JP5099061B2 - 塗膜形成方法および圧電素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗膜形成方法および圧電素子の製造方法に関する。

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

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

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

特開２００４−８７９３４号公報

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

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の塗膜形成方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する被塗布物に塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
吐出法により液滴をノズルから吐出し、吐出された前記液滴を、前記被塗布物の前記角部に着弾させることにより、前記角部に第１の塗膜を形成する第１の塗膜形成工程と、
前記第１の塗膜が形成された前記被塗布物を浸漬用塗布液に浸漬することにより、前記被処理物および前記第１の塗膜の表面に第２の塗膜を形成する第２の塗膜形成工程とを有することを特徴とする。

これにより、被塗布物に、簡単に塗膜を形成することができるとともに、塗膜の被塗布物の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる。また、初めに吐出法により被塗布物の角部に第１の塗膜を形成するため、被塗布物の角部が露出しており、そのため角部の位置を把握し易く、より正確に、第１の塗膜を角部に形成することができる。また、第１の塗膜を形成した後に、浸漬法により被塗布物および第１の塗膜の表面に第２の塗膜を形成するため、表面が滑らかな塗膜（第１、第２の塗膜の集合体）を形成することができる。

本発明の塗膜形成方法では、前記第１の塗膜形成工程では、前記角部の必要な部分に選択的に前記第１の塗膜を形成することが好ましい。
これにより、不必要な部分への第１の塗膜の形成が防止され、第１の塗膜形成工程の実施時間を短縮することができるとともに、液滴の使用量を削減することができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記第１の塗膜形成工程は、第１の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記第１の液滴を前記角部に着弾させる第１の工程と、前記第１の液滴が乾燥した後に、前記第１の液滴の前記被塗布物への着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第２の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに前記被塗布物への着弾状態にて前記第１の液滴と重なるように前記ノズルから吐出し、前記第２の液滴を前記角部に着弾させる第２の工程とを有することが好ましい。
これにより、被塗布物の角部に、膜厚の比較的厚い第１の塗膜を形成することができる。また、第１の塗膜形成工程において、液滴の吐出方向を一定（上面の法線方向）に保ったままで、延在方向の異なる全ての角部に対して液滴を塗布することができるため、角部に簡単に第１の塗膜を形成することができる。

本発明の塗膜形成方法では、前記第１の塗膜形成工程において、前記第１の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第１の液滴の中心が通過し、前記第２の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第２の液滴の中心が通過することが好ましい。
これにより、第１の液滴が、角部を包み込むように被塗布物に塗布される。そのため、より確実に、第１の液滴を角部に塗布することができる。また、ノズルの位置が所定位置から若干ずれたり、液滴の吐出方向が上面の法線方向から若干ずれたりしても、そのずれを許容し、第１の液滴を角部に着弾させることができる。第２の液滴についても同様の効果が得られる。

本発明の塗膜形成方法では、前記第１の塗膜形成工程において、前記第１の液滴および前記第２の液滴の径が、それぞれ等しく、前記第１の液滴および前記第２の液滴の中心間距離は、前記第１の液滴の直径よりも短いことが好ましい。
これにより、第１の塗膜の膜厚をより厚くすることができる。
本発明の塗膜形成方法では、前記第１の塗膜形成工程において、前記第１の工程では、複数の前記第１の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出し、前記第２の工程では、複数の前記第２の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出することが好ましい。
これにより、第１の塗膜形成工程の処理時間をより短くすることができる。

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、液滴を角部に着弾させやすくなるとともに、角部に着弾した液滴を角部に留めておくことが容易となる（すなわち、自重で液滴が被塗布物の側面に流下するのを防止することができる）。

本発明の塗膜形成方法では、前記液滴の粘度は、１０ｃＰ〜２０ｃＰであることが好ましい。
これにより、液滴が角部に留まり易くなる。
本発明の塗膜形成方法では、前記被塗布物は、圧電体材料で構成された圧電素子片であることが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子片上に所望の形状の電極を形成する際に用いるレジストマスクを形成するためのレジスト膜を簡単に形成することができる。そのため、圧電素子片上に電極が形成されてなる圧電素子を簡単に製造することができる。

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

本発明の圧電素子の製造方法は、上面、側面およびこれらが交差する角部を有する圧電素子片の表面に電極を形成することにより圧電素子を形成する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電素子片の表面に前記電極形成用の金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、
前記レジストマスクを用いて前記金属膜をパターニングし、前記電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記レジストマスク形成工程は、吐出法によりレジスト液をノズルから吐出し、吐出された前記レジスト液を、前記圧電素子片の前記角部に着弾させることにより、前記角部に第１のレジスト膜を形成する第１のレジスト膜形成工程と、前記第１のレジスト膜が形成された前記圧電素子片を浸漬用レジスト液に浸漬することにより、前記金属膜および前記第１のレジスト膜の表面に第２のレジスト膜を形成する第２のレジスト膜形成工程とを有し、前記第１のレジスト膜および前記第２のレジスト膜に露光、現像を行うことにより前記レジストマスクを形成するよう構成されていることを特徴とする。

これにより、圧電素子片の表面に形成された金属膜上に形成されたレジスト膜（第１、第２のレジスト膜の集合体）の、圧電素子片の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる。また、初めに吐出法により圧電素子片の角部に第１のレジスト膜を形成するため、圧電素子片の角部の位置を把握し易く、より正確に、第１のレジスト膜を角部に形成することができる。また、第１のレジスト膜を形成した後に、浸漬法により金属膜および第１のレジスト膜の表面に第２のレジスト膜を形成するため、表面が滑らかなレジスト膜を形成することができる。そのため、このようなレジスト膜をパターニングして形成されたレジストマスクを介して金属膜をエッチングすることにより、圧電素子片の角部付近における、不本意な、金属膜の除去を防止することができる。これにより、断線や短絡を防止することができ、信頼性の高い圧電素子を製造することができる。

本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図である。 図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）である。 本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図である。 本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図である。 本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図である。 本発明の第１実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図である。 本発明の第１実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図である。 第１のレジスト膜が形成された圧電素子片を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る塗膜形成方法にて、第１のレジスト膜を形成する場所を示す斜視図である。

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

図１は、本発明の圧電素子の製造方法により製造される圧電素子を示す斜視図、図２は、図１に示す圧電素子の断面図（Ａ−Ａ線断面図）、図３ないし図５は、それぞれ、本発明の圧電素子の製造方法の第１実施形態を示す断面図、図６〜図８は、それぞれ、本発明の第１実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図および平面図、図９は、第１のレジスト膜が形成された圧電素子片を示す平面図、図１０は、本発明の第１実施形態に係る塗膜形成方法を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１〜図１０の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、以下では、図１に示すように、互いに直交する３つの軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とし、圧電素子片２の上面に平行な平面をｘｙ平面とする。

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（被塗布物）２は、板状（薄板状）をなしている。すなわち、圧電素子片２は、上面と、下面と、側面と、上面と側面とが交差する上側角部と、下面と側面とが交差する下側角部とを有している。

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

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

このような第１の電極３１とは対称的に、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。
このような構成の圧電素子１は、例えば、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中のＡ−Ａ線断面図を示している。
圧電素子１の製造方法は、圧電素子片（被塗布物）２を用意する圧電素子片用意工程と、圧電素子片２の表面に電極３を形成するための金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜の表面にレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、レジストマスクを用いて金属膜をパターニングし、電極３を形成する電極形成工程とを有している。以下、これら各工程について詳細に説明する。

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

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

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

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

［金属膜形成工程］
図５（ａ）に示すように、圧電素子片２の表面（上面、下面、側面、凹部２２１〜２３２の内面）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、それぞれ、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、後述する方法（本発明の塗膜形成方法）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の外形パターンを有するレジストマスクＭ３を形成する。

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

以上の工程により、圧電素子１が製造される。
なお、このようにして圧電素子１を製造した後、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）に錘部材を形成し、この錘部材の一部または全部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。

次いで、前述したレジストマスク形成工程における、金層Ａｕ表面へのレジストの塗布方法（本発明の塗膜形成方法）を、図６〜図１０に基づいて詳細に説明する。なお、図６〜図８では、説明の便宜上、クロム層Ｃｒおよび金層Ａｕの積層構造を、単に一層構造の「電極膜４」として図示する。また、以下では、説明の便宜上、圧電素子片２の表面に電極膜４が形成されているものを単に「圧電素子片２」とも言う。
圧電素子片２へのレジスト液の塗布（レジスト膜Ｌの形成）は、インクジェット工程（第１のレジスト膜（塗膜）形成工程）と、ディッピング工程（第２のレジスト膜（塗膜）形成工程）とにより達成される。以下、これら２つの工程について、順次、詳細に説明する。

［インクジェット工程］
本工程では、インクジェット法（吐出法）により、圧電素子片２の角部に、第１のレジスト膜Ｌ１を形成する。具体的には、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、吐出したレジスト液Ｑを、圧電素子片２の角部に着弾させることにより、角部に第１のレジスト膜Ｌ１を形成する。

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

まず、圧電素子片２を上側凹部２２１、２３１が開放する側の面（以下「第１面２７」とも言う）が上側に位置するように、図示しない載置台に載置する。この図示しない載置台は、例えばヒーター等の加熱手段を備えており、載置された圧電素子片２を加熱することが可能である。
このような載置台によって圧電素子片２を加熱しながら（所定温度に保ちながら）レジスト液を圧電素子片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を迅速に乾燥することができる。また、例えば、圧電素子片２の温度を適宜調節することにより、レジスト液が圧電素子片２に着弾してから乾燥するまでの時間を制御することもできる。

次いで、圧電素子１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の吐出方向が、第１面２７の法線方向、すなわちｚ軸方向と一致する。
このときのインクジェットヘッド５００のノズルプレート（ノズル孔）と第１面２７との離間距離は、特に限定されないが、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であるのが好ましい。このような範囲とすることにより、インクジェットヘッド５００と圧電素子片２との接触を防止しつつ、ノズル孔から吐出したレジスト液Ｑを圧電素子片２の所望位置に高精度に着弾させることができる。
次いで、圧電素子片２の角部に、複数のレジスト液Ｑ（第１のレジスト液ＱＲ１〜第ｎのレジスト液）を着弾させ、第１のレジスト膜Ｌ１を形成する。以下、これについて具体的に説明するが、本実施形態では、インクジェットヘッド５００から吐出される複数のレジスト液Ｑの径は、それぞれ、ほぼ等しく設定されている。

［第１の工程］
まず、図６（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００を、所定のノズル孔５０１が、側面２８と第１面２７とが交差する角部Ａ上にくるように位置させる。次いで、ノズル孔５０１から第１のレジスト液Ｑ１をｚ軸方向（第１面２７の法線方向）に吐出する。吐出された第１のレジスト液Ｑ１は、その中心が角部Ａからｚ軸方向に引いた線分Ｓ１上を通過して、角部Ａに着弾する。

図６（ｂ）に示すように、角部Ａに着弾した第１のレジスト液Ｑ１は、角部Ａ付近に留まる。そして、図６（ｃ）に示すように、第１のレジスト液Ｑ１を乾燥することにより、角部Ａ上に第１のレジスト膜片Ｌ１１を形成する。
ここで、第１のレジスト液Ｑ１の中心が通過する線分Ｓ１の位置は、第１のレジスト液Ｑ１を角部Ａに着弾させることができれば特に限定されないが、上述のように、角部Ａからｚ軸方向に引いた線分と一致する位置であるのが好ましい。これにより、第１のレジスト液Ｑ１が、角部Ａを中央にして、角部Ａを包み込むように塗布される。そのため、角部Ａに、より確実に、第１のレジスト膜片Ｌ１１を形成することができる。また、ノズル孔５０１の位置が所定位置から若干ずれたり、第１のレジスト液Ｑ１の吐出方向がｚ軸方向から若干ずれたりしても、そのずれを許容し、第１のレジスト液Ｑ１を角部Ａに着弾させることができる。後述する第２のレジスト液Ｑ２〜第ｎのレジスト液についても同様である。

［第２の工程］
次いで、図７（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００（ノズル孔５０１）をｙ軸方向（角部Ａの延在方向）に所定距離ｄずらし、ノズル孔５０１から第２のレジスト液Ｑ２をｚ軸方向に吐出する。吐出された第２のレジスト液Ｑ２は、圧電素子片２への着弾状態にて、第１のレジスト膜片Ｌ１１と重なり合う部分を有するように、その中心が線分Ｓ２上を通過して角部Ａに着弾する。線分Ｓ２は、線分Ｓ１に対してｙ軸方向に所定距離ｄずれている。
図７（ｂ）に示すように、角部Ａに着弾した第２のレジスト液Ｑ２は、角部Ａ付近に留まる。そして、図７（ｃ）に示すように、第２のレジスト液Ｑ２を乾燥することにより、角部Ａに、第２のレジスト膜片Ｌ１２を形成する。図７（ｃ）に示すように、第２のレジスト膜片Ｌ１２は、第１のレジスト膜片Ｌ１１と重なり合う領域を有している。

［第３の工程］
次いで、図８（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００をｙ軸方向に所定距離ｄずらし、ノズル孔５０１から第３のレジスト液Ｑ３をｚ軸方向に吐出する。吐出された第３のレジスト液Ｑ３は、圧電素子片２への着弾状態にて、第２のレジスト膜片Ｌ１２と重なり合う部分を有するように、その中心が線分Ｓ３上を通過して角部Ａに着弾する。線分Ｓ３は、線分Ｓ２に対してｙ軸方向に所定距離ｄずれている。
図８（ｂ）に示すように、角部Ａに着弾した第３のレジスト液Ｑ３は、角部Ａ付近に留まる。そして、図８（ｃ）に示すように、第３のレジスト液Ｑ３を乾燥することにより、角部Ａに、第３のレジスト膜片Ｌ１３を形成する。図８（ｃ）に示すように、第３のレジスト膜片Ｌ１３は、第２のレジスト膜片Ｌ１２と重なり合う領域を有している。

［第４の工程〜第ｎの工程］
上述したような、角部Ａへの第１のレジスト膜片Ｌ１１〜第３のレジスト膜片Ｌ１３の形成方法と同様にして、角部Ａに、第４のレジスト膜片Ｌ１４〜第ｎのレジスト膜片Ｌ１ｎを形成する。これにより、図９に示すように、角部Ａの全域に形成された第１のレジスト膜Ｌ１（第１のレジスト膜片Ｌ１１〜第ｎのレジスト膜片Ｌ１ｎの結合体）が得られる。

このような角部Ａへの第１のレジスト膜Ｌ１の形成と同様に、第１面２７側に位置する、その他の角部（例えば、上側凹部２２１、２３１の内面と、第１面２７とが交差する角部等）にも、第１のレジスト膜Ｌ１を形成する。
以上により、圧電素子片２の第１面２７側に位置する角部への第１のレジスト膜Ｌ１の形成が終了する。

次いで、圧電素子片２の上下を引っくり返し、圧電素子片２の第２面２９側に位置する角部（側面２８と第２面２９とが交差する角部、下側凹部２２２、２３２の内面と第２面２９とが交差する角部等）に、第１のレジスト膜Ｌ１を形成する。なお、第２面２９側の角部への第１のレジスト膜Ｌ１の形成方法は、前述した第１面２７側の角部への第１のレジスト膜Ｌ１の形成方法と、同様のため、その説明を省略する。
これにより、インクジェット工程（第１のレジスト膜形成工程）が終了する。

このように、ディッピング工程に先立って、インクジェット工程により圧電素子片２の角部に第１のレジスト膜Ｌ１を形成することにより、当該インクジェット工程を、圧電素子片２の角部が露出した状態で行うことができる、そのため、圧電素子片２の角部の位置を把握し易く、レジスト液Ｑを、正確に、圧電素子片２の角部に着弾させることができる。そのため、正確に、角部に第１のレジスト膜Ｌ１を形成することができる。

このようなインクジェット工程では、圧電素子片２の角部に留まったレジスト液Ｑ（第１のレジスト液Ｑ１〜第ｎのレジスト液）を乾燥することにより、第１のレジスト膜Ｌ１を形成するため、第１のレジスト膜Ｌ１の膜厚を比較的厚くすることができる。
また、このようなインクジェット工程では、圧電素子片２に対するインクジェットヘッド５００の姿勢を一定に保ったまま、延在方向の異なる全ての角部にレジスト液Ｑを塗布することができる。そのため、第１のレジスト膜Ｌ１の形成の簡易化を図ることもできる。

特に、本実形態では、隣り合うレジスト膜片（例えば第１、第２のレジスト膜片Ｌ１１、Ｌ１２）を、互いに重なり合うように形成するため、第１のレジスト膜Ｌ１を複数のレジスト膜片が重なり合った（積層された）構成とすることができる。そのため、第１のレジスト膜Ｌ１の膜厚をより厚くすることができる。
このような理由から、ノズル孔５０１からの吐出位置が隣り合う一対のレジスト液Ｑの中心間距離（所定距離ｄ）としては、これら一対のレジスト液Ｑが、圧電素子片２への着弾状態で、重なり合うことができる距離であるのが好ましい。

また、このような距離のうちでも、所定距離ｄとしては、特に、レジスト液Ｑが着弾した液滴の直径より小さい距離であるのが好ましい。これにより、第１のレジスト膜Ｌ１の膜厚が厚くなり過ぎるのを防止できるとともに、レジスト液Ｑの使用量を削減することができる。
また、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であるのがより好ましい。レジスト液Ｑの直径をこのような大きさとすることにより、レジスト液Ｑを圧電素子片２の角部に着弾させやすくなるとともに、レジスト液Ｑを角部に留めておくことが容易となる。すなわち、レジスト液Ｑが自重で側面２８に流下し、これにより、第１のレジスト膜Ｌ１の膜厚が薄くなるのを防止することができる。
また、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、より確実に、圧電素子片２の角部にレジスト液Ｑを留めておくことができる。

［ディッピング工程］
本工程では、圧電素子片２および第１のレジスト膜Ｌ１の表面に、第２のレジスト膜Ｌ２を形成する。本工程は、図１０（ａ）に示すように、容器を、ディッピング用レジスト液（浸漬用レジスト液、浸漬用塗布液）Ｒで満たした後、このディッピング用レジスト液Ｒに第１のレジスト膜Ｌ１が形成された圧電素子片２を浸漬する。

次いで、図１０（ｂ）に示すように、圧電素子片２をディッピング用レジスト液Ｒから取り出し、圧電素子片２に付着した余分（過剰）なディッピング用レジスト液Ｒを、例えば、遠心力等を利用して除去する。次いで、図１０（ｃ）に示すように、圧電素子片２の表面に塗布されたディッピング用レジスト液Ｒを乾燥することにより、第２のレジスト膜Ｌ２を形成する。

これにより、ディッピング工程が終了する。
このように、インクジェット法により第１のレジスト膜Ｌ１を形成した後に、ディッピング工程により、圧電素子片２および第１のレジスト膜Ｌ１の表面に第２のレジスト膜Ｌ２を形成することにより、表面が滑らかなレジスト膜Ｌを形成することができる。
なお、本工程に用いられるディッピング用レジスト液Ｒの粘度としては、特に限定されないが、比較的低い粘度であることが好ましい。具体的には、例えば、１ｃＰ〜１００ｃＰ程度であるのが好ましい。これにより、ディッピング用レジスト液Ｒの圧電素子片２および第１のレジスト膜Ｌ１に対する密着性が向上するとともに、圧電素子片２に塗布されるディッピング用レジスト液Ｒの膜厚が、厚くなり過ぎることを防止することができる。

以上説明したインクジェット工程およびディッピング工程を経て、圧電素子片２に、第１のレジスト膜Ｌ１および第２のレジスト膜Ｌ２が形成され、これら第１、第２のレジスト膜Ｌ１、Ｌ２からなるレジスト膜Ｌが得られる。このレジスト膜Ｌによれば、第１のレジスト膜Ｌ１の存在により、圧電素子片２の角部に対応する部分の膜厚を厚くすることができる。そのため、レジスト膜Ｌの全域を、レジストマスクＭ３としての機能を発揮するのに十分な膜厚、すなわちエッチングに耐えられる程度の厚さとすることができる。

したがって、前述の電極形成工程にて、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、圧電素子片２の角部（例えば角部Ａ）付近にて、不本意に、電極膜４が除去されるのを防止することができる。その結果、電極３の断線、短絡等が防止され、信頼性の高い圧電素子１を製造することができる。
上述したような第１のレジスト膜形成工程および第２のレジスト膜形成工程により、圧電素子片２に第１のレジスト膜Ｌ１および第２のレジスト膜Ｌ２からなるレジスト膜Ｌを形成した後、レジスト膜Ｌ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、第２の電極３１、３２の外形パターンをしたレジストマスクＭ３を形成することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の塗膜形成方法を備えた圧電素子の製造方法（本願発明の圧電素子の製造方法）の第２実施形態について説明する。
図１１ないし図１３は、それぞれ、本発明の第２実施形態に係る塗膜形成方法を示す平面図である。

以下、第２実施形態の圧電素子の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる圧電素子の製造方法では、インクジェット工程（第１のレジスト膜形成工程）が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

［インクジェット工程］
［第１の工程］
まず、図１１（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００の、互いにｙ軸方向に離間する２つのノズル孔５０１、５０２から、第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂをほぼ同時にｚ軸方向に吐出し、これら第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂを、圧電素子片２の角部Ａに着弾させる。図１１（ｂ）に示すように、第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂは、圧電素子片２への着弾状態にて、互いに重ならないように十分に離間している。そして、図１１（ｃ）に示すように、第１のレジスト液Ｑ１ａ、Ｑ１ｂを乾燥することにより、角部Ａに、互いに離間した第１のレジスト膜片Ｌ１１ａ、Ｌ１１ｂを形成する。

［第２の工程］
次いで、図１２（ａ）に示すように、インクジェットヘッド５００をｙ軸方向に所定距離ｄずらし、ノズル孔５０１、５０２から第２のレジスト液Ｑ２ａ、Ｑ２ｂをほぼ同時にｚ軸方向に吐出する。図１２（ｂ）に示すように、吐出された第２のレジスト液Ｑ２ａは、圧電素子片２への着弾状態にて、第１のレジスト膜片Ｌ１１ａと重なり合う部分を有するように角部Ａに着弾し、これと同様に、第２のレジスト液Ｑ２ｂは、圧電素子片２への着弾状態にて、第１のレジスト膜片Ｌ１１ｂと重なり合う部分を有するように角部Ａに着弾する。そして、図１２（ｃ）に示すように、第２のレジスト液Ｑ２ａ、Ｑ２ｂを乾燥することにより、角部Ａに、互いに離間した第２のレジスト膜片Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂを形成する。

［第３の工程〜第ｎの工程］
上述したような、角部Ａへの第１のレジスト膜片Ｌ１１ａ、Ｌ１１ｂおよび第２のレジスト膜片Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂの形成と同様にして、角部Ａに、第３のレジスト膜片Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂ〜第ｎのレジスト膜片Ｌ１ｎａ、Ｌ１ｎｂを形成する。これにより、図１３に示すように、角部Ａの全域に形成された第１のレジスト膜Ｌ１を得ることができる。
その他の角部についても、同様にして第１のレジスト膜Ｌ１を形成する。

このようなインクジェット工程によれば、各工程（第１の工程〜第ｎの工程）にて、複数のレジスト膜片を同時に形成するため、例えば第１実施形態のインクジェット工程に比べて、当該工程に要する時間（処理時間）を短縮することができる。
以上のような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の塗膜形成方法を備えた圧電素子の製造方法（本願発明の圧電素子の製造方法）の第３実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第３実施形態に係る塗膜形成方法にて、第１のレジスト膜を形成する場所を示す斜視図である。

以下、第３実施形態の圧電素子の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる圧電素子の製造方法では、インクジェット工程（第１のレジスト膜形成工程）が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

本実施形態のインクジェット工程では、圧電素子片２の全ての角部（角部Ａ等）の全域に第１のレジスト膜Ｌ１を形成するのではなく、角部のうちの必要な部分にのみ第１のレジスト膜Ｌ１を形成するよう構成されている。
具体的には、少なくとも、圧電素子片２の角部に配線が形成されている箇所、すなわち、図１４中、Ｐ１〜Ｐ４のように、上面と側面とが交差する角部を跨ぐように配線が形成されている箇所や、Ｐ５、Ｐ６のように上面と上側凹部２２１、２３１の内面とが交差する角部を跨ぐように配線が形成されている箇所や、図示されていないが、下側凹部２２２、２３２と下面とが交差する角部を跨ぐように配線が形成されている箇所等において、電極膜４の不本意な除去を防止することができれば、断線等が防止された信頼性の高い圧電素子１を形成することができる。

そのため、本実施形態では、圧電素子片２の角部のうち、上述したような、圧電素子片２の角部に配線を形成する必要がある箇所にのみ、第１のレジスト膜Ｌ１を形成する。これにより、角部の、不必要な部分への第１のレジスト膜Ｌ１の形成を省略でき、インクジェット工程の実施時間を短縮することができるとともに、レジスト液Ｒの使用量を削減することができる。
以上のような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明の塗膜形成方法および圧電素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、浸漬用塗布液および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、浸漬用液滴および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浸漬用液滴および液滴や、電極膜や配線膜を形成する導電性の浸漬用液滴および液滴であってもよい。

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

１……圧電素子 ２……圧電素子片 ２１……基部 ２２、２３……腕部 ２２１、２３１……上側凹部 ２２２、２３２……下側凹部 ２７……第１面 ２８……側面 ２９……第２面 ３……電極 ３１……第１の電極 ３１１、３２１……端子 ３１２、３２２……側面電極 ３１３、３２３……上側凹部電極 ３１４、３２４……下側凹部電極 ３２……第２の電極 ４……電極膜 ５００……インクジェットヘッド ５０１、５０２……ノズル孔 １００……水晶ウエハ Ｃｒ……クロム層 Ａｕ……金層 Ａ……角部 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３……レジストマスク Ｌ……レジスト膜 Ｌ１……第１のレジスト膜 Ｌ１１、Ｌ１１ａ、Ｌ１１ｂ……第１のレジスト膜片 Ｌ１２、Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ……第２のレジスト膜片 Ｌ１３、Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂ……第３のレジスト膜片 Ｌ１４……第４のレジスト膜片 Ｌ１ｎ、Ｌ１ｎａ、Ｌ１ｎｂ……第ｎのレジスト膜片 Ｌ２……第２のレジストマスク Ｑ……レジスト液 Ｑ１、Ｑ１ａ、Ｑ１ｂ……第１のレジスト液 Ｑ２、Ｑ２ａ、Ｑ２ｂ……第２のレジスト液 Ｑ３……第３のレジスト液

Claims (11)

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塗膜を形成する塗膜形成方法であって、
   吐出法により液滴をノズルから吐出し、吐出された前記液滴を、前記被塗布物の前記角部に着弾させることにより、前記角部に第１の塗膜を形成する第１の塗膜形成工程と、
   前記第１の塗膜が形成された前記被塗布物を浸漬用塗布液に浸漬することにより、前記被処理物および前記第１の塗膜の表面に第２の塗膜を形成する第２の塗膜形成工程とを有することを特徴とする塗膜形成方法。
2. 前記第１の塗膜形成工程では、前記角部の必要な部分に選択的に前記第１の塗膜を形成する請求項１に記載の塗膜形成方法。
3. 前記第１の塗膜形成工程は、第１の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するように前記ノズルから吐出し、前記第１の液滴を前記角部に着弾させる第１の工程と、前記第１の液滴が乾燥した後に、前記第１の液滴の前記被塗布物への着弾位置に対して前記角部の延在方向にずれた位置から、第２の液滴を前記上面の法線方向から前記角部に衝突するとともに前記被塗布物への着弾状態にて前記第１の液滴と重なるように前記ノズルから吐出し、前記第２の液滴を前記角部に着弾させる第２の工程とを有する請求項１または２に記載の塗膜形成方法。
4. 前記第１の塗膜形成工程において、前記第１の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第１の液滴の中心が通過し、前記第２の工程では、前記角部から前記上面の法線方向に引いた線分上を前記第２の液滴の中心が通過する請求項３に記載の塗膜形成方法。
5. 前記第１の塗膜形成工程において、前記第１の液滴および前記第２の液滴の径が、それぞれ等しく、前記第１の液滴および前記第２の液滴の中心間距離は、前記第１の液滴の直径よりも短い請求項３または４に記載の塗膜形成方法。
6. 前記第１の塗膜形成工程において、前記第１の工程では、複数の前記第１の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出し、前記第２の工程では、複数の前記第２の液滴を前記被塗布物への着弾状態にて互いに重ならないように前記ノズルから吐出する請求項３ないし５のいずれかに記載の塗膜形成方法。
7. 前記液滴の径は、１０μｍ〜５０μｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の塗膜形成方法。
8. 前記液滴の粘度は、１０ｃＰ〜２０ｃＰである請求項１ないし７のいずれかに記載の塗膜形成方法。
9. 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８のいずれかに記載の塗膜形成方法。
10. 前記塗布液および前記液滴は、それぞれ、レジスト液である請求項１ないし９のいずれかに記載の塗膜形成方法。
11. 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は、吐出法によりレジスト液をノズルから吐出し、吐出された前記レジスト液を、前記圧電素子片の前記角部に着弾させることにより、前記角部に第１のレジスト膜を形成する第１のレジスト膜形成工程と、前記第１のレジスト膜が形成された前記圧電素子片を浸漬用レジスト液に浸漬することにより、前記金属膜および前記第１のレジスト膜の表面に第２のレジスト膜を形成する第２のレジスト膜形成工程とを有し、前記第１のレジスト膜および前記第２のレジスト膜に露光、現像を行うことにより前記レジストマスクを形成するよう構成されていることを特徴とする圧電素子の製造方法。

Images