JP5515366B2 - 基板の水平搬送処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板の水平搬送処理装置に関するものであり、特には、使用する処理液が発泡性を有する場合でも、安定な運転が可能な水平搬送処理装置に関するものである。

いわゆる銅張積層板（以下、「ＭＣＬ」という。）を用いたプリント基板の配線パターンの形成工程では、配線を形成するためにエッチングやめっきを施すに際して、ＭＣＬの銅箔を選択的に保護する目的でレジストのパターン形成が必要である。その際、通常、フィルム状又は液状の感光性レジストをＭＣＬの銅箔上にラミネート又は塗布し、次いで、上記レジストに紫外線線等を照射して露光し、レジストをパターン状に硬化させた後、現像液で未硬化のレジスト部分（非照射部分）を除去することによりレジストを現像し、パターン状のレジスト膜を形成している。

現像は、レジストを塗布もしくはラミネートし、露光により光硬化させた基板を、ローラー式の回転コンベアを用いて水平搬送しつつ、コンベア上下に配したスプレーノズルより現像液を噴霧する現像装置にて処理を行う。現像液としては、通常、アルカリ性の水溶液が用いられ、現像液のアルカリ剤としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物等の無機アルカリ性化合物等もしくは有機アルカリ性化合物等が用いられている。

図５に示すように、現像液４がスプレーノズル７から噴霧されると、現像液４中に空気を巻き込んで取り込み、搬送ロール２４や被処理体５であるプリント基板表面等との衝突により泡１５を発生させる。また、噴霧された現像液４が、再び現像液４を貯蔵するタンク２に戻る際に、タンク２に貯蔵された現像液４の表面に直接当たることによっても泡１５を発生させる。一度発生した泡１５は、浮上して現像液４表面に蓄積し、消泡処理をしないと増え続ける。

このような泡は、現像装置に対しては、貯蔵タンク内の現像液面の低下によって、供給ポンプへのエア巻き込みによるスプレー圧力の低下、および蓄積した泡のオーバーフローによる流出などの問題を引き起こす。また、被処理体であるプリント基板に対しては、プリント基板まで泡が到達して付着すると、現像液とレジストとの接触を阻害するため、未硬化のレジスト部分が十分除去されず、良好なレジストパターンが形成されないという問題を引き起こす。

現像液の発泡を抑制するためには、現像液に消泡剤を添加することが有効であることが知られている。一般的には消泡剤には、シリコーン系消泡剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、ポリアルキレングリコール又はその誘導体、モノ高級脂肪酸グリセリンエステル等が使用されている。しかしながら、このような消泡剤は、現像液中のレジスト未硬化部分の樹脂成分、レジスト中に含まれている染料、顔料、重合開始剤、架橋剤等と油状のスカムを形成する。このスカムが現像時にレジストやその基板に付着すると、良好なレジストパターンが形成されないだけでなく、レジストが形成されている基板が汚染されるという問題がある。また、現像装置内に付着して、装置の汚れの原因になる。このため、消泡剤を使用しなくても、泡の発生を抑えられる現像処理が要求されている。

消泡剤を使用しないで泡の発生を抑制する現像方法には、泡の表面に熱を付与して破泡する方法（特許文献１）、複数の槽を隣接して繋げ、スプレー槽から戻った泡を受ける槽を備え、その槽の底部に設けた開口を、隣接している槽の上部に設けた開口に連結させることにより、液面に浮上した泡を、隣接した槽に持ち込まないようにする方法（特許文献２）、発生した泡を現像槽に付帯した消泡槽に流れ込ませ、流れ込んだ泡に消泡槽の上部に配したスプレーノズルから水を噴霧し、泡を押し出して排出する方法（特許文献３）が考案されている。

特開平８−３１４１５３号公報 特開２００２−２９２３１５号公報 特開２００３−２１８５０２号公報 特開２００６−３０１０２４号公報

しかしながら、特許文献１の方法は、現像槽の現像液面に熱源を配するため、熱源の設置等を要し、設備の構成が複雑になる。また、現像液面を覆うように熱源を配する必要があるため、現像槽の清掃時におけるメンテナンス性が悪化する恐れがある。また、現像液面に近接した位置に熱源を設置するため、現像液温度のコントロールが難しくなる恐れがある。特許文献２の方法では、泡の除去性は良いが、泡を消泡する機能がないため、泡の発生の増加に伴い、現像液量が減少し、液面が低下する問題がある。特許文献３の方法では、泡の状態の現像液がそのまま廃棄されるため、やはり現像液の液量が減少し、液面が低下する問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、使用する処理液が発泡性を有する場合でも、発泡を抑える添加剤等を処理液に加えることなく、発泡を抑制し、安定な運転が可能な水平搬送処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下に関する。
（１） 処理液を貯蔵するタンクと、前記処理液をタンクから導出する供給配管と、この供給配管からの処理液を被処理体に噴霧処理するチャンバーと、このチャンバー内で前記被処理体を搬送する搬送手段と、前記チャンバーで噴霧処理した後の処理液を前記タンクに戻す連絡部とを備え、前記処理液がチャンバーとタンクとを循環する水平搬送処理装置において、前記タンクの液面より上方に、タンク内に貯蔵された処理液の液面に向かって、タンク内の処理液を噴霧する消泡ノズルを配置し、前記チャンバー内に、噴霧処理した後の処理液の泡に向かって、タンク内の処理液を噴霧する消泡ノズルを配置した水平搬送処理装置。
（２） 上記（１）において、搬送手段の下方でかつ連絡部の上方に、チャンバーの下方に向かって、タンク内の処理液を噴霧する消泡ノズルを配置した水平搬送処理装置。
（３） 上記（１）又は（２）において、チャンバーが、その底部に、内側に向かって下り勾配を有する傾斜部を備え、この傾斜部によって連絡部につなげられ、消泡ノズルが、前記傾斜部に設けられた水平搬送処理装置。
（４） 上記（３）において、消泡ノズルが、チャンバー底部の幅方向両端に、傾斜部の下り勾配に沿った方向で配置された水平搬送処理装置。

本発明によれば、使用する処理液が発泡性を有する場合でも、発泡を抑える添加剤等を処理液に加えることなく、発泡を抑制し、安定な運転が可能な水平搬送処理装置を提供することができる。

本発明の水平搬送処理装置の実施例１における、長さ方向全体に亘る垂直断面図である（図２のＢ−Ｂ’断面）。 本発明の水平搬送装置の実施例１における、図１のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の水平搬送処理装置の実施例２における、長さ方向全体に亘る垂直断面図である（図４のＢ−Ｂ’断面）。 本発明の水平搬送装置の実施例２における、図３のＡ−Ａ’断面図である。 従来（比較例）の水平搬送処理装置における、図２及び図４と同様の断面図である。

本発明の水平処理装置を、図１〜図４に示す例を用いて説明する。

本発明の水平処理装置の一例としては、図１〜図４に示すものが挙げられる。図１〜図４は、処理液４を貯蔵するタンク２と、前記処理液４をタンク２から導出する供給配管８と、この供給配管８からの処理液４を被処理体５に噴霧処理するチャンバー３と、このチャンバー３内で前記被処理体５を搬送する搬送手段２４と、前記チャンバー３で噴霧処理した後の処理液４を前記タンク２に戻す連絡部１７とを備え、前記処理液４がチャンバー３とタンク２とを循環する水平搬送処理装置１である。噴霧処理を行なうチャンバー３の後には、必要に応じて、水洗２２や水切り２３を行なうゾーンが設けられる。

処理液は、水平処理装置で使用される液状の薬液であれば特に限定はないが、スプレー等で噴霧すると発泡する性質を有するものである場合は、本発明の水平搬送処理装置の効果がより期待できる点で望ましい。このような処理液としては、例えば、プリント基板の製造工程で使用されるような、光硬化性樹脂における未硬化部分を除去するための現像液が挙げられる。具体的には、アルカリ性の水溶液であって、アルカリ剤として、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物等の無機アルカリ性化合物等もしくは有機アルカリ性化合物等を用いたものが挙げられる。

タンクは、処理液を貯蔵する容器であり、後述する連絡部によってチャンバーと連結される。タンクは、被処理体に噴霧処理した後の処理液が、チャンバーとの落差を利用してタンク内に戻るように、チャンバーよりも下方に位置するように設けられる。また、被処理体に噴霧処理した後の処理液がタンクに戻る際に、タンク内に貯蔵された処理液に、直接当たり難くするため、タンクをチャンバーとは別の独立した筐体とし、チャンバーとタンクを繋ぐ連絡部が設けられる。

供給配管は、供給ポンプを備え、タンクに貯蔵された処理液をタンクから導出し、チャンバーに供給する通路となるものである。

チャンバーは、供給配管からの処理液を被処理体に噴霧処理するための仕切られた空間である。チャンバーでの噴霧処理は、供給配管からの処理液をスプレー配管に供給し、このスプレー配管に設けられたスプレーノズルから、被処理体に向けて、処理液を噴霧することにより行なわれる。

被処理体としては、水平搬送処理で処理可能であれば特に限定はないが、搬送手段として搬送ロールを用いることで、搬送が容易な点で、板状のものが望ましい。このような被処理体として、例えばプリント基板が挙げられる。

搬送手段は、チャンバー内で前記被処理体を搬送するものである。被処理体を水平に搬送可能であれば、特に限定はないが、水平搬送処理で処理される被処理体としてプリント基板を想定した場合、噴霧処理された処理液が、被処理体に当り易く、処理効率がよい点等から、搬送ロールや搬送リングが望ましい。

連絡部は、チャンバーで噴霧処理した後の処理液をタンクに戻すための処理液の通路である。被処理体に噴霧処理した後の処理液を、落差によってチャンバーからタンクに戻されるようにするため、その通路である連絡部は、チャンバーよりも下方でかつタンクよりも上方に設けられる。タンクをチャンバーとは別の独立した筐体とし、チャンバーとタンクを繋ぐ連絡部が設けられることで、被処理体に噴霧処理した後の処理液がタンクに戻る際に、タンク内に貯蔵された処理液に、直接当たり難くなり、泡が発生し難くなる。

本発明の水平搬送処理装置では、タンク内に貯蔵された処理液は、供給ポンプを備えた供給配管を通してタンクからチャンバーに供給され、チャンバー内でスプレー配管とスプレーノズルを通して被処理体に噴霧処理された後、チャンバーとタンクとの落差を利用して、連絡部を通してタンク内に戻される。つまり、チャンバーで噴霧処理を行なっている間、タンク、供給配管、チャンバー、連絡部、タンクの順番で、処理液が循環される。

図１〜図４に示すように、タンク２の液面１４より上方に、タンク２内に貯蔵された処理液４の液面１４に向かって、タンク２内の処理液４を噴霧する消泡ノズル２１が配置される。このように、消泡ノズル２１が配置されることにより、消泡ノズル２１から噴霧される処理液４によって、タンク２内の処理液４の液面１４上に溜まった泡１５が破壊され、泡１５のオーバーフローによる処理液４の液面１４低下を抑制することができる。即ち、チャンバー３内で噴霧された処理液４は、搬送ロール２４や被処理体５に衝突で発生した泡１５を含んだ状態となり、連絡部１７を通ってタンク２内に戻る際、タンク２内に貯蔵されている処理液４に当り、さらに泡１５が発生する。この泡１５の量が増えると、その分、液状の処理液４の量が減少し、液面１４が低下する。また、泡１５自体が、タンク２からオーバーフローし流出するため、これによっても液面１４が低下する。このように液面１４が低下する結果、液面センサー（図示しない）が液面異常を検出し、処理を停止させることになる。しかしながら、消泡ノズル２１から噴霧される処理液４が、泡１５に衝突して泡１５を破壊するので、処理液４は液状の状態を維持するため、液面低下が生じにくくなり、上記のような問題を抑制できる。なお、噴霧された処理液４は、微粒であるため、処理液４の液面１４に直接当たっても、衝撃が小さく、噴霧された処理液４によって泡１５は生じない。

図１〜図４に示すように、消泡ノズル２１からの処理液４の噴霧は、例えば、タンク２の処理液４の液面１４より下方から、消泡ポンプ１９を備えた供給配管１８によって、処理液４をタンク２内に配置した消泡配管２０へ導出し、消泡ノズル２１から処理液４を噴霧することにより行なうことができる。

図３及び図４に示すように、チャンバー３内に、噴霧処理した後の処理液４の泡１５に向かって、タンク２内の処理液４を噴霧する消泡ノズル１３が配置されるのが望ましい。このように、消泡ノズル１３が配置されることにより、消泡ノズル１３から噴霧される処理液４によって、チャンバー３内に溜まった泡１５が破壊され、泡１５が被処理体５に付着して、噴霧処理が不十分となるのを抑制することができる。即ち、チャンバー３内に溜まった泡１５が被処理体５の位置まで到達して付着すると、スプレーノズル７から噴霧された処理液４と被処理体５との接触を阻害するため、被処理体５が十分に処理液４で処理されず、満足な品質が得られないという問題を引き起こす。特に、チャンバー３からタンク２に戻る処理液４が、タンク２内に貯蔵されている処理液４に直接当たり難くするため、チャンバー３とタンク２は別体とされ、連絡部１７を通じて繋げられる場合、一般に、連絡部１７やこの連絡部１７に繋がるチャンバー３の下部が狭く形成されるので、チャンバー３内で発生した泡１５はチャンバー３内に溜まり易い。しかしながら、消泡ノズル１３から噴霧される処理液４が、泡１５に衝突して泡１５を破壊し、泡１５を液体の処理液４に変えるので、液体となった処理液４がスムーズに連絡部１７を通してタンク２へ流れ落ちることにより、上記のような問題が抑制される。

図３及び図４に示すように、消泡ノズル１３からの処理液４の噴霧は、例えば、タンク２の処理液４の液面１４より下方から、消泡ポンプ１１を備えた供給配管１０によって、処理液４をチャンバー３内に配置した消泡配管１２へ導出し、消泡ノズル１３から処理液４を噴霧することにより行なうことができる。

図３及び図４に示すように、搬送手段２４の下方でかつ連絡部１７の上方に、チャンバー３の下方に向かって、タンク２内の処理液４を噴霧する消泡ノズル１３が配置されるのが望ましい。消泡ノズル１３が搬送手段２４の下方に配置されることで、搬送手段２４で搬送される被処理体５の高さまで、泡１５が到達する前に、泡１５を破壊することができ、被処理体５に泡１５が付着するのを抑制することができる。消泡ノズル１３が連絡部１７の上方に配置されることで、一般にチャンバー３よりも狭く、チャンバー３内で発生した泡１５が溜まり易い連絡部１７の上方から、処理液４を噴霧することができるので、泡１５を効率よく破壊することができる。また、消泡ノズル１３がチャンバー３の下方に向かって配置されるので、連絡部１７を通してタンク２に泡１５の混じった処理液４を、押し出す流れを形成するため、泡１５がチャンバー３内に滞留し難い。

図３及び図４に示すように、チャンバー３が、その底部に内側に向かって下り勾配を有する傾斜部１６を備え、この傾斜部１６によって連絡部１７につなげられ、消泡ノズル１３が、前記傾斜部１６に設けられるのが望ましい。チャンバー３が、その底部に内側に向かって下り勾配を有する傾斜部１６を備えることで、チャンバー３内でスプレーノズル７から噴霧された処理液４は、傾斜部１６上に落下するので、チャンバー３の底部に衝突する際の衝撃が緩和され、チャンバー３底部の内側に向かって集められると同時に、処理液４は速やかに連絡部１７に導かれる。この傾斜部１６によって連絡部１７につなげられることで、連絡部１７がチャンバー３に比べて狭められていても、処理液４がスムーズに連絡部１７に導かれ、泡１５を生じ難い。また、消泡ノズル１３が、傾斜部１６に設けられることで、スプレーノズル７から噴霧された処理液４が傾斜部１６に落下し、泡１５を生じたとしても、素早く破泡されるようにすることができる。

図３及び図４に示すように、消泡ノズル１３が、チャンバー３底部の幅方向両端に、傾斜部１６の下り勾配に沿った方向で配置されるのが望ましい。つまり、消泡ノズル１３は、噴霧角の中心線（噴霧方向）が、傾斜部１６の下り勾配に沿った方向になるように配置される。このように消泡ノズル１３が配置されることで、噴霧処理後の処理液４が傾斜部１６上に落下して生じた泡１５は、傾斜部１６や連絡部１７に滞留し易いが、消泡ノズル１３の位置がチャンバー３底部の幅方向両端で、傾斜部１６の下り勾配に沿った方向で配置されるため、傾斜部１６や連絡部１７に滞留した泡１５を効率よく破壊することができる。また、消泡ノズル１３の方向が、傾斜部１６の下り勾配に沿った方向であるため、処理液４を押し流し、連絡部１７を通してタンク２に戻り易くなる。

以下、本発明を実施例により説明するが，本発明はこれによって制限されない。

（実施例１）
図１及び図２に、本発明の実施例１を示す。本実施例は、処理液４を貯蔵するタンク２と、前記処理液４をタンク２から導出する供給配管８と、この供給配管８からの処理液４を被処理体５に噴霧処理するチャンバー３と、このチャンバー３内で前記被処理体５を搬送する搬送ロール２４と、前記チャンバー３で噴霧処理した後の処理液４を前記タンク２に戻す連絡部１７とを備え、前記処理液４がチャンバー３とタンク２とを循環する水平搬送処理装置１である。チャンバー３が、その底部に内側に向かって下り勾配を有する傾斜部１６を備え、この傾斜部１６によって連絡部１７につなげられている。タンク２の液面１４より上方に、タンク２内に貯蔵された処理液４の液面１４に向かって、タンク２内の処理液４を噴霧する消泡ノズル２１が配置される。

被処理体は、プリント基板であり、アルカリ現像タイプの感光性レジストをラミネートし、パターン露光によりパターン状に光硬化させた基板を用いた。

処理液は、プリント基板の製造工程で使用される、感光性レジストの未硬化部分を除去するための現像液（１質量％の炭酸ナトリウム水溶液、約４０℃）を用いた。

被処理体に対して、約２ＭＰａのスプレー圧で、スプレーノズルから現像液を噴霧処理した。被処理体を連続で約２００枚現像処理したが、タンク内の現像液の液面低下による処理停止は生じなかった。また、現像処理後に、タンク内を確認したところ、泡は、現像液の液面を薄く覆う程度に抑制されていた。チャンバー内を確認したところ、泡は、傾斜部と連絡部の大部分を覆う程度に滞留していた。被処理体のレジストを確認したところ、現像が不十分なことによるレジスト形状の異常は見あたらなかった。

（実施例２）
図３及び図４に、本発明の実施例２を示す。本実施例は、実施例１の構成に加え、消泡ノズル１３が、チャンバー３底部の幅方向両端に、傾斜部１６の下り勾配に沿った方向で配置されている。被処理体５及び処理液４は、実施例１と同様である。

被処理体に対して、約２ＭＰａのスプレー圧で、スプレーノズルから現像液を噴霧処理した。被処理体を連続で約２００枚現像処理したが、タンク内の現像液の液面低下による処理停止は生じなかった。また、現像処理後に、タンク内を確認したところ、泡は、現像液の液面を薄く覆う程度に抑制されていた。チャンバー内を確認したところ、泡は、傾斜部を薄く覆う程度であり、連絡部にはほとんど滞留していなかった。被処理体のレジストを確認したところ、現像が不十分なことによるレジスト形状の異常は見あたらなかった。

（比較例）
図５に、比較例を示す。比較例は、チャンバー３内の消泡ノズル１３及びタンク２内の消泡ノズル２１を備えていない。それ以外の構成は、実施例１及び実施例２と同様である。また、被処理体５及び処理液４は、実施例１及び実施例２と同様である。

被処理体に対して、約２ＭＰａのスプレー圧で、スプレーノズルから現像液を噴霧処理した。被処理体を連続で処理したところ、約２０枚処理した時点で、タンク内の現像液の液面低下による処理停止が生じた。また、この時点で、タンク内を確認したところ、泡は、タンクからオーバーフロー寸前であった。チャンバー内を確認したところ、泡は、搬送ロールの近くまで達しており、被処理体に泡が付着していた。被処理体のレジストを確認したところ、微細パターン箇所での一部で、現像残りが見つかった。

１…水平搬送処理装置、２…タンク、３…チャンバー、４…処理液（現像液）、５…被処理体、６…スプレー配管、７…スプレーノズル、８…供給配管、９…供給ポンプ、１０…供給配管、１１…消泡ポンプ、１２…消泡配管、１３…消泡ノズル、１４…液面、１５…泡、１６…傾斜部、１７…連絡部、１８…供給配管、１９…消泡ポンプ、２０…消泡配管、２１…消泡ノズル、２２…水洗、２３…水切り、２４…搬送ロール（搬送手段）

Claims (4)

1. 処理液を貯蔵するタンクと、前記処理液をタンクから導出する供給配管と、この供給配管からの処理液を被処理体に噴霧処理するチャンバーと、このチャンバー内で前記被処理体を搬送する搬送手段と、前記チャンバーで噴霧処理した後の処理液を前記タンクに戻す連絡部とを備え、前記処理液がチャンバーとタンクとを循環する水平搬送処理装置において、前記タンクの液面より上方に、タンク内に貯蔵された処理液の液面に向かって、タンク内の処理液を噴霧する消泡ノズルを配置し、前記チャンバー内に、噴霧処理した後の処理液の泡に向かって、前記タンク内の処理液を噴霧する消泡ノズルを配置した水平搬送処理装置。
2. 請求項１において、搬送手段の下方でかつ連絡部の上方に、チャンバーの下方に向かって、タンク内の処理液を噴霧する消泡ノズルを配置した水平搬送処理装置。
3. 請求項１又は２において、チャンバーが、その底部に内側に向かって下り勾配を有する傾斜部を備え、この傾斜部によって連絡部につなげられ、消泡ノズルが、前記傾斜部に設けられた水平搬送処理装置。
4. 請求項３において、消泡ノズルが、チャンバー底部の幅方向両端に、傾斜部の下り勾配に沿った方向で配置された水平搬送処理装置。

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