JPH0252557B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 この発明は物体の表面から物質をクリーニング
するためのシステムに関連するものである。特に
本発明は半導体基板の様な表面にパターンをスク
リーニングするのに用いられるマスクをクリーニ
ングするための装置に関連するものである。

特に半導体コンポーネントの製造においては、
セラミツク基板の上に導電パターンをスクリーン
印刷することによつて回路が限定される。未処理
の基板は一連の貫通孔を有する薄い柔軟な物質で
ある。この孔の夫々は導電性ペーストで充たされ
ており、導電回路のパターが表面上の希望する場
所にクスクリーン印刷される。セラミツクのグリ
ーン・シートをスクリーニングする先行技術の一
つは米国特許第4068994号に述べられている。

この米国特許に定義された技術の不利な点の一
つはスクリーニング・プロセスの間に、残存ペー
スト付着物がスクリーニグ・マスクに付着するこ
とである。このことはマスクをきれいに掃除せず
にマスクを数回にわたるスクリーニング工程に利
用することを実際上妨げている。使用に当つて
は、マスクは装置から外され、人手によつてオフ
ラインの蒸気脱旨装置に選ばれ適当な溶剤（パー
クロロエチレン、以下“パークロル”と略称）で
クリーニングされ、次の後のスクリーニング工程
のために装置に再装入される。この手順は面倒な
仕事であり比較的非能率的である。生産率はスク
リーニング機械一台１日当りグリーンシート200
枚以下である。

インライン・マスク・クリーニング法を用いた
改良装置が特願昭56−154901号（特開昭57−
95697号公報）に開示されている。この特許出願
に示されたシステムは装置ステーシヨンと脱着ス
テーシヨンの間の共通軌道上を走行する一連の水
平可動式台架を用いている。この特許出願の教示
する所に従えば、スクリーン印刷に用いられるマ
スクに相対して往復動作が行なわれ、特にマスク
はスクリーニング・ステーシヨンから取り除かれ
パークロルを用いて残余のスクリーニング・ペー
ストを除去するためにクリーニング室に入れられ
る。マスクは次にスクリーニング・ステーシヨン
に戻る前に空気吹付け乾燥を受ける。次のきれい
なマスクは、汚れたマスクをクリーニングしてい
る間に、スクリーニング・ステーシヨンに自動的
に与えられるので全般的な無駄な時間が除かれ
る。クリーニング・ステーシヨンは一連の固定式
スプレーノズルと固定式スプレーホーンを用いて
クリーニングと乾燥を遂行する。溶剤と残存マス
ク・ペーストの両方を除くためにスプレー支持板
と内部マニホルドが用いられている。

このシステムの第１の欠陥は、生産性の利点を
達成しながら、発生する溶剤蒸気の放出に対する
厳格な制御が維持できないという事である。例え
ばパークロル12.5ppm以下といつた蒸気放出を維
持することは安全の観点からいつて重要なことで
ある。グリーンシート処理システムは普通オペレ
ータによつて制御される場所で運転されており、
従つて現行の放出規準は満足されなければならな
い。

このシステスのもう一つの不利な点は一つはパ
ークロルの使用のため、もう一つは乾燥のためと
複数の室を使うことである。この故にこの先行技
術のシステムでは、パークロルは第一槽において
クリーニングのために用いられ、スクリーンは次
に第二槽に空気乾燥のために移される。結果とし
てクリーニング槽においてはクリーニング溶剤の
みならずスクリーンから除去された余剰のペース
ト物質をも含む残余物質が固形物として壁面に集
積される。この固形物は維持費を増大させ、また
パークロルを捕捉しがちであり、有害物放出の潜
在的可能性を増大させる。本発明は特願昭56−
154901号に対する改良である。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、物体表面の付着物質をクリー
ニングするためのシステムを提供することにあ
る。

更に本発明のもう一つの目的は、環境規準に合
致した有毒ガス放出制御を与えることができるよ
うな、多層セラミツク基板スクリーニング・マス
ク用クリーニング・システムを提供することにあ
る。

更に本発明のもう一つの目的は、多層セラミツ
ク・マスクからペーストを除去し、しかもクリー
ニング室内部において自己クリーニング作用をす
るマスク・クリーニング・システムを提供するこ
とにある。

本発明の目的は多層セラミツクマスクの様な物
体から物質、特に余分なペーストを掃除するため
の装置において達成されている。マスクは線状に
配列された一連のパークロル・ノズルと空気ジエ
ツト・ノズルの間に縦に配位して置かれる。第一
行程ではパークロル・ノズルが下方に移動しマス
クの両面に対して連続的な液体スプレーの線状放
射を与える。クリーニング室の底部に配位された
溜め装置に向つてのこの下向掃引は剥離された物
質及び余剰の溶剤をこの溜める集めることにな
る。

パークロルの吹付（単一過程であろうと複数過
程であろうと）、の後に、ガス・ノズルはマスク
の表面と剥離されつつある物質との間に楔を形成
して溶剤とペーストをマスクから除くためのエア
ーナイフの形態をとる連続的な高圧空気の作用を
提供する。このシステムは実時間で、前記特願昭
と同様にインライン形態で動作し、余分な厚いペ
ーストの付いたフイルム・マスクを、スクリーニ
ング・プロセスの他のステツプに必要とされるサ
イクル時間内でクリーニングし乾燥する。これ
は、12.5ppmのパークロルという環境標準を維持
しつつ運用されるのである。

〔実施例〕

さてここで第１図を参照するが、本発明ではス
プレープレート・アセンブリー１３，１４に取付
けられているエアダクトカバー１２をその上部に
有するシールされた気密室１０を用いている。ス
プレープレートに取り付けられたブラケツト１６
はここでは示されていない一連のマスクカーテン
を支えるために用いられる。気密室１０の床１８
は溶剤ドレーン開口部２０に向つて下方に傾斜し
ている。ホース取り付け具２２と２４は往復運動
をするノズル・アセンブリーの構成部分２６，２
８として概略的に示されている柔軟なホースを介
して溶剤等にパークロルを供給するために用いら
れる。

第３図と第４図について後で詳細に記述される
ノズル・アセンブリーは中空軸３０，３２に装着
されている。中空軸３０，３２はエアーダクトカ
バー１２の上のワイパー押え３６によつて支えら
れているワイパー３４によりシールされた関係で
エアーダクトカバー１２を貫通している。ボル
ト・アセンブリーまたはそれに類似する適当な取
付具３８はワイパー３４とワイパー押え３６を上
部カバープレート１３に取付ける。軸３０に対し
て一つのワイパー３４が示されているが２つめの
同じ型のワイパーと押え板の組が軸３２に用いら
れている。ワイパーは余分な溶剤とペーストをす
べてクリーニング室内に効果的に閉じ込める機能
を果している。かくして、軸３０，３２が往復運
動をするとき、クリーニングさるべきマスクから
除れたどんな固形物でも溶剤でもクリーニング室
内に止め置かれる。

第２図を参照すればスプレーヘツドの往復運動
系統の詳細が示されている。クリーニング室１０
の上部カバー４０の上に台座４２が一組の軸スリ
ーブ４４と４６を取付けるために用いられてい
る。スリーブ４４と４６は内側に軸３０と３２を
平行往復運動のために整列させるための適当なブ
ツシングと軸受け（図中には示されていない）を
含んでいる。

第２図に示される様に軸３０と３２は夫々軸方
向の内孔４８と５０を有する中空のものである。
夫々の中空軸の上端には摩擦係合が得られるよう
に軸の内壁直径よりわずかに大きい外径を有する
アダプターチユーブ５２，５４が取付けられてい
る。図示の如く、各々のアダプターの上端に取付
けられているのはエアーナイフ・アセンブリーの
中にクリーニング・ガスを供給する目的で導管５
６，５８が取付けられている。各々のアダプター
チユーブは、夫々の軸の中へ挿入する限度を決め
さらに導管５６，５８をアダプターに固定するた
めに外方に突出たフランジを有している。アダプ
ターの上端は、夫々の導管のフダプターに固定す
るため外方に突出したリム部分を有する。

導管５６，５８は軸が往復運動を起しても加圧
されたガスの供給がもつれ等で止められることな
く導入される様に柔軟なものである。従つて軸３
０と３２はクリーニング・ノズルを往復移動され
る手段を与える外に、加圧ガスをエアーナイフ・
アセンブリーに送り込む機能もしている。軸その
ものは、駆動ブラケツト６４に取付けられた軸支
持体６２により夫々の軸に結合されているエアー
シリンダー６０により駆動される。駆動ブラケツ
ト６４は固定ナツト６８または同様の適当な固定
具によりピストン・ロツド６６に結合される。駆
動ブラケツト６４の上部の内壁にはシリンダ・ス
トツプ７０が結合されている。このシリンダ・ス
トツプ７０はピストン・ロツド６６の行程の下限
点を決め、従つてエアーシリンダー６０に対する
ブラケツト６４の行程限界をも定める。行程の最
下限端は、適当なブラケツト７４により台座４２
に連結されているマイクロスイツチ７２を用いて
決定できる。従つて、駆動ブラケツト６４がその
最下限の位置に達した時マイクロスイツチ７２が
システムに対しての電気的出力を発生する。マイ
クロスイツチ７２の代りにどんな限界位置センサ
ーを用いても構わない。

エアーシリンダーは“トム・サムEL−MF2型
（Tom Thumb Model No.EL−MF2）”を用い
るとよい。このユニツトは市販されており、詳し
く説明する必要もないが、これは２本の圧力ホー
ス７６，７８を用いて内部ピストン（図示せず）
を上下に選択的に駆動するものである。エアーシ
リンダー６０は示されてはいないが、ピストンの
行程最上限を感知するためのリード・スイツチを
内蔵する上端ハウジング８０を有している。この
様にして、マイクロスイツチ７２との組合せにお
いてシステムに第２の電気的伝導を与えることに
より、ピストン行程の上限と下限が確かめられ
る。ノズル・アセンブリーの往復運動を実行させ
るために種々の技術を採用しうることは理解され
よう。また内部のリード・スイツチ以外の上限位
置を感知できる他の技術を用いてもよい。

さて第１，２及び３図を参照して、クリーニン
グ・ノズル、エアーナイフ・アセンブリーの詳細
を説明する。アセンブリーは基本的には複数対の
平行な液体スプレー・ノズルとエアーナイフ・ジ
エツトで構成さている。ノズルはクリーニングさ
れるマスクの夫々の側に配置された複数対のヘツ
ダー（マニホールド）に配列されている。マスク
はスプレー・アセンブリーに対して縦方向に置か
れたエレメント８２として概略的に示されてい
る。マスクを操作し支持する技術については色々
な適当な技術を採用できるから詳述しない。スプ
レー・アセンブリーは往復運動をするので先ず液
体スプレーが次にエアースプレーがマスクの両面
に対して下向に向けられる。アセンブリーが往復
運動をしている間にパークロル液によるクリーニ
ング動作は往復運動のうちの下方運動の部分の期
間にだけ始められ維持される。同様にエアーナイ
フの剥取り動作は次の行程において、アセンブリ
ーの往復運動の上から下への運動部分の期間に行
なわれる。サイクルの復路部分の間は溶剤も空気
も出ていない。

エアーナイフ作動部分は軸３０と３２の中の入
力導管４８と５０により決定される。第１図に示
す様に導管はエアーナイフ・アダプター・アセン
ブリーで終端する。第１のアダプター８４は、内
孔４８からマニホールド９０に圧力下のガスを与
えるための内部導管８６を有している。図示され
てはいないが、マニホールド９０の中の一連の空
気穴は点線９２で示す様に60゜の角度で高圧空気
流を外方に向けて送り出す。特にマニホールド出
口ポートにおいて規定されるエアーナイフでの圧
力は30psia程度である。エアースプレー９２の
60゜という方向付けの重要性はこの後もつと詳し
く述べられる。

第２のアダプター９４は導管５０からの加圧下
のガスを内孔９８を有する接続パイプ９６を通し
て第２のエアーナイフ１００に送る。アダプター
８４と９４はボルトと固定ナツト１０２により定
位置に固定された固定リングにより夫々の軸に連
結されている。これで軸３０と３２が往復運動を
するにつれ、アダプター８４と９４は、エアーナ
イフ・アセンブリーを携さえたまま軸と共に動
く。アダプター８４と９４は連結棒１０４により
アダプター間の強固な連結を与えるように一緒に
固定される。

エアーナイフ１００は、エアーナイフ９０と対
向き穴１０６（第４図）によりガススプレー１０
８を約60゜の角度で下方に放射する。これで相対
するエアースプレー９２と１０８はマスク８２の
両面に同時に剥離作用を与える。

エアーナイフ１００は内部にスペーサエレメン
ト１１２と１１４を介して導管９６からガス、代
表的には加圧空気を受けるマニホールド１１０を
有している。スペーサエレメント１１２と１１４
は導管９６とマニホールド１１０の間の流体の通
路としての内孔を有している。かくして加圧空
気、代表的には30psiaの加圧空気が軸３２から供
給され、導管９６、スペーサ１１２，１１４の内
孔を介し、マニホールド１１０を通つて穴１０６
から放出される。これらの穴は典型的には直径
0.047インチであり、また第３図に示す如くマス
ク８２の横幅よりも長くなる様にマニホールド１
００に横に一列に並んでいる。

液体クリーニング・スプレー・ノズルはクリー
ニング溶剤典型的にはパークロルをマスクに供給
するものであり、これは第１図によく示されてい
る様に対向して配置されている。スプレー・ノズ
ル・アセンブリーはホース・アセンブリー２６と
２８を介して入力導管２２と２４から溶剤を受け
入れる。この様にしてスプレー・システムが往復
運動をしてもホース２６と２８はよじれや曲がり
を生ずることなくその運動に追従するだけの充分
な長さを有しており、これにより溶剤を定圧下で
典型的には40psiaの圧力で供給する。エアーナイ
フ９０のついたアセンブリーはマニホールド１２
０に連結された入力パイプ１１６を有している。
マニホールドは一組のフランジ押えアセンブリー
１２２と１２４及び付属のボルトと袋ナツト１２
６により連結棒１０４に固定されている。この様
にしてマニホールド１２０は連結棒１０４からエ
アーナイフ９０との間に正確な距離関係において
固定される。マニホールド１２０は、ノズル・ア
センブリーに溶剤を送り出す内室１２８を有して
いる。アセンブリーはノズルを第１図に示す様に
１つおきに異なつた角度で方向付けている。即
ち、ノズル１３０は垂直方向に対し30゜の角度で
液体スプレー１３２を発生し、次のノズル１３４
は垂直方向に対して45゜の角度で液体スプレー０
３６を発生するように配置される。ノズル１３
０，１３４は予めノズルのための正確な角度位置
に孔を開けられねじみぞを切つてあるヘツダーあ
るいはマニホールド１２０の中にねじ込んで固定
される。

第２の平行スプレー・ノズル・アセンブリーは
スプレー・ノズル・ヘツダー１４０に向う入力パ
イプ１３８を有している。ヘツダー１４０はブラ
ケツト１４２，１４４により導管９６から離して
置かれたシリンダーである。ヘツダー１４０はボ
ルトナツト・アセンブリー１５０，１５２で取付
けられているクランプ１４６，１４８により夫々
のブラケツトに固定されている。

ヘツダー１４０はノズル１５４と１５６をねじ
込むためのねじみぞの切られている一連の孔を有
している。第４図に示す様にノズル１５４と１５
６はノズル１５４が溶剤スプレー１５８を垂直方
向に対し45゜の角度で放出し、一方ノズル１５６
がノズル・スプレー１６０を垂直方向に対し30゜
の角度で放出する様な位置に互い違いになつてい
る。第４図はノズル１５４と１５６の互い違いに
なつた配置を示す。図示の如くノズルは、夫々の
ヘツダーの長さにわたつて設けられているが、マ
スクに対して充分なスプレー範囲が得られれば任
意の数のノズルを使用しうる。

作業に当つては、自動式多層セラミツク・スク
リーニング・システムの一部分をこのシステムは
構成する。この様なシステムは先の特願昭56−
154901号に示されている。この出願によればマス
クは色々なスクリーニング・ステーシヨンで用い
られるが、スクリーニング・ペーストはマスクの
クリーニングを必要とする残存物を形成する。本
発明はこの出願に自動マスク・クリーナ・ユニツ
トとして示されているステーシヨンで用いられ
る。

ペーストの残りのついたマスクは縦にしてハウ
ジング１０の中に移され、装置はシールされる。
軸３０と３２の上に取付けられたエアーナイフと
スプレー・バーのアセンブリーはその最上部に置
かれている。最初の下向き掃引でノズル１３０，
１３４，１５４及び１５６の組合せから構成され
るスプレー・ノズル・アセンブリーはマスクの両
面に同時にパークロルを放出する。スプレー・ノ
ズルの液圧は40psia程度である。パークロルは周
知の態様で残余のペーストに作用し、ペーストを
マスクから分離させるように働く。スプレー１３
２と１６０はマスク８２の表面に対し30゜の角度
で使われ、一方スプレー１３６と１５８は45゜の
角度で使用される。この角度関係はマスクの表面
に対して下向き掃引の方向に楔を形成し、ペース
トをマスクから取り除くように作用する。２種類
の異なつた角度の液体スプレーを用いることによ
りマスクに対する液体スプレーの楔効果が強調さ
れる。

エアーナイフ・アセンブリーとスプレーアー
ム・アセンブリーは最下限の位置まで達するとマ
イクロスイツチ７２かまたはシリンダ・ストツプ
７０により感知されてパークロルのスプレーは中
断される。アームは次に第２回目のパークロルの
吹付またはエアーナイフ・スプレーによる剥離の
ために最上限の位置まで戻る。即ち、マスクの型
式とペーストの材質次第で、エアーナイフによる
除去の前に、一回またはそれ以上のパークロルの
吹付を必要とする。エアーナイフ・アセンブリー
も同様にマスク表面に対して下向きに30゜の角度
で下向き掃引の動作を行なう。この下向きの掃引
の間にパークロルとペーストをマスクから連続的
に剥取るためにマスクの表面と過剰ペーストとの
間に楔効果がつくり出される。物質はドレイン開
口部２０を介して排出される。マスクがきれいに
なると、気密式入口カバーは開けられ、マスクは
スクリーニング・プロセスに使用するために取り
出される。

本発明の重要な局面は、作業環境内でのパーク
ロロエチレン12.5ppm以下という基準に合致する
放出水準を維持するように確実な蒸気放出を制御
できることである。確実な制御は空気バツフルと
排気シヤツターの形でクリーニング室１０の内部
で維持され、そして、すべての放出が定速排気ダ
ンパを利用して除去される。これはシヤツター・
アセンブリーを有する夫々の出口を通じてマスク
の両端から排出蒸気をゲートすることにより達成
される。それ故クリーニングが終つてからマスク
が取り出されるまでにシヤツターが開けられクリ
ーニング室からすべての排出蒸気をゲートする。
可変オリフイスと共に一定の空気流を維持する二
重シヤツター装置を使用することにより完全性が
確保される。

本発明に基づく装置はまたそれが自己クリーニ
ング式であるという点でも有利である。第１図で
示す如くスプレー・システムの向きはクリーニン
グ室１０の内部表面での固形物の蓄積の形成を妨
げる様になつている。蓄積され易い固形物はパー
クロル及びエアーナイフ・スプレーにより除去さ
れる。固形物の蓄積がないということは溶剤の蒸
発／放出の潜在的発生源となる表面積を最小限に
維持することになる。かくして、その水準は連続
的にシステム固有の作用により最低に保たれる。
その様な固形物の蓄積がないということはまた保
守、周期的クリーニング、機械的故障等のために
必要とする停止時間を最小限にする。かくしてこ
のシステムはスクリーニング・システム全体の厳
密な動作条件の中で好適に動作できる。

最後にこの装置はクリーニング作業を行うのに
必要な新鮮なパークロルの量を最小限に抑える。
これはノズルの向きとマスク表面の掃引期間にノ
ズルとマスクが常時近接状態に保たれることによ
り達成される。従つて、パークロル放出制御の利
点と共に総経費低減の利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくクリーニングとノズ
ル・システムを示す部分断面側面図である。第２
図はノズル・アセンブリーの駆動機構を示す正面
図である。第３図はノズル・アセンブリーの平面
図である。第４図は第３図の線４−４に沿つて得
られる部分断面側面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スクリーン印刷用のペーストが付着したスク
   リーン印刷マスクをクリーニングするシステムに
   おいて、 クリーニング室と、 上記マスクを上記クリーニング室内に縦方向に
   配置して支持する手段と、 夫々上記マスクの幅を横切つて線状に配列さ
   れ、上記マスクの表面とその表面上の付着物との
   間に、上記マスクの幅を横切つて延びる流体的楔
   を形成するように上記マスクの表面に対して下向
   きに所定の角度で噴射流を与える、上記ペースト
   のための溶剤を噴射する一連の溶剤噴射ノズル及
   び一連のガス噴射口を有するノズル・アセンブリ
   ーと、 上記ノズル・アセンブリーを上記マスクに対し
   て相対的に縦方向に往復移動させる駆動手段とを
   有し、 上記溶剤噴射ノズルは上記ノズル・アセンブリ
   ーが上記マスクに対して相対的に下方へ移動する
   間に上記マスクから上記ペーストを除去し、上記
   ガス噴射口はその後上記ノズル・アセンブリーが
   上記マスクに対して相対的に下方へ移動する間に
   上記マスクから上記溶剤を除去することを特徴と
   するマスク・クリーニング・システム。