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図面 (8)

課題

装置構成過度制約を受けることなく、第1電極ステージとの間に発生するプラズマと、第2電極とステージ電極との間に発生するプラズマとの干渉を防止することのできるプラズマ処理装置を提供すること。

解決手段

プラズマ処理装置100は、ウエハ200を載置するステージ電極130と、ステージ電極130の一方側に配置された第1電極110と、第1電極110に第1交番電圧V1を印加する第1電源111と、第1交番電圧V1の位相を調整する第1位相調整部112と、ステージ電極130の他方側に配置された第2電極120と、第2電極120に第2交番電圧V2を印加する第2電源121と、第2交番電圧V2の位相を調整する第2位相調整部122と、を有し、第1、第2交番電圧V1、V2は、周波数が互いに等しく、かつ、同位相で第1、2電極110、120に印加される。

概要

背景

例えば、ウエハの表面に薄膜成膜する方法としてプラズマCVD(chemical vapor deposition)が知られている。また、プラズマCVDを行うプラズマ処理装置として、特許文献1のように、対向配置されている第1、第2電極と、これら第1、第2電極間にウエハを配置するためのステージとがチャンバー内に配設されている装置が知られている。この装置では、チャンバー内にキャリアガスおよび成膜原料を供給し、第1、第2電極とステージとの間に高周波電圧印加することにより、ウエハの両面に同時に薄膜を成膜することができる。そのため、例えば、ウエハの片面ごとに成膜する装置と比較して、作業効率の向上が図られている。

しかしながら、特許文献1の装置では、1つの電源を用いて、第1電極とステージとの間、および、第2電極とステージとの間に高周波電圧を印加しているため、次のような問題が生じる。すなわち、第1電極とステージとの間に発生するプラズマと、第2電極とステージとの間に発生するプラズマとが干渉を起こさないように、電源と第1、第2電極とを接続する2本の配線の長さを等しくして位相差を無くす必要がある。そのため、装置構成に大きな制約が生じる。また、1つの電源を用いているため、第1電極とステージとの間に印加する高周波電圧と、第2電極とステージとの間に印加する高周波電圧が、同じ大きさおよび同じ周波数となる。そのため、例えば、異なる条件でウエハの両面を処理することができず、処理条件的にも大きな制約が生じる。

概要

装置構成の過度な制約を受けることなく、第1電極とステージとの間に発生するプラズマと、第2電極とステージ電極との間に発生するプラズマとの干渉を防止することのできるプラズマ処理装置を提供すること。プラズマ処理装置100は、ウエハ200を載置するステージ電極130と、ステージ電極130の一方側に配置された第1電極110と、第1電極110に第1交番電圧V1を印加する第1電源111と、第1交番電圧V1の位相を調整する第1位相調整部112と、ステージ電極130の他方側に配置された第2電極120と、第2電極120に第2交番電圧V2を印加する第2電源121と、第2交番電圧V2の位相を調整する第2位相調整部122と、を有し、第1、第2交番電圧V1、V2は、周波数が互いに等しく、かつ、同位相で第1、2電極110、120に印加される。

目的

本発明の目的は、装置構成の過度な制約を受けることなく、第1電極とステージとの間に発生するプラズマと、第2電極とステージ電極との間に発生するプラズマとの干渉を防止することのできるプラズマ処理装置、このプラズマ処理装置で得られる信頼性の高い吐出装置ノズル板および吐出装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
1件

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請求項1

基準電位に接続され、基材を該基材の両主面が露出するように載置するステージ電極と、前記ステージ電極の一方側に配置された第1電極と、前記第1電極に第1交番電圧印加する第1電源と、前記第1電源と前記第1電極との間に配置され、前記第1電極へ印加される前記第1交番電圧の位相を調整する第1位相調整部と、前記ステージ電極の他方側に配置された第2電極と、前記第2電極に第2交番電圧を印加する第2電源と、前記第2電源と前記第2電極との間に配置され、前記第2電極へ印加される前記第2交番電圧の位相を調整する第2位相調整部と、を有し、前記第1交番電圧および前記第2交番電圧は、周波数が互いに等しく、かつ、同位相で前記第1電極および前記第2電極に印加されるよう構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置

請求項2

前記第1電源と前記第1電極との間に配置され、前記第1交番電圧の強度を調整する第1強度調整部と、前記第2電源と前記第2電極との間に配置され、前記第2交番電圧の強度を調整する第2強度調整部と、を有している請求項1に記載のプラズマ処理装置。

請求項3

前記基材の前記両主面に、ポリオルガノシロキサン膜を形成する請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。

請求項4

前記基材の前記第1電極側の主面に形成されるポリオルガノシロキサン膜は、前記基材の前記第2電極側の主面に形成されるポリオルガノシロキサン膜よりも硬質であり、かつ、撥液性が低い請求項3に記載のプラズマ処理装置。

請求項5

前記第1交番電圧は、前記第2交番電圧よりも大きい請求項4に記載のプラズマ処理装置。

請求項6

請求項3ないし5のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置で処理された前記基材を備える吐出装置ノズル板

請求項7

請求項6に記載の吐出装置のノズル板の前記第1電極側に位置する主面が前記吐出装置の吐出液室側に位置するように装着された吐出装置。

技術分野

0001

本発明は、プラズマ処理装置に関するものである。

背景技術

0002

例えば、ウエハの表面に薄膜成膜する方法としてプラズマCVD(chemical vapor deposition)が知られている。また、プラズマCVDを行うプラズマ処理装置として、特許文献1のように、対向配置されている第1、第2電極と、これら第1、第2電極間にウエハを配置するためのステージとがチャンバー内に配設されている装置が知られている。この装置では、チャンバー内にキャリアガスおよび成膜原料を供給し、第1、第2電極とステージとの間に高周波電圧印加することにより、ウエハの両面に同時に薄膜を成膜することができる。そのため、例えば、ウエハの片面ごとに成膜する装置と比較して、作業効率の向上が図られている。

0003

しかしながら、特許文献1の装置では、1つの電源を用いて、第1電極とステージとの間、および、第2電極とステージとの間に高周波電圧を印加しているため、次のような問題が生じる。すなわち、第1電極とステージとの間に発生するプラズマと、第2電極とステージとの間に発生するプラズマとが干渉を起こさないように、電源と第1、第2電極とを接続する2本の配線の長さを等しくして位相差を無くす必要がある。そのため、装置構成に大きな制約が生じる。また、1つの電源を用いているため、第1電極とステージとの間に印加する高周波電圧と、第2電極とステージとの間に印加する高周波電圧が、同じ大きさおよび同じ周波数となる。そのため、例えば、異なる条件でウエハの両面を処理することができず、処理条件的にも大きな制約が生じる。

先行技術

0004

特開平3−30326号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、装置構成の過度な制約を受けることなく、第1電極とステージとの間に発生するプラズマと、第2電極とステージ電極との間に発生するプラズマとの干渉を防止することのできるプラズマ処理装置、このプラズマ処理装置で得られる信頼性の高い吐出装置ノズル板および吐出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のプラズマ処理装置は、基準電位に接続され、基材を該基材の両主面が露出するように載置するステージ電極と、
前記ステージ電極の一方側に配置された第1電極と、
前記第1電極に第1交番電圧を印加する第1電源と、
前記第1電源と前記第1電極との間に配置され、前記第1電極へ印加される前記第1交番電圧の位相を調整する第1位相調整部と、
前記ステージ電極の他方側に配置された第2電極と、
前記第2電極に第2交番電圧を印加する第2電源と、
前記第2電源と前記第2電極との間に配置され、前記第2電極へ印加される前記第2交番電圧の位相を調整する第2位相調整部と、を有し、
前記第1交番電圧および前記第2交番電圧は、周波数が互いに等しく、かつ、同位相で前記第1電極および前記第2電極に印加されるよう構成されていることを特徴とする。
これにより、装置構成の過度な制約を受けることなく、第1電極とステージとの間に発生するプラズマと、第2電極とステージ電極との間に発生するプラズマとの干渉を防止するプラズマ処理装置を提供することができる。

0007

本発明のプラズマ処理装置では、前記第1電源と前記第1電極との間に配置され、前記第1交番電圧の強度を調整する第1強度調整部と、
前記第2電源と前記第2電極との間に配置され、前記第2交番電圧の強度を調整する第2強度調整部と、を有しているのが好ましい。
これにより、第1、第2交番電圧の強度をそれぞれ独立して変化させることができるため、第1電極側でのプラズマ処理の条件と、第2電極側でのプラズマ処理の条件とを独立して設定することができる。そのため、第1電極側と第2電極側とで異なるプラズマ処理を行うことが可能となる。

0008

本発明のプラズマ処理装置では、前記基材の前記両主面に、ポリオルガノシロキサン膜を形成するのが好ましい。
これにより、インクジェットヘッドのノズル板に適した基材が得られる。
本発明のプラズマ処理装置では、前記基材の前記第1電極側の主面に形成されるポリオルガノシロキサン膜は、前記基材の前記第2電極側の主面に形成されるポリオルガノシロキサン膜よりも硬質であり、かつ、撥液性が低いのが好ましい。
これにより、インクジェットヘッドのノズル板により適した基材が得られる。

0009

本発明のプラズマ処理装置では、前記第1交番電圧は、前記第2交番電圧よりも大きいのが好ましい。
これにより、簡単に、基材の第1電極側の主面に形成されるポリオルガノシロキサン膜を、基材の第2電極側の主面に形成されるポリオルガノシロキサン膜よりも硬質であり撥液性の低いものとすることができる。

0010

本発明の吐出装置のノズル板は、本発明のプラズマ処理装置で処理された前記基材を備えることを特徴とする。
これにより、インク吐出不良を抑制することのできるノズル板となる。
本発明の吐出装置は、本発明の吐出装置のノズル板の前記第1電極側に位置する主面が前記吐出装置の吐出液室側に位置するように装着されたことを特徴とする。
これにより、インクの吐出不良を抑制することができる吐出装置が得られる。

図面の簡単な説明

0011

本発明のプラズマ処理装置の好適な実施形態を示す図(断面図およびブロック図)である。
図1に示す第1電極および第2電極に印加される第1交番電圧および第2交番電圧を示す図である。
インクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図である。
図3に示すインクジェットヘッドの断面図である。
図3に示すインクジェットヘッドが組み込まれるプリンターの斜視図である。
図3に示すノズル板を得るためのプラズマ処理における第1交番電圧および第2交番電圧を示す図である。
図3に示すノズル板を得るためのプラズマ処理における第1交番電圧および第2交番電圧を示す図である。

実施例

0012

以下、本発明のプラズマ処理装置、吐出装置のノズル板および吐出装置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、本発明のプラズマ処理装置の好適な実施形態を示す図(断面図およびブロック図)、図2は、図1に示す第1電極および第2電極に印加される第1交番電圧および第2交番電圧を示す図、図3は、インクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図4は、図3に示すインクジェットヘッドの断面図、図5は、図3に示すインクジェットヘッドが組み込まれるプリンターの斜視図、図6および図7は、図3に示すノズル板を得るためのプラズマ処理における第1交番電圧および第2交番電圧を示す図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」と言い、下側を「下」とも言う。

0013

図1に示すプラズマ処理装置100は、ウエハ(基材)200の両主面(第1主面210および第2主面220)を同時にプラズマ処理することのできる装置である。ここで、前記「プラズマ処理」は、プラズマを用いた処理全般を言い、代表例としては、例えば、ウエハ200を所定形状に切断したり、ウエハ200を薄肉化したりするエッチング加工、ウエハ200の表面の研磨を行うポリッシング加工等を行うプラズマCVM(Chemical Vaporization Machining)や、ウエハ200の表面に機能性の薄膜(例えば、撥液膜親水膜絶縁膜等)を形成するプラズマCVD(chemical vapor deposition)が挙げられる。

0014

ウエハ200としては、特に限定されず、例えば、SiO2、SiN、石英ガラスのようなシリコン系材料、Al、Fe、Ni、Cuまたはこれらを含む合金のような金属系材料アルミナ酸化鉄のような酸化物系材料ダイヤモンドカーボンブラックグラファイトのような炭素系材料ガリウムヒ素等の各種半導体材料ポリエチレンポリスチレンポリカーボネートポリエチレンテレフタレート液晶ポリマーフェノール樹脂アクリル樹脂等各種プラスチック樹脂材料)のような誘電体材料で構成されたものが挙げられる。

0015

図1に示すように、プラズマ処理装置100は、上下に対向配置された第1電極110および第2電極120と、第1、第2電極110、120の間に位置し、ウエハ200を載置するステージを兼ねるステージ電極130と、これら電極110、120、130を収容するチャンバー140と、チャンバー140内に処理ガス300を供給する処理ガス供給部150と、チャンバー140を減圧する減圧手段160と、装置各部の制御を行う制御部(図示せず)とを有している。

0016

また、プラズマ処理装置100は、第1電極110に高周波の第1交番電圧V1を印加する第1電源111と、第1電源111と第1電極110との間に設けられ、第1電源111からの第1交番電圧V1の位相を調整する第1位相調整部112と、第1電源111と第1位相調整部112との間に設けられ、第1交番電圧V1の強度を調整する第1増幅器(第1強度調整部)113とを有している。なお、第1増幅器113は、第1電極110と第1位相調整部112の間に設けられていてもよい。

0017

同様に、プラズマ処理装置100は、第2電極120に高周波の第2交番電圧V2を印加する第2電源121と、第2電源121と第2電極120との間に設けられ、第2電源121からの第2交番電圧V2の位相を調整する第2位相調整部122と、第2電源121と第2位相調整部122との間に設けられ、第2交番電圧V2の強度を調整する第2増幅器(第2強度調整部)123とを有している。なお、第2増幅器123は、第2電極120と第2位相調整部122の間に設けられていてもよい。

0018

第1、第2電源111、121、第1、第2位相調整部112、122および第1、第2増幅器113、123は、それぞれ、前記制御部に電気的に接続され、この制御部によりその作動が制御される。
ステージ電極130は、枠状をなしており、ウエハ200の外縁部を支持できるようになっている。そのため、ステージ電極130に支持されたウエハ200は、第1主面210および第2主面220が共にステージ電極130から露出した状態となる。ウエハ200がステージ電極130に載置された状態では、第1主面210が第1電極110と対向し、第2主面220が第2電極120と対向する。

0019

また、ステージ電極130は、チャンバー140の内外を移動できるようになっているのが好ましい。このような構成によれば、ステージ電極130をチャンバー140外に移動させ、そこでウエハ200をステージ電極130に載置し、その後、ステージ電極130をチャンバー140内に移動させることによって、ウエハ200を簡単にチャンバー140内に配置することができる。

0020

また、ステージ電極130は、チャンバー140内にて、上下に移動できるようになっているのが好ましい。このような構成によれば、ステージ電極130に載置されたウエハ200の第1主面210と第1電極110の下面(ウエハ200と対向する面)115との離間距離D1と、第2主面220と第2電極120の上面(ウエハ200と対向する面)125との離間距離D2とを調整することができ、ウエハ200の厚さによらず、D1=D2としたり、D1<D2としたり、D1>D2としたりすることができる。そのため、より精度のよいプラズマ処理を行うことができる。

0021

また、ステージ電極130は、ウエハ200の位置決めを行うための突起や凹部を有していてもよい。このような突起や凹部を設けることによって、ウエハ200の位置ずれを防止することができ、より精度のよいプラズマ処理を行うことができる。
ステージ電極130は、電極として機能するのに十分な導電性を有しており、接地されている(すなわち、基準電位に接続されている)。ステージ電極130の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体ステンレス鋼真鍮アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等が挙げられる。

0022

第1電極110は、ステージ電極130に載置されたウエハ200の第1主面210と対向して配置されている。また、第1電極110の下面115は、第1主面210とほぼ平行な平坦面をなしている。また、第1電極110の内部には、一端が下面115に開放する誘導路116が形成されている。この誘導路116は、処理ガスをチャンバー140内に供給するためのものである。また、誘導路116は、第1電極110内で分岐しており、分岐した各誘導路が下面115の全域に広がって均一的に開放している。

0023

誘導路116をこのような構成とすることにより、処理ガスを第1電極110とウエハ200の第1主面210との間に確実にかつ均一的に供給することができるため、第1電極110と第1主面210との間に、安定した均一なプラズマを発生させることができる。そのため、第1主面210に対して効率的で精度のよいプラズマ処理を行うことができる。

0024

以上のような第1電極110と同様に、第2電極120は、ステージ電極130に載置されたウエハ200の第2主面220と対向して配置されている。また、第2電極120の上面(ウエハ200と対向する面)125は、ウエハ200の第2主面220とほぼ平行な平坦面をなしている。また、第2電極120の内部には、一端が上面125に開放する誘導路126が形成されている。誘導路126は、処理ガスをチャンバー140内に供給するためのものである。また、誘導路126は、第2電極120内で分岐しており、分岐した各誘導路が上面125の全域に広がって均一的に開放している。

0025

誘導路126をこのような構成とすることにより、処理ガスを第2電極120とウエハ200の第2主面220との間に確実にかつ均一的に供給することができるため、第2電極120と第2主面220との間に、安定した均一なプラズマを発生させることができる。そのため、第2主面220に対して効率的で精度のよいプラズマ処理を行うことができる。

0026

第1、第2電極110、120の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀等の金属単体、ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム合金等の各種合金、金属間化合物、各種炭素材料等が挙げられる。また、第1、第2電極110、120の下面115、上面125は、誘電体材料で構成された誘電体層(図示せず)によって覆われているのが好ましい。下面115、上面125を誘電体層で覆うことにより、不安定なプラズマの発生を抑制することができる。

0027

処理ガス供給部150は、所定のガス充填されたガスボンベ151と、途中で二股に分かれ、各誘導路116、126とガスボンベ151とを接続する処理ガス供給流路152と、ガスボンベ151から供給されるガスの流量を調整するマスフローコントローラー153と、マスフローコントローラー153より下流端側かつ分岐部より上流側で、処理ガス供給流路152内の流路開閉するバルブ154とを有している。マスフローコントローラー153およびバルブ154は、それぞれ、前記制御部に電気的に接続され、この制御部によりその作動が制御される。このような処理ガス供給部150は、バルブ154を開状態とした状態で、ガスボンベ151から処理ガスを送り出し、マスフローコントローラー153により処理ガスの流量を調節する。そして、流量が調整された処理ガスを第1電極110の下面115および第2電極120の上面125からチャンバー140内に供給する。

0028

減圧手段160は、チャンバー140に設けられた排出口161と、排出口161に接続された流路162と、流路162に接続された真空ポンプ163とを有している。真空ポンプ163は、前記制御部に電気的に接続され、この制御部によりその作動が制御される。このような減圧手段160は、真空ポンプ163を作動することにより、チャンバー140内を減圧するように構成されている。チャンバー140内の圧力は、特に限定されないが、1×10−4〜1Torr程度であるのが好ましい。
以上、プラズマ処理装置100の構成について説明した。このプラズマ処理装置100は、例えば、次のようにして作動する。

0029

まず、ウエハ200をステージ電極130に載置し、例えば、離間距離D1、D2が等しくなるようにステージ電極130の位置決めを行う。次に、減圧手段160によってチャンバー140内を減圧し、処理ガス供給部150によってチャンバー140内に処理ガスを供給(導入)する。
次に、第1、第2電源111、121から第1、第2電極110、120へ第1、第2交番電圧V1、V2を印加する。ここで、第1、第2交番電圧V1、V2の周波数は、互いに等しい。第1、第2交番電圧V1、V2の周波数としては、特に限定されないが、例えば、10MHz〜100MHz程度であるのが好ましく、工業用周波数である13.5614MHzを用いるのがより好ましい。なお、第1、第2交番電圧V1、V2が「等しい」とは、等しい場合の他、互いの周波数の誤差が1%以内の場合を含むものとする。1%以内の誤差であれば、周波数が等しい場合と、ほぼ同等の効果を発揮することができる。

0030

第1、第2交番電圧V1、V2は、それぞれ、第1、第2増幅器113、123によって所定の強度(大きさ)に増幅される。第1、第2交番電圧V1、V2の強度は、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよく、目的のプラズマ処理や、離間距離D1、D2との関係に基づいて適宜設定すればよい。
さらに、第1、第2交番電圧V1、V2は、第1、第2位相調整部112、122によって互いの位相が調整され、第1、第2電極110、120に同位相で印加される。例えば、第1、第2交番電圧V1、V2が第1、第2電源111、121から図2(a)に示すタイミングで発生しても、第1、第2電極110、120には図2(b)に示すタイミングで印加される。このように、第1、第2交番電圧V1、V2が同位相で第1、第2電極110、120に印加されることにより、第1電極110とウエハ200の第1主面210との間に発生するプラズマと、第2電極120とウエハ200の第2主面220との間に発生するプラズマとの干渉を防止または抑制することができる。そのため、第1、第2主面210、220に対してそれぞれ所望のプラズマ処理を高精度に行うことができる。

0031

プラズマ処理装置100のように、第1、第2位相調整部112、122を有していると、第1、第2電源111、121からの第1、第2交番電圧V1、V2の印加タイミングを計ることが必要なく、また、第1、第2電源111、121と第1、第2電極110、120とを接続する電気配線の長さの制約も生じない。そのため、プラズマ処理装置100の設計の自由度が向上する。

0032

また、プラズマ処理装置100のように、第1、第2増幅器113、123を有することにより、第1、第2交番電圧V1、V2の強度(大きさ)を適宜調節することができるため、第1、第2主面210、220に対して互いに同じ条件または互いに異なる条件で所望のプラズマ処理を行うことができる。そのため、プラズマ処理装置100の利便性がより向上する。例えば、離間距離D1、D2が等しい場合には、第1、第2交番電圧V1、V2を等しくすれば、第1、第2主面210、220に対して同じプラズマ処理を行うことができ、第1交番電圧V1を第2交番電圧V2よりも大きくすれば、第1主面210側のプラズマ処理を、第2主面220側のプラズマ処理よりも高いエネルギーで行うことができる。

0033

次に、プラズマ処理装置100を用いた具体的なプラズマ処理として、インクジェットヘッド(インクジェット式記録ヘッド)400のノズル板410の表面へ薄膜を形成(プラズマCVD)する処理を代表して説明する。なお、プラズマ処理装置100を用いたプラズマ処理としては、下記の例に限定されない。
図3および図4に示すインクジェットヘッド(吐出装置)400は、図5に示すインクジェットプリンター900に搭載されている。図5に示すように、インクジェットプリンター900は、装置本体920を備えており、上部後方記録用紙Pを設置するトレイ921と、下部前方に記録用紙Pを排出する排紙口922と、上部面に操作パネル970とが設けられている。操作パネル970は、例えば、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイLEDランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部(図示せず)と、各種スイッチ等で構成される操作部(図示せず)とを備えている。

0034

また、装置本体920の内部には、主に、往復動するヘッドユニット930を備える印刷装置940と、記録用紙Pを1枚ずつ印刷装置940に送り込む給紙装置950と、印刷装置940および給紙装置950を制御する制御部960とを有している。制御部960の制御により、給紙装置950は、記録用紙Pを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Pは、ヘッドユニット930の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット930が記録用紙Pの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Pへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット930の往復動と記録用紙Pの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。

0035

印刷装置940は、ヘッドユニット930と、ヘッドユニット930の駆動源となるキャリッジモーター941と、キャリッジモーター941の回転を受けて、ヘッドユニット930を往復動させる往復動機構942とを備えている。
ヘッドユニット930は、その下部に、多数のノズル孔411を備えるインクジェットヘッド400と、インクジェットヘッド400にインクを供給するインクカートリッジ931と、インクジェットヘッド400およびインクカートリッジ931を搭載したキャリッジ932とを有している。なお、インクカートリッジ931として、イエローシアンマゼンタブラック(黒)の4色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。

0036

往復動機構942は、その両端をフレーム(図示せず)に支持されたキャリッジガイド軸943と、キャリッジガイド軸943と平行に延在するタイミングベルト944とを有している。キャリッジ932は、キャリッジガイド軸943に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト944の一部に固定されている。キャリッジモーター941の作動により、プーリを介してタイミングベルト944を正逆走行させると、キャリッジガイド軸943に案内されて、ヘッドユニット930が往復動する。そして、この往復動の際に、インクジェットヘッド400から適宜インクが吐出され、記録用紙Pへの印刷が行われる。

0037

給紙装置950は、その駆動源となる給紙モーター951と、給紙モーター951の作動により回転する給紙ローラー952とを有している。給紙ローラー952は、記録用紙Pの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー952aと駆動ローラー952bとで構成され、駆動ローラー952bは、給紙モーター951に連結されている。これにより、給紙ローラー952は、トレイ921に設置した多数枚の記録用紙Pを、印刷装置940に向かって1枚ずつ送り込めるようになっている。

0038

制御部960は、例えばパーソナルコンピューターディジタルカメラ等のホストコンピューターから入力された印刷データに基づいて、印刷装置940や給紙装置950等を制御することにより印刷を行うものである。制御部960は、入手した印刷データを処理し、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づいて、各部の駆動を制御する。これにより、記録用紙Pに印刷が行われる

0039

図3および図4に示すように、インクジェットヘッド400は、ノズル板(吐出装置のノズル板)410と、インク室基板420と、振動板430と、振動板430に接合された圧電素子440とを備え、これらが基体460に収納されている。なお、このインクジェットヘッド400は、オンデマンド形のピエゾジェットヘッドを構成する。
ノズル板410は、例えば、SiO2、SiN、石英ガラスのようなシリコン系材料、Al、Fe、Ni、Cuまたはこれらを含む合金のような金属系材料、アルミナ、酸化鉄のような酸化物系材料、カーボンブラック、グラファイトのような炭素系材料等で構成されている。

0040

このノズル板410には、インク滴を吐出するための多数のノズル孔411が形成されている。これらのノズル孔411間のピッチは、印刷精度に応じて適宜設定される。ノズル板410には、インク室基板420が固着されている。このインク室基板420は、ノズル板410、側壁422および振動板430により、複数のインク室421と、インクカートリッジ931から供給されるインクを一時的に貯留するリザーバ室423と、リザーバ室423から各インク室421に、それぞれインクを供給する供給口424とが区画形成されている。

0041

各インク室421には、それぞれ短冊状に形成され、各ノズル孔411に対応して配設されている。各インク室421は、振動板430の振動により容積可変であり、この容積変化により、インクを吐出するよう構成されている。インク室基板420を得るための母材としては、例えば、シリコン単結晶基板、各種ガラス基板、各種プラスチック基板等を用いることができる。これらの基板は、いずれも汎用的な基板であるので、これらの基板を用いることにより、インクジェットヘッド400の製造コストを低減することができる。

0042

一方、インク室基板420のノズル板410と反対側には、振動板430が接合されており、さらに、振動板430のインク室基板420と反対側には、複数の圧電素子440が設けられている。また、振動板430の所定位置には、振動板430の厚さ方向に貫通して連通孔431が形成されている。この連通孔431を介して、前述したインクカートリッジ931からリザーバ室423に、インクが供給可能となっている。
基体460は、例えば各種樹脂材料、各種金属材料等で構成されており、この基体460にインク室基板420が固定、支持されている。

0043

また、ノズル板410のインク室基板420側の面には、第1ポリオルガノシロキサン膜412が形成されており、ノズル板410のインク室基板420と反対側の面には、第2ポリオルガノシロキサン膜413が形成されている。第1ポリオルガノシロキサン膜412は、第2ポリオルガノシロキサン膜413と比較して硬質である。一方、第2ポリオルガノシロキサン膜413は、第1ポリオルガノシロキサン膜412と比較して高い撥液性を有している。すなわち、第1ポリオルガノシロキサン膜412は、撥液性は低いが硬質であり、第2ポリオルガノシロキサン膜413は、第1ポリオルガノシロキサン膜412ほどの硬さはないが高い撥液性を有している。

0044

また、第1ポリオルガノシロキサン膜412は、ノズル板410のインク室421(リザーバ室423および供給口424も含む)の内部に臨む面(上面)に形成されている。そのため、第1ポリオルガノシロキサン膜412によって、インク室421の強度を高めることができる。また、第1ポリオルガノシロキサン膜412は、撥液性が十分に低いため、インク室421内でのインクの不要な弾きが防止され、インクのスムーズな吐出が確保される。

0045

一方、第2ポリオルガノシロキサン膜413は、ノズル板410のインクジェットヘッド400の外部に臨む面(下面)に形成されている。そのため、このような面に第2ポリオルガノシロキサン膜413を形成して撥液性を付与することにより、インク吐出後にインクが下面に残存し難くなる。そのため、例えば、残存したインクがノズル孔411の周囲で固化し、インクの吐出が阻害されることを効果的に抑制することができる。

0046

このようなインクジェットヘッド400は、圧電素子440の一対の電極間に電圧が印加されていない状態では振動板430に変形が生じず、インク室421には容積変化が生じない。したがって、ノズル孔411からインク滴は吐出されない。一方、圧電素子440の一対の電極間に一定電圧が印加された状態では、振動板430が大きくたわみ、インク室421の容積変化が生じる。このとき、インク室421内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル孔411からインク滴が吐出される。

0047

1回のインクの吐出が終了すると、圧電素子440は、ほぼ元の形状に戻り、インク室421の容積が増大する。なお、このとき、インクには、インクカートリッジ931からノズル孔411へ向かう圧力(正方向への圧力)が作用している。このため、空気がノズル孔411からインク室421へ入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリッジ931(リザーバ室423)からインク室421へ供給される。
以上、インクジェットヘッド400について説明した。プラズマ処理装置100によれば、第1、第2ポリオルガノシロキサン膜412、413が形成されたノズル板410を簡単に製造することができる。

0048

まず、ノズル板410となる母材410Aを用意し、用意した母材410Aをステージ電極130に載置する。そして、離間距離D1、D2が等しくなるようにステージ電極130の位置決めを行う。次に、減圧手段160によってチャンバー140内を減圧し、処理ガス供給部150によってチャンバー140内に処理ガスを供給(導入)する。
処理ガスには、原料すなわちポリオルガノシロキサンの前駆体であるオルガノシロキサン(第1、第2ポリオルガノシロキサン膜412、413の原料)と、キャリアガスとが含まれている。なお、「キャリアガス」とは、放電開始放電維持のために導入するガスのことを言う。原料の流量は、特に限定されないが、10〜500sccm程度であるのが好ましい。また、キャリアガスの流量は、特に限定されないが、1〜100sccm程度であるのが好ましい。

0049

ポリオルガノシロキサンとしては、例えば、ジメチルシリコーンジエチルシリコーンのようなジアルキルシリコーン、シクロアルキルシリコーン等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。これらの中でも、ポリオルガノシロキサンとしては、ジアルキルシリコーン(特に、ジメチルシリコーン)を主成分とするものが好適である。

0050

ジメチルシリコーンを主成分とする第1、第2ポリオルガノシロキサン膜412、413とする場合、その原料(前駆体)としては、例えば、メチルポリシロキサンオクタメチルトリシロキサンデカメチルテトラシロキサンデカメチルシクロペンタシロキサンオクタメチルシクロテトラシロキサンメチルフェニルポリシロキサン等のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの中でも、オクタメチルシクロテトラシロキサンを主成分とするものが好適である。このような材料によれば、均質かつ均一な膜厚の第1、第2ポリオルガノシロキサン膜412、413を容易に形成することができる。
一方、キャリアガスとしては、例えば、He、Ne、Ar、Xe等の希ガスを用いることができる。これらは、単独でも2種以上を混合した形態でも用いることができる。また、処理ガスの解離促進のためにO2を混ぜてもよい。

0051

次に、第1、第2電源111、121から第1、第2電極110、120へ第1、第2交番電圧V1、V2を印加する。前述のように、第1、第2交番電圧V1、V2の周波数は、互いに等しく、例えば、13.5614MHzに設定されている。また、第1、第2交番電圧V1、V2は、第1、第2位相調整部112、122によって位相が調整された後、第1、第2電極110、120に同位相で印加される。これにより、前述した理由により、母材410Aの主面に均一な第1、第2ポリオルガノシロキサン膜(プラズマ重合膜)412、413を形成することができる。

0052

また、第1電極110に印加される第1交番電圧V1は、第1増幅器113によって増幅されており、図6に示すように、第1交番電圧V1が、第2交番電圧V2よりも大きく(強く)なっている。そのため、第1電極110と母材410Aとの間に発生するプラズマが、第2電極120と母材410Aとの間に発生するプラズマよりも強くなり、母材410Aの第1電極110側の面に対するプラズマ処理と、母材420の第2電極120側の面に対するプラズマ処理とが異なるものとなる。

0053

具体的には、第1電極110側では、プラズマ強度が高いため、第1電極110側の面に形成されるポリオルガノシロキサン膜412Aの表面(および表面付近)にある多くのメチル基(−CH3)が切断され、除去される。そして、ポリオルガノシロキサン膜412Aは、その表面がSiO2膜に似た膜となる。メチル基が除去されることによって、ポリオルガノシロキサン膜412Aが硬質となるとともに、撥液性が失われていく。このポリオルガノシロキサン膜412Aが第1ポリオルガノシロキサン膜412となる。

0054

一方、第2電極120側では、第1電極110側と比べてプラズマ強度が低いため、第2電極120側の面に形成されるポリオルガノシロキサン膜413Aの表面(および表面付近)に、ポリオルガノシロキサン膜412Aと比較して多くのメチル基が残存する。そのため、ポリオルガノシロキサン膜413Aは、ポリオルガノシロキサン膜413Aほど硬質ではないが、ポリオルガノシロキサン膜413Aよりも優れた撥液性を示す膜となる。そして、このポリオルガノシロキサン膜413Aが第2ポリオルガノシロキサン膜413となる。
以上によって、一方の面に第1ポリオルガノシロキサン膜412が、他方の面に第2ポリオルガノシロキサン膜413が形成された母材410Aが得られる。そして、得られた母材410Aを所定形状に加工するとともに、所定位置にノズル孔411を形成することによってノズル板410が得られる。

0055

なお、次のような方法によって、第1、第2ポリオルガノシロキサン膜412、413を形成してもよい。以下に示す方法は、第2交流電圧V2の強度をプラズマ処理の途中で変化させること以外は、上記の方法と同様である。
まず、図7(a)に示すように、強度の等しい第1、第2交番電圧V1、V2を第1、第2電極110、120に印加する。この際の第1、第2交番電圧V1、V2の強度は、前述した方法における第1交番電圧V1とほぼ等しい強度である。そのため、本工程では、第1、第2主面210、220の各々に、硬質で撥液性の低いポリオルガノシロキサン膜412Aが形成される。

0056

次に、図7(b)に示すように、第1交番電圧V1の強度を維持しつつ、第2増幅器123によって第2交番電圧V2の強度を低下させる。すると、第1電極110側では、硬質で撥液性の低いポリオルガノシロキサン膜412Aがさらに形成される。このポリオルガノシロキサン膜412Aが第1ポリオルガノシロキサン膜412となる。
一方、第2電極120側では、ポリオルガノシロキサン膜412A上に、ポリオルガノシロキサン膜412Aよりも軟質で撥液性の高いポリオルガノシロキサン膜413Aが形成される。すなわち、第2電極120側では、ポリオルガノシロキサン膜412A、413Aが積層した膜が形成される。この積層膜が第2ポリオルガノシロキサン膜413となる。

0057

このように、プラズマ処理中に第2交番電圧V2の強度を変化させることにより、第2ポリオルガノシロキサン膜413の表面付近以外の部分を硬い層で構成することができるため、例えば、前述した方法と比較して、第2ポリオルガノシロキサン膜413の全体的な強度を高めることができる。
以上、本発明のプラズマ処理装置、吐出装置のノズル板および吐出装置を、図示の実施形態に基づいて説明した。本発明はこれらに限定されるものではない。本発明のプラズマ処理装置、吐出装置のノズル板および吐出装置の各部の構成は、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。

0058

また、上述した実施形態では、第1電極と第1電源との間に第1増幅器が設けられているが、第1増幅器は、省略してもよい。同様に、第2電極と第2電源との間に第2増幅器が設けられているが第2増幅器は、省略してもよい。第1、第2増幅器を省略する場合には、第1、第2電源から等しい強さ(大きさ)の第1、第2交番電圧が発生するよう構成されているのが好ましい。

0059

また、上述した実施形態では、処理ガスが第1、第2電極内の誘導路を介してチャンバー内に供給されているが、処理ガスの供給方法は、これに限定されない。例えば、チャンバーの壁面に形成された供給口を介して処理ガスをチャンバー内に供給するような構成であってもよい。
また、上述した実施形態では、1つの供給ラインから原料とキャリアガスとを処理ガスとしてチャンバー内に供給しているが、原料とキャリアガスの供給ラインを別々にしてもよい。すなわち、原料を単独でチャンバー内に供給し、これとは別に、キャリアガスを単独でチャンバー内に供給してもよい。
また、上述した実施形態では、第1、第2電極とウエハとの離間距離を調節するために、ステージ電極が上下に移動できるように構成されているが、ステージ電極が固定されており、第1、第2電極がそれぞれ上下に移動できる構成となっていてもよい。

0060

100…プラズマ処理装置110…第1電極111…第1電源112…第1位相調整部 113…第1増幅器115…下面 116…誘導路120…第2電極 121…第2電源 122…第2位相調整部 123…第2増幅器 125…上面 126…誘導路 130…ステージ電極140…チャンバー150…処理ガス供給部 151…ガスボンベ152…処理ガス供給流路153…マスフローコントローラー154…バルブ160…減圧手段 161…排出口162…流路163…真空ポンプ200…ウエハ 210…第1主面 220…第2主面 300…処理ガス 400…インクジェットヘッド410…ノズル板410A…母材411…ノズル孔412…第1ポリオルガノシロキサン膜412A…ポリオルガノシロキサン膜 413…第2ポリオルガノシロキサン膜 413A…ポリオルガノシロキサン膜 420…インク室基板420…母材 421…インク室422…側壁423…リザーバ室424…供給口 430…振動板431…連通孔440…圧電素子460…基体900…インクジェットプリンター920…装置本体 921…トレイ922…排紙口 930…ヘッドユニット931…インクカートリッジ932…キャリッジ940…印刷装置941…キャリッジモーター942…往復動機構943…キャリッジガイド軸944…タイミングベルト950…給紙装置951…給紙モーター 952…給紙ローラー952a…従動ローラー952b…駆動ローラー960…制御部 970…操作パネルV1…第1交番電圧V2…第2交番電圧 D1、D2…離間距離P…記録用紙

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