JP2017092462A - 液体吐出装置、インプリント装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体を吐出する吐出部が移動する液体供給装置において該吐出部が発生する熱を効果的に除去するために有利な技術を提供する。【解決手段】物体に液体を供給する液体供給装置は、液体を吐出する吐出部と、前記吐出部を第１位置および第２位置を含む複数の位置に配置するための駆動機構と、前記第１位置に配置された前記吐出部に対向するように配置され、前記第１位置に配置された前記吐出部が発生する熱を排出する第１排出口と、前記第２位置に配置された前記吐出部に対向するように配置され、前記第２位置に配置された前記吐出部が発生する熱を排出する第２排出口と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、液体吐出装置、該液体吐出装置を含むインプリント装置、および、該インプリント装置を用いて物品を製造する物品製造方法に関する。

新たなリソグラフィー装置として、基板の上にインプリント材を供給し、該インプリント材に型を接触させ、その状態で該インプリント材を硬化させることによって該基板の上にパターンを形成するインプリント装置が注目されている。基板の上に対するインプリント材の供給には、液体供給装置が用いられうる。液体供給装置は、例えば、吐出ヘッドに設けられた吐出口を通して液体状態のインプリント材を吐出する。吐出ヘッドの吐出口からの液体の吐出は、電気部品によって制御される。液体供給装置の動作時に、電気部品は発熱し、この発熱が周囲の温度を上昇させる。これにより、基板および型が変形したり、インプリント装置の構成部品が変形したり、基板と型との位置合わせのための計測の精度が悪化したりしうる。よって、高い精度でパターンを形成するためには、液体吐出装置において発生する熱の問題を無視可能な程度まで軽減する必要がある。液体供給装置が発生する熱の問題は、例えば、液体供給装置が２Ｄまたは３Ｄのプリンタ等の他の装置に適用された場合においても、要求される仕様の厳しさに応じて顕在化しうる。

熱の問題に関連する先行技術文献として特許文献１がある。特許文献１には、排熱方法が工夫されたロボットコントローラが記載されている。該ロボットコントローラは、発熱体を収納するシャーシと、一端が筺体の内部に連通し他端がシャーシの外部空間に連通した第１のダクトと、一端が筺体の内部に連通し他端がシャーシの外部空間に連通し、内部に排気用ファンを有する第２のダクトとを有する。該ロボットコントローラはまた、一端が筺体とシャーシとで囲まれた空間に連通し他端が外部空間に連通した第３のダクトと、一端が筺体とシャーシとで囲まれた空間に連通し他端が外部空間に連通し、内部に排気用ファンを有する第４のダクトとを有する。

特許文献１では、発熱体が移動することは考慮されていない。仮に発熱体の移動を許容するように筺体を構成すると、筐体が大型化し、それを収納するシャーシも大型化する。しかも、このような構成では、発熱体を含む装置が処理対象物を処理する場合において、該装置と該処理対象物の間に筐体およびそれを収納するシャーシを配置することは難しい。

特開２００９−１６０７１０号公報

本発明は、液体を吐出する吐出部が移動する液体供給装置において該吐出部が発生する熱を効果的に除去するために有利な技術を提供する。

本発明の第１の側面は、物体に液体を供給する液体供給装置に係り、前記液体供給装置は、液体を吐出する吐出部と、前記吐出部を第１位置および第２位置を含む複数の位置に配置するための駆動機構と、前記第１位置に配置された前記吐出部に対向するように配置され、前記第１位置に配置された前記吐出部が発生する熱を排出する第１排出口と、前記第２位置に配置された前記吐出部に対向するように配置され、前記第２位置に配置された前記吐出部が発生する熱を排出する第２排出口と、を備える。

本発明によれば、液体を吐出する吐出部が移動する液体供給装置において該吐出部が発生する熱を効果的に除去するために有利な技術が提供される。

本発明の一実施形態のインプリント装置の概略構成を示す模式図。 本発明の一実施形態の液体供給装置の概略構成を示す模式図。 本発明の第１実施形態の液体供給装置の概略構成を示す模式図。 本発明の第２実施形態の液体供給装置の概略構成を示す模式図。 本発明の第３実施形態の液体供給装置の概略構成を示す模式図。 本発明の第４実施形態の液体供給装置の概略構成を示す模式図。 本発明の第４実施形態の液体供給装置の概略構成を示す模式図。 本発明の第１実施形態の液体供給装置の概略構成を示す模式図。 物品の製造方法を説明するための図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

以下では、本発明の液体供給装置をインプリント装置における液体吐出装置に適用した例を説明するが、本発明の液体供給装置は、物体に液体を供給するあらゆる装置に適用することができる。例えば、本発明の液体供給装置は、２Ｄまたは３Ｄのプリンタあるいはその構成部品として構成されてもよいし、加工装置またはその構成部品として構成されてもよい。また、液体が供給される物体の形状および性質は、特定のものに限定されない。液体は、物体に供給される時点で液体であればよく、物体に供給された後において、液体の状態を維持してもよいし、固体に変化してよいし、化学的に変化してもよい。

インプリント装置は、物体としての基板の上に液体としてのインプリント材（例えば、樹脂材料）を液体供給装置によって供給し、該インプリント材に型を接触させ、その状態で該インプリント材を硬化させるように構成されうる。 インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。

硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。

インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下である。

基板は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。

図１には、本発明の一実施形態のインプリント装置ＮＩＬの概略構成が示されている。インプリント装置ＮＩＬは、本発明の液体供給装置の一実施形態としての液体供給装置１００を備えている。インプリント装置ＮＩＬは、基板４の上に液体供給装置１００によって液体、より具体的には液体状態のインプリント材８を供給し、インプリント材８に型１を接触させ、その状態で硬化部７によってインプリント材８に硬化エネルギー（例えば、光）を供給する。これによって、型１に形成されたパターンが基板４の上のインプリント材８に転写される。型１に形成されたパターンは、基板４に転写されるものとして理解されてもよい。

本明細書および添付図面では、基板保持部６によって保持された基板４の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。

基板４は、基板保持部６によって保持される。基板保持部６は、ベースフレーム５によって支持され、基板駆動機構９によって駆動される。型１は、型駆動機構２に設けられた型保持部（不図示）によって保持され、型駆動機構２によって駆動される。基板駆動機構９および型駆動機構２は、基板４と型１との相対位置を調整する調整機構を構成する。一例において、基板駆動機構９は、基板４を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸。）について駆動するように基板保持部６を駆動し、型駆動機構２は、型１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸。）について駆動する。型駆動機構２は、構造体３によって支持される。

液体供給装置１００は、物体としての基板４に液体を供給する装置であり、具体的には、基板４の上に、液体状態のインプリント材８を供給する。液体供給装置１００は、図１の他、図２および図３に記載されている。液体供給装置１００は、液体状態のインプリント材８を吐出する吐出部ＤＵと、吐出部ＤＵを複数の位置に配置するための駆動機構１５０とを備えている。複数の位置は、例えば、第１位置および第２位置を含み、更には第３位置を含みうる。第１位置は、基板４にインプリント材８を供給する位置でありうる。第２位置は、吐出部ＤＵをメンテナンスする位置、例えば、吐出部ＤＵクリーニングする位置でありうる。第３位置は、吐出部ＤＵをメンテナンスする位置、例えば、吐出部ＤＵの部品と新たな部品とを交換する位置でありうる。吐出部ＤＵは、例えば、インプリント材８を吐出する吐出口を有する吐出ヘッド１１０と、インプリント材８を保持しインプリント材８を吐出ヘッド１１０に供給するタンク１２０とを含みうる。また、吐出部ＤＵは、吐出ヘッド１１０の吐出口からのインプリント材８の吐出を制御する電気部品１３０と、電気部品１３０を収容する容器１４０とを含みうる。

液体供給装置１００は、第１排出口１６１および第２排出口１６２を備え、更には第３排出口１６３を備えうる。第１排出口１６１は、第１位置に配置された吐出部ＤＵに対向するように配置され、第２排出口１６２は、第２位置に配置された吐出部ＤＵに対向するように配置され、第３排出口１６３は、第３位置に配置された吐出部ＤＵに対向するように配置される。第１位置に配置された吐出部ＤＵ（電気部品１３０）が発生する熱は、第１排出口１６１を通して排出される。第２位置に配置された吐出部ＤＵ（電気部品１３０）が発生する熱は、第２排出口１６２を通して排出される。第３位置に配置された吐出部ＤＵ（電気部品１３０）が発生する熱は、第３排出口１６３を通して排出される。

排出口１６１、１６２、１６３は、排出部１６０に接続されうる。排出部１６０は、ポンプを備え、該ポンプによって排出口１６１、１６２、１６３を通して気体を吸引し、フィルタリングした後に外部空間または排出ラインに排出する。これにより、排出部１６０（電気部品１３０）が発生した熱によって温度が上昇した気体が排出口１６１、１６２、１６３を通して排出されうる。つまり、排出部１６０（電気部品１３０）が発生した熱は、排出口１６１、１６２、１６３を通して排出されうる。排出部１６０が排出口１６１、１６２、１６３を通して気体を吸引する構成は、吐出部ＤＵが発生した熱の除去によって吐出部ＤＵの温度を一定化する他、パーティクルの吸引によってインプリント装置ＮＩＬ内の清浄度を高めることにも寄与しうる。

液体供給装置１００は、その他、圧力制御部１８０を備えうる。圧力制御部１８０は、例えば、圧力チューブ１７０を介してタンク１２０に接続されうる。圧力制御部１８０によってタンク１２０内のインプリント材８に加わる圧力を制御することによって吐出ヘッド１１０に供給されるインプリント材８の圧力が制御されうる。

インプリント装置ＮＩＬによるインプリント動作を説明する。インプリント動作は、液体供給装置１００が第１位置（液体供給位置）に配置された状態で実行される。まず、基板保持部６の上に基板４が置かれ、基板保持部６によって基板４が保持される。次に、基板４におけるインプリント対象の領域（例えば、ショット領域）が液体供給装置１００によって液体が供給される位置に配置されるように、基板駆動機構９によって基板保持部６（基板４）が駆動される。この状態で、液体供給装置１００の吐出部ＤＵから液体、具体的にはインプリント材８が吐出され、基板４の上に供給される。典型的には、液体供給装置ＤＵによるインプリント材８の供給は、基板駆動機構９による基板保持部６（基板４）の駆動（走査）と同期してなされうる。

次に、基板４におけるインプリント対象の領域（インプリント材８が供給された領域）が型１の下に配置されるように、基板駆動機構９によって基板保持部６（基板４）が駆動される。次に、基板駆動機構９および型駆動機構２の少なくとも一方により、基板４の上のインプリント材８と型１とが接触するように、基板４と型１との距離が縮められる。この際に、Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関しても、基板４と型１とが精密に位置合わせされうる。この位置合わせは、基板４のアライメントマークと型１のアライメントマークとを不図示の観察装置によって観察しながらなされうる。

次に、基板４の上のインプリント材８と型１とが接触した状態で、硬化部７からインプリント材８に硬化エネルギー（例えば、光）が供給され、これによりインプリント材８が硬化される。次に、基板駆動機構９および型駆動機構２の少なくとも一方により、基板４の上の硬化したインプリント材８と型１とが離隔されるように、基板４と型１との距離が広げられる。これにより、１サイクルのインプリント動作が終了する。

以下、図１〜３を参照しながら本発明の第１実施形態を説明する。図１〜図３には、本発明の第１実施形態の液体供給装置１００の構成が模式的に示されている。図３において、斜線が付された部分は、容器１４０の断面を示している。吐出部ＤＵは、インプリント材８を吐出する吐出口を有する吐出ヘッド１１０と、インプリント材８を保持しインプリント材８を吐出ヘッド１１０に供給するタンク１２０とを含みうる。また、吐出部ＤＵは、吐出ヘッド１１０の吐出口からのインプリント材８の吐出を制御する電気部品１３０と、電気部品１３０を収容する容器１４０を含みうる。容器１４０は、複数の開口を有しうる。第１実施形態では、容器１４０は、複数の開口として、第１開口１４１および第２開口１４２を有する。

図３（ａ）に模式的に示されるように、吐出部ＤＵが第１位置に配置されたときは、第１開口１４１を通して容器１４０の中に入った気体は、第２開口１４２を通して容器１４０から出て、第１排出口１６１に吸引される。図３（ｂ）に模式的に示されるように、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたときは、第１開口１４１を通して容器１４０の中に入った気体は、第２開口１４２を通して容器１４０から出て、第２排出口１６２に吸引される。図３（ｃ）に模式的に示されるように、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたときは、第１開口１４１を通して容器１４０の中に入った気体は、第２開口１４２を通して容器１４０から出て、第３排出口１６３に吸引される。

図２（ｂ）に模式的に示されるように、容器１４０の第１開口１４１および第２開口１４２は、容器１４０の重心Ｇを通る仮想平面ＶＰが第１開口１４１と第２開口１４２との間に位置するように配置されうる。吐出部ＤＵが第１位置、第２位置、第３位置に配置されたとき、第１開口１４１は、第１排出口１６１、第２排出口１６２、第３排出口１６３にそれぞれ対向する。仮想平面ＶＰが第１開口１４１と第２開口１４２との間に位置する配置によれば、第１開口１４１を通して容器１４０に入った気体が容器１４０の重心Ｇを通過して第２開口１４２に向けて流れる。こうして、吐出部が第１位置、第２位置、第３位置に配置されたとき、吐出部は、第１排出口１６１、第２排出口１６２、第３排出口１６３にそれぞれ近接することになる。これにより、容器１４０の中に配置された電気部品１３０が発生する熱が効果的に第２開口１４２を通して第１排出口１６１、第２排出口１６２または第３排出口１６３に排出されうる。つまり、以上の構成によれば、容器１４０の中に配置された電気部品１３０が発生する熱（吐出部が発生する熱）が効果的に除去されうる。

容器１４０と第１排出口１６１、第２排出口１６２、第３排出口１６３とが接触すると発塵を誘発しうるので、容器１４０と第１排出口１６１、第２排出口１６２、第３排出口１６３とは接触しないことが好ましい。そこで、容器１４０と第１排出口１６１、第２排出口１６２、第３排出口１６３との間には、例えば、０．５〜５ｍｍ程度の距離が確保されうる。容器１４０と第１排出口１６１、第２排出口１６２、第３排出口１６３との間での圧力損失を抑えるために、第１排出口１６１、第２排出口１６２、第３排出口１６３は、フランジ等のように、容器１４０と対向する部分の面積を増大させた構造を有してもよい。

吐出部ＤＵは、基板４が吐出部ＤＵの下方に配置されているときにインプリント材８を下方に吐出することによって基板４に該インプリント材体を供給するように構成されうる。吐出部ＤＵの容器１４０は、上面、下面および側面を有し、吐出ヘッド１１０は、容器１４０の下面の下方に配置され、開口１４１、１４２は、容器の１４０の側面に配置されうる。

前述のように、第１位置は、基板４にインプリント材８を供給する位置でありうる。第２位置は、吐出部ＤＵをメンテナンスする位置、例えば、吐出部ＤＵクリーニングする位置でありうる。第３位置は、吐出部ＤＵをメンテナンスする位置、例えば、吐出部ＤＵの部品と新たな部品とを交換する位置でありうる。

第２位置では、例えば、吐出部ＤＵの吐出ヘッド１１０がクリーニング機構１９０によってクリーニングされうる。クリーニングは、例えば、吐出ヘッド１１０の吐出口から液体を吸い出すことによって吐出口のつまりを除去することによってなされうる。より具体的には、例えば、吐出ヘッド１１０の吐出口に対向する位置に吸引ノズルを構成し、該吸引ノズルによって液体を吸引する構成が採用されうる。この吸引の際に、吐出ヘッド１１０内の液体を加圧して吐出口から液体を排出することで吐出口やその近傍の異物を流し去ってもよい。

あるいは、クリーニングは、不織布等のパーティクルの出にくい部材によって吐出ヘッド１１０の表面を拭いたり、ブレードによって吐出ヘッド１１０の表面を擦ったりすることによってなされうる。クリーニングは、吐出口のつまりを除去するだけでなく、吐出口およびその近傍に付着した異物を除去する目的でも行われうる。更に、クリーニングは、吐出口から漏れ出た液体を除去し、吐出口のメニスカスを良好な状態に保つためにも行われうる。

また、第２位置で、吐出ヘッド１１０の吐出口から液体を吐出（予備吐出、ダミー吐出）することで吐出口のクリーニングを行うことがある。例えば、基板４とは異なる基板（ダミー基板）や液体回収部などに液体を吐出することができる。このとき、吐出口から吐出された液体の状態を観察することによって、吐出口のつまりを検査することができる。液体を観察する方法としては、ダミー基板上にダミー吐出された液体を観察する方法や、吐出部から吐出される液体を直接観察する方法を採用しうる。吐出部から吐出された液体の状態としては、液体の量や体積、吐出口のつまりの状態などが含まれる。そのため、液体供給装置は、吐出部から吐出される液体を観察するための機構（例えば、撮像装置）を第２位置に有してもよい。

液体を観察するための構成としては、ＬＥＤなどの光源と受光素子とを設けて、光源と受光素子との間の光路に液体を吐出し、受光素子で検出した光量の変化を検知することで吐出口の詰まりなどの異常を検知する構成を採用しうる。また、観察のための他の構成として、撮像装置（カメラ）を用いてもよい。例えば、吐出口、または吐出口を含む面を撮像装置で撮像し、画像処理装置によって吐出口、または吐出口を含む面の異常を検知する構成を採用することができる。もちろん、撮像装置で撮像した画像を、インプリント装置に搭載されたモニター画面に表示し、オペレーターが異常を判断する構成が採用されてもよい。

また、インプリント装置の稼働を停止させる時などに、吐出口が乾燥したり、異物が付着したりすることを防ぐために、吐出口を含む面にキャップを付けてもよい。吐出ヘッドを第１位置から第２位置へ移動させ、その後、吐出口を含む面を覆う形状を有するキャップを当該面に配置することができる。キャップは、インプリント装置内に設けられたアクチュエーターを用いて自動で配置されてもよいし、オペレーターによって手動で装着されてもよい。キャップが装着された状態で定期的にキャップに液体を吐出し、吐出口のメニスカスを常に良好な状態に保つこともできる。

これらのように、第２位置では多種のメンテナンスおよび検査を実施することができる。第２位置を単一箇所として、当該箇所において全てのメンテナンスや検査が行われてもよい。あるいは、第２位置を複数個所として、該複数個所の中から選択される箇所に吐出ヘッドを移動させてメンテナンスや検査が行われてもよい。その際にも、基板の熱が排熱し続けられうる。

第２位置が複数の箇所を含む場合、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、熱を排出する排気ユニット３００の排気接続口３０１を大きく開口してもよい。つまり、容器１４０が複数の箇所のいずれに移動した場合においても容器１４０の排熱口３０３が排気接続口３０１に接続（対向）されるようにするとよい。このとき、容器１４０の開口３０２から吸気された空気は、容器１４０の排熱口３０３と、排熱口３０３に対向する排気接続口３０１とを経由して排気ユニット３００から排出されうる。容器１４０が複数の箇所のいずれに移動する場合にも排気接続口３０１に対向する位置に容器１４０が存在するように容器１４０の寸法を決定してもよいし、遮蔽板３０４を容器１４０に設けてもよい。

第２位置が複数の箇所を含む場合、図８（ｃ）、図８（ｄ）に示すように、該複数の箇所のいずれにおいても複数の排熱口３０５、３０６のいずれかが排気ユニット３００の排気接続口３０１に対向する構成が採用されうる。この場合、図８（ｃ）のように、容器１４０の排熱口３０６と排気接続口３０１とが接続される位置においては、排熱口３０５は遮蔽板３０８によって遮蔽されうる。同様に、図８（ｄ）においては、排熱口３０５と排気接続口３０１とが接続される位置において、排熱口３０６は遮蔽板３０７によって遮蔽されうる。このように、容器１４０が複数の排熱口（３０５、３０６）を有する場合には、遮蔽板（３０７、３０８）を排気ユニット３００側の排気接続口３０１の周囲に設ける構成が採用されうる。

遮蔽板は開口面に対向する面が形成されるものであればよく、板状でなくてもよい。排気ユニット３００の一部でもよいし、排気ユニット３００とは別に設けてもよい。

遮蔽板と開口部の間隔は、０．５〜５ｍｍ程度の距離が確保されうる。

第３位置では、例えば、タンク１２０および／または吐出ヘッド１１０が交換機構２００によって新たな部品と交換されうる。ここで、吐出ヘッド１１０がタンク１２０に対して分離不能に一体化されている場合には、吐出ヘッド１１０およびタンク１２０が一体化された部品が新たな部品と交換されうる。タンク１２０および／または吐出ヘッド１１０を新たな部品と交換する際は、電気部品１３０に対する電力供給が遮断されうる。この場合には、電気部品１３０は、新たな発熱を生じないが、交換作業によって発生しうるパーティクルを容器１４０から排出するために、第３排出口１６３からの吸引は継続されることが好ましい。第３位置では、他の部品、例えば、電気部品１３０が交換機構２００によって新たな部品と交換されてもよい。

図４を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態は、容器１４０に設けられた第１開口１４３および第２開口１４４の利用形式が第１実施形態と異なる。

吐出部ＤＵが第１位置に配置されたときは、第１開口１４３を通して容器１４０の中に入った気体は、第２開口１４４を通して容器１４０から出て、排出部１６０に接続された第１排出口１６４Ａに吸引される。一方、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたときは、第２開口１４４を通して容器１４０の中に入った気体は、第１開口１４３を通して容器１４０から出て、排出部１６０に接続された第２排出口１６４Ｂに吸引される。このように、第１開口１４３は、第１位置では、容器１４０内に気体を吸引する吸引口として機能し、第２位置では、容器１４０内の気体を排出する排出口として機能する。また、第２開口１４４は、第１位置では、容器１４０内の気体を排出する排出口として機能し、第２位置では、容器１４０内に気体を吸引する吸引口として機能する。

第２実施形態においても、容器１４０の第１開口１４３および第２開口１４４は、容器１４０の重心を通る仮想平面が第１開口１４３と第２開口１４４との間に位置するように配置されうる。容器１４０と第１排出口１６４Ａ、第２排出口１６４Ｂとの間には、容器１４０と第１排出口１６４Ａ、第２排出口１６４Ｂとの接触による発塵を防止するために、例えば、０．５〜５ｍｍ程度の距離が確保されうる。容器１４０と第１排出口１６４Ａ、第２排出口１６４Ｂとの間での圧力損失を抑えるために、第１排出口１６４Ａ、第２排出口１６４Ｂは、フランジ等のように、容器１４０と対向する部分の面積を増大させる構造を有してもよい。

図５〜図７を参照しながら本発明の第３実施形態を説明する。図６、図７において、斜線が付された部分は、容器１４０の断面を示している。第３実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第３実施形態では、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたときに吐出部ＤＵが発生する熱を排出する排出口と、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたときに吐出部ＤＵが発生する熱を排出する排出口とが共通化されている。即ち、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたとき、および、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたときに吐出部ＤＵが発生する熱は、共通の第２排出口１６６を通して排出される。また、気体の流れの観点では、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたとき、および、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたときに、吐出部ＤＵの容器１４０内の気体は、共通の第２排出口１６６を通して排出される。

容器１４０は、第１開口１４５および第２開口１４６を有する。一例において、第１開口１４５は、容器１４０の側面に配置され、第２開口１４６は、容器１４０の上面に配置されうる。吐出部ＤＵが第１位置に配置されたときは、第１開口１４５を通して容器１４０の中に入った気体は、第２開口１４６を通して容器１４０から出て、排出部１６０に接続された第１排出口１６５に吸引される。一方、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたとき、および、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたときは、第１開口１４５を通して容器１４０の中に入った気体は、第２開口１４６を通して容器１４０から出て、排出部１６０に接続された第２排出口１６６に吸引される。

図６には、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたときの第２排出口１６６と容器１４０の第２開口１４６との位置関係が模式的に示されている。図７には、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたときの第２排出口１６６と容器１４０の第２開口１４６との位置関係が模式的に示されている。第２排出口１６６は、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたとき、および、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたとき、のいずれにおいても吐出部ＤＵに対向する大きさを有する。そして、吐出部ＤＵが第２位置に配置されたとき、および、吐出部ＤＵが第３位置に配置されたとき、のいずれにおいても吐出部ＤＵが発生する熱が第２排出口１６６を通して排出される。

容器１４０の第１開口１４５および第２開口１４６は、容器１４０の重心を通る仮想平面が第１開口１４５と第２開口１４６との間に位置するように配置されうる。容器１４０と第１排出口１６５、第２排出口１６６とが接触すると発塵を誘発しうるので、容器１４０と第１排出口１６５、第２排出口１６６とは接触しないことが好ましい。容器１４０と第１排出口１６５、第２排出口１６６との間には、容器１４０と第１排出口１６５、第２排出口１６６との接触による発塵を防止するために、例えば、０．５〜５ｍｍ程度の距離が確保されうる。

以下、本発明の液体供給装置がプリンタ又はその構成部品として構成される例を説明する。この場合、液体供給装置は、液体としてインクを物体としての紙等のシートに対して供給し、これによって該シートに画像を形成する。画像の形成は、吐出部ＤＵを駆動機構１５０によって駆動しながら吐出部ＤＵからシートに向けてインクを吐出することによってなされうる。第１位置は、例えば、画像の形成時における吐出部ＤＵの移動範囲の一部または全部とすることができる。本発明の液体供給装置は、その他、支持台の上に液体を供給し、３次元の構造体を形成する３Ｄプリンタに適用されてもよい。あるいは、本発明の液体供給装置は、物体の目標とする位置に処理液（例えば、エッチング液）を供給することによって該物体を加工する加工装置に適用されてもよい。

以下、物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンが形成された基板を処理（例えば、エッチング）する工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも一つにおいて有利である。

インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図９（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図９（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図９（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図９（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図９（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。なお、当該エッチングとは異種のエッチングにより当該残存した部分を予め除去しておくのも好ましい。図９（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

ＮＩＬ：インプリント装置、１００：液体供給装置、１：型、２：型駆動機構、３：構造体、基板４、５：ベースフレーム、６：基板保持部、７：硬化部、８：インプリント材、９：基板駆動機構、ＤＵ：吐出部、１１０：吐出ヘッド、１２０：タンク、１３０：電気部品、１４０：容器、１４１−１４６：開口、１５０：駆動機構、１６０：排出部、１６１−１６３、１６４Ａ、１６４Ｂ、１６５、１６６：排出部

Claims (12)

1. 物体に液体を供給する液体供給装置であって、
   液体を吐出する吐出部と、
   前記吐出部を第１位置および第２位置を含む複数の位置に配置するための駆動機構と、
   前記第１位置に配置された前記吐出部に対向するように配置され、前記第１位置に配置された前記吐出部が発生する熱を排出する第１排出口と、
   前記第２位置に配置された前記吐出部に対向するように配置され、前記第２位置に配置された前記吐出部が発生する熱を排出する第２排出口と、を備える
   ことを特徴とする液体供給装置。
2. 前記吐出部は、液体を吐出する吐出口を有する吐出ヘッドと、前記吐出口からの液体の吐出を制御する電気部品と、前記電気部品を収容する容器と、を含み、
   前記容器は、複数の開口を有し、
   前記吐出部が前記第１位置に配置されたときは、前記複数の開口の少なくとも１つを通して前記容器の中に入った気体は、前記複数の開口の他の少なくとも１つを通して前記容器から出て、前記第１排出口に吸引され、
   前記吐出部が前記第２位置に配置されたときは、前記複数の開口の少なくとも１つを通して前記容器の中に入った気体は、前記複数の開口の他の少なくとも１つを通して前記容器から出て、前記第２排出口に吸引される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記複数の開口は、第１開口および第２開口を含み、
   前記吐出部が前記第１位置に配置されたときは、前記第１開口を通して前記容器の中に入った気体は、前記第２開口を通して前記容器から出て、前記第１排出口に吸引され、
   前記吐出部が前記第２位置に配置されたときは、前記第１開口を通して前記容器の中に入った気体は、前記第２開口を通して前記容器から出て、前記第２排出口に吸引される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体供給装置。
4. 前記複数の開口は、第１開口および第２開口を含み、
   前記吐出部が前記第１位置に配置されたときは、前記第１開口を通して前記容器の中に入った気体は、前記第２開口を通して前記容器から出て、前記第１排出口に吸引され、
   前記吐出部が前記第２位置に配置されたときは、前記第２開口を通して前記容器の中に入った気体は、前記第１開口を通して前記容器から出て、前記第２排出口に吸引される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体供給装置。
5. 前記第１開口および前記第２開口は、前記容器の重心を通る仮想平面が前記第１開口と前記第２開口との間に位置するように配置されている、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の液体供給装置。
6. 前記吐出部は、前記物体が前記吐出部の下方に配置されているときに液体を下方に吐出することによって前記物体に該液体を供給するように構成され、
   前記容器は、上面、下面および側面を有し、前記吐出ヘッドは、前記容器の下面の下方に配置され、前記複数の開口は、前記側面に配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体供給装置。
7. 前記複数の位置は、第３位置を含み、
   前記第２排出口は、前記吐出部が前記第２位置に配置されたとき、および、前記吐出部が前記第３位置に配置されたとき、のいずれにおいても前記吐出部に対向する大きさを有し、
   前記吐出部が前記第２位置に配置されたとき、および、前記吐出部が前記第３位置に配置されたとき、のいずれにおいても前記吐出部が発生する熱が前記第２排出口を通して排出される、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体供給装置。
8. 前記吐出部をクリーニングするクリーニング機構を更に備え、
   前記第１位置は、前記吐出部により前記物体に液体を供給する処理を行う位置であり、前記第２位置は、前記クリーニング機構によって前記吐出部のクリーニングを行う位置である、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体供給装置。
9. 前記吐出部から吐出された液体を撮像する撮像装置をさらに備え、
   前記第１位置は、前記吐出部により前記物体に液体を供給する処理を行う位置であり、前記第２位置は、前記撮像装置によって前記吐出部から吐出される液体の状態を撮像する位置である、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液体供給装置。
10. 前記吐出部をクリーニングするクリーニング機構と、
    前記吐出部の部品と新たな部品とを交換する交換機構と、を更に備え、
    前記第１位置は、前記吐出部により前記物体に液体を供給する処理を行う位置であり、前記第２位置は、前記クリーニング機構によって前記吐出部のクリーニングを行う位置であり、前記第３位置は、前記交換機構によって前記部品と新たな部品との交換を行う位置である、
    ことを特徴とする請求項７に記載の液体供給装置。
11. 基板の上にインプリント材を供給し、該インプリント材に型を接触させ、該インプリント材を硬化させるインプリント装置であって、
    前記液体としての前記インプリント材を前記物体としての前記基板に供給するように構成された請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液体供給装置を備える、
    ことを特徴とするインプリント装置。
12. 請求項１１に記載のインプリント装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

Images