形成した後に、図５４に示すように、レジストパターン５００４及び撥水膜５００６のキャビティ領域１８２に形成されている部分、すなわち、レジストパターン５００４の上にある部分）を除去する。レジストパターン５００４及び撥水膜５００６の除去は、仕掛品を溶剤に浸漬する等して溶剤とレジストパターン５００４とを接触させ、レジストパターン５００４を溶解させることにより行う。これにより、撥水膜パターン５００８が完成する。この撥水膜パターン５００８をレジストパターン１４２又はレジストパターン３４２に代えて採用することにより、下部電極膜１１２を形成するときにペーストが撥水膜パターン５００８ではじかれるので、下部電極膜１１２の端部における跳ね上がりが抑制される。当該ペーストに対する接触角が５０°以上となることが望ましく、７０°以上となることがさらに望ましい。撥水膜パターン５００８の除去は、レジストパターン１４２の除去と同様に行うことができる。
　＜６　その他＞
　上述の説明では、１層の圧電／電歪体膜を備える場合を例として圧電／電歪膜型素子の製造方法を説明したが、２層以上の圧電／電歪体膜を備える場合にも上述した圧電／電歪膜型素子の製造方法を利用することができる。すなわち、２層以上の圧電／電歪体膜を備える場合にも、第１実施形態及び第３実施形態で説明したように基板をマスクとしてレジストパターンをパターニングし、当該レジストパターンを利用して振動積層体を構成する最下層の下部電極膜又は圧電／電歪体膜を形成することができる。また、第１実施形態で説明したように振動積層体を構成する任意の圧電／電歪体膜をマスクとしてレジストパターンをパターニングし、当該レジストパターンを利用して圧電／電歪体膜の上に電極膜を形成することができる。逆に、第２実施形態で説明したように振動積層体を構成する任意の電極膜をマスクとしてレジストパターンをパターニングし、当該レジストパターンを利用して電極膜の上に圧電／電歪体膜を形成することができる。
　また、上述した圧電／電歪膜型素子の製造方法は、圧電／電歪アクチュエータの主要部を構成する圧電／電歪膜型素子だけでなく、空洞が設けられた基板と当該基板の第１の主面の上に当該空洞と平面位置を合わせて設けられた電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体とを備える圧電／電歪膜型素子、例えば、ダイヤフラム構造を有する圧電／電歪共振子（ＦＢＡＲ；Film Bulk Acoustic Resonator）等を製造するときに利用することができる。
　＜７　その他＞
　以下では、レジストパターンの形成に関する実施例を説明する。
　｛実施例１～３及び比較例１，２｝
　実施例１～３では、上述した第１実施形態に係るレジストパターン１４２の形成方法を用いて基板１０２の表面にレジストパターン１４２を形成した。また、比較例１，２では、キャビティ１２６に遮光剤１６０を充填しなかったことを除いて、それぞれ、実施例１，３と同様にしてレジストパターン１４２を形成した。
　図３９は、実施例１～３及び比較例１，２におけるレジストパターン１４２の形成条件及び形成されたレジストパターン１４２の評価結果を示す一覧表である。図３９には、キャビティ１２６への遮光剤１６０の充填の有無、遮光剤の種類、ベース板１０４の板厚ｔ１、ベース板１０６の板厚ｔ２、振動板１０８の板厚ｔ３及びレジストパターン１４２の評価結果を示されている。図３９に示す「遮光剤の種類」の欄に記載されている「染料系」は、染料を含む浸透液を遮光液として使用したことを意味しており、「顔料系」は、顔料を含むレジスト液（固形分濃度２２％、膜厚１．２μｍにおけるＯＤ値２．３）を遮光液として使用したことを意味している。図３９に示す「評価結果」の欄に記載されている「○」「△」「×」は、それぞれ、レジストパターン１４２の基板１０２に接する下端部の幅Ｗａに対する基板１０２に接しない上端部Ｗｂの幅の比Ｗｂ／Ｗａ×１００（％）（図４０の断面図を参照）が９０％以上、５０％以上９０％未満、５０％未満であることを示している。
　実施例１～３及び比較例１，２では、基板１０２は、部分安定化酸化ジルコニウムのセラミックスのグリーンシートを圧着して１４５０℃で焼成することにより作製し、キャビティ１２６の幅Ｗ１は１ｍｍとした。また、基板１０２の表面にレジスト膜１５６を形成する前に、基板１０２の表面を清浄にするため、基板１０２を電気炉で６００℃に加熱した。
　レジストには、東京応化工業製のアクリル樹脂系の厚膜対応品を使用した。スピンコータによりレジスト膜１５６を形成するときの回転数は１５００ｒｐｍ、保持時間は６秒とし、ホットプレートでレジスト膜１５６を乾燥するときの温度は９０℃、時間は２０分とした。
　潜像を描写するときの露光機には、３６５ｎｍ，４０５ｎｍ，４３６ｎｍの３線波長型の露光機であるウシオ電機株式会社製のマルチライトＵＳＭ１０を使用した。基板１０２の裏面の側から光を照射するときの照射時間は２分、積算光量は１３００ｍＪ／ｃｍ2とした。
　現像液には、上述のレジスト専用の東京応化工業製の現像液であるアルカリ液を使用した。潜像を描写するときの処理時間は３分とした。
　露光部１６４を焼き固めるときの露光機には、上述のウシオ電機株式会社製のマルチライトＵＳＭ１０を使用した。露光部１６４を焼き固めるときの照射時間は４分とした。
　図３９に示す評価結果から明らかなように、第１実施形態に係るレジストパターン１４２の形成方法を用いて基板１０２の表面にレジストパターン１４２を形成する場合、キャビティ１２６に遮光剤１６０を充填すると、レジストパターン１４２の解像度を向上することができ、キャビティ１２６に顔料を含む遮光剤１６０を充填すると、レジストパターン１４２の解像度をさらに向上することができる。このことは、ベース板１０４の板厚ｔ１、ベース板１０６の板厚ｔ２、振動板１０８の板厚ｔ３にかかわらず同様である。
　｛実施例４｝
　実施例４では、上述した第３実施形態に係るレジストパターン３４２の形成方法を用いて基板１０２の表面にレジストパターン３４２を形成した。
　図４１は、実施例４におけるレジストパターン３４２の形成条件及び形成されたレジストパターン３４２の評価結果を示す一覧表である。図４１の一覧表には、ベース板１０６の板厚ｔ１、ベース板１０４の板厚ｔ２、振動板１０８の板厚ｔ３等の図３９の一覧表と同様の事項が記載されている。
　実施例４では、レジスト及び現像液の種類が異なること、キャビティ１２６への遮光剤１６０の充填に代えて基板３０１の裏面に遮光膜３９６を形成したことを除いては、実施例１と同様の形成条件によりレジストパターン３４２を形成した。
　図４１に示す評価結果から明らかなように、第３実施形態に係るレジストパターン３４２の形成方法を用いて基板３０１の表面にレジストパターン３４２を形成しても、レジストパターン３４２を形成することができる。
　この発明は詳細に説明されたが、上述した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。特に、第１実施形態～第５実施形態において説明したことを組み合わせて使用することは当然に予定されている。

Claims (17)

  1. 　空洞が形成された基板と、
    　前記基板の第１の主面に前記空洞と平面位置を合わせて設けられた電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体と、
    を備える圧電／電歪膜型素子の製造方法であって、
    　(a) 前記基板の第１の主面に第１の感光膜を形成する工程と、
    　(b) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記空洞の平面形状を転写した潜像を前記第１の感光膜に描写する工程と、
    　(c) 前記空洞が形成されている領域に形成されている前記第１の感光膜を現像により除去する工程と、
    　(d) 前記第１の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する最下層の膜を形成する工程と、
    　(e) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜を除去する工程と、
    を備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  2. 　請求項１に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(f) 前記工程(b)の前に前記空洞に遮光剤を充填する工程、
    をさらに備え、
    　前記工程(b)は、
    　前記空洞が形成されていない領域に形成されている前記第１の感光膜を選択的に露光し、
    　前記工程(c)は、
    　前記第１の感光膜の未露光部を除去する、
    圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  3. 　請求項２に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　前記遮光剤が顔料を含む、
    圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  4. 　請求項１に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　前記工程(b)は、
    　前記空洞が形成されている領域に形成されている前記第１の感光膜を選択的に露光し、
    　前記工程(c)は、
    　前記第１の感光膜の露光部を除去する、
    圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  5. 　請求項４に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(g) 前記工程(b)の前に前記基板の第２の主面の前記空洞が形成されていない領域に遮光膜を形成する工程、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  6. 　請求項５に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　前記遮光膜が顔料を含む、
    圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  7. 　請求項１に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(h) 前記工程(e)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の圧電／電歪体膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、
    　(i) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に形成されている前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、
    　(j) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、
    　(k) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する電極膜を形成する工程と、
    　(l) 前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  8. 　請求項１に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(m) 前記工程(e)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の電極膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、
    　(n) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の電極膜が形成されていない領域に形成された前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、
    　(o) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、
    　(p) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程と、
    　(q) 前記任意の電極膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  9. 　請求項１に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(r) 前記工程(e)の後に前記振動積層体を構成する任意の電極膜に向かって圧電／電歪材料を電気泳動させることにより前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  10. 　請求項１に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(s) 前記工程(c)の後であって前記工程(d)の前に、前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜を前記第１の感光膜より撥水性が高い撥水膜で被覆する工程、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  11. 　請求項１０に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　前記工程(s)は、
    　(s-1) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜の上に重ねて前記基板の第１の主面にマスキング膜を形成する工程と、
    　(s-2) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記第１の感光膜が露出するまで前記マスキング膜を除去する工程と、
    　(s-3) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記撥水膜及び前記空洞が形成されている領域に残存している前記マスキング膜の上に重ねて前記基板の第１の主面に撥水膜を形成する工程と、
    　(s-4) 前記空洞が形成されている領域に残存している前記第１の感光膜及び前記空洞が形成されている領域に形成されている前記マスキング膜を除去する工程と、
    を備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  12. 　空洞が形成された基板と、
    　前記基板の第１の主面に前記空洞と平面位置を合わせて設けられた電極膜及び圧電／電歪体膜を積層した振動積層体と、
    を備える圧電／電歪膜型素子の製造方法であって、
    　(a) 前記基板の第１の主面に第１の感光膜を形成する工程と、
    　(b) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記空洞の平面形状を転写した潜像を前記第１の感光膜に描写する工程と、
    　(c) 前記空洞が形成されていない領域に形成されている前記第１の感光膜を現像により除去する工程と、
    　(d) 前記空洞が形成されている領域に残存している前記第１の感光膜の上に重ねて前記基板の第１の主面に撥水膜を形成する工程と、
    　(e) 前記空洞が形成されている領域に残存している前記第１の感光膜及び前記空洞が形成されている領域に形成されている前記撥水膜を除去する工程と、
    　(f) 前記第１の感光膜及び前記撥水膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する最下層の膜を形成する工程と、
    　(g) 前記空洞が形成されていない領域に残存している前記撥水膜を除去する工程と、
    を備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  13. 　請求項１２に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(h) 前記工程(b)の前に前記空洞に遮光剤を充填する工程、
    をさらに備え、
    　前記工程(b)は、
    　前記空洞が形成されていない領域に形成されている前記第１の感光膜を選択的に露光し、
    　前記工程(c)は、
    　前記第１の感光膜の露光部を除去する、
    圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  14. 　請求項１３に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　前記遮光剤が顔料を含む、
    圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  15. 　請求項１２に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(i) 前記工程(g)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の圧電／電歪体膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、
    　(j) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に形成されている前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、
    　(k) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、
    　(l) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する電極膜を形成する工程と、
    　(m) 前記任意の圧電／電歪体膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  16. 　請求項１２に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(n) 前記工程(g)の後に前記基板の第１の主面に前記振動積層体を構成する任意の電極膜の上に重ねて第２の感光膜を形成する工程と、
    　(o) 前記基板の第２の主面の側から光を照射し、前記任意の電極膜が形成されていない領域に形成された前記第２の感光膜を選択的に露光する工程と、
    　(p) 前記第２の感光膜の未露光部を除去する工程と、
    　(q) 前記第２の感光膜を除去した領域に前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程と、
    　(r) 前記任意の電極膜が形成されていない領域に残存している前記第２の感光膜を除去する工程と、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
  17. 　請求項１２に記載の圧電／電歪膜型素子の製造方法において、
    　(s) 前記工程(g)の後に前記振動積層体を構成する任意の電極膜に向かって圧電／電歪材料を電気泳動させることにより前記振動積層体を構成する圧電／電歪体膜を形成する工程、
    をさらに備える圧電／電歪膜型素子の製造方法。
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