JP5701196B2 - 樹脂薄膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから基板に向けて樹脂組成物を吐出させることにより樹脂薄膜を形成する装置に関する。

プリント配線板にソルダーレジストのパターンを形成する従来の方法について説明する。まず、表面に回路パターンが形成されたプリント配線板の全面に、感光性のソルダーレジストを塗布する。所定のマスクパターンを用いて、ソルダーレジスト膜を露光し、その後現像することにより、ソルダーレジストのパターンが形成される。

ソルダーレジストを液滴化して、プリント配線板の所望の領域にのみ液滴を付着させ、硬化させることにより、ソルダーレジストのパターンを形成する技術が注目されている。ソルダーレジストの液滴は、複数のノズルからプリント配線板に向けて吐出される。プリント配線板の表面に付着した液滴に紫外線を照射することにより、液滴を硬化させることができる。

特開２００４−１０４１０４号公報

ソルダーレジスト等の樹脂組成物がノズル内に残留して粘度が高くなるか、または硬化してしまう場合がある。染料インクや顔料インクを吐出するインクジェットプリンタの場合には、気泡や異物の混入によってノズルが詰まると、洗浄液を逆流させることにより、詰まりを解消することが可能であった。ところが、樹脂組成物によるノズル詰まりが発生すると、従来の洗浄方法で詰まりを解消することが困難である。

本発明の一観点によると、
樹脂組成物を塗布する対象の基板を保持するテーブルと、
前記テーブルに保持された基板に対向し、樹脂組成物の液滴を前記基板に向かって吐出する複数のノズルが設けられたノズルユニットと、
前記テーブルを、前記基板の面内方向に移動させる移動機構と、
前記ノズルユニットの複数のノズルから選択された１つのノズル及びその近傍を局所的に加熱する局所加熱装置と
を有し、
前記局所加熱装置は、前記ノズルにレーザビームを照射するレーザ光源を含み、
前記レーザ光源は、前記ノズルユニットに対して相対位置が固定されており、
前記局所加熱装置は、さらに、
前記テーブルに固定され、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを反射する第１のミラーと、
前記第１のミラーで反射された前記レーザビームを、入射させるべきノズルに位置決めして入射させるガルバノミラーと
を含む樹脂薄膜形成装置が提供される。

本発明の他の観点によると、
樹脂組成物を塗布する対象の基板を保持するテーブルと、
前記テーブルに保持された基板に対向し、樹脂組成物の液滴を前記基板に向かって吐出する複数のノズルが設けられたノズルユニットと、
前記テーブルを、前記基板の面内方向に移動させる移動機構と、
前記ノズルユニットの複数のノズルから選択された１つのノズル及びその近傍を局所的に加熱する局所加熱装置と
を有し、
前記局所加熱装置は、前記ノズルにレーザビームを照射するレーザ光源を含み、
前記レーザ光源は、前記ノズルユニットに対して相対位置が固定されており、
前記局所加熱装置は、さらに、
前記レーザ光源から出射されたレーザビームの進行方向を前記テーブルに向けるとともに、前記レーザビームを走査するガルバノミラーと、
前記テーブルを介して前記ノズルユニットに対向し、前記テーブルが、前記ノズルユニットに対向する位置から退避されたとき、前記ガルバノミラーで走査されたレーザビームを、前記ノズルユニットに向けて反射する固定ミラーと
を含む樹脂薄膜形成装置が提供される。

ノズルヘッドを局所的に加熱することにより、ノズルに詰まっていた樹脂を分解して除去することができる。局所的な加熱であるため、ノズルユニットが受ける損傷を抑制することができる。

図１は、実施例１による樹脂薄膜形成装置の概略図である。 図２Ａは、ノズルユニットの斜視図であり、図２Ｂは、ノズルユニットの底面図である。 図３は、ノズルと、ノズルの像との位置関係を示す図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ実施例１による局所加熱装置の平面図及び側面図である。 図５は、ノズルとビームスポットとの関係を示す図である。 図６は、実施例２による局所加熱装置の側面図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ実施例３による局所加熱装置の平面図及び側面図である。 図８は、実施例４による局所加熱装置の概略図である。

［実施例１］
図１に、実施例１による樹脂薄膜形成装置の概略図を示す。定盤２０の上に、移動機構２１によりテーブル２５が保持されている。移動機構２１は、Ｘステージ２２、Ｙステージ２３、及びθステージ２４を含む。水平面をＸＹ面とし、鉛直方向をＺ軸とするＸＹＺ直交座標系を定義する。Ｘステージ２２は、Ｙステージ２３をＸ軸方向に移動させる。Ｙステージ２３は、θステージ２４をＹ方向に移動させる。θステージ２４は、Ｚ軸に平行な軸を回転中心として、テーブル２５の回転方向の姿勢を変化させる。テーブル２５は、樹脂薄膜を形成すべき基板（例えば、プリント配線板）５０を保持する。テーブル２５には、例えば真空チャックテーブルが用いられる。

定盤２０の上方に、支柱３０によって梁３１が支えられている。梁３１に、ノズルユニット４０及び撮像装置３２が取り付けられている。ノズルユニット４０の構成及び配置の詳細については、後に説明する。撮像装置３２及びノズルユニット４０は、テーブル２５に保持された基板５０に対向する。撮像装置３２は、基板５０の表面に形成されている配線パターン、アライメントマーク、基板５０に形成された樹脂薄膜パターン等を撮像する。撮像されて得られた画像データが、制御装置３３に入力される。ノズルユニット４０に、複数のノズルが設けられている。ノズルごとに吐出信号が印加されると、吐出信号が印加されたノズルから基板５０に向けて、紫外線硬化型の樹脂組成物、例えばソルダーレジスト等が液滴の状態で吐出される。吐出された樹脂組成物が、基板５０の表面に付着する。

局所加熱装置４７が、ノズルユニット４０のノズル及びその近傍を局所的に加熱する。局所加熱装置４７の詳細な構造については、後に説明する。

制御装置３３が、Ｘステージ２２、Ｙステージ２３、θステージ２４、テーブル２５、ノズルユニット４０、及び局所加熱装置４７を制御する。制御装置３３は、記憶装置３４を含む。記憶装置３４に、描画すべき樹脂薄膜パターンのイメージデータ等が記憶されている。

オペレータが、入力装置３５を通して制御装置３３に、種々の指令（コマンド）や、制御に必要な数値データを入力する。入力装置３５には、例えばキーボード、タッチパネル等が用いられる。制御装置３３は、出力装置３６からオペレータに対して警報等の各種情報を出力する。出力装置３６には、液晶ディスプレイ、発音装置等が用いられる。

図１では、ノズルヘッド４０を定盤２０に対して固定し、テーブル２５を移動させるように、移動機構２１を配置したが、その逆に、テーブル２５を定盤２０に固定し、ノズルユニット４０をテーブル２５に対して移動させてもよい。

図２Ａに、ノズルユニット４０の各々の斜視図を示す。支持部材４１の底面に、４個のノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄが取り付けられている。ノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄは、Ｘ軸の負の向きに向かってこの順番に配列している。ノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄの各々に、複数のノズル４５が形成されている。ノズルヘッド４２Ａよりも外側、及びノズルヘッド４２Ｄよりも外側に、それぞれ光源４３が配置されている。光源４３は、基板５０（図１）に紫外線を照射する。

図２Ｂに、ノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄ、及び光源４３の底面図を示す。ノズルヘッド４２Ａの底面（基板５０に対向する表面）に、２列のノズル列４６ａ、４６ｂが形成されている。ノズル列４６ａ及びノズル列４６ｂの各々は、Ｙ軸方向にピッチ（周期）８Ｐで並ぶ複数のノズル４５で構成される。ノズル列４６ｂは、ノズル列４６ａに対して、Ｘ軸の負の方向にずれており、さらに、Ｙ軸の負の方向にピッチ４Ｐだけずれている。すなわち、ノズルヘッド４２Ａのノズル４５は、Ｙ方向に関しては、ピッチ４Ｐで等間隔に分布している。ピッチ４Ｐは、例えば３００ｄｐｉの解像度に相当するピッチ、すなわち約８４．６７μｍである。

ノズルヘッド４２Ｂ〜４２Ｄの構造は、ノズルヘッド４２Ａの構造と同一である。ノズルヘッド４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄは、それぞれノズルヘッド４２Ａに対して、Ｙ軸の負の方向に２Ｐ、Ｐ、３Ｐだけずれるように機械的に位置決めされて、支持部材４１（図２Ａ）に取り付けられている。ノズルヘッド４２Ａよりも外側、及びノズルヘッド４２Ｄよりも外側に、それぞれ光源４３が配置されている。

図３に示すように、ノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄのノズル４５を、Ｘ軸に垂直な仮想平面５６に垂直投影した像５５Ａ〜５５Ｄは、Ｙ方向に、１２００ｄｐｉの解像度に相当するピッチＰ、すなわち約２１．１７μｍのピッチで等間隔に配列する。このため、４個のノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄから液状材料を吐出することにより、Ｙ軸方向に関して１２００ｄｐｉの解像度で、薄膜パターンを形成することができる。

図４Ａ及び図４Ｂに、それぞれ局所加熱装置４７の平面図及び側面図を示す。局所加熱装置４７は、レーザ光源６０及びミラー６１を含む。レーザ光源６０及びミラー６１は、テーブル２５の側面に固定されている。レーザ光源６０は、Ｙ方向にレーザビームを出射する。ミラー６１は、レーザ光源６０から出射されたレーザビームを反射し、鉛直上方（Ｚ軸の正の向き）に伝搬させる。テーブル２５を移動させることにより、レーザビームをノズルユニット４０のノズル４５が形成された面に入射させることができる。

図５に、ノズル４５と、レーザビームのビームスポット６２とを示す。ビームスポット６２は、１つのノズル４５を内包し、当該ノズルに近接する他のノズル４５には接触しない大きさを有する。一例として、ノズル４５の各々の直径は約３０μｍであり、最近接の２つのノズル４５の中心間距離は約１６０μｍであり、ビームスポット６２の直径は約１００μｍである。テーブル２５の位置を調節することにより、所望のノズル４５にレーザビームを入射させることができる。Ｘステージ２２及びＹステージ２３は、どのノズル４５にもレーザビームを入射させることができるストロークを有する。

樹脂組成物によってノズル詰まりが生じているノズル（不良ノズル）４５にレーザビームを入射させることにより、硬化した樹脂を分解して除去することができる。これにより、ノズル詰まりが解消される。レーザビームには、硬化した樹脂によって吸収されやすい波長域のものを用いることが好ましい。また、樹脂組成物に紫外線硬化型のものが用いられている場合には、レーザ照射によって樹脂が硬化してしまうことを防止するために、波長が４０５ｎｍよりも長いレーザビームを用いることが好ましい。例えば、赤外域の炭酸ガスレーザを用いることができる。

実施例１によるノズルヘッドの修理方法では、ノズルヘッドを局所的に加熱するため、ノズル詰まりが発生していない正常なノズルへの影響を軽減することができる。また、レーザビームを用いることにより、短い時間で必要な熱エネルギーを投入することができる。これにより、熱に起因するノズルヘッドの損傷を抑制することができる。また、ノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄ（図２Ａ）内に収容されている樹脂組成物への熱影響を軽減することができる。

ノズル詰まりが生じているノズルにレーザビームを入射させている間は、そのノズルに、液状材料を吐出させる信号を印加しておくことが好ましい。吐出信号を印加しておくと、レーザ照射によって分解した樹脂が、吐出される樹脂組成物と共に外部に排出される。これにより、ノズル詰まりの解消が容易になる。

［実施例２］
図６に、実施例２による樹脂薄膜形成装置に用いられる局所加熱装置４７（図１）の側面図を示す。局所加熱装置４７以外の構成は、実施例１による樹脂薄膜形成装置の構成と同一である。局所加熱装置４７は、レーザ光源６０及び二次元ガルバノミラー６５を含む。レーザ光源６０及び二次元ガルバノミラー６５は、テーブル２５を挟んでノズルユニット４０に対向する位置に配置され、定盤２０に支持されている。すなわち、レーザ光源６０及び二次元ガルバノミラー６５は、ノズルユニット４０に対して相対位置が固定されている。

レーザ光源６０から出射したレーザビームが、二次元ガルバノミラー６５によって２次元方向に走査される。テーブル２５をノズルユニット４０の下方から側方に退避させると、二次元ガルバノミラー６５で走査されたレーザビームを、ノズルユニット４０に入射させることができる。二次元ガルバノミラー６５でレーザビームを走査することにより、所望のノズル４５にレーザビームを入射させることができる。

［実施例３］
図７Ａ及び図７Ｂに、それぞれ実施例３による樹脂薄膜形成装置に用いられる局所加熱装置４７（図１）の平面図及び側面図を示す。局所加熱装置４７以外の構成は、実施例１による樹脂薄膜形成装置の構成と同一である。局所加熱装置４７は、レーザ光源６０、固定ミラー６６、及び一次元ガルバノミラー６７を含む。レーザ光源６０は、定盤２０（図１）に支持されており、固定ミラー６６及び一次元ガルバノミラー６７は、テーブル２５に支持されている。

レーザ光源６０から出射されたレーザビームは、Ｘ軸に平行に伝搬し、固定ミラー６６によってＹ軸に平行な方向に向かって反射される。テーブル２５のＹ軸方向の位置は、固定ミラー６６がレーザビームの光路上に位置するように調整されている。

固定ミラー６６で反射されたレーザビームが、一次元ガルバノミラー６７によってノズルヘッド４０に向かって反射される。テーブル２５をＸ軸方向に移動させることにより、レーザビームの入射位置をＸ軸方向に移動させることができる。

一次元ガルバノミラー６７は、レーザビームをＹ軸に平行な１次元方向に走査する。一次元ガルバノミラー６７でレーザビームを走査することにより、レーザビームの入射位置をＹ軸方向に移動させることができる。テーブル２５の位置、及び一次元ガルバノミラー６７を制御することにより、所望のノズル４５にレーザビームを入射させることができる。

［実施例４］
図８に、実施例４による樹脂薄膜形成装置に用いられる局所加熱装置４７（図１）の概略図を示す。局所加熱装置４７以外の構成は、実施例１による樹脂薄膜形成装置の構成と同一である。局所加熱装置４７は、レーザ光源６０、二次元ガルバノミラー６８、及び固定ミラー６９を含む。レーザ光源６０及び二次元ガルバノミラー６８は、梁３１に支持されており、固定ミラー６９は定盤２０（図１）に支持されている。すなわち、レーザ光源６０、二次元ガルバノミラー６８、及び固定ミラー６９は、ノズルユニット４０に対して相対位置が固定されている。

レーザ光源６０及び二次元ガルバノミラー６８は、テーブル２５の上方に配置され、固定ミラー６９は、テーブル２５の下方に配置されている。ノズルユニット４０にレーザ照射するときには、テーブル２５は、ノズルユニット４０の下方から側方に退避される。レーザ光源６０から出射されたレーザビームが、二次元ガルバノミラー６８によって２次元方向に走査され、固定ミラー６９に入射する。固定ミラー６９は、ガルバノミラー６８で走査されたレーザビームを、ノズルユニット４０に向けて反射する。

二次元ガルバノミラー６８を制御することにより、所望のノズル４５にレーザビームを入射させることができる。

上記実施例１〜４では、局所加熱装置４７の熱エネルギ源としてレーザ光源を用いたが、その他の熱エネルギ源を用いてもよい。

また、上記実施例では、ノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄ、またはその集合体であるノズルユニット４０（図２Ａ）を梁３１（図１）に取り付けた状態で修理を行った。レーザ照射等による修理は、ノズルヘッド４２Ａ〜４２Ｄまたはノズルユニット４０を梁３１から取外りし、適当な修理台に載置した状態で行なってもよい。この場合にも、従来は除去困難であったノズルに詰まった樹脂を除去することにより、故障したノズルヘッドを復活させることができる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

２０ 定盤
２１ 移動機構
２２ Ｘステージ
２３ Ｙステージ
２４ θステージ
２５ テーブル
３０ 支柱
３１ 梁
３２ 撮像装置
３３ 制御装置
３４ 記憶装置
３５ 入力装置
３６ 出力装置
４０ ノズルユニット
４１ 支持部材
４２Ａ〜４２Ｄ ノズルヘッド
４３ 光源
４５ ノズル
４６ａ、４６ｂ ノズル列
４７ 局所加熱装置
５０ 基板
６０ レーザ光源
６１ ミラー
６２ ビームスポット
６５ 二次元ガルバノミラー
６６ 固定ミラー
６７ 一次元ガルバノミラー
６８ 二次元ガルバノミラー
６９ 固定ミラー

Claims (3)

1. 樹脂組成物を塗布する対象の基板を保持するテーブルと、
   前記テーブルに保持された基板に対向し、樹脂組成物の液滴を前記基板に向かって吐出する複数のノズルが設けられたノズルユニットと、
   前記テーブルを、前記基板の面内方向に移動させる移動機構と、
   前記ノズルユニットの複数のノズルから選択された１つのノズル及びその近傍を局所的に加熱する局所加熱装置と
   を有し、
   前記局所加熱装置は、前記ノズルにレーザビームを照射するレーザ光源を含み、
   前記レーザ光源は、前記ノズルユニットに対して相対位置が固定されており、
   前記局所加熱装置は、さらに、
   前記テーブルに固定され、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを反射する第１のミラーと、
   前記第１のミラーで反射された前記レーザビームを、入射させるべきノズルに位置決めして入射させるガルバノミラーと
   を含む樹脂薄膜形成装置。
2. 樹脂組成物を塗布する対象の基板を保持するテーブルと、
   前記テーブルに保持された基板に対向し、樹脂組成物の液滴を前記基板に向かって吐出する複数のノズルが設けられたノズルユニットと、
   前記テーブルを、前記基板の面内方向に移動させる移動機構と、
   前記ノズルユニットの複数のノズルから選択された１つのノズル及びその近傍を局所的に加熱する局所加熱装置と
   を有し、
   前記局所加熱装置は、前記ノズルにレーザビームを照射するレーザ光源を含み、
   前記レーザ光源は、前記ノズルユニットに対して相対位置が固定されており、
   前記局所加熱装置は、さらに、
   前記レーザ光源から出射されたレーザビームの進行方向を前記テーブルに向けるとともに、前記レーザビームを走査するガルバノミラーと、
   前記テーブルを介して前記ノズルユニットに対向し、前記テーブルが、前記ノズルユニットに対向する位置から退避されたとき、前記ガルバノミラーで走査されたレーザビームを、前記ノズルユニットに向けて反射する固定ミラーと
   を含む樹脂薄膜形成装置。
3. さらに、前記レーザ光源及び前記ノズルユニットを制御する制御装置を有し、
   前記制御装置は、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを１つのノズルに入射させている期間、当該ノズルから樹脂組成物の液滴が吐出するように前記ノズルユニットを制御する請求項１または２に記載の樹脂薄膜形成装置。
   

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