(57)【要約】【課題】所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートを、低いコストで製造する方法を提供する。【解決手段】本発明による、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートの製造方法は、基板上に紫外線硬化樹脂層を形成するステップと、紫外線硬化樹脂層に、微細開口部に対応したパターンの、紫外線露光を行うステップと、現像を行うステップと、紫外線硬化樹脂層を基板から剥離させてプレートを得るステップと、を含む。【選択図】図１
2008030035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートの製造方法であって、
基板上に紫外線硬化樹脂層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂層に、微細開口部に対応したパターンの、紫外線露光を行うステップと、
現像を行うステップと、
紫外線硬化樹脂層を基板から剥離させてプレートを得るステップと、
を含む、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項２】
基板と紫外線硬化樹脂層との間に犠牲層を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項３】
ポジ型紫外線レジストを犠牲層として使用する請求項２に記載の、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項４】
所定の液体に可溶な材料を犠牲層として使用する請求項２に記載の、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項５】
基板上に紫外線硬化樹脂層を形成するステップと、紫外線露光を行うステップとの間にソフトベイクを行うステップをさらに含む請求項１から４のいずれかに記載の、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項６】
紫外線露光を行うステップと、現像を行うステップとの間に露光後ベイクを行うステップをさらに含む請求項１から５のいずれかに記載の、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項７】
基板がシリコン・ウェハである、請求項１から６のいずれかに記載の、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項８】
基板がガラスである、請求項１から６のいずれかに記載の、微細開口部を有するプレートの製造方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかの方法によって製造された、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレート。
【請求項１０】
請求項９に記載された微細開口部を有するプレートと、当該プレートを前面に取り付けた、液を蓄えるキャビティと、キャビティの背面に取り付けた圧電素子とを備え、当該圧電素子が振動して、当該キャビティに蓄えられた液を、当該プレートの微細開口部を通して、均一サイズの液滴として送り出すように構成されたアトマイザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の中心間隔で配置された所定のサイズの微細開口を有するプレート、当該プレートの製造方法および当該プレートを備えたアトマイザに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の中心間隔で配置された所定のサイズの微細開口を有するプレートは、正確な液滴サイズの液スプレー（エアロゾルスプレー）を生成する際に利用される。たとえば、吸入器などの薬品の放出、燃焼エンジンにおける燃料の噴射および噴霧化、医薬の製造および梱包などである（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
これらの用途において液滴のサイズが微細であり、均一であることが重要である。液滴のサイズが小さくなれば、液滴の体積に対する表面積の比率は増加する。表面領域は、燃焼の場合のように、化学反応が起こる場所である。薬品の放出の場合には、液滴が小さければ、薬が血流に入るまでの時間が減少される。均一な液滴サイズは、薬品の投与量を適切に管理するのに重要である。
【０００４】
図５は薬品噴霧用アトマイザ２００の構成を示す図である。薬品噴霧用アトマイザ２００は、薬品用容器２０５、バイブレータ２０３および微細開口を有するプレート（メッシュ、以下において多孔板とも呼称する）２０１を備える。薬品が多孔板２０１とバイブレータ２０３の間に供給された後、所定の周波数でバイブレータ２０３を振動させると、薬品は多孔板２０１を通過し、薬品の粒子が生成され、薬品が噴霧される。
【０００５】
図６は、多孔板２０１およびバイブレータ２０３の構成を示す図である。噴霧される薬品の粒子サイズは、多孔板２０１の開口部の形状および多孔板２０１の周波数に依存する。バイブレータ２０３としてホーン型のバイブレータを使用してもよい。ホーン型のバイブレータにおいては、金属製の円錐ホーンが圧電素子に接続されている。多孔板２０１は、たとえば、エキシマレーザを使用して、セラミック板に数マイクロメータの直径の、多数の開口を生成することによって形成される。
【０００６】
しかし、エキシマレーザを使用して、セラミック板に数マイクロメータの直径の、多数の開口を生成することは時間がかかり、多孔板２０１の製造コストを増加させる。
【０００７】
多孔板２０１を製造する他の方法として、リソグラフィ技術に基づいて、基板ウェハを貫通するエッチング開口部を生成する方法が提案されている。最終部品が十分な強度を有するように厚いウェハが必要となる。このような厚いウェハは、完全にエッチングを行うのに長時間を要する。したがって、製造コストが増加する。
【特許文献１】特開2005-288400号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートを、低いコストで製造する方法、および低価額の当該プレートに対するニーズがある。また、所定量の均一サイズの液滴を送り出すように、当該プレートを使用した、低価額のアトマイザに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートの製造方法は、基板上に紫外線硬化樹脂層を形成するステップと、紫外線硬化樹脂層に、微細開口部に対応したパターンの、紫外線露光を行うステップと、現像を行うステップと、紫外線硬化樹脂層を基板から剥離させてプレートを得るステップと、を含む。
【００１０】
所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートを製造するのに、露光した紫外線硬化樹脂層を使用するので、低コストで当該プレートを得ることができる。
【００１１】
本発明による、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートは、本発明による、当該プレートの製造方法によって製造される。
【００１２】
したがって、本発明による、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートは、低価額である。
【００１３】
本発明によるアトマイザは、本発明による、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートを備える。
【００１４】
本発明によるアトマイザは、所定量の均一サイズの液滴を送り出すことができ、低価額で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による、所定の中心間隔で配置された所定のサイズの微細開口を有するプレートの製造方法を示す流れ図である。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態による、所定の中心間隔で配置された所定のサイズの微細開口を有するプレートの製造方法における各ステップを説明するための図である。
【００１７】
図１のステップＳ０１０において、基板１０１を洗浄する。洗浄は、ウェット洗浄またはドライ洗浄によって行う。基板１０１は、シリコン・ウェハまたはガラスなどである。図２（ａ）は、基板１０１を示す図である。
【００１８】
図１のステップＳ０２０において、基板１０１上に犠牲層１０３を形成する。図２（ｂ）は、基板１０１上に形成された犠牲層１０３を示す図である。犠牲層１０３は、後で説明するように、その上に形成される層を剥離するための層であり、本実施形態ではポジ型紫外線レジストまたは所定の液体に可溶な材料を犠牲層１０３として使用する。所定の液体に可溶な材料は、一例として、アルカリ水溶液に可溶なアクリル系樹脂（アクリル系の接着剤など）または水に可溶な水溶性樹脂などである。犠牲層１０３を形成する際には、基板１０１上にポジ型紫外線レジストまたは所定の液体に可溶な材料をスピンコートで塗布し、プリベイクを行う。スピンコートは、１０００乃至３０００ｒｐｍで行う。プリベイクは、基板１０１を、摂氏９５乃至１２０度に設定したホットプレート上に６０乃至３００秒間配置する。
【００１９】
図１のステップＳ０３０において、犠牲層１０３上に、紫外線硬化樹脂層１０５を形成する。図２（ｃ）は、犠牲層１０３上に形成された紫外線硬化樹脂層１０５を示す図である。紫外線硬化樹脂層１０５を形成する際には、紫外線硬化樹脂をスピンコートで塗布する。コーティングの厚さは、５０乃至１００マイクロメータである。スピン（回転）は、たとえば、以下のように行う。最初に、１００ｒｐｍ／秒の加速度で５００ｒｐｍまで加速し、５００ｒｐｍで５秒間維持する。つぎに、３００ｒｐｍ／秒の加速度で１４００ｒｐｍまで加速し、１４００ｒｐｍで５０秒間維持する。紫外線硬化型樹脂としては、ネガ型のエポキシ系レジストである、ＳＵ−８（米国マイクロケム社製）を使用してもよい。
【００２０】
基板は、ソフトベイクを行う前に、１時間以上水平に維持する。これは、エッジビードを減少し、できるだけ平坦な紫外線硬化樹脂層１０５を得るためである。
【００２１】
図１のステップＳ０４０において、紫外線硬化樹脂層１０５の溶剤を揮発させて紫外線硬化樹脂層１０５を固めるためにソフトベイクを行う。ソフトベイクは、ホットプレートを使用して行ってもよい。基板１０１を、摂氏９５度に設定したホットプレート上に１５乃至４５分間配置する。ソフトベイク終了後、１０分間以上冷却を行う。
【００２２】
図１のステップＳ０５０において、紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂層１０５およびポジ型紫外線レジストから成る犠牲層１０３を露光させる。紫外線露光には、マスクアライナーを使用して、微細開口パターンで露光する。図２（ｄ）は、犠牲層１０３上に形成された紫外線硬化樹脂層１０５が紫外線露光された状態を示す図である。一例として、開口部のサイズ（直径）は、３０マイクロメータ、開口部の間隔は、６０マイクロメータである。
【００２３】
１００マイクロメータの厚さの紫外線硬化型樹脂ＳＵ−８に必要とされる紫外線照射量は、４００ｍＪ／ｃｍ２である。露光に際しては、露光の際の加熱を避けるために、１５秒間の露光期間と１分間の遅延期間（露光しない期間）を繰り返すのが好ましい。本実施形態においては、全部で９０秒間（１５秒間を６回）の露光を行う。
【００２４】
露光後ベイクの前に、基板１０１を１０分間冷却する。
【００２５】
図１のステップＳ０６０において、露光部分の架橋を促進するために、露光後ベイクを行う。露光後ベイクは、ホットプレートを使用して行ってもよい。基板１０１を、摂氏６５度に設定したホットプレート上に１分間配置した後、摂氏９５度に設定したホットプレート上に５乃至１５分間配置する。露光後ベイク終了後、現像前に基板１０１を１５分間冷却する。
【００２６】
図１のステップＳ０７０において、紫外線照射に露光していない部分を取り除くために現像を行う。現像には、有機溶剤系現像液を使用する。現像液として、プロピレン・グリコール・メチル・エーテル・アセテート（ＰＧＭＥＡ）を使用してもよい。基板１０１を、高純度のＰＧＭＥＡ中に８乃至２０分間配置する。その後、イソプロパノール（ＩＰＡ）でリンスする。図２（ｅ）は、犠牲層１０３上に形成された紫外線硬化樹脂層１０５が現像された状態を示す図である。
【００２７】
図１のステップＳ０８０において、基板１０１から紫外線硬化樹脂層１０５を剥離させる。剥離には、ポジ型紫外線レジストに対して、無機アルカリ系現像液（たとえば、MF-351現像液（ローム・アンド・ハース・マイクロエレクトロニクス）など）を使用する。室温に設定したホットプレート上に配置した現像液容器に基板１０１を浸ける。所定の液体に可溶な材料に対しては、該所定の液体を使用する。リフトオフプロセスを促進するために、ホットプレートを１０００乃至１５００ｒｐｍで回転させてもよい。図２（ｆ）は、基板１０１から剥離した紫外線硬化樹脂層１０５を示す図である。微細開口部を有する紫外線硬化樹脂層１０５が多孔板となる。
【００２８】
図３は、上記の方法によって製造された、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有する多孔板の一例を示す図である。本発明による多孔板は、上記の方法によって製造される。多孔板は、円形に形成される。たとえば、多孔板の直径は６ミリメータであり、厚さは、１００マイクロメータである。図３において、微細開口部のサイズは拡大されている。
【００２９】
図４は、多孔板の開口部を示す図である。本実施形態において、開口部の横断面は円形であり、開口部の中心間隔は、６０マイクロメータである。円形断面を有する開口部の直径は、多孔板の上側の面において３０マイクロメータであり、下側の面において、３乃至５マイクロメータの範囲であってもよい。すなわち、開口部は円錐台状であってもよい。
【００３０】
薬品スプレイ用の噴霧器（アトマイザ）として使用される場合、多孔板の開口部の直径は、数マイクロメータであるのが好ましく、開口部の間隔は、３０マイクロメータから６０マイクロメータの範囲であるのが好ましい。多孔板における開口部の数は、１０００以上であるのが好ましい。
【００３１】
発明の一実施形態による薬品スプレイ用の噴霧器（アトマイザ）の構成は、図５に示したアトマイザの構成と同様である。本実施形態による多孔板およびバイブレータの構成は、図６に示した多孔板およびバイブレータの構成と同様である。しかし、本実施形態において、多孔板は、上記の製造方法によって製造される。
【００３２】
本発明によれば、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートを、低いコストで製造することができる。また、低価額の当該プレート、および、所定量の均一サイズの液滴を送り出すことのできる、当該プレートを使用した、低価額のアトマイザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による、所定の中心間隔で配置された所定のサイズの微細開口を有するプレートの製造方法を示す流れ図である。
【図２】本発明の一実施形態による、所定の中心間隔で配置された所定のサイズの微細開口を有するプレートの製造方法における各ステップを説明するための図である。
【図３】本発明による、所定の間隔で配置された、所定のサイズの微細開口部を有するプレートの一例を示す図である。
【図４】多孔板の開口部を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるアトマイザの構成を示す図である。
【図６】多孔板およびバイブレータの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１…基板、１０３…犠牲層、１０５…紫外線硬化樹脂層
【図１】
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【図２】
2008030035.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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