JP2023088699A - 液体吐出装置、洗浄装置、インプリント装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出面の周囲に存在する物質が洗浄液に混入し、吐出口に悪影響を与えることを抑制する。【解決手段】液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドに着脱可能に装着され、前記吐出面に洗浄液が接するように洗浄液の保持空間を形成するキャップと、を備えた液体吐出装置であって、前記キャップは、前記保持空間に洗浄液を供給するための供給部と、前記保持空間から洗浄液を排出するための排出部と、を備え、前記供給部は、前記吐出面に対向する位置に形成され、前記排出部は、前記吐出面の内外方向で前記供給部よりも外側の位置に形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は液体を吐出する吐出口の洗浄技術に関する。

半導体デバイス等の製造プロセスに適用される技術として所謂インプリント技術が知られている。インプリント技術では、例えば、基板上のインプリント材に対してパターンが形成されたモールドを接触させ、インプリント材にモールドの形状を転写してパターンを形成する。インプリント材を基板上に吐出する液体吐出装置は、インプリント材を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する吐出ヘッドを備えている。吐出口の吐出性能を維持するため、吐出口を洗浄液で洗浄する技術が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０２０－２６１２９号公報

洗浄液で吐出口を洗浄する方法では、吐出面の周囲に存在する物質が洗浄液に混入し、吐出口に悪影響（二次汚染）を与える場合がある。

本発明は、吐出面の周囲に存在する物質が洗浄液に混入し、吐出口に悪影響を与えることを抑制する技術を提供するものである。

本発明によれば、
液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドに着脱可能に装着され、前記吐出面に洗浄液が接するように洗浄液の保持空間を形成するキャップと、
を備えた液体吐出装置であって、
前記キャップは、
前記保持空間に洗浄液を供給するための供給部と、
前記保持空間から洗浄液を排出するための排出部と、を備え、
前記供給部は、前記吐出面に対向する位置に形成され、
前記排出部は、前記吐出面の内外方向で前記供給部よりも外側の位置に形成されている、
ことを特徴とする液体吐出装置が提供される。

本発明によれば、吐出面の周囲に存在する物質が洗浄液に混入し、吐出口に悪影響を与えることを抑制する技術を提供することができる。

インプリント装置の構成を示す概略図。 液体吐出部の構成を示した図。 吐出ヘッドの一部拡大断面図。 洗浄装置の構成を示した図。 （Ａ）はキャップの平面図、（Ｂ）は吐出ヘッドの底面図。 洗浄処理のフローチャート。 （Ａ）及び（Ｂ）はキャップの別の構成例を示す図。 洗浄装置の別の構成例を示す図。 洗浄装置の更に別の構成例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
＜インプリント装置の概要＞
図１は本発明の一実施形態に係るインプリント装置１０１の構成を示す概略図である。図中、矢印Ｚは上下方向を示し、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示す。インプリント装置１０１は、半導体デバイスなどの各種デバイスの製造に用いられる。インプリント装置１０１は液体吐出装置１３０を備える。液体吐出装置１３０は、液体吐出部１０と洗浄部８０とを備える。液体吐出部１０は、液体（ここではレジスト）１１４を基板１１１上に吐出する。液体１１４は、例えば、紫外線（ＵＶ）を受光することにより硬化する性質を有する光硬化性の樹脂である。液体１１４は、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。光硬化性の他にも、例えば、熱硬化性のレジストである液体を用いてもよく、インプリント装置は熱でレジストを硬化させてインプリント処理を行う装置でもよい。液体１１４のことを吐出材或いはインプリント材と呼んでもよい。洗浄部８０は液体吐出部１０の洗浄に用いられる。

インプリント装置１０１は、また、光照射部１０２と、モールド保持機構１０３と、基板ステージ１０４と、制御部１０６と、計測部１２２と、筺体１２３とを有する。

光照射部１０２は、光源１０９と、光源１０９から照射された紫外線１０８を補正するための光学素子１１０とを有する。光源１０９は、例えばｉ線またはｇ線を発生するハロゲンランプである。紫外線１０８は、モールド（型）１０７を介して液体１１４に照射される。紫外線１０８の波長は、硬化させる液体１１４に応じた波長である。尚、レジストとして熱硬化性レジストを用いるインプリント装置の場合は、光照射部１０２に代えて、熱硬化性レジストを硬化させるための熱源部が設置される。

モールド保持機構１０３は、モールドチャック１１５と、モールド駆動機構１１６とを有する。モールド保持機構１０３によって保持されるモールド１０７は、外周形状が矩形であり、基板１１１に対向する面には転写すべき回路パターンなどの３次元の凹凸パターンが形成されたパターン部１０７ａを有する。本実施形態におけるモールド１０７の材質は、紫外線１０８が透過することができる材質であり、例えば石英が用いられる。モールドチャック１１５は、真空吸着または静電力によりモールド１０７を保持する。

モールド駆動機構１１６は、モールドチャック１１５を保持して移動することによりモールド１０７を移動させる。モールド駆動機構１１６は、モールド１０７をＺ方向下方に移動させてモールド１０７を液体１１４に押し付けることができる。また、モールド駆動機構１１６は、モールド１０７をＺ方向上方に移動させてモールド１０７を液体１１４から引き離すことができる。モールド駆動機構１１６に採用可能なアクチュエータとしては、例えばリニアモータまたはエアシリンダが挙げられる。

モールドチャック１１５およびモールド駆動機構１１６は、中心部に開口領域１１７を有する。また、モールド１０７は、紫外線１０８が照射される面に、凹型の形状をしているキャビティ１０７ｂを有する。モールド駆動機構１１６の開口領域１１７には、光透過部材１１３が設置されており、光透過部材１１３とキャビティ１０７ｂと開口領域１１７とで囲まれる密閉の空間１１２が形成されている。

空間１１２内の圧力は圧力補正装置（不図示）によって制御される。圧力補正装置が空間１１２内の圧力を外部よりも高く設定することにより、パターン部１０７ａは基板１１１に向けて凸形に撓む。これにより、パターン部１０７ａの中心部が液体１１４に接触するようになる。よって、モールド１０７が液体１１４に押し付ける際に、パターン部１０７ａと液体１１４との間に気体（空気）が閉じ込められることが抑制され、パターン部１０７ａの凹凸部の隅々まで液体１１４を充填させることができる。空間１１２の大きさを決めるキャビティ１０７ｂの深さは、モールド１０７の大きさまたは材質に応じて適宜変更される。

基板ステージ１０４は、基板チャック１１９と、基板ステージ筐体１２０と、ステージ基準マーク１２１とを有する。基板ステージに保持される基板１１１は、単結晶シリコン基板またはＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、基板１１１の被処理面には、液体１１４が吐出されパターンが成形される。

基板チャック１１９は、基板１１１を真空吸着により保持する。基板ステージ筐体１２０は、基板チャック１１９を機械的手段により保持しながらＸ方向およびＹ方向に移動することで基板１１１を移動させる。ステージ基準マーク１２１は、基板１１１とモールド１０７とのアライメントにおいて、基板１１１の基準位置を設定するために使用される。基板ステージ筐体１２０のアクチュエータには、例えばリニアモータが用いられる。他にも、基板ステージ筐体１２０のアクチュエータは、粗動駆動系または微動駆動系などの複数の駆動系を含む構成でもよい。

計測部１２２は、アライメント計測器１２７と、観察用計測器１２８と、を有する。アライメント計測器１２７は、基板１１１上に形成されたアライメントマークと、モールド１０７に形成されたアライメントマークとのＸ方向およびＹ方向の位置ずれを計測する。観察用計測器１２８は、例えばＣＣＤカメラなどの撮像装置であり、基板１１１に吐出された液体１１４のパターンを撮像して、画像情報として制御部１０６に出力する。

制御部１０６は、インプリント装置１０１の各構成要素の動作などを制御し、特に、液体吐出装置１３０の制御も行う。制御部１０６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを有するコンピュータで構成される。制御部１０６は、インプリント装置１０１の各構成要素に回線を介して接続され、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って各構成要素の制御をする。また、制御部１０６は、表示部を有し、各種の表示を行うことができる。制御部１０６は、計測部１２２の計測情報を基に、モールド保持機構１０３、基板ステージ１０４、および液体吐出部１０の動作を制御する
筺体１２３は、基板ステージ１０４を載置するベース定盤１２４と、モールド保持機構１０３を固定するブリッジ定盤１２５と、ベース定盤１２４から延設されブリッジ定盤１２５を支持する支柱１２６と、を備える。また、インプリント装置１０１は、モールド１０７を装置外部からモールド保持機構１０３へ搬送するモールド搬送機構（不図示）と、基板１１１を装置外部から基板ステージ１０４へ搬送する基板搬送機構（不図示）と、を備える。

インプリント装置１０１は、次の一連の処理を含むインプリント処理を行う。まず、インプリント装置１０１は、液体吐出部１０に、液体１１４を基板１１１上に吐出させる。そして、基板上に吐出された液体１１４に、成型用のパターンを有するモールド１０７を押し付け、その状態において、光（紫外線）の照射によって液体１１４を硬化させる。その後、硬化後の液体１１４からモールド１０７を引き離すことによって、モールド１０７のパターンを基板１１１上に転写する。

＜液体吐出部＞
図２は、液体吐出部１０の構成を示した図である。液体吐出部１０は、吐出ヘッド１１、収容容器１２、圧力制御部１３及び循環部１４を含む。収容容器１２は、液体１１４を収容する。収容容器１２の内部空間は、配管１６によって圧力制御部１３と連通している。圧力制御部１３は、充填液を収容するタンク、圧力センサ、及び、接続配管１６を開閉するバルブ等を備えており、収容容器１２の内部空間の圧力を制御可能に構成されている。圧力制御部１３で収容容器１２の内部空間の液体の圧力を制御することで、液体の吐出の再現性を向上できる。

なお、本実施形態では収容容器１２の内部空間を一空間として圧力制御部１３によってその圧力を制御する構成としているが、内部空間を分離膜で、二空間に区画してもよい。この場合、一方の空間は吐出ヘッド１１に連通させ、他方の空間は配管１６を介して圧力制御部１３に連通させ、分離膜を介して液体の圧力を制御する。

循環部１４は、流路（配管）１４１と、流路１４１の両端部を収容容器１２の内部空間と連通させるコネクタ１４２、１４３とを備える。流路１４１上にはポンプ１４４とフィルタ１４５とが設けられている。ポンプ１４４を駆動することにより、収容容器１２内の液体１１４を流路１４１を介して循環することができる。流路１４１を液体１１４が通過する過程でフィルタ１４５によって異物が除去される。フィルタ１４５は、液体１１４の流れ方向でポンプ１４４に対して下流側に配置されている。仮にポンプ１４４の発塵が液体に混入してもフィルタ１４４で除去される。

吐出ヘッド１１はその底面１１ａから液体１１４を吐出する。図３は吐出ヘッド１１の一部拡大断面図である。吐出ヘッド１１は、共通液室５６とモジュール基板５７とを備えている。モジュール基板５７は複数のノズル５４を備える。各ノズル５４は、上面５９に開口し、液体１１４を取り入れる供給口２１と、液体１１４を吐出する吐出口１９とを備える。モジュール基板５７は吐出面５８を有し、各吐出口１９は吐出面５８に開口している。ノズル５４の内部には、液体１１４を吐出するためのエネルギを発生するエネルギ素子１８が設けられている。吐出口１９の開口面積は、供給口２１の開口面積よりも小さく、吐出ノズル５４における流路で断面積が最小となっている。エネルギ素子１８は、本実施形態の場合、ピエゾ素子に代表される圧電素子であるが、液体１１４の種類に応じて発熱抵抗体を用いることもできる。他にも、制御弁等を用いて液体の吐出と停止を制御する構成も採用可能である。

供給口２１は、モジュール基板５７の内部で吐出口１９と小液室２０を介して連通している。エネルギ素子１８は、駆動回路９０を介して制御部１０６によって駆動が制御される。エネルギ素子１８によって小液室２０の容積を変化させることで、小液室２０の液体１１４が、吐出口１９から吐出される。なお、吐出ヘッド１１としては、インクジェットプリンタに用いられるインク吐出ヘッドと同様の構成であってもよい。

吐出ヘッド１１は吐出口１９によって大気に開放されているが、吐出口１９の口径が数μｍから十数μｍであり、液体１１４は毛細管現象により自重で漏れだすことはない。吐出口１９近傍の液面は、凹形状のいわゆるメニスカス状態で保持される。小液室２０の液体１１４の内圧を圧力制御部１３によって－０．１から－１０００Ｐａの負圧に保つことで、メニスカス状態を安定的に保持することができる。吐出面５８には撥液処理が施されており、液体１１４が吐出口１９からの漏れだすことを確実に防止する。撥液処理としては、例えば、フッ素含有化合物を吐出面５８に膜状に塗布することが挙げられる。

吐出口１９の口径が数μｍから数十数μｍと小径であると、パーティクルが吐出口１９内部に付着した場合や、液体１１４に含まれる成分の一部が乾燥して吐出口１９の周囲で凝固した場合には吐出性能が低下する。吐出性能の低下としては、例えば、不吐出の他、吐出量や吐出方向の変動が挙げられる。こうした吐出性能の低下が生じた場合には、洗浄部８０によって吐出口１９を洗浄する。

＜液体吐出状態の検知＞
エネルギ素子１８は吐出口１９の液体吐出状態の検知にも用いることができる。エネルギ素子１８を、液体１１４を吐出する際に加える電圧の３０％から７０％の強度の電圧で駆動し、小液室２０の容積を変動（以下、検査発振と呼ぶ）させ、小液室２０内の液体１１４に振動を加える。例えば、吐出口１９から液体１１４を吐出する際に±１０Ｖの駆動パルスをエネルギ素子１８に印加する場合には、±６Ｖの駆動パルスをエネルギ素子１８に印加する。換言すると、吐出口１９のメニスカスを破って液体１１４が吐出されない程度にエネルギ素子１８を駆動し、小液室２０内の液体１１４に振動を加える。

エネルギ素子１８の駆動を停止しても、液体１１４の残留振動により、エネルギ素子１８には逆起電力が生じる。逆起電力を吐出口１９毎に設けられたセンサ９１で検知する。センサ９１は例えば電圧センサ或いは電流センサである。吐出口１９が汚染物によって塞がっている場合や、小液室２０内に気泡が入り込んでしまった場合、逆起電力の波形は、標準状態（メニスカス形成時の波形）とは異なる。つまり、エネルギ素子１８は対応する吐出口１９の液体吐出状態に応じた信号を出力する。この信号により、各吐出口１９の液体吐出状態を個別に検知することができる。

なお、ここでは、エネルギ素子１８の検査発振によって、液体吐出状態を検知する例を説明したが、図示しない着弾検査装置によって、着弾の有無や着弾位置・速度・量の計測を行って、各吐出口１９の液体吐出状態を個別に検知してもよい。

こうした液体吐出状態の検知は、液体吐出部１０がメンテナンスを行うための待機位置に位置しているときに行う。そして、各吐出口１９の液体吐出状態に詰まり等の異常が認められた場合には、洗浄工程を行う。

＜洗浄部＞
図４は洗浄部８０に設けられている洗浄装置６０の構成を示す説明図であり、吐出ヘッド１１の吐出面５８に対する洗浄様を例示している。洗浄装置６０は、各吐出口１９を洗浄液で洗浄する装置であり、循環装置６１と、キャップ６４と、フィルタ６６とを備える。洗浄液は例えば液体１１４と同様の液体であり、或いは、液体１１４に含まれる材料の一つを用いた液体である。複数種類の洗浄液を一回の洗浄に用いてもよく、例えば、液体１１４と異なる液体を洗浄液として用いた洗浄の後に、液体１１４を洗浄液として用いて洗浄を行ってもよい。

キャップ６４は吐出ヘッド１１に着脱可能に装着される。循環装置６１はキャップ６４に対して供給・排出される洗浄液を循環する機構である。フィルタ６６は洗浄液に循環経路の途中に設けられており、洗浄液を浄化する。洗浄液を循環させることで、洗浄液の消費量を削減できる。なお、本実施形態では洗浄液を循環させる構成としたが、循環せず、洗浄液を洗浄毎に消費する構成であってもよい。

循環装置６１は、洗浄液を貯留するタンクＴと、配管６２及び６３と、ポンプ６５とを含む。配管６２はタンクＴとキャップ６４とを接続し、洗浄液の供給側の流路を形成する。配管６３はタンクＴとキャップ６４とを接続し、洗浄液の排出側（回収側）の流路を形成する。ポンプ６５は本実施形態では配管６２の途中に設けられており、洗浄液をキャップ６４へ圧送する。フィルタ６６は配管６２の途中でかつポンプ６５の下流側に設けられており、配管６２を流れる洗浄液を浄化する。仮にポンプ６５の発塵が洗浄液に混入してもフィルタ６６で除去される。

図４に加えて図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照してキャップ６４及び吐出ヘッド１１の底面の構造について説明する。吐出ヘッド１１の底面１１ａには、タイル７５が設けられている。タイル７５は、複数の吐出口１９が形成された吐出面５８と、吐出面５８を保護する保護部材７３と、吐出面５８と保護部材７３との隙間を埋める充填剤７４とを保持している。吐出面５８は、Ｘ方向に長辺、Ｙ方向に短辺を有する矩形状を有している。各図における矢印Ｄは吐出面５８の内外方向（本実施形態ではＸ－Ｙ平面上で矩形の中央部－周縁部方向）を示している。

キャップ６４は、吐出面５８に洗浄液が接するように洗浄液の保持空間２０を形成する部材である。キャップ６４は、例えば、金属溶出の懸念のないＰＴＦＥ樹脂の切削部品である。加工成型後のキャップ６４には、酸洗浄を実施することにより物理的・化学的にクリーンな状態でキャップ６４を用いることができる。

キャップ６４は、吐出面５８を囲む形状を有しており、本実施形態の場合、全体として直方体形状を有している。キャップ２０は、矩形の底部６４ａと、底部６４ａから立ち上がる四つの側部６４ｂと、を含み、天部は開放されている。

キャップ６４は、吐出ヘッド１１の底面１１ａに対向する対向面（上面）１を有し、対向面１には保持空間２０を画定する直方体形状の溝２が形成されている。対向面１には、また、溝２を囲むようにＯリングタイプのシール部材５が設けられている。キャップ６４は対向面１が吐出ヘッド１１の底面１１ａに接するようにして装着され、シール部材５はタイル７５に圧接して保持空間２０内の洗浄液がキャップ６の外部に漏出することを防止する。吐出ヘッド１１に対するキャップ６４の装着に関し、キャップ６４は、タイル７５に設けられた不図示のねじ穴を使用して、吐出ヘッド１１に固定してもよい。

吐出ヘッド１１にキャップ６４が装着された状態において、保持空間２０は吐出面１９の全体を覆う。つまり、全ての吐出口１９が保持空間２０に覆われ、保持空間２０に洗浄液を満たすことで全ての吐出口１９の洗浄を行える。

保持空間２０へ圧送される洗浄液の圧力（Ｐ１とする）は、ポンプ６５が有する不図示の圧力計によって測定することが可能である。吐出ヘッド１１の内部の圧力（Ｐ２とする）を圧力制御装置１３によって制御することで、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との大小関係を制御することができる。

溝２の底壁面２ａには供給部３及び複数の排出部４が形成されている。本実施形態の場合、供給部３及び複数の排出部４は、いずれも底壁面２ａに開口し、キャップ６４の底部６４ａを貫通する開口部（穴）である。供給部３は配管６２に接続され、複数の排出部４は配管６３に接続されている。ポンプ６５から圧送される洗浄液は供給部３を介して保持空間２０へ供給され、複数の排出部４を介して保持空間２０から排出される。

図５（Ｂ）はキャップ６４を吐出ヘッド１１に装着した状態での、吐出面５８に対する供給部３及び複数の排出部４の位置を破線で示している。供給部３は、吐出面５８に対向する位置に形成されており、特に図示の例では供給部３は、Ｘ方向及びＹ方向で吐出面５８の中央部に対向する位置に形成されている。一方、各排出部４は、吐出面５８の内外方向Ｄで供給部３よりも外側の位置に形成されている。

この配置によって、保持空間２０内を洗浄液は、図５に矢印で例示するように供給部３から排出部４へ流動する。吐出面５８上を内側から外側へ洗浄液が流動するため、外側から内側へ流動することが抑制される。このため、保護部材７３や充填剤７４に付着した汚染物質が、洗浄液と共に流れて吐出面５８に付着したり、洗浄で汚染された洗浄液が吐出面５８に残ってしまうことを防ぐことができる。このように本実施形態によれば、吐出面５８の周囲に存在する物質が洗浄液に混入し、吐出口１９に悪影響を与えることを抑制することができる。

本実施形態の場合、供給部３は吐出面５８のＹ方向の幅よりも狭い開口部であり、供給部３から保持空間２０内に供給された洗浄液は、吐出面５８上を放射状に外側へ流動する。各吐出口１９の洗浄効果を高められると共に、吐出面５８の外側から内側へ洗浄液が流動することを効果的に抑制できる。また、供給部３から保持空間２０内に供給された洗浄液が、直接、吐出面５８外の構成（保護部材７３や充填剤７４）に流れることを抑制することができる。

本実施形態の場合、二つの排出部４がＸ方向に離間しており、供給部３は二つの排出部４の間の位置、特に真ん中に位置している。供給部３から各排出部４へ向かって洗浄液が流動することを促進でき、吐出面５８の外側から内側へ洗浄液が流動することを効果的に抑制できる。特に本実施形態の場合、各排出部４は吐出面５８に対向しない位置、言い換えると、吐出面５８の外側に形成されている。この配置により、吐出面５８の外側から内側へ洗浄液が流動することを更に効果的に抑制できる。

＜洗浄制御の例＞
洗浄装置６０による吐出口１９の洗浄手順の例について図６を参照して説明する。まず、ステップＳ１で、吐出ヘッド１１にキャップ６４を装着する。図４に示したように、キャップ６４は吐出面５８に対向した位置に配置され、キャップ６４の対向面１が吐出ヘッド１１の底面１１ａに当接するようにしてキャップ６４が吐出ヘッド１１に装着される。

ステップＳ２で、圧力制御部１３によって、圧力Ｐ２を陽圧に調整する。ポンプ６５を駆動させることで圧力Ｐ１が上昇すると、保持空間２０から吐出口１９の内部へ洗浄液が逆流する場合がある。よって、ポンプ６５を駆動した場合に、圧力Ｐ２＞圧力Ｐ１の関係になるように予め圧力Ｐ２を調整しておく。

ステップＳ３で、ポンプ６５を駆動させ、保持空間２０に洗浄液を供給する。各吐出口１９が洗浄液で洗浄される。洗浄液は供給部３及複数の排出部４を介して、キャップ６４とタンクＴとの間で循環される。洗浄液はフィルタ６６で浄化されるので長時間洗浄を行った場合でも、洗浄液の消費量を抑えることができる。

洗浄中に各エネルギ素子１８を駆動してもよい。エネルギ素子１８の駆動によってノズル５４内の洗浄液や保持空間２０内の洗浄液を振動させることにより、洗浄効果を向上できる。この振動による洗浄の通常の条件は、通常の吐出動作における電圧と周波数で行ってもよい。通常の条件で付着した汚染物が除去できない場合は、通常の吐出動作よりもエネルギ素子１８に加える電圧を２０％から４０％程度大きくし、振動数も３０ｋＨｚ～５０ｋＨｚ高くすることで、汚染物除去効果を高めることができる。また、振動による洗浄時間は長い程効果が高く、数時間から数日間実施すると洗浄の効果を更に高めることができる。

洗浄終了後のステップＳ４では、各吐出口１９の液体吐出状態を検知する。検知方法は上記の通りである。吐出不良が検知された場合は、ステップＳ６で再度、洗浄工程を行う。吐出不良が検知されなかった場合は、洗浄作業を完了する。

＜第二実施形態＞
供給部３及び排出部４の構成、配置の他の例について説明する。図７（Ａ）は供給部３に多数の孔３ａが形成された多孔部材を用いた例を示している。多孔部材は、板状の部材に多数の孔３ａを形成した加工品であってもよいし、多孔質材料のように材料の性質上、多数の孔を有している部材であってもよい。

図７（Ｂ）は別の例を示している。図示の例では、排出部４が供給部３を囲むように形成された環状の開口部として形成されている。供給部３からの洗浄液が放射状に更に広がりやすくなると共に、吐出面５８の任意の方向において、外側から内側へ汚染物質が洗浄液と共に流動することを防止できる。図７（Ｂ）の排出部４の例では、環状の開口部に代えて環状の溝としてもよく、溝の一部が配管６３と連通していてもよい。また、図７（Ｂ）の例では、供給部３の構成例として図７（Ａ）と同様に多孔部材を用いているが、第一実施形態と同様に単一の開口部であってもよい。

＜第三実施形態＞
第一実施形態で述べた通り、洗浄中に各エネルギ素子１８を駆動することで、ノズル５４内の洗浄液や保持空間２０内の洗浄液を振動させることにより、洗浄効果を向上できる。この場合、洗浄液を脱気することで洗浄効果を更に向上できる。図８は脱気装置６７を設けた洗浄装置６０を例示している。

図８の例では配管６２内において洗浄液を脱気する。配管６２は、内管６２ａと外管６２ｂとの二重管構造である。内管６２ａは膜状の気体透過性部材で構成される。外管６２ｂは一般的な配管部材であるが減圧に耐久できる強度を有する。外管６２ｂには排気ダクト６７ｃが接続されており、排気ダクト６７ｃにはバルブ６７ａと、ポンプ等の排気装置６７ｂが接続されている。

バルブ６７ａを開き排気装置６７ｂを駆動して外管６２ｂ内を例えば－９０ＫＰａ程度まで減圧する。これにより、内管６２ａを通過する洗浄液の溶存気体が、内管６２ａと外管６２ｂと間に移動し、洗浄液の脱気が可能である。減圧後、バルブ６７ａを閉じることで、排気装置６７ｂを停止しても外管６２ｂ内の減圧状態を維持することができる。

外管６２ｂ内の減圧によって、洗浄液の圧力Ｐ１が変化する場合には、圧力制御部１３によって、圧力Ｐ２を制御し、圧力Ｐ２＞圧力Ｐ１の状態を維持する。この状態で、ポンプ６５を駆動させて、保持空間２０への洗浄液の供給と洗浄液の循環を開始する。さらにエネルギ発生素子１８を駆動させることで、保持空間２０内の洗浄液を振動させて、洗浄効果を高めることができる。

なお、内管６２ａを気体透過性部材で構成して、洗浄液を脱気する構成としたが、脱気の方法はこれに限られない。例えば、キャップ６４の溝２を二重壁構造とし、内壁を気体透過性部材で構成する。そして、外壁内を減圧することで保持空間２０内の洗浄液を脱気することも可能である。洗浄液の脱気位置は、フィルタ６６での気泡発生を考慮すると、フィルタ６６からキャップ６４までの間の位置が有利である。

気体透過性部材としては、パーフルオロアルコキシアルカン（PFA）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリメチルペンテン（PMP）、シリコンなどが挙げられる。

脱気のタイミングは、洗浄時間以外のタイミングであってもよい。また、脱気は、吐出口１９の不良が検知された場合に、洗浄開始前に開始してもよい。脱気は一定時間が経過したら行ってもよい。さらに、プログラミングされた指令をトリガとして脱気を行ってもよい。

次に、洗浄液を加熱することで脱気を促進する例について説明する。図９は本実施形態の洗浄装置６０を示しており、図８の構成例に加熱装置６８が追加されている。一般的に液体への気体の溶解度は液温が高いほど、減少するため、洗浄液の液温が高い場合、溶存している気体が泡となって発生する。加熱装置６８によって洗浄液の液温を高く保つことで、気体透過性部材である内管６２ａを通して、洗浄液中に溶存している気体を、内管６２ａと外管６２ｂと間に移動し、洗浄液の脱気が可能である。また、新たに気体が洗浄液中に溶解することを抑制することもできる。

図９の例では、配管６２を加熱装置６８により加熱することによって、洗浄液を加熱する構成である。しかし、加熱部位はこれに限られない。例えば、タンクＴ、配管６３、キャップ６４であってもよい。いずれの場合も、加熱装置６８が直接洗浄液と接触しない構造とすることで、加熱装置６８から汚染物質が洗浄液に混入することを防止できる。

加熱温度としては、例えば、脱気効果の観点から５°Ｃ以上平常時よりも高い温度を維持する。加熱温度は洗浄液の物性に応じて設定してもよい。予め温度と吐出精度の相関性を確認しておいたうえで、洗浄液の液温をモニターし、液温に合わせて吐出パラメータを自動修正してもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

３ 供給部、４ 排出部、１１ 吐出ヘッド、１９ 吐出口、５８ 吐出面、６０ 洗浄装置、６４ キャップ

Claims (16)

1. 液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドに着脱可能に装着され、前記吐出面に洗浄液が接するように洗浄液の保持空間を形成するキャップと、
   を備えた液体吐出装置であって、
   前記キャップは
   前記保持空間に洗浄液を供給するための供給部と、
   前記保持空間から洗浄液を排出するための排出部と、を備え、
   前記供給部は、前記吐出面に対向する位置に形成され、
   前記排出部は、前記吐出面の内外方向で前記供給部よりも外側の位置に形成されている、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
2. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記供給部は、多孔部材で形成されている、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
3. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記供給部は、前記吐出面の中央部に対向する位置に形成されている、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
4. 請求項３に記載の液体吐出装置であって、
   前記キャップは、前記排出部として、第一の排出部と第二の排出部とを含み、
   前記供給部は、前記第一の排出部と前記第二の排出部との間に位置している、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
5. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記供給部は、前記吐出面の幅よりも狭い開口部である、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
6. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記排出部は、前記吐出面に対向しない位置に形成されている、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
7. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記排出部は、前記複数の吐出口を囲むように環状に形成されている、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
8. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記キャップは、
   前記吐出ヘッドに対向する対向面と、
   前記対向面に形成され、前記保持空間を画定する溝と、
   前記溝を囲むように前記対向面に設けられたシール部材と、を含み、
   前記供給部及び前記排出部は、前記溝の底壁面に開口している、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
9. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   洗浄液を貯留するタンクと、
   洗浄液を前記タンクと前記保持空間との間で、前記供給部及び前記排出部を介して循環させる循環手段と、
   洗浄液の循環経路の途中に設けられたフィルタと、を含む、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
10. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
    各吐出口に設けられ、前記吐出口の液体吐出状態に応じた信号を出力する素子を備える、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
11. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
    各吐出口に設けられ、液体を前記吐出口から吐出させる素子を備え、
    前記洗浄液による洗浄中に前記素子を駆動する、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
12. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
    洗浄液を脱気する脱気手段を含む、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
13. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
    洗浄液を加熱する加熱手段を含む、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
14. 液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する吐出ヘッドの前記複数の吐出口を洗浄液で洗浄する洗浄装置であって、
    前記吐出ヘッドに着脱可能に装着され、前記吐出面に洗浄液が接するように洗浄液の保持空間を形成するキャップを備え、
    前記キャップは、
    前記保持空間に洗浄液を供給するための供給部と、
    前記保持空間から洗浄液を排出するための排出部と、を含み、
    前記供給部は、前記吐出面に対向する位置に形成され、
    前記排出部は、前記吐出面の内外方向で前記供給部よりも外側の位置に形成されている、
    ことを特徴とする洗浄装置。
15. 請求項１に記載の液体吐出装置から液体を吐出して基板にインプリント処理を行うインプリント装置。
16. 液体を吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する吐出ヘッドの前記複数の吐出口を洗浄液で洗浄する洗浄方法であって、
    前記吐出ヘッドにキャップを装着して、前記吐出面に洗浄液が接するように洗浄液の保持空間を形成し、
    前記吐出面の中央部から周縁部へ洗浄液が流れるように前記キャップに対する洗浄液の供給と前記キャップからの洗浄液の排出とを行う、
    ことを特徴とする洗浄方法。

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