塗膜形成方法および圧電素子の製造方法
【課題】被塗布物への液滴塗布工程を簡易化するとともに、被塗布物上に所望の塗膜を形成することのできる塗膜形成方法、およびこの塗膜形成方法を用いることにより、信頼性の高い圧電素子を簡単に製造することのできる圧電素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】上面２７、側面２８およびこれらが交差する角部Ａを有する圧電素子片２に対して、吐出法によりレジスト液Ｑをインクジェットヘッド５００から吐出し、圧電素子片２に塗付膜（レジスト膜）を形成する塗膜形成方法であって、レジスト液Ｑを上面２７の法線方向から角部Ａ付近に、圧電素子片２の平面視にて角部Ａの延在方向に直交する方向にレジスト液Ｑの直径よりも短い距離ずらして複数滴吐出し、複数のレジスト液Ｑのうちの角部Ａでせん断されたレジスト液が側面２８を流下することにより、側面２８にレジスト膜を形成する。
【解決手段】上面２７、側面２８およびこれらが交差する角部Ａを有する圧電素子片２に対して、吐出法によりレジスト液Ｑをインクジェットヘッド５００から吐出し、圧電素子片２に塗付膜（レジスト膜）を形成する塗膜形成方法であって、レジスト液Ｑを上面２７の法線方向から角部Ａ付近に、圧電素子片２の平面視にて角部Ａの延在方向に直交する方向にレジスト液Ｑの直径よりも短い距離ずらして複数滴吐出し、複数のレジスト液Ｑのうちの角部Ａでせん断されたレジスト液が側面２８を流下することにより、側面２８にレジスト膜を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜形成方法および圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水晶等の圧電体材料で構成された圧電基板（圧電素子片）の表面に電極を形成する方法として次のような方法が知られている。すなわち、まず、圧電基板上に電極を形成するための金属膜をスパッタリング法により形成する。次いで、金属膜上にレジスト（フォトレジスト）を塗布し、電極の形状にパターニング（露光・現像）することによりレジストマスクを形成する。そして、レジストマスクを介して金属膜をエッチングした後、レジストマスクを除去することにより圧電基板上に電極を形成する。
【０００３】
また、金属膜上にレジストを塗布する方法（塗膜を形成する方法）として、インクジェットを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のレジスト塗布方法では、レジスト液の吐出方向が圧電基板の上面に垂直な方向から所定側面側に傾いた方向に設定されており、これにより、圧電基板の上面にレジスト液を塗布するともに、前記所定側面にもレジスト液を塗布することができる。
【０００４】
しかしながら、このような特許文献１のレジスト塗布方法では、前記所定側面以外の側面（所定側面とは、法線方向が異なる側面）にもレジスト液を塗布する場合には、圧電基板を回転させて配置を変更するか、ヘッドの傾き方向を変更することによりレジストの吐出方向を変更しなければならず、レジスト塗布工程の多工程化および煩雑化を招いてしまう。
【０００５】
また、インクジェットヘッドは、通常、複数のノズル列を有するため、特許文献１のレジスト塗布方法では、圧電基板の上面に垂直な方向に対するレジスト液の吐出方向の傾きによって、ノズル列ごとの圧電基板の上面に着弾したレジスト液同士の離間距離が変化したり、レジスト液の吐出距離（ヘッドから上面までの軌道距離）が変化したりする。そのため、不本意に、圧電基板上にレジスト液が塗布されない部分が発生したり、レジスト液が塗布されていてもその膜厚が少ない部分が発生したりする。その結果、ピンホール等が発生し、ピンホールが発生した個所において不本意な金属膜の除去が行われ、短絡や断線が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７７３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、被塗布物への液滴塗布工程を簡易化するとともに、被塗布物上に所望の塗膜を形成することのできる塗膜形成方法、およびこの塗膜形成方法を用いることにより、信頼性の高い圧電素子を簡単に製造することのできる圧電素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の塗膜形成方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する基板に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
複数の前記液滴を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記被塗布物の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数の液滴のうちの前記角部でせん断された液滴が前記側面を流下することにより、前記側面に前記塗膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
これにより、簡単かつ確実に、被塗布物の側面に適当な厚さの塗膜を形成することができきる。また、液滴の吐出方向を一定に保ったままで、全ての側面に対して液滴を塗布することができるため、液滴塗布工程の簡易化を図ることができる。また、ノズルと被塗布物との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、側面に液滴を塗布することができるため、短時間で、簡単かつ確実に、側面に液滴を塗布することができる。
【００１０】
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物の平面視にて、前記液滴を前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の半径よりも短い距離ずらして複数滴吐出することが好ましい。
これにより、より多くの液滴を角部に衝突させることができ、側面に、不本意な、液滴が塗布されない領域が発生するのを防止することができる。
【００１１】
本発明の塗膜形成方法では、前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間距離は、２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
これにより、ノズルと被塗布物との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、被塗布物の側面に液滴を塗布することができ、高精度な位置決めが必要ない分、側面への液滴の塗布工程の迅速化を図ることができる。また、この効果に加え、液滴の吐出数を抑えることができ、液滴の使用量を低減することができる。
【００１２】
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物の平面視にて、前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間の中間点付近に、前記角部が位置することが好ましい。
これにより、ノズルと被塗布物との位置決めを行う際に、これらの相対的位置関係が所定の関係からずれた場合にも、そのずれを許容し、確実に、側面に液滴を塗布することができる。
【００１３】
本発明の塗膜形成方法では、前記角部でせん断された液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させることが好ましい。
これにより、より確実に、側面の厚さ方向の全域に液滴を塗布することができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴の径は、１０μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
これにより、被塗布物の角部に液滴を衝突させやすくなるとともに、衝突後に被塗布物の側面を流下するレジスト液の量が適当となる。そのため、被塗布物の側面に適当な（薄すぎず、厚すぎない）膜厚の塗膜を形成することができる。
【００１４】
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴の粘度は、１ｃＰ〜２０ｃＰであることが好ましい。
これにより、被塗布物の側面に液滴を留めておくことができ（被塗布物側面から液滴の大半が流れ落ちるのを防止することができ）、被塗布物の側面に適当な膜厚の塗膜を形成することができる。
【００１５】
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴は、レジスト液であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。
【００１６】
本発明の圧電素子の製造方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程では、複数の前記レジスト液を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記圧電素子片の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記レジスト液の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数のレジスト液のうちの前記角部でせん断されたレジスト液が前記側面を流下することにより、前記側面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、前記レジスト膜に露光および現像を行うことにより前記レジストマスクを形成することを特徴とする。
【００１７】
これにより、レジスト液の吐出方向を一定に保ったままで、レジスト液を塗布する必要のある全ての領域（上面、下面および側面）に対してレジスト液を塗布することができるため、レジストマスク形成工程の簡易化を図ることができる。また、ノズルと圧電素子片との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、圧電素子片の側面にレジスト液を塗布することができる。そのため、圧電素子の製造方法の簡易化および迅速化を図ることができる。
【００１８】
本発明の圧電素子の製造方法は、前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しないことが好ましい。
これにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部にレジスト液を塗布しないため、又部に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子の製造工程を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図である。
【図２】図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）である。
【図３】図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図である。
【図４】図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図である。
【図５】図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図である。
【図６】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図７】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図８】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図９】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図１０】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図１１】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図、図２は、図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）、図３ないし図５は、それぞれ、図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図、図６ないし図１１は、それぞれ、レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１〜図１１の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００２１】
図１に示す圧電素子（振動子）１は、圧電素子片（振動片）２と、圧電素子片２上に形成された電極３とで構成されている。
圧電素子片２は、音叉型の平面視形状を有する薄板である。すなわち、圧電素子片２は、上面と、下面と、側面と、上面および側面が交差する上側角部と、下面および側面が交差する下側角部とを有している。
【００２２】
具体的には、圧電素子片２は、基部２１と、基部２１から突出し同一方向に延在する一対の腕部２２、２３を有している。また、図２に示すように、腕部２２には、上面に開放する上側凹部２２１と、下面に開放する下側凹部２２２とが形成されている。同様に、腕部２３にも、上面に開放する上側凹部２３１と、下面に開放する下側凹部２３２とが形成されている。これら凹部２２１〜２３２は、それぞれ、腕部２２、２３の延在方向に沿って延在している。また、凹部２２１〜２３２は、互いにほぼ等しい形状（長さ、幅、深さ、開口形状、横断面形状、縦断面形状等）を有している。
【００２３】
このような圧電素子片２の構成材料としては、例えば、水晶、酸化亜鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム等が挙げられる。これら材料の中でも特に水晶を用いることにより、振動特性および温度特性等の優れる圧電素子１が得られる。
図１に示すように、電極３は、互いに絶縁された第１の電極３１および第２の電極３２を有している。第１の電極３１は、基部２１の上面に形成された端子３１１と、腕部２２の側面にその側面を囲むように形成された側面電極３１２と、腕部２３の上側凹部２３１に形成された上側凹部電極３１３と、腕部２３の下側凹部２３２に形成された下側凹部電極３１４とを有している。側面電極３１２は、基部２１の側面に形成された配線を介して端子３１１に接続されており、上側凹部電極３１３は、基部２１の上面に形成された配線を介して側面電極３１２に接続されており、下側凹部電極３１４は、基部２１の下面に形成された配線を介して側面電極３１２に接続されている。
【００２４】
このような第１の電極３１とは対称的に、第２の電極３２は、基部２１の上面に形成された端子３２１と、腕部２３の側面にその側面を囲むように形成された側面電極３２２と、腕部２２の上側凹部２２１に設けられた上側凹部電極３２３と、腕部２２の下側凹部２２２に設けられた下側凹部電極３２４とを有している。また、側面電極３２２、上側凹部電極３２３および下側凹部電極３２４は、それぞれ、配線を介して端子３２１に接続されている。
【００２５】
このような構成の圧電素子１は、基部２１を固定した状態にて、第１の電極３１および第２の電極３２にそれぞれ交流電圧を印加することにより、腕部２２、２３を所定の周波数で振動させたり、反対に、腕部２２、２３の振動により発生する起電力を第１の電極３１および第２の電極３２により検知したりするのに使用される。
次いで、圧電素子１の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）について図３ないし図５に基づいて説明する。なお、図３〜図５は、それぞれ、図１のＡ−Ａ線断面図を示している。
【００２６】
圧電素子１の製造方法は、圧電素子片（被塗布物）２を用意する圧電素子片用意工程と、圧電素子片２の表面に電極３形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、レジストマスクを用いて金属膜をパターニングし、電極３を形成する電極形成工程とを有している。以下、これら各工程について詳細に説明する。
【００２７】
［圧電素子片用意工程］
まず、図３（ａ）に示すように、ソーワイヤ等により切り出した後、研磨加工および洗浄を行った薄板状（例えば、厚さが５０μｍ〜２００μｍ程度）の水晶ウエハ１００を用意し、この水晶ウエハ１００の上面に、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕをこの順で例えばスパッタ法により形成する。次いで、金層Ａｕ表面にレジストを塗布した後、このレジストを音叉形状のパターンに露光・現像し、音叉形状のレジストマスクＭ１を形成する。
【００２８】
次いで、図３（ｂ）に示すように、レジストマスクＭ１を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチング（ウェットエッチング、ドライエッチング等の各種エッチング。以下同様である）し、これら層をレジストマスクＭ１同様、音叉形状にパターニングする。次いで、図３（ｃ）に示すように、金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをマスクとして、水晶ウエハ１００をエッチングする。これにより、音叉型の平面視形状を有する、すなわち基部２１および一対の腕部２２、２３を有する水晶ウエハ１００が得られる。
【００２９】
次いで、図３（ｄ）に示すように、レジストマスクＭ１を除去した後、再度、金層Ａｕの表面にレジストを塗布し、このレジストを、上側凹部２２１、２３１の開口パターンに露光・現像し、上側凹部２２１、２３１の形状に対応するレジストマスクＭ２を形成する。
次いで、図４（ａ）に示すように、レジストマスクＭ２を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチングし、さらに、金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをマスクとして、水晶ウエハ１００をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ１００の上面に開放する上側凹部２２１、２３１が形成される。
【００３０】
次いで、図４（ｂ）に示すように、上側凹部２２１、２３１の形成と同様の方法で、下側凹部２２２、２３２を形成する。すなわち、水晶ウエハ１００の下面にクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを形成した後、金層Ａｕの表面に下側凹部２２２、２３２に対応するパターンを有するレジストマスクを形成し、そのレジストマスクを介して水晶ウエハ１００をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ１００の下面に開放する下側凹部２２２、２３２が形成される。なお、下側凹部２２２、２３２の形成は、上側凹部２２１、２３１の形成と同時に行ってもよいし、上側凹部２２１、２３１の形成に先立って行ってもよい。
次いで、図４（ｃ）に示すように、水晶ウエハ１００上に形成された全ての膜（レジストマスクＭ２、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕ）を除去する。以上の工程により、基部２１、腕部２２、２３、上側凹部２２１、２３１および下側凹部２２２、２３２を有する圧電素子片２が得られる。
【００３１】
［金属膜形成工程］
図５（ａ）に示すように、圧電素子片２の表面（上面、下面および側面）に、電極３（第１の電極３１および第２の電極３２）を形成するためのクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕをスパッタ法により形成する。
［レジストマスク形成工程］
図５（ｂ）に示すように、後述するインクジェット法（吐出法）により金層Ａｕの表面にレジスト液を塗布し、これを乾燥することによりレジスト膜を形成する。その後、このレジスト膜を第１電極３１および第２電極３２のパターン形状に露光・現像することにより、第１の電極３１および第２の電極３２の外形パターンをしたレジストマスクＭ３を形成する。
【００３２】
なお、図５（ｂ）に示すように、本工程では、腕部２２、２３のつけ根部分に挟まれた又部２４にはレジスト液を塗布しない。ここで、図１に示すように、圧電素子１では、第１の電極３１の側面電極３１２と第２の電極３２の側面電極３２２とを絶縁（分離）するために、又部２４には電極が形成されていない。すなわち、又部２４に形成されたクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを除去する必要がある。そのため、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを除去する必要がある又部２４へのレジスト液の塗布を省略することにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部２４にレジスト液を塗布しないのであるから、又部２４に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子１の製造工程を簡易化することができる。
【００３３】
［電極形成工程］
図５（ｃ）に示すように、レジストマスクＭ３を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチングし、これら層を第１、第２の電極３１、３２の形状にパターニングする。エッチング終了後、レジストマスクＭ３を除去する。これにより、クロム層Ｃｒと金層Ａｕが積層して構成された第１の電極３１および第２の電極３２が得られる。なお、第１の電極３１と第２の電極３２との短絡を防止するために、第１の電極３１および第２の電極３２を覆うように圧電素子片２の表面に表面保護膜を形成してもよい。
以上の工程により、圧電素子１が製造される。
【００３４】
なお、このようにして、圧電素子１が製造された後、圧電素子１の周波数調整を行ってもよい。この調整方法としては、例えば、金属膜形成工程にて圧電素子片２の表面に形成したクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを用いて、腕部２２、２３の先端部分（第１、第２の電極３１、３２のパターン形状に重ならない領域）に形成した錘部材を、レーザートリミングにより除去して、腕部２２、２３の質量を減少させることにより（質量削減方式により）、圧電素子１の周波数調整を行う方法が挙げられる。
【００３５】
［レジスト液の塗布方法（レジスト膜の形成方法）］
次いで、前述したレジストマスク形成工程における、金層Ａｕ表面へのレジスト塗布方法（本発明の塗膜形成方法）を図６ないし図１１に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、図６ないし図１１に示すように、互いに直交する３つの軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とし、圧電素子片２の上面に平行な平面をｘｙ平面とする。また、図６ないし図１１では、説明の便宜上、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕの積層構造を、単に一層構造の「電極膜４」として図示する。また、以下では、説明の便宜上、圧電素子片２の表面に電極膜４が形成されているものを単に「圧電素子片２」とも言う。
【００３６】
圧電素子片２の表面へのレジストの塗布は、インクジェットヘッド５００からレジスト液（液滴）Ｑを吐出し、圧電素子片２の表面に着弾させることにより行う。インクジェットヘッド５００としては、インクジェットプリンター等で使用されるものとほぼ同様の構成のものを用いることができる。インクジェットヘッド５００の構成について簡単に説明すれば、インクジェットヘッド５００は、例えば、複数のノズル孔（例えば、２列５０行）が形成されたノズルプレートと、各ノズル孔に１対１の関係で連通する複数のインク室と、各インク室を収縮・膨張させる複数のピエゾ素子とを有している。このようなインクジェットヘッド５００は、ピエゾ素子の駆動によりインク室が収縮・膨張すると、その内容量の変化に基づいて、そのインク室に充填されたレジストがノズル孔から液滴として前記ノズルプレートの法線方向へ吐出するように構成されている。
【００３７】
まず、圧電素子片２を、上側凹部２２１、２３１が開放する側の面（以下「第１面２７」とも言う）が上側に位置するように、図示しない載置台に載置する。この図示しない載置台は、例えばヒーター等の加熱手段を備えており、載置された圧電素子片２を加熱することが可能である。このような載置台によって圧電素子片２を加熱しながら（所定温度に保ちながら）レジスト液Ｑを圧電素子片２表面に着弾させることにより、圧電素子片２に着弾したレジスト液Ｑを迅速に乾燥することができる。例えば、圧電素子片２の温度を適宜調節することにより、レジスト液Ｑが圧電素子片２に着弾してから乾燥するまでの時間を制御することもできる。
【００３８】
次いで、圧電素子２の第１面２７（上面）とインクジェットヘッド５００とを対向させるとともに、インクジェットヘッド５００の姿勢をノズルプレートと第１面２７とが略平行となるように設定する。これにより、インクジェットヘッド５００から吐出されるレジスト液Ｑの吐出方向は、圧電素子片２の第１面２７の法線方向、すなわちｚ軸方向と一致する。
【００３９】
このときのインクジェットヘッド５００のノズルプレート（ノズル孔）と第１面２７との離間距離は、特に限定されないが、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であるのが好ましい。このような範囲とすることにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子片２との接触を防止しつつ、ノズル孔から吐出したレジスト液Ｑを圧電素子片２表面の所望位置に高精度に着弾させることができる。
【００４０】
［側面２８へのレジスト膜形成工程］
次いで、圧電素子片２の側面２８にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ１を形成する。詳しくは、まず、インクジェットヘッド５００を、所定のノズル孔５０１が圧電素子片２の第１面２７と側面２８が交差する角部Ａの上方付近にくるように位置させる。
【００４１】
次いで、インクジェットヘッド５００をｘ軸方向に移動させながら、ノズル孔５０１からほぼ同じ径の複数のレジスト液Ｑを連続的に吐出する。以下、このことについて、具体的に説明するが、説明の便宜上、複数のレジスト液Ｑとして、それぞれ径のほぼ等しい５滴のレジスト液Ｑ１〜Ｑ５を吐出した場合について代表して説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、第１滴目のレジスト液Ｑ１をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ１は、その中心Ｏ１が角部Ａより左側にある線分Ｓ１上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。図６（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ１は、その全てが第１面２７に濡れ広がり側面２８を流下しない。
【００４２】
次いで、図７（ａ）に示すように、第２滴目のレジスト液Ｑ２をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ２は、その中心Ｏ２が線分Ｓ２上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。線分Ｓ２は、線分Ｓ１に対して右側に所定距離ｄ離間した線分である。また、距離ｄは、レジスト液Ｑ１の直径未満となるように設定する。図７（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ２は、その大半が第１面２７に濡れ広がり、その他の僅かな部分が側面２８を伝って流下する。なお、レジスト液Ｑ２の圧電素子片２への着弾は、先に圧電素子片２に着弾したレジスト液Ｑ１を乾燥させた後に行ってもよいし、レジスト液Ｑ１が乾燥しないうちに行ってもよい。このことは、後述するレジスト液Ｑ３〜Ｑ５についても同様である。
【００４３】
次いで、図８（ａ）に示すように、第３滴目のレジスト液Ｑ３をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ３は、その中心Ｏ３が線分Ｓ３上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。線分Ｓ３は、線分Ｓ２に対して右側に所定距離ｄ離間するとともに角部Ａからｚ軸方向に引いた線分と一致する線分である。図８（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ３は、その半分以上が先に側面２８に塗布されたレジスト液Ｑ２と重なり合いながら（または混ざり合いながら）側面２８を伝って流下する。
【００４４】
次いで、図９（ａ）に示すように、第４滴目のレジスト液Ｑ４をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ４は、その中心Ｏ４が線分Ｓ４上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。線分Ｓ４は、線分Ｓ３に対して右側に所定距離ｄ離間した線分である。図９（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ４は、その大半が先に側面２８に塗布されたレジスト液Ｑ２、Ｑ３と重なり合いながら（または混ざり合いながら）側面２８を伝って流下する。
【００４５】
次いで、図１０（ａ）に示すように、第５滴目のレジスト液Ｑ５をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ５は、その中心Ｏ５が線分Ｓ４に対して右側に所定距離ｄ離間する線分Ｓ５上を通過するため、図１０（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾しない。
このようにして、側面２８にレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ２〜Ｑ４）が塗布される。そして、上記側面２８へのレジスト液Ｑの塗布を、角部Ａの延在方向（ｙ軸方向）の全域に対して行うことにより、側面２８の幅方向（ｙ軸方向）の全域にレジスト液Ｑを塗布することができ、これを乾燥することにより側面２８にレジスト膜Ｌ１を形成することができる。この場合、圧電素子片２への着弾状態でｙ軸方向に隣り合うレジスト液Ｑ同士が重なり合うことが好ましい。これにより、不本意な、レジスト液Ｑが塗布されない領域（レジスト膜Ｌ１が形成されない領域）の発生を防止することができる。
【００４６】
このようなレジスト膜形成方法（レジスト塗布方法）によれば、インクジェットヘッド５００の姿勢を一定に保ったまま、簡単かつ確実に、レジスト液Ｑを塗布すべき全ての側面２８（例えば、腕部２２の図６中左側面、右側面、腕部２３の図６中左側面、右側面）に塗布することができる。すなわち、インクジェットヘッド５００の姿勢を一定に保ったまま、法線方向が異なる複数の側面全てに対して簡単かつ確実にレジスト液Ｑを塗布することができる。そのため、レジスト塗布工程の簡易化を図ることができる。
【００４７】
また、上記レジスト膜形成方法によれば、角部Ａにレジスト液Ｑを衝突させるため、当該角部Ａに、レジストマスクＭ３として十分な膜厚を有するレジスト膜Ｌ１を形成することもできる。従来のレジスト塗布方法では、角部ＡにレジストマスクＭ３として十分な膜厚を有するレジスト膜を形成するのが困難であったため、レジストマスクＭ３を介して電極膜４をエッチングする際に、角部Ａ付近にて電極膜４が不本意に除去されてしまい、これが断線や短絡の原因となっていたが、上記レジスト膜形成方法（本発明の塗膜形成方法）によれば、前述の理由から、このような問題点を確実に解消することができる。
【００４８】
また、上記レジスト膜形成方法によれば、インクジェットヘッド５００と角部Ａとの位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、複数のレジスト液Ｑのうちの少なくとも１つのレジスト液Ｑを確実に角部Ａに衝突させ、その一部を側面２８を伝って流下させることができるため、短時間（前記位置決めを高精度に行う必要がないため）で、簡単かつ確実に、側面２８にレジスト膜Ｌ１を形成（レジスト液Ｑを塗布）することができる。そのため、上記レジスト膜形成方法によれば、側面２８へのレジスト液Ｑの塗布工程の簡易化および円滑化を図りつつ、その確実性を向上させることができる。
【００４９】
また、上記レジスト膜形成方法によれば、例えばレジスト液Ｑ１、Ｑ２を圧電素子片２に着弾させた状態では、側面２８に塗布されたレジスト液Ｑの量（流下距離、膜厚等。以下同様）がレジストマスクＭ３を形成するのに不十分である場合であるが、レジスト液Ｑ３、Ｑ４を圧電素子片２に着弾させることにより、側面２８に塗布されるレジスト液Ｑが補充され、結果として、側面２８に塗布されるレジスト液Ｑの量が、レジストマスクＭ３を形成するのに十分な量となる。このようなことからも、上記レジスト膜形成方法によれば、より確実に、レジストマスクＭ３を形成するのに十分な量のレジスト液Ｑを側面２８に塗布することができる。
【００５０】
ここで、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、側面２８の厚さ方向（ｚ軸方向）の中間（図１０（ｂ）中の点線Ｉ）よりも下側までレジスト液Ｑが流下するのが好ましい。これは、後述するように、圧電素子片２の第１面２７側へのレジスト液Ｑの塗布が終わると、圧電素子片２を上下引っくり返し、第２面２９側から側面２８にレジスト液Ｑを塗布するため、側面２８のうち少なくとも第１面２７側の半分にレジスト液Ｑを塗布しておけば、これと同じように第２面２９側からレジスト液Ｑを塗布することにより、最終的に、側面２８の厚さ方向の全域にレジスト液Ｑを塗布することができるためである。すなわち、側面２８の厚さ方向の中間よりも下側までレジスト液Ｑを流下させれば、より確実に、側面２８の厚さ方向の全域にレジスト液Ｑを塗布することができる。
【００５１】
なお、レジスト液Ｑの側面２８の流下距離は、後述するようにレジスト液Ｑの大きさ（径）や粘度によって制御可能であるが、その他、側面２８の表面粗さや、レジスト液Ｑの圧電素子片２上での塗れ性によっても制御可能である。すなわち、前述したような載置台が有するヒーターによって、圧電素子片２の温度を適宜調節することによっても、レジスト液Ｑが点線Ｉよりも下側まで流下し、かつ必要以上に流下しないように、その流下距離を制御することができる。
【００５２】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、レジスト液Ｑの直径としては、特に限定されないが、１０μｍ〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１５μｍ〜２５μｍ程度であるのがより好ましい。レジスト液Ｑの径をこのような大きさとすることにより、圧電素子片２の角部Ａにレジスト液Ｑを衝突させやすくなるとともに、衝突後に側面２８を流下するレジスト液Ｑの量が適当となる。そのため、圧電素子片２の側面２８にレジストマスクＭ３として適した膜厚のレジスト膜Ｌ１を形成することができる。
【００５３】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、レジスト液Ｑの粘度としては、特に限定されないが、１ｃＰ〜２０ｃＰ（０．００１Ｐａ・ｓ〜０．０２Ｐａ・ｓ）程度であるのが好ましい。これにより、側面２８を流下するレジスト液Ｑを、当該側面２８に留めておくことができ（レジスト液Ｑが流下し過ぎるのを抑制することができ）、圧電素子片２の側面２８にレジストマスクＭ３として適した膜厚のレジスト膜Ｌ１を形成することができる。
【００５４】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、インクジェットヘッド５００からの吐出位置が隣り合う一対のレジスト液Ｑ（例えばレジスト液Ｑ１、Ｑ２）の中心間距離（距離ｄ）としては、レジスト液Ｑの直径未満であればよいが、半径未満であるのが好ましい。すなわち、側面２８へのレジスト液Ｑの塗布では、レジスト液Ｑをｘ軸方向にレジスト液Ｑの半径よりも短い距離ずらして複数滴吐出するのが好ましい。これにより、より多くのレジスト液Ｑを角部Ａに衝突させることができ、不本意な、レジスト液Ｑが塗布されない領域の発生を防止することができる。
【００５５】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、最も離間する一対のレジスト液Ｑ１、Ｑ５の吐出位置の中心間距離（中心Ｏ１、Ｏ５のｘ軸方向における離間距離）Ｄとしては、特に限定されないが、２０μｍ〜１００μｍ程度であるのが好ましく、３０μｍ〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。ここで、ｘｙ平面視にて、角部Ａがレジスト液Ｑ１の中心Ｏ１とレジスト液Ｑ５の中心Ｏ５との間に位置していれば、角部Ａの位置に関係なくレジスト液Ｑ１〜Ｑ５の少なくとも１つのレジスト液が角部Ａと衝突し、その半分以上が側面２８を流下する。言い換えれば、角部Ａが、レジスト液Ｑ１の中心Ｏ１とレジスト液Ｑ５の中心Ｏ５との間に位置するようにさえ、圧電素子２とインクジェットヘッド５００との位置合わせを行えば、側面２８にレジスト液Ｑを塗布することができる。そのため、中心間距離Ｄを上記数値範囲とすることにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子２との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、側面２８にレジスト液Ｑを塗布することができ、高精度な位置決めが必要ない分、側面２８へのレジスト液Ｑの塗布工程の迅速化を図ることができる。この効果に加え、中心間距離Ｄを上記数値範囲とすることにより、レジスト液Ｑの液滴数を抑えることができ、レジスト液Ｑの使用量を低減することができる。
【００５６】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、ｘｙ平面視において、最も離間する一対のレジスト液Ｑ１、Ｑ５の中心Ｏ１、Ｏ５間の中間点付近に、角部Ａが位置することが好ましい。なお、本実施形態では、ｘｙ平面視にて、中心Ｏ１、Ｏ５間の中間点である中心Ｏ３上に角部Ａが位置している。角部Ａをこのように位置することにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子２との位置決めを行う際に、これらが相対的に所定位置関係から若干ｘ軸方向のプラス側にずれた場合またはマイナス側にずれた場合のいずれの場合にも、そのずれを許容し、側面２８にレジスト液Ｑを塗布することができる。
なお、本実施形態では、５滴のレジスト液Ｑ１〜Ｑ５をｘ軸方向にずらしながら吐出する場合について説明したが、レジスト液Ｑの滴数としては、これに限定されず、２〜４滴であってもよいし、６滴以上であってもよい。
【００５７】
［第１面２７へのレジスト膜形成工程］
以上の工程により、圧電素子片２の第１面２７側の側面２８へのレジスト膜Ｌ１の形成を終えると、次いで、圧電素子片２の第１面２７にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ２を形成する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、各ノズル孔からレジスト液Ｑを吐出させながら、インクジェットヘッド５００を圧電素子片２の第１面２７の上方にてｘ軸方向およびｙ軸方向に移動することにより、圧電素子片２の第１面２７の全域にレジスト液Ｑを着弾させる。このとき、インクジェットヘッド５００のノズルプレートが第１面２７と平行であるため、各ノズル孔と第１面２７との離間距離がそれぞれ等しく、その結果、レジスト液Ｑを圧電素子片２の第１面２７に粗密なく均一に塗布することができる。そして、着弾した各レジスト液Ｑを乾燥することにより、第１面２７上にレジスト膜Ｌ２を形成することができる。
【００５８】
なお、レジスト液Ｑを吐出するノズル孔の数としては、特に限定されず、全てのノズル孔のうちの一部だけでもよいし、さらには、１つだけでもよい。
また、第１面２７への着弾状態で重なり合う複数のレジスト液Ｑを塗布する場合には、１滴目のレジスト液Ｑを第１面２７へ着弾させ当該レジスト液Ｑを乾燥させた後に、２滴目のレジスト液Ｑを乾燥した１滴目のレジスト液Ｑと重なるように第１面２７へ着弾させてもよいし、１滴目のレジスト液Ｑが第１面２７上で乾燥しないうちに、２滴目のレジスト液Ｑを１滴目のレジスト液Ｑと重なるように第１面２７へ着弾させてもよい。また、複数のレジスト液Ｑを同時に第１面２７に着弾させてもよい。
【００５９】
ここで、当該工程（第１面２７にレジスト液Ｑを塗布する工程）では、第１面２７とともに、上側凹部２２１、２３１の内面にもレジスト液Ｑを塗布する必要があるが、この上側凹部２２１、２３１の内面へのレジスト液Ｑの塗布は、例えば、上側凹部２２１、２３１内をレジスト液Ｑで満たすことにより行ってもよいし、前述した圧電素子片２の側面２８へのレジスト液Ｑの塗布と同様の方法により行ってもよい。なお、図１１（ａ）では、前者の方法によるものが図示されている。
【００６０】
［側面２８へのレジスト膜形成工程］
以上の工程により、圧電素子片２の第１面２７側へのレジスト膜Ｌ２の形成を終えると、次いで、圧電素子片２の第２面２９および側面２８の第２面２９側にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ３、Ｌ４を形成する。具体的には、まず、圧電素子片２の上下を引っくり返す。次いで、図１１（ｂ）に示すように、側面２８にレジスト液Ｑを塗布し、乾燥することで側面２８にレジスト膜Ｌ３を形成する。これにより、当該レジスト膜Ｌ３が、本工程に先立って側面２８の第１面２７側に形成されたレジスト膜Ｌ１と一体化し（一部が重なり合い）、側面２８の厚さ方向（ｚ軸方向）全域にレジスト膜が形成される。当該工程は、前述の側面２８の第１面２７側にレジスト膜Ｌ１を形成する工程と同様であるため、その説明を省略する。
【００６１】
［第２面２９へのレジスト膜形成工程］
次いで、図１１（ｃ）に示すように、圧電素子片２の第２面２９にレジスト液Ｑを塗布し、乾燥することでレジスト膜Ｌ４を形成する。当該工程は、前述した第１面２７にレジスト膜Ｌ２を形成する工程と同様であるため、その説明省略する。
以上の工程により、圧電素子片２の表面のうち、レジスト膜を形成する必要のある領域の全域（すなわち、圧電素子片２の又部２４を除く全域）に、レジスト膜を形成することができる。そして、このレジスト膜を前述したように第１の電極３１および第２の電極３２のパターン形状に露光・現像することにより、第１、第２の電極３１、３２の外形パターンをしたレジストマスクＭ３を形成することができる。
【００６２】
以上、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、第１面側からレジスト液を塗布する際に、側面にレジスト液を塗布してから、第１面にレジスト液を塗布する方法について説明したが、これに限定されず、例えば、反対に、第１面にレジスト液を塗布してから、側面にレジスト液を塗布してもよい。
また、前述した実施形態では、液滴としてレジスト膜を形成するためのレジスト液を用いた構成について説明したが、液滴としてはこれに限定されず、例えば、絶縁膜を形成するための絶縁性の液滴や、電極膜や配線膜を形成する導電性の液滴であってもよい。
【００６３】
また、前述した実施形態では、被塗布物として、圧電材料で構成された圧電体基板を用いた構成について説明したが、被塗布物としては、これに限定されず、例えば、各種樹脂材料で構成された樹脂基板（合成樹脂基板）や、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ等の各種金属材料で構成された金属基板や、各種セラミックスで構成されたセラミックス基板や、シリコン基板等の半導体基板や、石英ガラス等の各種ガラス材料で構成されたガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等であってもよい。
また、圧電素子片の形状としては、２本の腕部を有する音叉型のものについて説明したが、これに限定されず、例えば、ジャイロセンサ等に用いられる６本の腕部を有する「王」型をなすものであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１……圧電素子 ２……圧電素子片 ２１……基部 ２２、２３……腕部 ２２１、２３１……上側凹部 ２２２、２３２……下側凹部 ２４……又部 ２７……第１面 ２８……側面 ２９……第２面 ３……電極 ３１……第１の電極 ３１１、３２１……端子 ３１２、３２２……側面電極 ３１３、３２３……上側凹部電極 ３１４、３２４……下側凹部電極 ３２……第２の電極 ４……電極膜 ５００……インクジェットヘッド ５０１……ノズル孔 １００……水晶ウエハ Ｃｒ……クロム層 Ａｕ……金層 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３……レジストマスク Ｌ１〜Ｌ４……レジスト膜 Ｏ１〜Ｏ５……中心 Ｑ、Ｑ１〜Ｑ５……レジスト液 Ｓ１〜Ｓ５……線分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜形成方法および圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水晶等の圧電体材料で構成された圧電基板（圧電素子片）の表面に電極を形成する方法として次のような方法が知られている。すなわち、まず、圧電基板上に電極を形成するための金属膜をスパッタリング法により形成する。次いで、金属膜上にレジスト（フォトレジスト）を塗布し、電極の形状にパターニング（露光・現像）することによりレジストマスクを形成する。そして、レジストマスクを介して金属膜をエッチングした後、レジストマスクを除去することにより圧電基板上に電極を形成する。
【０００３】
また、金属膜上にレジストを塗布する方法（塗膜を形成する方法）として、インクジェットを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のレジスト塗布方法では、レジスト液の吐出方向が圧電基板の上面に垂直な方向から所定側面側に傾いた方向に設定されており、これにより、圧電基板の上面にレジスト液を塗布するともに、前記所定側面にもレジスト液を塗布することができる。
【０００４】
しかしながら、このような特許文献１のレジスト塗布方法では、前記所定側面以外の側面（所定側面とは、法線方向が異なる側面）にもレジスト液を塗布する場合には、圧電基板を回転させて配置を変更するか、ヘッドの傾き方向を変更することによりレジストの吐出方向を変更しなければならず、レジスト塗布工程の多工程化および煩雑化を招いてしまう。
【０００５】
また、インクジェットヘッドは、通常、複数のノズル列を有するため、特許文献１のレジスト塗布方法では、圧電基板の上面に垂直な方向に対するレジスト液の吐出方向の傾きによって、ノズル列ごとの圧電基板の上面に着弾したレジスト液同士の離間距離が変化したり、レジスト液の吐出距離（ヘッドから上面までの軌道距離）が変化したりする。そのため、不本意に、圧電基板上にレジスト液が塗布されない部分が発生したり、レジスト液が塗布されていてもその膜厚が少ない部分が発生したりする。その結果、ピンホール等が発生し、ピンホールが発生した個所において不本意な金属膜の除去が行われ、短絡や断線が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７７３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、被塗布物への液滴塗布工程を簡易化するとともに、被塗布物上に所望の塗膜を形成することのできる塗膜形成方法、およびこの塗膜形成方法を用いることにより、信頼性の高い圧電素子を簡単に製造することのできる圧電素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の塗膜形成方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する基板に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
複数の前記液滴を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記被塗布物の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数の液滴のうちの前記角部でせん断された液滴が前記側面を流下することにより、前記側面に前記塗膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
これにより、簡単かつ確実に、被塗布物の側面に適当な厚さの塗膜を形成することができきる。また、液滴の吐出方向を一定に保ったままで、全ての側面に対して液滴を塗布することができるため、液滴塗布工程の簡易化を図ることができる。また、ノズルと被塗布物との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、側面に液滴を塗布することができるため、短時間で、簡単かつ確実に、側面に液滴を塗布することができる。
【００１０】
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物の平面視にて、前記液滴を前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の半径よりも短い距離ずらして複数滴吐出することが好ましい。
これにより、より多くの液滴を角部に衝突させることができ、側面に、不本意な、液滴が塗布されない領域が発生するのを防止することができる。
【００１１】
本発明の塗膜形成方法では、前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間距離は、２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
これにより、ノズルと被塗布物との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、被塗布物の側面に液滴を塗布することができ、高精度な位置決めが必要ない分、側面への液滴の塗布工程の迅速化を図ることができる。また、この効果に加え、液滴の吐出数を抑えることができ、液滴の使用量を低減することができる。
【００１２】
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物の平面視にて、前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間の中間点付近に、前記角部が位置することが好ましい。
これにより、ノズルと被塗布物との位置決めを行う際に、これらの相対的位置関係が所定の関係からずれた場合にも、そのずれを許容し、確実に、側面に液滴を塗布することができる。
【００１３】
本発明の塗膜形成方法では、前記角部でせん断された液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させることが好ましい。
これにより、より確実に、側面の厚さ方向の全域に液滴を塗布することができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴の径は、１０μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
これにより、被塗布物の角部に液滴を衝突させやすくなるとともに、衝突後に被塗布物の側面を流下するレジスト液の量が適当となる。そのため、被塗布物の側面に適当な（薄すぎず、厚すぎない）膜厚の塗膜を形成することができる。
【００１４】
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴の粘度は、１ｃＰ〜２０ｃＰであることが好ましい。
これにより、被塗布物の側面に液滴を留めておくことができ（被塗布物側面から液滴の大半が流れ落ちるのを防止することができ）、被塗布物の側面に適当な膜厚の塗膜を形成することができる。
【００１５】
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記液滴は、レジスト液であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。
【００１６】
本発明の圧電素子の製造方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程では、複数の前記レジスト液を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記圧電素子片の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記レジスト液の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数のレジスト液のうちの前記角部でせん断されたレジスト液が前記側面を流下することにより、前記側面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、前記レジスト膜に露光および現像を行うことにより前記レジストマスクを形成することを特徴とする。
【００１７】
これにより、レジスト液の吐出方向を一定に保ったままで、レジスト液を塗布する必要のある全ての領域（上面、下面および側面）に対してレジスト液を塗布することができるため、レジストマスク形成工程の簡易化を図ることができる。また、ノズルと圧電素子片との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、圧電素子片の側面にレジスト液を塗布することができる。そのため、圧電素子の製造方法の簡易化および迅速化を図ることができる。
【００１８】
本発明の圧電素子の製造方法は、前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しないことが好ましい。
これにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部にレジスト液を塗布しないため、又部に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子の製造工程を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図である。
【図２】図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）である。
【図３】図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図である。
【図４】図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図である。
【図５】図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図である。
【図６】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図７】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図８】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図９】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図１０】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【図１１】レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図、図２は、図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）、図３ないし図５は、それぞれ、図１に示す圧電素子の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）を示す断面図、図６ないし図１１は、それぞれ、レジストマスク形成工程中のレジスト液を圧電素子片に塗布する方法（本発明の塗膜形成方法）を説明する断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１〜図１１の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００２１】
図１に示す圧電素子（振動子）１は、圧電素子片（振動片）２と、圧電素子片２上に形成された電極３とで構成されている。
圧電素子片２は、音叉型の平面視形状を有する薄板である。すなわち、圧電素子片２は、上面と、下面と、側面と、上面および側面が交差する上側角部と、下面および側面が交差する下側角部とを有している。
【００２２】
具体的には、圧電素子片２は、基部２１と、基部２１から突出し同一方向に延在する一対の腕部２２、２３を有している。また、図２に示すように、腕部２２には、上面に開放する上側凹部２２１と、下面に開放する下側凹部２２２とが形成されている。同様に、腕部２３にも、上面に開放する上側凹部２３１と、下面に開放する下側凹部２３２とが形成されている。これら凹部２２１〜２３２は、それぞれ、腕部２２、２３の延在方向に沿って延在している。また、凹部２２１〜２３２は、互いにほぼ等しい形状（長さ、幅、深さ、開口形状、横断面形状、縦断面形状等）を有している。
【００２３】
このような圧電素子片２の構成材料としては、例えば、水晶、酸化亜鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、四硼酸リチウム等が挙げられる。これら材料の中でも特に水晶を用いることにより、振動特性および温度特性等の優れる圧電素子１が得られる。
図１に示すように、電極３は、互いに絶縁された第１の電極３１および第２の電極３２を有している。第１の電極３１は、基部２１の上面に形成された端子３１１と、腕部２２の側面にその側面を囲むように形成された側面電極３１２と、腕部２３の上側凹部２３１に形成された上側凹部電極３１３と、腕部２３の下側凹部２３２に形成された下側凹部電極３１４とを有している。側面電極３１２は、基部２１の側面に形成された配線を介して端子３１１に接続されており、上側凹部電極３１３は、基部２１の上面に形成された配線を介して側面電極３１２に接続されており、下側凹部電極３１４は、基部２１の下面に形成された配線を介して側面電極３１２に接続されている。
【００２４】
このような第１の電極３１とは対称的に、第２の電極３２は、基部２１の上面に形成された端子３２１と、腕部２３の側面にその側面を囲むように形成された側面電極３２２と、腕部２２の上側凹部２２１に設けられた上側凹部電極３２３と、腕部２２の下側凹部２２２に設けられた下側凹部電極３２４とを有している。また、側面電極３２２、上側凹部電極３２３および下側凹部電極３２４は、それぞれ、配線を介して端子３２１に接続されている。
【００２５】
このような構成の圧電素子１は、基部２１を固定した状態にて、第１の電極３１および第２の電極３２にそれぞれ交流電圧を印加することにより、腕部２２、２３を所定の周波数で振動させたり、反対に、腕部２２、２３の振動により発生する起電力を第１の電極３１および第２の電極３２により検知したりするのに使用される。
次いで、圧電素子１の製造方法（本発明の圧電素子の製造方法）について図３ないし図５に基づいて説明する。なお、図３〜図５は、それぞれ、図１のＡ−Ａ線断面図を示している。
【００２６】
圧電素子１の製造方法は、圧電素子片（被塗布物）２を用意する圧電素子片用意工程と、圧電素子片２の表面に電極３形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、レジストマスクを用いて金属膜をパターニングし、電極３を形成する電極形成工程とを有している。以下、これら各工程について詳細に説明する。
【００２７】
［圧電素子片用意工程］
まず、図３（ａ）に示すように、ソーワイヤ等により切り出した後、研磨加工および洗浄を行った薄板状（例えば、厚さが５０μｍ〜２００μｍ程度）の水晶ウエハ１００を用意し、この水晶ウエハ１００の上面に、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕをこの順で例えばスパッタ法により形成する。次いで、金層Ａｕ表面にレジストを塗布した後、このレジストを音叉形状のパターンに露光・現像し、音叉形状のレジストマスクＭ１を形成する。
【００２８】
次いで、図３（ｂ）に示すように、レジストマスクＭ１を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチング（ウェットエッチング、ドライエッチング等の各種エッチング。以下同様である）し、これら層をレジストマスクＭ１同様、音叉形状にパターニングする。次いで、図３（ｃ）に示すように、金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをマスクとして、水晶ウエハ１００をエッチングする。これにより、音叉型の平面視形状を有する、すなわち基部２１および一対の腕部２２、２３を有する水晶ウエハ１００が得られる。
【００２９】
次いで、図３（ｄ）に示すように、レジストマスクＭ１を除去した後、再度、金層Ａｕの表面にレジストを塗布し、このレジストを、上側凹部２２１、２３１の開口パターンに露光・現像し、上側凹部２２１、２３１の形状に対応するレジストマスクＭ２を形成する。
次いで、図４（ａ）に示すように、レジストマスクＭ２を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチングし、さらに、金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをマスクとして、水晶ウエハ１００をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ１００の上面に開放する上側凹部２２１、２３１が形成される。
【００３０】
次いで、図４（ｂ）に示すように、上側凹部２２１、２３１の形成と同様の方法で、下側凹部２２２、２３２を形成する。すなわち、水晶ウエハ１００の下面にクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを形成した後、金層Ａｕの表面に下側凹部２２２、２３２に対応するパターンを有するレジストマスクを形成し、そのレジストマスクを介して水晶ウエハ１００をハーフエッチングする。これにより、水晶ウエハ１００の下面に開放する下側凹部２２２、２３２が形成される。なお、下側凹部２２２、２３２の形成は、上側凹部２２１、２３１の形成と同時に行ってもよいし、上側凹部２２１、２３１の形成に先立って行ってもよい。
次いで、図４（ｃ）に示すように、水晶ウエハ１００上に形成された全ての膜（レジストマスクＭ２、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕ）を除去する。以上の工程により、基部２１、腕部２２、２３、上側凹部２２１、２３１および下側凹部２２２、２３２を有する圧電素子片２が得られる。
【００３１】
［金属膜形成工程］
図５（ａ）に示すように、圧電素子片２の表面（上面、下面および側面）に、電極３（第１の電極３１および第２の電極３２）を形成するためのクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕをスパッタ法により形成する。
［レジストマスク形成工程］
図５（ｂ）に示すように、後述するインクジェット法（吐出法）により金層Ａｕの表面にレジスト液を塗布し、これを乾燥することによりレジスト膜を形成する。その後、このレジスト膜を第１電極３１および第２電極３２のパターン形状に露光・現像することにより、第１の電極３１および第２の電極３２の外形パターンをしたレジストマスクＭ３を形成する。
【００３２】
なお、図５（ｂ）に示すように、本工程では、腕部２２、２３のつけ根部分に挟まれた又部２４にはレジスト液を塗布しない。ここで、図１に示すように、圧電素子１では、第１の電極３１の側面電極３１２と第２の電極３２の側面電極３２２とを絶縁（分離）するために、又部２４には電極が形成されていない。すなわち、又部２４に形成されたクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを除去する必要がある。そのため、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを除去する必要がある又部２４へのレジスト液の塗布を省略することにより、レジスト液の使用量を低減することができる。また、又部２４にレジスト液を塗布しないのであるから、又部２４に対する露光・現像等の工程を省略することができ、圧電素子１の製造工程を簡易化することができる。
【００３３】
［電極形成工程］
図５（ｃ）に示すように、レジストマスクＭ３を介して金層Ａｕおよびクロム層Ｃｒをエッチングし、これら層を第１、第２の電極３１、３２の形状にパターニングする。エッチング終了後、レジストマスクＭ３を除去する。これにより、クロム層Ｃｒと金層Ａｕが積層して構成された第１の電極３１および第２の電極３２が得られる。なお、第１の電極３１と第２の電極３２との短絡を防止するために、第１の電極３１および第２の電極３２を覆うように圧電素子片２の表面に表面保護膜を形成してもよい。
以上の工程により、圧電素子１が製造される。
【００３４】
なお、このようにして、圧電素子１が製造された後、圧電素子１の周波数調整を行ってもよい。この調整方法としては、例えば、金属膜形成工程にて圧電素子片２の表面に形成したクロム層Ｃｒおよび金層Ａｕを用いて、腕部２２、２３の先端部分（第１、第２の電極３１、３２のパターン形状に重ならない領域）に形成した錘部材を、レーザートリミングにより除去して、腕部２２、２３の質量を減少させることにより（質量削減方式により）、圧電素子１の周波数調整を行う方法が挙げられる。
【００３５】
［レジスト液の塗布方法（レジスト膜の形成方法）］
次いで、前述したレジストマスク形成工程における、金層Ａｕ表面へのレジスト塗布方法（本発明の塗膜形成方法）を図６ないし図１１に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、図６ないし図１１に示すように、互いに直交する３つの軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とし、圧電素子片２の上面に平行な平面をｘｙ平面とする。また、図６ないし図１１では、説明の便宜上、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕの積層構造を、単に一層構造の「電極膜４」として図示する。また、以下では、説明の便宜上、圧電素子片２の表面に電極膜４が形成されているものを単に「圧電素子片２」とも言う。
【００３６】
圧電素子片２の表面へのレジストの塗布は、インクジェットヘッド５００からレジスト液（液滴）Ｑを吐出し、圧電素子片２の表面に着弾させることにより行う。インクジェットヘッド５００としては、インクジェットプリンター等で使用されるものとほぼ同様の構成のものを用いることができる。インクジェットヘッド５００の構成について簡単に説明すれば、インクジェットヘッド５００は、例えば、複数のノズル孔（例えば、２列５０行）が形成されたノズルプレートと、各ノズル孔に１対１の関係で連通する複数のインク室と、各インク室を収縮・膨張させる複数のピエゾ素子とを有している。このようなインクジェットヘッド５００は、ピエゾ素子の駆動によりインク室が収縮・膨張すると、その内容量の変化に基づいて、そのインク室に充填されたレジストがノズル孔から液滴として前記ノズルプレートの法線方向へ吐出するように構成されている。
【００３７】
まず、圧電素子片２を、上側凹部２２１、２３１が開放する側の面（以下「第１面２７」とも言う）が上側に位置するように、図示しない載置台に載置する。この図示しない載置台は、例えばヒーター等の加熱手段を備えており、載置された圧電素子片２を加熱することが可能である。このような載置台によって圧電素子片２を加熱しながら（所定温度に保ちながら）レジスト液Ｑを圧電素子片２表面に着弾させることにより、圧電素子片２に着弾したレジスト液Ｑを迅速に乾燥することができる。例えば、圧電素子片２の温度を適宜調節することにより、レジスト液Ｑが圧電素子片２に着弾してから乾燥するまでの時間を制御することもできる。
【００３８】
次いで、圧電素子２の第１面２７（上面）とインクジェットヘッド５００とを対向させるとともに、インクジェットヘッド５００の姿勢をノズルプレートと第１面２７とが略平行となるように設定する。これにより、インクジェットヘッド５００から吐出されるレジスト液Ｑの吐出方向は、圧電素子片２の第１面２７の法線方向、すなわちｚ軸方向と一致する。
【００３９】
このときのインクジェットヘッド５００のノズルプレート（ノズル孔）と第１面２７との離間距離は、特に限定されないが、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であるのが好ましい。このような範囲とすることにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子片２との接触を防止しつつ、ノズル孔から吐出したレジスト液Ｑを圧電素子片２表面の所望位置に高精度に着弾させることができる。
【００４０】
［側面２８へのレジスト膜形成工程］
次いで、圧電素子片２の側面２８にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ１を形成する。詳しくは、まず、インクジェットヘッド５００を、所定のノズル孔５０１が圧電素子片２の第１面２７と側面２８が交差する角部Ａの上方付近にくるように位置させる。
【００４１】
次いで、インクジェットヘッド５００をｘ軸方向に移動させながら、ノズル孔５０１からほぼ同じ径の複数のレジスト液Ｑを連続的に吐出する。以下、このことについて、具体的に説明するが、説明の便宜上、複数のレジスト液Ｑとして、それぞれ径のほぼ等しい５滴のレジスト液Ｑ１〜Ｑ５を吐出した場合について代表して説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、第１滴目のレジスト液Ｑ１をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ１は、その中心Ｏ１が角部Ａより左側にある線分Ｓ１上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。図６（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ１は、その全てが第１面２７に濡れ広がり側面２８を流下しない。
【００４２】
次いで、図７（ａ）に示すように、第２滴目のレジスト液Ｑ２をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ２は、その中心Ｏ２が線分Ｓ２上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。線分Ｓ２は、線分Ｓ１に対して右側に所定距離ｄ離間した線分である。また、距離ｄは、レジスト液Ｑ１の直径未満となるように設定する。図７（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ２は、その大半が第１面２７に濡れ広がり、その他の僅かな部分が側面２８を伝って流下する。なお、レジスト液Ｑ２の圧電素子片２への着弾は、先に圧電素子片２に着弾したレジスト液Ｑ１を乾燥させた後に行ってもよいし、レジスト液Ｑ１が乾燥しないうちに行ってもよい。このことは、後述するレジスト液Ｑ３〜Ｑ５についても同様である。
【００４３】
次いで、図８（ａ）に示すように、第３滴目のレジスト液Ｑ３をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ３は、その中心Ｏ３が線分Ｓ３上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。線分Ｓ３は、線分Ｓ２に対して右側に所定距離ｄ離間するとともに角部Ａからｚ軸方向に引いた線分と一致する線分である。図８（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ３は、その半分以上が先に側面２８に塗布されたレジスト液Ｑ２と重なり合いながら（または混ざり合いながら）側面２８を伝って流下する。
【００４４】
次いで、図９（ａ）に示すように、第４滴目のレジスト液Ｑ４をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ４は、その中心Ｏ４が線分Ｓ４上を通過して圧電素子片２の表面に着弾する。線分Ｓ４は、線分Ｓ３に対して右側に所定距離ｄ離間した線分である。図９（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾したレジスト液Ｑ４は、その大半が先に側面２８に塗布されたレジスト液Ｑ２、Ｑ３と重なり合いながら（または混ざり合いながら）側面２８を伝って流下する。
【００４５】
次いで、図１０（ａ）に示すように、第５滴目のレジスト液Ｑ５をノズル孔５０１から吐出する。レジスト液Ｑ５は、その中心Ｏ５が線分Ｓ４に対して右側に所定距離ｄ離間する線分Ｓ５上を通過するため、図１０（ｂ）に示すように、圧電素子片２の表面に着弾しない。
このようにして、側面２８にレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ２〜Ｑ４）が塗布される。そして、上記側面２８へのレジスト液Ｑの塗布を、角部Ａの延在方向（ｙ軸方向）の全域に対して行うことにより、側面２８の幅方向（ｙ軸方向）の全域にレジスト液Ｑを塗布することができ、これを乾燥することにより側面２８にレジスト膜Ｌ１を形成することができる。この場合、圧電素子片２への着弾状態でｙ軸方向に隣り合うレジスト液Ｑ同士が重なり合うことが好ましい。これにより、不本意な、レジスト液Ｑが塗布されない領域（レジスト膜Ｌ１が形成されない領域）の発生を防止することができる。
【００４６】
このようなレジスト膜形成方法（レジスト塗布方法）によれば、インクジェットヘッド５００の姿勢を一定に保ったまま、簡単かつ確実に、レジスト液Ｑを塗布すべき全ての側面２８（例えば、腕部２２の図６中左側面、右側面、腕部２３の図６中左側面、右側面）に塗布することができる。すなわち、インクジェットヘッド５００の姿勢を一定に保ったまま、法線方向が異なる複数の側面全てに対して簡単かつ確実にレジスト液Ｑを塗布することができる。そのため、レジスト塗布工程の簡易化を図ることができる。
【００４７】
また、上記レジスト膜形成方法によれば、角部Ａにレジスト液Ｑを衝突させるため、当該角部Ａに、レジストマスクＭ３として十分な膜厚を有するレジスト膜Ｌ１を形成することもできる。従来のレジスト塗布方法では、角部ＡにレジストマスクＭ３として十分な膜厚を有するレジスト膜を形成するのが困難であったため、レジストマスクＭ３を介して電極膜４をエッチングする際に、角部Ａ付近にて電極膜４が不本意に除去されてしまい、これが断線や短絡の原因となっていたが、上記レジスト膜形成方法（本発明の塗膜形成方法）によれば、前述の理由から、このような問題点を確実に解消することができる。
【００４８】
また、上記レジスト膜形成方法によれば、インクジェットヘッド５００と角部Ａとの位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、複数のレジスト液Ｑのうちの少なくとも１つのレジスト液Ｑを確実に角部Ａに衝突させ、その一部を側面２８を伝って流下させることができるため、短時間（前記位置決めを高精度に行う必要がないため）で、簡単かつ確実に、側面２８にレジスト膜Ｌ１を形成（レジスト液Ｑを塗布）することができる。そのため、上記レジスト膜形成方法によれば、側面２８へのレジスト液Ｑの塗布工程の簡易化および円滑化を図りつつ、その確実性を向上させることができる。
【００４９】
また、上記レジスト膜形成方法によれば、例えばレジスト液Ｑ１、Ｑ２を圧電素子片２に着弾させた状態では、側面２８に塗布されたレジスト液Ｑの量（流下距離、膜厚等。以下同様）がレジストマスクＭ３を形成するのに不十分である場合であるが、レジスト液Ｑ３、Ｑ４を圧電素子片２に着弾させることにより、側面２８に塗布されるレジスト液Ｑが補充され、結果として、側面２８に塗布されるレジスト液Ｑの量が、レジストマスクＭ３を形成するのに十分な量となる。このようなことからも、上記レジスト膜形成方法によれば、より確実に、レジストマスクＭ３を形成するのに十分な量のレジスト液Ｑを側面２８に塗布することができる。
【００５０】
ここで、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、側面２８の厚さ方向（ｚ軸方向）の中間（図１０（ｂ）中の点線Ｉ）よりも下側までレジスト液Ｑが流下するのが好ましい。これは、後述するように、圧電素子片２の第１面２７側へのレジスト液Ｑの塗布が終わると、圧電素子片２を上下引っくり返し、第２面２９側から側面２８にレジスト液Ｑを塗布するため、側面２８のうち少なくとも第１面２７側の半分にレジスト液Ｑを塗布しておけば、これと同じように第２面２９側からレジスト液Ｑを塗布することにより、最終的に、側面２８の厚さ方向の全域にレジスト液Ｑを塗布することができるためである。すなわち、側面２８の厚さ方向の中間よりも下側までレジスト液Ｑを流下させれば、より確実に、側面２８の厚さ方向の全域にレジスト液Ｑを塗布することができる。
【００５１】
なお、レジスト液Ｑの側面２８の流下距離は、後述するようにレジスト液Ｑの大きさ（径）や粘度によって制御可能であるが、その他、側面２８の表面粗さや、レジスト液Ｑの圧電素子片２上での塗れ性によっても制御可能である。すなわち、前述したような載置台が有するヒーターによって、圧電素子片２の温度を適宜調節することによっても、レジスト液Ｑが点線Ｉよりも下側まで流下し、かつ必要以上に流下しないように、その流下距離を制御することができる。
【００５２】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、レジスト液Ｑの直径としては、特に限定されないが、１０μｍ〜５０μｍ程度であるのが好ましく、１５μｍ〜２５μｍ程度であるのがより好ましい。レジスト液Ｑの径をこのような大きさとすることにより、圧電素子片２の角部Ａにレジスト液Ｑを衝突させやすくなるとともに、衝突後に側面２８を流下するレジスト液Ｑの量が適当となる。そのため、圧電素子片２の側面２８にレジストマスクＭ３として適した膜厚のレジスト膜Ｌ１を形成することができる。
【００５３】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、レジスト液Ｑの粘度としては、特に限定されないが、１ｃＰ〜２０ｃＰ（０．００１Ｐａ・ｓ〜０．０２Ｐａ・ｓ）程度であるのが好ましい。これにより、側面２８を流下するレジスト液Ｑを、当該側面２８に留めておくことができ（レジスト液Ｑが流下し過ぎるのを抑制することができ）、圧電素子片２の側面２８にレジストマスクＭ３として適した膜厚のレジスト膜Ｌ１を形成することができる。
【００５４】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、インクジェットヘッド５００からの吐出位置が隣り合う一対のレジスト液Ｑ（例えばレジスト液Ｑ１、Ｑ２）の中心間距離（距離ｄ）としては、レジスト液Ｑの直径未満であればよいが、半径未満であるのが好ましい。すなわち、側面２８へのレジスト液Ｑの塗布では、レジスト液Ｑをｘ軸方向にレジスト液Ｑの半径よりも短い距離ずらして複数滴吐出するのが好ましい。これにより、より多くのレジスト液Ｑを角部Ａに衝突させることができ、不本意な、レジスト液Ｑが塗布されない領域の発生を防止することができる。
【００５５】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、最も離間する一対のレジスト液Ｑ１、Ｑ５の吐出位置の中心間距離（中心Ｏ１、Ｏ５のｘ軸方向における離間距離）Ｄとしては、特に限定されないが、２０μｍ〜１００μｍ程度であるのが好ましく、３０μｍ〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。ここで、ｘｙ平面視にて、角部Ａがレジスト液Ｑ１の中心Ｏ１とレジスト液Ｑ５の中心Ｏ５との間に位置していれば、角部Ａの位置に関係なくレジスト液Ｑ１〜Ｑ５の少なくとも１つのレジスト液が角部Ａと衝突し、その半分以上が側面２８を流下する。言い換えれば、角部Ａが、レジスト液Ｑ１の中心Ｏ１とレジスト液Ｑ５の中心Ｏ５との間に位置するようにさえ、圧電素子２とインクジェットヘッド５００との位置合わせを行えば、側面２８にレジスト液Ｑを塗布することができる。そのため、中心間距離Ｄを上記数値範囲とすることにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子２との位置合わせをそれほど高精度に行わなくても、側面２８にレジスト液Ｑを塗布することができ、高精度な位置決めが必要ない分、側面２８へのレジスト液Ｑの塗布工程の迅速化を図ることができる。この効果に加え、中心間距離Ｄを上記数値範囲とすることにより、レジスト液Ｑの液滴数を抑えることができ、レジスト液Ｑの使用量を低減することができる。
【００５６】
また、側面２８へのレジスト液Ｑ（レジスト液Ｑ１〜Ｑ５）の塗布では、ｘｙ平面視において、最も離間する一対のレジスト液Ｑ１、Ｑ５の中心Ｏ１、Ｏ５間の中間点付近に、角部Ａが位置することが好ましい。なお、本実施形態では、ｘｙ平面視にて、中心Ｏ１、Ｏ５間の中間点である中心Ｏ３上に角部Ａが位置している。角部Ａをこのように位置することにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子２との位置決めを行う際に、これらが相対的に所定位置関係から若干ｘ軸方向のプラス側にずれた場合またはマイナス側にずれた場合のいずれの場合にも、そのずれを許容し、側面２８にレジスト液Ｑを塗布することができる。
なお、本実施形態では、５滴のレジスト液Ｑ１〜Ｑ５をｘ軸方向にずらしながら吐出する場合について説明したが、レジスト液Ｑの滴数としては、これに限定されず、２〜４滴であってもよいし、６滴以上であってもよい。
【００５７】
［第１面２７へのレジスト膜形成工程］
以上の工程により、圧電素子片２の第１面２７側の側面２８へのレジスト膜Ｌ１の形成を終えると、次いで、圧電素子片２の第１面２７にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ２を形成する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、各ノズル孔からレジスト液Ｑを吐出させながら、インクジェットヘッド５００を圧電素子片２の第１面２７の上方にてｘ軸方向およびｙ軸方向に移動することにより、圧電素子片２の第１面２７の全域にレジスト液Ｑを着弾させる。このとき、インクジェットヘッド５００のノズルプレートが第１面２７と平行であるため、各ノズル孔と第１面２７との離間距離がそれぞれ等しく、その結果、レジスト液Ｑを圧電素子片２の第１面２７に粗密なく均一に塗布することができる。そして、着弾した各レジスト液Ｑを乾燥することにより、第１面２７上にレジスト膜Ｌ２を形成することができる。
【００５８】
なお、レジスト液Ｑを吐出するノズル孔の数としては、特に限定されず、全てのノズル孔のうちの一部だけでもよいし、さらには、１つだけでもよい。
また、第１面２７への着弾状態で重なり合う複数のレジスト液Ｑを塗布する場合には、１滴目のレジスト液Ｑを第１面２７へ着弾させ当該レジスト液Ｑを乾燥させた後に、２滴目のレジスト液Ｑを乾燥した１滴目のレジスト液Ｑと重なるように第１面２７へ着弾させてもよいし、１滴目のレジスト液Ｑが第１面２７上で乾燥しないうちに、２滴目のレジスト液Ｑを１滴目のレジスト液Ｑと重なるように第１面２７へ着弾させてもよい。また、複数のレジスト液Ｑを同時に第１面２７に着弾させてもよい。
【００５９】
ここで、当該工程（第１面２７にレジスト液Ｑを塗布する工程）では、第１面２７とともに、上側凹部２２１、２３１の内面にもレジスト液Ｑを塗布する必要があるが、この上側凹部２２１、２３１の内面へのレジスト液Ｑの塗布は、例えば、上側凹部２２１、２３１内をレジスト液Ｑで満たすことにより行ってもよいし、前述した圧電素子片２の側面２８へのレジスト液Ｑの塗布と同様の方法により行ってもよい。なお、図１１（ａ）では、前者の方法によるものが図示されている。
【００６０】
［側面２８へのレジスト膜形成工程］
以上の工程により、圧電素子片２の第１面２７側へのレジスト膜Ｌ２の形成を終えると、次いで、圧電素子片２の第２面２９および側面２８の第２面２９側にレジスト液Ｑを塗布し、これを乾燥してレジスト膜Ｌ３、Ｌ４を形成する。具体的には、まず、圧電素子片２の上下を引っくり返す。次いで、図１１（ｂ）に示すように、側面２８にレジスト液Ｑを塗布し、乾燥することで側面２８にレジスト膜Ｌ３を形成する。これにより、当該レジスト膜Ｌ３が、本工程に先立って側面２８の第１面２７側に形成されたレジスト膜Ｌ１と一体化し（一部が重なり合い）、側面２８の厚さ方向（ｚ軸方向）全域にレジスト膜が形成される。当該工程は、前述の側面２８の第１面２７側にレジスト膜Ｌ１を形成する工程と同様であるため、その説明を省略する。
【００６１】
［第２面２９へのレジスト膜形成工程］
次いで、図１１（ｃ）に示すように、圧電素子片２の第２面２９にレジスト液Ｑを塗布し、乾燥することでレジスト膜Ｌ４を形成する。当該工程は、前述した第１面２７にレジスト膜Ｌ２を形成する工程と同様であるため、その説明省略する。
以上の工程により、圧電素子片２の表面のうち、レジスト膜を形成する必要のある領域の全域（すなわち、圧電素子片２の又部２４を除く全域）に、レジスト膜を形成することができる。そして、このレジスト膜を前述したように第１の電極３１および第２の電極３２のパターン形状に露光・現像することにより、第１、第２の電極３１、３２の外形パターンをしたレジストマスクＭ３を形成することができる。
【００６２】
以上、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、第１面側からレジスト液を塗布する際に、側面にレジスト液を塗布してから、第１面にレジスト液を塗布する方法について説明したが、これに限定されず、例えば、反対に、第１面にレジスト液を塗布してから、側面にレジスト液を塗布してもよい。
また、前述した実施形態では、液滴としてレジスト膜を形成するためのレジスト液を用いた構成について説明したが、液滴としてはこれに限定されず、例えば、絶縁膜を形成するための絶縁性の液滴や、電極膜や配線膜を形成する導電性の液滴であってもよい。
【００６３】
また、前述した実施形態では、被塗布物として、圧電材料で構成された圧電体基板を用いた構成について説明したが、被塗布物としては、これに限定されず、例えば、各種樹脂材料で構成された樹脂基板（合成樹脂基板）や、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ等の各種金属材料で構成された金属基板や、各種セラミックスで構成されたセラミックス基板や、シリコン基板等の半導体基板や、石英ガラス等の各種ガラス材料で構成されたガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板等であってもよい。
また、圧電素子片の形状としては、２本の腕部を有する音叉型のものについて説明したが、これに限定されず、例えば、ジャイロセンサ等に用いられる６本の腕部を有する「王」型をなすものであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１……圧電素子 ２……圧電素子片 ２１……基部 ２２、２３……腕部 ２２１、２３１……上側凹部 ２２２、２３２……下側凹部 ２４……又部 ２７……第１面 ２８……側面 ２９……第２面 ３……電極 ３１……第１の電極 ３１１、３２１……端子 ３１２、３２２……側面電極 ３１３、３２３……上側凹部電極 ３１４、３２４……下側凹部電極 ３２……第２の電極 ４……電極膜 ５００……インクジェットヘッド ５０１……ノズル孔 １００……水晶ウエハ Ｃｒ……クロム層 Ａｕ……金層 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３……レジストマスク Ｌ１〜Ｌ４……レジスト膜 Ｏ１〜Ｏ５……中心 Ｑ、Ｑ１〜Ｑ５……レジスト液 Ｓ１〜Ｓ５……線分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面、側面およびこれらが交差する角部を有する被塗布物に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
複数の前記液滴を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記被塗布物の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数の液滴のうちの前記角部でせん断された液滴が前記側面を流下することにより、前記側面に前記塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
前記被塗布物の平面視にて、前記液滴を前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の半径よりも短い距離ずらして複数滴吐出する請求項１に記載の塗膜形成方法。
【請求項３】
前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間距離は、２０μｍ〜１００μｍである請求項１または２に記載の塗膜形成方法。
【請求項４】
前記被塗布物の平面視にて、前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間の中間点付近に、前記角部が位置する請求項１ないし３のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項５】
前記角部でせん断された液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させる請求項１ないし４のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項６】
前記液滴の径は、１０μｍ〜５０μｍである請求項１ないし５のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項７】
前記液滴の粘度は、１ｃＰ〜２０ｃＰである請求項１ないし６のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項８】
前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片である請求項１ないし７のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項９】
前記液滴は、レジスト液である請求項１ないし８のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項１０】
上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程では、複数の前記レジスト液を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記圧電素子片の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記レジスト液の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数のレジスト液のうちの前記角部でせん断されたレジスト液が前記側面を流下することにより、前記側面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、前記レジスト膜に露光および現像を行うことにより前記レジストマスクを形成することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項１１】
前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しない請求項１０に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項１】
上面、側面およびこれらが交差する角部を有する被塗布物に対して、吐出法により液滴をノズルから吐出し、前記被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
複数の前記液滴を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記被塗布物の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数の液滴のうちの前記角部でせん断された液滴が前記側面を流下することにより、前記側面に前記塗膜を形成することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
前記被塗布物の平面視にて、前記液滴を前記角部の延在方向に直交する方向に前記液滴の半径よりも短い距離ずらして複数滴吐出する請求項１に記載の塗膜形成方法。
【請求項３】
前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間距離は、２０μｍ〜１００μｍである請求項１または２に記載の塗膜形成方法。
【請求項４】
前記被塗布物の平面視にて、前記ノズルから吐出された複数の前記液滴のうち、最も離間する一対の前記液滴の中心間の中間点付近に、前記角部が位置する請求項１ないし３のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項５】
前記角部でせん断された液滴を、前記側面の前記被塗布物の厚さ方向の中間点よりも下側まで流下させる請求項１ないし４のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項６】
前記液滴の径は、１０μｍ〜５０μｍである請求項１ないし５のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項７】
前記液滴の粘度は、１ｃＰ〜２０ｃＰである請求項１ないし６のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項８】
前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片である請求項１ないし７のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項９】
前記液滴は、レジスト液である請求項１ないし８のいずれかに記載の塗膜形成方法。
【請求項１０】
上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程では、複数の前記レジスト液を、前記上面の法線方向から前記角部付近に、前記圧電素子片の平面視にて前記角部の延在方向に直交する方向に前記レジスト液の直径よりも短い距離ずらして吐出し、前記複数のレジスト液のうちの前記角部でせん断されたレジスト液が前記側面を流下することにより、前記側面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、その後、前記レジスト膜に露光および現像を行うことにより前記レジストマスクを形成することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項１１】
前記圧電素子片は、基部と、基部から互いに平行に突出した少なくとも一対の腕部を有し、前記レジストマスク形成工程では、前記圧電素子片の側面のうち前記一対の腕部の付け根部分の又部には、前記レジスト液を塗布しない請求項１０に記載の圧電素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２２７８１４（Ｐ２０１０−２２７８１４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７８１６（Ｐ２００９−７７８１６）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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