JP7374679B2

JP7374679B2 - インプリント装置およびインプリント装置の制御方法

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Publication number: JP7374679B2
Application number: JP2019165638A
Authority: JP
Inventors: 永難波; 敬恭長谷川; 義雅荒木; 啓太酒井
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Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
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Description

本発明は、インプリント装置およびインプリント装置の制御方法に関する。

インプリント装置においては、インクジェット方式の吐出装置を用いてレジストなどの吐出材を基板上に吐出することが行われている。特許文献１には、インプリント装置に用いられる液体吐出装置が開示されている。特許文献１の液体吐出装置は、ヘッドと筐体とを有し、筐体は、可撓性部材によって第１室と第２室とに仕切られている。第１室には、吐出される液体が収容されている。第２室には作動液が収容されている。第２室と流路で接続された圧力制御部によってヘッド内の圧力が制御されている。流路には作動液が充填される。特許文献１では、流路内の気泡を除去する構成が記載されている。

特開２０１６－１９６１２８号公報

作動液が充填されている流路内に泡が生じると、圧力制御が適切に行われず、ヘッドから吐出材が漏れ出す。ヘッドが基板ステージ上に位置している場合に吐出材が漏れ出してしまうと、基板ステージを吐出材で汚染してしまい、装置の再稼働に非常に時間を要する。

本発明は、吐出材が漏れ出す可能性を事前に検出することを目的とする。

本発明の一態様に係るインプリント装置は、移動可能な筐体ユニットと、前記筐体ユニットに設けられ、吐出材を吐出する吐出ヘッドと、前記筐体ユニットに設けられ、前記筐体ユニットを前記吐出ヘッドと連通して吐出材を収容する第１収容空間と、作動液を収容する第２収容空間とに分離する可撓性部材と、前記第２収容空間と連通する流路と、前記流路を介して前記第２収容空間の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるインプリント装置であって、前記流路内の泡を検出する検出手段と、を備え、前記流路は、ポンプが配された第１の流路と、前記検出手段が配された第２の流路とを有することを特徴とする。

本発明によれば、吐出材が漏れ出す可能性を事前に検出することができる。

インプリント装置の概略図。吐出ユニットの概略図。インプリント装置における筐体ユニットの移動を説明する図。筐体ユニットの位置の制御を示すフローチャート。吐出ユニットの概略図。筐体ユニットの位置の制御を示すフローチャート。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。尚、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。また、実施形態に記載されている構成要素の相対配置、形状などは、あくまで例示である。

＜＜第１実施形態＞＞
＜インプリント装置＞
図１は、本実施形態に適用可能なインプリント装置１０１の構成を示す概略図である。インプリント装置１０１は、半導体デバイスなどの各種のデバイスの製造に使用される。インプリント装置１０１は、吐出ユニット１０を備える。吐出ユニット１０は、吐出材１１４（レジスト）を基板１１１上に吐出する。吐出材１１４は、紫外線１０８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。吐出材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吐出材を用いてもよく、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。吐出材１１４のことをインプリント材と呼んでもよい。

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。即ち、インプリント装置１０１は、吐出ユニット１０に吐出材１１４を基板１１１上に吐出させる。そして、基板１１１上に吐出された吐出材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）の照射によって吐出材１１４を硬化させる。その後、硬化後の吐出材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。

インプリント装置１０１は、光照射部１０２と、モールド保持機構１０３と、基板ステージ１０４と、吐出ユニット１０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を介して吐出材１１４に照射される。紫外線１０８の波長は、硬化させる吐出材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凹凸パターンが３次元で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方向に移動させてモールド１０７を吐出材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方向に移動させてモールド１０７を吐出材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ある。

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の中心部が吐出材１１４に接触するようになる。よって、モールド１０７が吐出材１１４に押し付ける際に、パターン部１０７ａと吐出材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吐出材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（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、基板１１１の被処理面には、吐出材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。

吐出ユニット１０は、未硬化の吐出材１１４を液体の状態でノズルから吐出して基板１１１上に塗布する。本実施形態では、ピエゾ素子の圧電効果を利用して吐出材１１４を吐出口から押し出す方式を採用する。後述する制御部１０６が、ピエゾ素子を駆動させる駆動波形を生成してピエゾ素子に印加し、ピエゾ素子が吐出に適した形状に変形するように駆動させる。ノズルは複数設けられており、それぞれが独立に制御出来るようになっている。吐出ユニット１０のノズルから吐出される吐出材１１４の量は、基板１１１上に形成される吐出材１１４の所望の厚さや、形成されるパターンの密度などにより適宜決定される。

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に吐出された吐出材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する。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。

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、および吐出ユニット１０の動作を制御する。尚、制御部１０６は、インプリント装置１０１の他の部分と一体で構成してもよいし、インプリント装置とは別の他の装置として実現されてもよい。また、制御部１０６は、１台のコンピュータではなく複数台のコンピュータで構成されていてもよい。

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。

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。

＜吐出ユニット＞
図２は、吐出ユニット１０の概要を示す図である。図１および図２を用いて吐出ユニット１０の詳細を説明する。まず、図２を用いて吐出ユニット１０の概略を説明する。吐出ユニット１０は、筐体ユニット７４と圧力制御部３０６とを有する。圧力制御部３０６は、サブタンク１２と、メインタンク１９とを有する。筐体ユニット７４は、着脱可能であり、筐体ユニット７４内の吐出材１１４が消費された場合、継手７１Ａと７１Ｂとで取り外して、吐出材１１４が充填された筐体ユニット７４が新たに吐出ユニット１０に取り付けられて設置される。

次に、図１を用いて吐出ユニット１０の説明を続ける。筐体ユニット７４は、吐出ユニット用ステージ３０１に保持されている。筐体ユニット７４は、待機位置７４Ｂにおいて吐出ユニット１０に取り付けられる。筐体ユニット７４は、ロック機構３０４によって待機位置７４Ｂに固定されている。待機位置７４Ｂの重力方向下方には、受け部３０２が配置されており、待機位置７４Ｂで吐出材１１４が漏れたとしても受け部３０２で回収することができる。吐出ユニット用ステージ３０１は、制御部１０６によって制御される。制御部１０６は、吐出時には吐出位置７４Ａに筐体ユニット７４を移動させる。

図３は、インプリント装置１０１における筐体ユニット７４の移動を説明する図である。図３（ａ）は、基板１１１の平面図であり、基板１１１上の各矩形がそれぞれショットを示している。ショットとは、基板１１１上の各インプリント領域にパターンを転写する一回の動作である。筐体ユニット７４は、Ｘ方向にショットを変えて吐出動作を行う例を示している。図３（ｂ）は、インプリント工程の例を示すフローチャートである。筐体ユニット７４は、インプリント工程の前には、待機位置７４Ｂ（図１参照）に位置している。Ｓ３１において制御部１０６は、筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａ（図１参照）に移動させる。Ｓ３２において制御部１０６は、基板１１１を含む基板ステージ１０４を処理対象の吐出位置に移動させる。Ｓ３３において制御部１０６は、筐体ユニット７４に吐出動作を行わせる。Ｓ３４において制御部１０６は、基板ステージ１０４を処理対象のインプリント位置に移動させる。Ｓ３５において制御部１０６は、転写動作を行う。Ｓ３６において全ショットが終了したかを判定し、終了していない場合、Ｓ３２に戻り処理を繰り返す。全ショットが終了した場合、Ｓ３７において制御部１０６は、筐体ユニット７４を待機位置７４Ｂに移動させる。

次に、図２に戻り、吐出ユニット１０の詳細を説明する。筐体ユニット７４は、密閉された収容容器７と、収容容器７の内部に設けられた可撓性部材８と、吐出材１１４を吐出する吐出ヘッド３と、吐出ヘッド３を制御する制御基板７５とを含む。制御基板７５は、インプリント装置１０１の制御部１０６により制御される。制御基板７５は記憶部７７を有しており、記憶されている情報の１つとして吐出材１１４の残量がある。

圧力制御部３０６は、サブタンク１２と、メインタンク１９と、収容容器７内とサブタンク１２とを連通する第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂと、サブタンク１２とメインタンク１９とを連通する第３流路１７と、を有する。また、第１流路１３Ａには、ポンプ７２が配されている。第３流路１７には、ポンプ１８が配されている。

吐出ヘッド３においては、吐出口３１および吐出機構が、１インチ当たり５００から１０００個の密度で配置されている。吐出機構は、例えばピエゾ素子により構成され、吐出材１１４に圧力または振動などのエネルギを加えることで、吐出ヘッド３に設けられた吐出口３１から吐出材１１４が吐出される。吐出機構は、吐出材を微細液滴、例えば１ｐＬなどの液滴として吐出可能なエネルギを発生することができるものであればよい。吐出ヘッド３は、収容容器７との間に制御弁を持たない。そのため、収容容器７の内圧は、吐出ヘッド３の吐出口３１の外部の大気圧（外気圧）よりも若干負圧であるように制御される。この負圧制御により、吐出口３１内の吐出材は、外気との界面でメニスカスを形成し、意図しないタイミングでの吐出口からの吐出材の漏出（滴下）が防止される。本例では、収容容器７の内圧は、外気圧よりも０．４０±０．０４ｋＰａだけ負圧になるように制御される。収容容器７内の圧力を、大気圧に対して負圧に設定することで、メニスカスの凹形状の度合いを深くして、メニスカスの状態が崩れにくくしている。

収容容器７の内部は、可撓性部材８によって分離された密閉空間となっており、吐出材１１４と作動液１１とが、分離された２つの液室にそれぞれ充填されている。より詳細には、収容容器７は、可撓性部材８により第１収容空間２１側と第２収容空間２２側とに分かれている。吐出材１１４が充填されている第１収容空間２１は、吐出ヘッド３と連通している。作動液１１が充填されている第２収容空間２２は、吐出ヘッド３と連通していない。可撓性部材８は、収容容器７の第１収容空間２１側の部材と第２収容空間２２側の部材とで挟み込むように締結されており、内部の液体が漏れないようにＯリング９でシールされている。

作動液１１は、気体に比べて、外的な温度および圧力による密度（体積）の変化が無視できるほど小さい、非圧縮性を有する物質である。そのため、吐出ユニット１０の周辺の気温または気圧が変化しても、作動液１１の体積はほとんど変化しない。作動液１１として、例えば、水のような液体またはゲル状物質から選択される物質を用いることができる。

第２収容空間２２は、チューブなどで構成される第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂを介してサブタンク１２と接続されている。第２収容空間２２とサブタンク１２とは、第１流路１３Ａを介して連通されていると共に、ポンプ７２を備える第２流路１３Ｂを介しても連通可能となっている。ポンプ７２は、通常はオープンになっており、圧力が伝わるようになっている。ポンプ７２を作動させることで、第２流路１３Ｂ、第２収容空間２２、および第１流路１３Ａを通して作動液１１を循環させることができる。即ち、第２収容空間２２に充填されている作動液１１がサブタンク１２に回収され、サブタンク１２に充填されている作動液１１が第２収容空間２２に供給される。

サブタンク１２には、サブタンク大気連通孔１６が設けられて大気解放されており、サブタンク１２内の作動液１１の液面は、大気圧となる。そのため、鉛直方向におけるサブタンク１２内の作動液１１の液面と吐出ヘッド３との高さの差による圧力が吐出ヘッド３にかかる。例えば、サブタンク１２内の作動液１１の液面を吐出ヘッド３に対して４ｃｍ低くすると、吐出ヘッドには－０．４ＫＰａの圧力がかかる。このように、サブタンク１２内の作動液１１の液面の位置を制御することで筐体ユニット７４内の吐出ヘッド３にかかる圧力を制御可能に構成されている。

前述したように、第１収容空間２１と第２収容空間２２とは、可撓性部材８によって分離されている。ここで、第１収容空間２１と第２収容空間２２との間において内圧の差が生じると、可撓性部材８は、内圧の低い側へと移動し、内圧差が無くなった時点で移動を停止する動きを繰り返す。そのため、第１収容空間２１および第２収容空間２２の内圧を相互に等しい状態に保つことができる。作動液１１が収容された空間は、サブタンク１２内と導通状態にあり、サブタンク１２内の液面は、吐出ヘッド３の吐出面よりも低い位置に設定されている。そのため、吐出材１１４は吐出ヘッド３から漏れ出すことが抑制されている。

吐出ヘッド３から吐出材１１４が吐出されると、その吐出された吐出材の分だけ、第１収容空間２１内の吐出材１１４の容積が減って、第１収容空間２１の内圧が下がる。このとき、第２収容空間２２の内圧は、相対的に、第１収容空間２１の内圧よりも高くなる。すると、可撓性部材８は、吐出材１１４が充填されている第１収容空間２１側へ移動する。それと同時に、サブタンク１２から、第１流路１３Ａを介して作動液１１が第２収容空間２２内に吸い上げられる。これにより、収容容器７の第１収容空間２１および第２収容空間２２の内圧は、再び等しくなって平衡状態となる。

尚、吐出ユニット１０が吐出動作を行うと、当然のことながら吐出材を消費する。筐体ユニット７４内の吐出材１１４が消費されると、消費された体積分だけ、サブタンク１２から作動液１１が汲み上げられて、サブタンク１２内の液面が下降する。サブタンク１２の液面が下降すると、サブタンク１２の液面と吐出ヘッド３との水頭差が大きくなって、収容容器７の内圧が負圧になりすぎて、吐出口３１から外気を吸引することになる。このような事態を防止するため、サブタンク１２内の液面を、サブタンク液面位置検知センサ１４で検知する。そして、液面が目標値よりも低いことが検知されると、ポンプ１８によってメインタンク１９から第３流路１７を介してサブタンク１２に作動液１１を送液する制御が行われる。このような制御により、サブタンク１２の液面位置の制御が行われる。

＜泡検出＞
次に、泡検出を説明する。筐体ユニット７４は、継手７１Ａ、７１Ｂを介して第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂと接続される。継手７１Ａ、７１Ｂを接続する場合、継手内に空気があると圧力制御に使用している第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内に泡が入る。また、第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂが樹脂チューブである場合、ガスが少なからず透過する。そのため、第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内に泡が入ることがある。

第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内に泡がある場合、サブタンク１２と第２収容空間２２との間の作動液１１が不連続になり、圧力が正常に制御できなくなる。第２収容空間２２が正圧になると、吐出ヘッド３から吐出材１１４が、ゆっくりとではあるが、漏れ出す。

本実施形態においては、サブタンク１２と第２収容空間２２との間の流路内の泡を検出する泡検出部３０３が配されている。図２に示す例では、泡検出部３０３は、第２流路１３Ｂ上に配されているが、泡検出部３０３は、第１流路１３Ａ上に配されていてもよいし、第１流路１３Ａ上および第２流路１３Ｂ上に配されていてもよい。

泡を検出する際には、ポンプ７２が作動液１１をサブタンク１２から第２収容空間へ第１流路１３Ａから送り込み、送り込まれた作動液１１が第２流路１３Ｂを通ってサブタンク１２に戻るように、作動液１１を循環させる。このように作動液１１を循環させることで、作動液１１中の泡がサブタンク１２まで運ばれて除去できる。このような泡抜き循環動作を所定時間行い、その間に泡検出部３０３が泡を検出することが無ければ、第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂ中には泡が無いことを確認することができる。

尚、泡検出部３０３としては、種々のものを用いることができる。例えば、泡検出部３０３は、超音波を用いて、気泡から反射される超音波を検知することで泡を検出することができる。あるいは、泡検出部３０３として、光を用いて気泡から反射される反射光を検知する光学式検知センサを使用してもよい。

また、作動液１１として導電性を有する液体を用いる場合、第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂ中における、ある２点の電気抵抗を測定することで、その間の泡の有無を測定することも可能である。即ち、泡検出部３０３は、電気抵抗を測定することで泡の有無を検出してもよい。この方法のメリットは、２点間の泡を測定することができることである。例えば、第２流路１３Ｂのサブタンク１２側端を、サブタンク１２内の作動液１１から浮かした状態にする。そして、一方の電極をサブタンク１２内に配し、もう一方の電極を第２流路１３Ｂに配する。この状態で作動液１１の電気抵抗を測定することで、サブタンク１２、第１流路１３Ａ、および第２収容空間２２の間が、泡によって不連続ではないことを確認することができる。

また、コア材として、光透過性に優れた液体を封入した液体光ファイバを用いて、第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂの少なくともいずれかに、光源とフォトセンサとを配置することでも、同様に、その区間の泡の有無を測定することができる。例えば、第２収容空間内２２に吐出材１１４を感光しない波長の光源を配置し、サブタンク１２内にフォトセンサを配置する。そして液体光ファイバ内を通過する光により泡を検出する。これにより、サブタンク１２、第１流路１３Ａ、第２流路１３Ｂ、および第２収容空間２２の間が、泡によって不連続ではないことを確認することができる。

ここで、前述したように、筐体ユニット７４は、吐出位置７４Ａおよび待機位置７４Ｂに移動可能である。筐体ユニット７４が待機位置７４Ｂに位置している場合、図１で説明したように、吐出材１１４が泡の影響により漏れたとしても受け部３０２で回収することができる。しかし、泡が検出された状態のまま吐出位置７４Ａまで筐体ユニット７４を移動させてしまうと、吐出材１１４が基板ステージ筐体１２０および基板チャック１１９にまで漏れてしまうことがあり、これらを復旧するために多大な時間を要する。このため、制御部１０６は、吐出位置７４Ａに筐体ユニット７４を移動させる前に、泡がないことを確認する。

図４は、泡検出および泡検出後の筐体ユニット７４の位置の制御を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、制御部１０６によって制御される。Ｓ４０１において制御部１０６は、筐体ユニット７４を待機位置７４Ｂにおいて搭載する。例えば、吐出材１１４を使い切った筐体ユニット７４を交換して、新しい筐体ユニット７４を搭載する。Ｓ４０２において制御部１０６は、泡抜き循環を実施する。前述したように、筐体ユニット７４を搭載時に、継手７１中に泡が入る場合がある。また、輸送中に第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂのチューブを空気が透過して、第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ中に泡が入ることがある。それらの泡を抜くためにポンプ７２を用いて泡抜き循環を行う。即ち、制御部１０６は、待機位置７４Ｂにおいて泡抜き循環を行う。

Ｓ４０３において制御部１０６は、Ｓ４０２の泡抜き循環中、または、泡抜き循環後に、泡検出部３０３を用いて泡検出を行う。Ｓ４０４において泡が無いことを確認した場合、Ｓ４０５に進み、泡があることを検出した場合、再度Ｓ４０２の泡抜き循環を行う。

泡検出部３０３において泡を検出しない場合、第１流路１３Ａおよび第２流路１３Ｂ内に泡が無いことが確認できていることになる。即ち、筐体ユニット７４の圧力を正常に制御することができるので、泡によって筐体ユニット７４の内部が正圧になってしまい、その結果、吐出材１１４が漏れてしまうことが抑制されている。このため、Ｓ４０５において制御部１０６は、待機位置７４Ｂに筐体ユニット７４を固定しているロック機構３０４のロックを解除する。Ｓ４０６において制御部１０６は、筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａに移動させる。そして、Ｓ４０７において制御部１０６は、インプリント動作を行う。

このような制御を行うことで、第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内に泡が入っている状態で筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａに送り込んでしまうことを抑制できる。このため、吐出材１１４が基板ステージ筐体１２０または基板チャック１１９に漏れ出すことを抑制できる。

また、ロック機構３０４のロックは、電源がＯＦＦの場合には、解除できず、手動では筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａに送り込むことができないように構成されていてもよい。

以上、筐体ユニット７４を吐出ユニット１０に搭載する場合の制御を説明した。次に、筐体ユニット７４を搭載した後における第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内の泡の有無を検出する例を説明する。ポンプ７２で泡抜き循環を行うとき、ポンプ７２の脈動により吐出ヘッド３から吐出材１１４が漏れることがある。このため、吐出位置７４Ａの位置で泡抜き循環をすることは好ましくない。そこで、制御部１０６は、ある所定の時間間隔ごとに待機位置７４Ｂに筐体ユニット７４を移動させ、前述のＳ４０２から動作を開始する。これにより、第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内に泡が無い状態を維持することができる。

尚、前述の電気抵抗、または、液体光ファイバでの泡検出の場合、泡抜き循環をしなくても第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内の泡を検出することができる。このため、泡検出部３０３の構成によっては、筐体ユニット７４が吐出位置７４Ａに位置している状態でも、常時、泡を検出することができる。尚、吐出位置７４Ａにおいて第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内における泡を検出した場合、制御部１０６は、筐体ユニット７４を待機位置７４Ｂに移動させ、前述のＳ４０２から動作を開始する。

以上説明したように、本実施形態においては、泡検出部３０３を設けることにより、吐出材１１４が漏れ出す可能性を事前に検出することができる。また、待機位置７４Ｂにおいて泡が無いことを確認してから筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａに移動させることで、
吐出材１１４が基板ステージ筐体１２０または基板チャック１１９に漏れ出すことを抑制できる。尚、第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂに脱気装置を設置してもよい。これにより、第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂに泡が発生することを抑制することができる。

＜＜第２実施形態＞＞
第１実施形態では、第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂに、検出手段として泡検出部３０３を設け、泡検出部３０３によって第１流路１３Ａまたは第２流路１３Ｂ内に泡が生じているかを検出する例を説明した。本実施形態では、筐体ユニット７４の第２収容空間２２に、検出手段として圧力センサを配する例を説明する。即ち、圧力センサによって圧力を測定することで、泡が生じているかを検出する。

図５は、本実施形態の吐出ユニット１０を示す図である。筐体ユニット７４の第２収容空間２２に圧力センサ３０５が設置され、圧力センサ３０５は、第２収容空間２２の圧力を測定する。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。尚、図５では、泡検出部３０３を備えている例を示しているが、吐出ユニット１０は、泡検出部３０３を備えていなくてもよい。

図６は、圧力センサ３０５による圧力測定と圧力測定後の筐体ユニット７４の位置の制御とを示すフローチャートである。図６のフローチャートは、制御部１０６によって実施される。

Ｓ６０１において制御部１０６は、筐体ユニット７４を待機位置７４Ｂにおいて搭載する。例えば、吐出材１１４を使い切った筐体ユニット７４を交換して、新しい筐体ユニット７４を搭載する。Ｓ６０２において制御部１０６は、泡抜き循環を実施する。即ち、制御部１０６は、待機位置７４Ｂにおいて泡抜き循環を行う。

泡抜き循環後、Ｓ６０３において制御部１０６は、圧力センサ３０５を用いて第２収容空間２２の圧力を測定する。Ｓ６０３において制御部１０６は、圧力が所定の範囲外である場合、泡があると判定し、再度Ｓ６０２に戻り泡抜き循環を行う。一方、圧力が所定の範囲内の場合、Ｓ６０５に進む。筐体ユニット７４の圧力を正常に制御できている場合は、泡が流路に存在せず、適切に負圧制御ができている。即ち、泡によって筐体ユニット７４の内部が正圧になっておらず、吐出材１１４が漏れることが抑制されている。このため、Ｓ６０５において制御部１０６は、待機位置７４Ｂに筐体ユニット７４を固定しているロック機構３０４のロックを解除する。Ｓ６０６において制御部１０６は、筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａに移動させる。そして、Ｓ６０７において制御部１０６は、インプリント動作を行う。

このような制御を行うことで、圧力異常がある状態で、筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａに移動させることを抑制できる。このため、吐出材１１４が、基板ステージ筐体１２０または基板チャック１１９に漏れ出ることを抑制することができる。

以上、筐体ユニット７４を吐出ユニット１０に搭載する場合の制御を説明した。次に、筐体ユニット７４を搭載した後において圧力測定を行う例を説明する。圧力センサ３０５による圧力測定は、筐体ユニット７４を吐出位置７４Ａに移動させた後も、適宜、行うことができる。例えば、圧力センサ３０５による圧力測定は、常時行われてよい。筐体ユニット７４が吐出位置７４Ａに位置しているときに圧力が所定の範囲から外れたことを圧力センサ３０５が検知した場合、制御部１０６は筐体ユニット７４を待機位置７４Ｂまで移動させる。そして、前述のＳ６０２から動作を開始する。

以上説明したように、本実施形態においては、圧力センサ３０５を設けることにより、圧力制御が正常に行われているかを判定することができる。即ち、泡が流路内に生じているかを、泡が発生した結果生じ得る圧力変動に応じて判定することができ、吐出材１１４が漏れ出す可能性を事前に検出することができる。

尚、圧力センサ３０５と泡検出部３０３とを両方とも備えている場合には、泡検出部３０３で泡がないこと、および、圧力センサが所定の範囲内であること、の両方を確認した後に、ロック機構３０４のロックが解除されるように構成されてもよい。

１０吐出ユニット
１０１インプリント装置
７４筐体ユニット
３０３泡検出部
３０５圧力センサ
３０６圧力制御部

Claims

移動可能な筐体ユニットと、
前記筐体ユニットに設けられ、吐出材を吐出する吐出ヘッドと、
前記筐体ユニットに設けられ、前記筐体ユニットを前記吐出ヘッドと連通して吐出材を収容する第１収容空間と、作動液を収容する第２収容空間とに分離する可撓性部材と、
前記第２収容空間と連通する流路と、
前記流路を介して前記第２収容空間の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるインプリント装置であって、
前記流路内の泡を検出する検出手段と、を備え、
前記流路は、ポンプが配された第１の流路と、前記検出手段が配された第２の流路とを有することを特徴とするインプリント装置。
前記ポンプを動作させることで、前記作動液を循環させてから、前記検出手段による泡の検出が行われることを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
前記筐体ユニットを搭載したときに、前記ポンプによる作動液の循環が行われ、前記検出手段による泡の検出が行われることを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
所定の時間間隔ごとに筐体ユニットが待機位置に戻り、前記ポンプによる作動液の循環と前記検出手段による泡の検出とが行われることを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
移動可能な筐体ユニットと、
前記筐体ユニットに設けられ、吐出材を吐出する吐出ヘッドと、
前記筐体ユニットに設けられ、前記筐体ユニットを前記吐出ヘッドと連通して吐出材を収容する第１収容空間と、作動液を収容する第２収容空間とに分離する可撓性部材と、
前記第２収容空間と連通する流路と、
前記流路を介して前記第２収容空間の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるインプリント装置であって、
前記第２収容空間に配された圧力センサからなる検出手段を備えることを特徴とするインプリント装置。
前記検出手段は、前記圧力センサが測定した前記第２収容空間の圧力が所定の範囲外の場合、泡が発生していると検出することを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
前記筐体ユニットが待機位置に位置するときに、前記検出手段によって泡が検出されない場合に、前記筐体ユニットを前記待機位置から吐出が行われる吐出位置に移動させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のインプリント装置。
移動可能な筐体ユニットと、
前記筐体ユニットに設けられ、吐出材を吐出する吐出ヘッドと、
前記筐体ユニットに設けられ、前記筐体ユニットを前記吐出ヘッドと連通して吐出材を
収容する第１収容空間と、作動液を収容する第２収容空間とに分離する可撓性部材と、
前記第２収容空間と連通する流路と、
前記流路を介して前記第２収容空間の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるインプリ
ント装置であって、
前記流路内の泡を検出する検出手段を備え、
前記筐体ユニットが待機位置に位置するときに、前記検出手段によって泡が検出されない場合に、前記筐体ユニットを前記待機位置から吐出が行われる吐出位置に移動させることを特徴とするインプリント装置。
前記筐体ユニットが、吐出が行われる吐出位置に位置するときに、前記検出手段によって泡が検出された場合、前記筐体ユニットを待機位置に移動させることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のインプリント装置。
移動可能な筐体ユニットと、
前記筐体ユニットに設けられ、吐出材を吐出する吐出ヘッドと、
前記筐体ユニットに設けられ、前記筐体ユニットを前記吐出ヘッドと連通して吐出材を
収容する第１収容空間と、作動液を収容する第２収容空間とに分離する可撓性部材と、
前記第２収容空間と連通する流路と、
前記流路を介して前記第２収容空間の圧力を制御する圧力制御部と、を備えるインプリ
ント装置であって、
前記流路内の泡を検出する検出手段を備え、
前記筐体ユニットが、吐出が行われる吐出位置に位置するときに、前記検出手段によって泡が検出された場合、前記筐体ユニットを待機位置に移動させることを特徴とするインプリント装置。
前記筐体ユニットが前記待機位置から前記吐出位置に移動することをロックするためのロック機構をさらに備え、
前記筐体ユニットは、前記待機位置において前記ロック機構によりロックされており、前記検出手段で泡が検出されない場合、前記ロック機構によるロックが解除されることを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載のインプリント装置。
前記待機位置に前記筐体ユニットが位置するときにおいて、前記吐出ヘッドと対向する位置に吐出材を受ける受け部をさらに備えることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載のインプリント装置。
前記検出手段は、気泡から反射される超音波を検知する、または、気泡から反射される反射光を検知するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
作動液は導電性の液体であり、前記検出手段は、導電性の液体の電気抵抗を測定することにより泡の検出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
前記検出手段は、光により泡を検出するように構成されているセンサであることを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
前記流路に脱気装置をさらに有することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のインプリント装置。
移動可能な筐体ユニットと、
前記筐体ユニットに設けられ、吐出材を吐出する吐出ヘッドと、
前記筐体ユニットに設けられ、前記筐体ユニットを前記吐出ヘッドと連通して吐出材を収容する第１収容空間と、作動液を収容する第２収容空間とに分離する可撓性部材と、
前記第２収容空間と連通する流路と、
前記流路を介して前記第２収容空間の圧力を制御する圧力制御部と、
前記流路内の泡を検出する検出手段と、を備えるインプリント装置の制御方法であって、
前記流路は、ポンプが配された第１の流路と、前記検出手段が配された第２の流路とを有し、
前記検出手段によって前記流路内の泡を検出する検出工程を有することを特徴とするインプリント装置の制御方法。
前記ポンプを動作させることで、前記作動液を循環させてから、前記検出手段による泡の検出が行われることを特徴とする請求項１７に記載のインプリント装置の制御方法。
前記筐体ユニットを搭載したときに、前記ポンプによる作動液の循環が行われ、前記検出手段による泡の検出が行われることを特徴とする請求項１８に記載のインプリント装置の制御方法。
所定の時間間隔ごとに筐体ユニットが待機位置に戻り、前記ポンプによる作動液の循環と前記検出手段による泡の検出とが行われることを特徴とする請求項１８に記載のインプリント装置の制御方法。