JP2018006470A - インプリント材吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インプリント材を撹拌するポンプと、インプリント材の吐出部材からの吐出を制御する制御基板とを有していても、インプリントを良好に行うことが可能なインプリント材吐出装置を提供すること。【解決手段】 基板上でモールドを接触させてパターンを形成するインプリント材を内部に収容する収容部を有する収容部材と、前記収容部の内部のインプリント材を撹拌するポンプと、前記インプリント材を前記基板上に吐出する吐出部材と、前記吐出部材からのインプリント材の吐出を制御する制御基板と、を有するインプリント材吐出装置であって、前記ポンプ及び前記制御基板はカバーによって覆われてカバーの内部に配置されており、前記カバーには前記カバーの内部と外部とを連通させる複数の開口が開口している。【選択図】 図４

Description

本発明は、インプリント材吐出装置に関するものである。

半導体デバイス等の製造プロセスにおいて、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、所謂インプリント技術が知られている。このようなインプリント技術においては、基板上等のインプリント領域になるべく塵を付着させないことが求められる。

特許文献１には、インプリント材を吐出する吐出ヘッドを走査する際に、基板を退避させ、吐出ヘッドの走査によって発生する塵を基板上に付着させないことが記載されている。

特開２０１３−１８２９０２号公報

インプリント材は、インプリント装置のインプリント材収容部に収容されている。インプリント材を収容した状態でインプリント材収容部を長期間放置すると、インプリント材収容部内において、インプリント材の一部が経時変化によってゲル化する可能性がある。そこで、インプリント材収容部内のインプリント材をポンプによって撹拌することが考えられる。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、ポンプを作動させることによって、ポンプから塵が発生し、基板上に付着する可能性があることが分かった。特許文献１に記載の方法では、ポンプを作動させた際に基板が退避していない場合もあり、基板上に塵が付着する可能性がある。

また、インプリント材吐出装置は、インプリント材の吐出部材からの吐出を制御する制御基板を有しているが、制御基板は発熱しやすいものである。本発明者らの検討によれば、制御基板の発熱によって、基板上のインプリント材や、インプリント材吐出装置自体が変形する可能性があることが分かった。インプリントは非常に高精度に行う必要があり、インプリント材吐出装置やインプリント材が僅かに変形しただけであっても、良好なインプリントを行うことが困難となる。

従って本発明は、インプリント材を撹拌するポンプと、インプリント材の吐出部材からの吐出を制御する制御基板とを有していても、インプリントを良好に行うことが可能なインプリント材吐出装置を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明によって解決される。即ち本発明は、基板上でモールドを接触させてパターンを形成するインプリント材を内部に収容する収容部を有する収容部材と、前記収容部の内部のインプリント材を撹拌するポンプと、前記インプリント材を前記基板上に吐出する吐出部材と、前記吐出部材からのインプリント材の吐出を制御する制御基板と、を有するインプリント材吐出装置であって、前記ポンプ及び前記制御基板はカバーによって覆われてカバーの内部に配置されており、前記カバーには前記カバーの内部と外部とを連通させる複数の開口が開口していることを特徴とするインプリント材吐出装置である。

本発明によれば、インプリント材を撹拌するポンプと、インプリント材の吐出部材からの吐出を制御する制御基板とを有していても、インプリントを良好に行うことが可能なインプリント材吐出装置を提供することができる。

インプリント装置を示す図。 インプリント材吐出装置を示す図。 インプリント装置を示す図。 インプリント材吐出装置を示す図。 インプリント材吐出装置の開口部を示す図。 インプリント装置を示す図。 インプリント材吐出装置の接続部の構成を示す図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いながら説明する。

図１に、インプリント装置の構成の一例を示す。ここでは、インプリント材として紫外線硬化型樹脂を用い、紫外線硬化型樹脂を紫外線の照射によって硬化させる装置の例で説明するが、インプリント材の材料や硬化の方法はこれに限られない。例えば、光照射装置によって紫外線以外の波長の光を照射して光硬化型樹脂を硬化させてもよいし、熱硬化型の樹脂を用いて熱で硬化させてもよい。

図１に示すインプリント装置１００は、インプリント材吐出装置１０と、モールド１とを有する。モールド１を有するインプリント装置１００とインプリント材吐出装置１０とは別体であってもよい。即ち、インプリント材吐出装置１０によってインプリント材を吐出し、インプリント材吐出装置１０とは別のインプリント装置１００が有するモールドによってインプリントを行ってもよい。

インプリント材吐出装置１０は、インプリント材の吐出部材１１と、インプリント材を収容する収容部を有する収容部材１２と、圧力制御部材１３とを有する。ステージ６上には基板４が設置されており、吐出部材１１から基板４上にインプリント材８が吐出される。基板上に吐出されたインプリント材８には、モールド１を接触させ、この状態でインプリント材８に紫外線照射装置７から紫外線を照射し、インプリント材８を硬化させる。モールド１には微細な凹凸状のパターン等が形成されており、モールド１を上方に移動させると、インプリント材にはモールドのパターンが転写された状態となっている。このようにして、インプリント材にパターンを形成する。

ステージ６は、基板４を保持しながらベースフレーム５上を移動可能である。モールド１を上下駆動させるモールド駆動機構２は、構造体３に保持され、モールド１を基板４に近接させ、モールド１をインプリント材８に接触させることが可能である。モールド１の上方には紫外線照射装置７があり、モールド１を介してインプリント材８に紫外線９を照射する。紫外線９は、例えばｉ線やｇ線を発生するハロゲンランプ等の光源であってもよい。また、紫外線照射装置７は光源が発生した光を集光成形する機能を有していてもよい。

インプリント装置１００を用いたインプリント動作をより詳細に説明する。まず、基板４をステージ６に搭載する。基板４は、ステージ６によってインプリント材吐出装置１０の吐出部材１１の下方に移動させられる。そしてステージ６を移動させながら吐出部材１１からインプリント材８を基板４上に吐出する。

次に、ステージ６によって、基板４のインプリント材８を吐出した部分を、モールド１の下方に移動させる。さらに、モールド１をモールド駆動機構２により降下させて、モールド１と基板４とが近接した状態とする。その状態で、アライメントスコープ等によりモールド１上のアライメントマークと基板上のアライメントマークとを重ね合わせ、両者の相対位置調整をおこなう。

相対位置の調整後、モールド駆動機構２によりモールド１を下方（基板４の方向）にさらに降下させ、インプリント材８にモールド１を接触させる。その後、紫外線照射装置７から紫外線９を照射し、モールド１を透過した紫外線９をインプリント材８に照射する。この結果、インプリント材８の光硬化反応が発生し、インプリント材８が硬化する。

最後に、硬化したインプリント材８から、モールド駆動機構２によってモールド１を剥離させる。以上のような工程で、基板４上にパターン（パターニングされたインプリント材）を形成することができる。半導体の製造に用いるインプリント装置は、基板４上の全ての領域にパターンを形成する場合があるが、この場合には基板に対して領域を変えながら一連のインプリント動作を繰り返す。

次に、インプリント材吐出装置の説明を行う。図２（ａ）は、インプリント材吐出装置１０の模式図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すインプリント材吐出装置の収容部１５が分かるように示す断面図である。尚、図２（ｂ）のインプリント材吐出装置は、さらにフィルタ２３を設けた構成としている。

インプリント材吐出装置１０は、吐出部材１１、収容部材１２、及び圧力制御部材１３を有する。収容部材１２の内部には、収容部内部の空間を分離する分離膜１４が設けられている。分離膜１４は、インプリント材と後述する充填液とを分離する膜であり、可撓性であることが好ましい。分離膜１４の厚みは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。分離膜１４は、液体及び気体の透過性が低い材料で形成することが好ましく、例えばアルミニウムの多層フィルムで形成することができる。分離膜１４で形成された空間のうち、吐出部材１１と連通している側の空間には、インプリント材が充填されている。

また、インプリント材吐出装置１０は、吐出部材１１を制御するための制御基板３０を有している。吐出部材１１は、インプリント材を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する。エネルギー発生素子としては圧電素子や発熱抵抗体が挙げられる。インプリント材として樹脂を多く含むものがよく用いられることから、エネルギー発生素子として圧電素子を用いることが好ましい。吐出部材１１のエネルギー発生素子を制御基板３０で制御することで、インプリント材８が、吐出口から基板上に吐出される。吐出部材１１はインクジェット記録装置で用いられるような吐出ヘッドであることが好ましい。他にも、制御弁等を用いてインプリント材の供給と停止を制御する吐出部材を用いることもできる。この場合、制御弁を制御基板３０で制御することによって、インプリント材の吐出を行う。

収容部材１２は、インプリント材が収容されている収容部１５と、収容部１５と分離膜１４を挟んで反対側の空間であり、かつ吐出部材１１と連通していない空間である充填液部１６とで構成されている。充填液部１６は充填液で充填されており、連通部１７を介して圧力制御部材１３と連通している。圧力制御部材１３は、充填液タンク、配管、圧力センサー、ポンプ、バルブ等から構成されている。圧力センサー、ポンプ、バルブは、充填液部内の充填液の圧力を制御している。圧力制御部材１３で充填液の圧力を制御することで、分離膜１４を介して収容部１５内のインプリント材の圧力を制御することができる。これにより、吐出部材１１における気液界面（メニスカス）の形状を安定化させ、再現性のよいインプリント材の吐出を行うことができる。

吐出部材１１からインプリント材８の吐出を繰り返すと、収容部１５内部のインプリント材が消費されて減少し、分離膜１４が変形する。分離膜１４の変形に伴い、圧力制御部材１３によって充填液タンクから充填液部１６に充填液が補充され、充填液部１６が充填液で充填される。

インプリント装置に用いるインプリント材は、異物（微小パーティクル）や金属イオンをなるべく含まず、基板に塗布されるまでその性質を保つことが求められる。ここで説明した構成によれば、インプリント材の吐出を繰り返して収容部１５の容積が減少していき、最終的にインプリント材が全て消費されるまでの期間において、インプリント材を収容部１５の外部から隔離した状態で貯留することができる。よって、外気との接触や圧力センサー等の機器類との接触がない為、初期に管理して封入したインプリント材に異物や金属イオンが増加することを抑制できる。

尚、収容部１５は点滴袋のように分離膜として可撓性の膜を袋状にしたものでもよい。また、収容部１５の内部に気液界面を設ける構成としてもよい。他にも、収容部１５に大気連通口を連通させて大気解放型としてもよい。大気解放型とする場合、負圧制御を良好に行う為に、開閉を切り替える弁や、圧力を制御する機器を接続することが好ましい。

液体（インク）を吐出して記録を行う一般的なインクジェット記録装置では、吐出部材の吐出口におけるメニスカス形状安定のために、吐出部材の内部を一定範囲の負圧に維持する工夫がなされている。例えば、収容部内部に多孔質体を構成して液体を保持し、多孔質体内部の毛管力を利用して負圧を形成する方法が知られている。他にも、バネのような機械要素と風船形状の膜との組み合わせで収容部内に負圧を形成する方法や、制御弁と空気圧を用いて負圧を制御する方法がある。本発明においても、これらの方法によって収容部の負圧を制御してもよい。

本発明のインプリント材吐出装置は、収容部１５の内部のインプリント材を撹拌するポンプ２２を有する。インプリント材吐出装置の収容部材の収容部１５には、通路を形成する通路形成部材によって通路が接続されている。通路形成部材はインプリント材の通路を形成している部材であり、収容部１５に開口する第１の開口２０と第２の開口２１とで収容部１５と連通している。第１の開口２０は収容部１５の内部のインプリント材を通路の内部に供給する開口であり、第２の開口２１は第１の開口２０から供給したインプリント材を収容部１５に供給する開口である。そして、第１の開口２０と第２の開口２１を結ぶ通路に、ポンプ２２が配置されている。さらに図２（ｂ）ではインプリント材をろ過するフィルタ２３が配置されている。後述するポンプ２２からの発塵によるインプリント材への異物発生の可能性を考慮すると、ポンプ２２に対して、第１の開口２０から第２の開口２１へとインプリント材を流す際に下流側となる位置にフィルタ２３を配置することが好ましい。ポンプ２２は通路形成部材の通路の内部に設けることが好ましいが、この通路の外部に設けてもよい。

ポンプ２２を駆動させると、収容部１５内に収容されたインプリント材が第１の開口２０から供給（吸引）される。第１の開口２０から供給されたインプリント材は、通路の内部のフィルタ２３を通過してろ過された後に、第２の開口２１を経由して収容部１５内に戻る。そして再び第１の開口２０から供給される。即ち、収容部１５内のインプリント材は撹拌され、かつフィルタ２３でろ過される。フィルタ２３は、収容部材の収容部に連通する通路の内部に配置することが好ましい。通路の第１の開口２０から供給されたインプリント材は、吐出部材１１のエネルギー発生素子と吐出口との間の領域を介さずに、第２の開口２１から供給される。或いは、通路形成部材の通路は、エネルギー発生素子と吐出口との間の領域とは異なる部分に設けられている。このような構成とすることにより、インプリント材の吐出部材１１への供給が良好となり、インプリント材の吐出部材１１の吐出口からの吐出も良好になる。

ポンプ２２としては、例えばダイアフラムポンプ、シリンジポンプ、チューブポンプ、ギアポンプ等を用いることができる。ポンプ２２の送液流量は、１００ｍＬ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。流量を大きくするとフィルタを通過させるための流路抵抗（圧力損失）が大きくなるため、高出力のポンプが必要となる。この為、送液流量が２０ｍＬ／ｍｉｎ以下のポンプを用いることで、ポンプを小型にすることができる。

ポンプの駆動に伴うインプリント材の圧力変動（脈動）が大きいと、吐出部材からインプリント材が漏れやすくなる。その為、吐出口のメニスカスを破壊しない程度の圧力変動に抑えることが好ましい。例えば、圧力変動が±３００Ｐａ以内となるようにポンプを駆動させることが好ましい。

インプリント材吐出装置は、ポンプ２２を動作させるために、コントローラーを備えている。一定の流量を維持して送液するように制御する為、フィルタ２３が目詰まりして流路抵抗が大きくなると、駆動電圧が大きくなる。従って、コントローラーにおけるポンプの駆動電圧を常時監視し、駆動電圧が一定の値を超えた場合には、インプリント装置に対してフィルタ交換を促す警告を発することができる。フィルタ２３をカートリッジ形態のインプリント材吐出装置として一体化すると、ユーザーはインプリント材吐出装置を交換することで、すぐにインプリント装置を利用することができる。ポンプ２２やフィルタ２３の異常検知には、それらの状態を監視するセンサーを設けていてもよいし、圧力センサーや流量センサー等を配管中に構成しておいてもよい。

インプリント材吐出装置には、基板上に吐出するインプリント材の量及び着弾位置が非常に高精度に制御されていることが求められる。その為、吐出部材の吐出口におけるメニスカス形状を安定に保つ必要がある。インプリント材吐出装置は、ポンプ２２の駆動によってインプリント材の圧力が変動する場合がある。そこで、インプリント材吐出装置からインプリント材を吐出している間はポンプ２２の駆動を停止させることが好ましい。

図２に示すように、収容部１５と吐出部材１１を一体化した形態をカートリッジと呼ぶ。カートリッジには、上述のようなポンプ２２と、フィルタ２３と、それらと収容部１５を連通させる流路とを含めることができる。また、圧力制御部材１３を隣接させてカートリッジの構成に含めることもできる。即ち、図２に示した構成すべてを一体化して取り扱うこともできる。例えば、インプリント装置は、カートリッジ形態のインプリント材吐出装置を搭載し、収容部１５内のインプリント材を消費しきったら、カートリッジを交換することで即座にインプリント可能な状態に復帰させてもよい。ポンプ２２やフィルタ２３はカートリッジとして一体化されており、カートリッジと同時に交換される。他にも、吐出部材１１近傍の通路中にフィルタを構成し、ポンプを収容部１５と吐出部材１１とを接続する通路の間に構成し、収容部１５内のインプリント材を、フィルタを介して吐出部材１１に供給する構成としてもよい。フィルタは必ず設ける必要はなく、図２（ａ）のようにフィルタを設けない構成として、ポンプ２２によってインプリント材を撹拌するだけであってもよい。

ところで、インプリント技術においては、インプリント装置内の発塵を極力抑える必要がある。インプリントの際には、１００ｎｍ以下の大きさの塵（パーティクル）でも、パターンやモールドを破損する可能性がある。この大きさの塵がインプリント装置内に放出されると、空間を浮遊して基板やモールドに付着してしまう懸念がある。特に、インプリント材を基板に吐出するインプリント材吐出装置では、インプリント動作を行うインプリント領域の近傍で動作をするため、塵がインプリント装置内に放出されることを抑制することが重要である。ポンプ２２は、インプリント材に対して外部から力を加えて輸送し、収容部の内部のインプリント材を撹拌する機構である。本発明者らの検討によれば、このようなポンプを用いると、ポンプの駆動部や摺動部から発塵したり、またポンプ自身からも振動等によって発塵したりし、塵が基板上に付着する可能性があることが分かった。そこで本発明では、ポンプをカバーで覆い、ポンプをカバーの内部に配置する。そして、カバーに開口させたカバーの内部と外部とを連通させる複数の開口を用いて、カバーの内部の空間に気流を生じさせ、インプリント領域に塵を極力付着させないようにする。

また、インプリント装置１００の内部に発熱源があると、基板４、モールド１、ステージ６、モールド駆動機構２、構造体３といったインプリント装置を構成する部材が熱変形し、アライメント精度が低下する可能性がある。さらに、基板上のインプリント材が変形してしまうこともある。本発明者らの検討によれば、特に制御基板３０が発熱源となり、このような変形が発生しやすいことが分かった。そこで本発明では、ポンプだけでなく制御基板３０もカバーで覆い、制御基板３０もカバーの内部に配置する。そして、カバーに開口させたカバーの内部と外部とを連通させる複数の開口を用いて、カバーの内部の空間に気流を生じさせ、インプリント領域に熱の影響が及ぶことを抑制する。

図３に、制御基板３０をカバー３１で覆い、ポンプ２２をカバー３２で覆ったインプリント装置を示す。カバー３２は、吐出部材１１の一部及び収容部材１２も覆っている。吐出部材１１が有する吐出口はカバー３２で覆われておらず、インプリント材を吐出できるようになっている。カバー３１とカバー３２とは、内部で気流が通過できるように連結されている。カバー３１とカバー３２は図３に示すように別部材であってもよいし、１つのカバーでポンプ２２と制御基板３０とを覆う構成であってもよい。ポンプ２２及び制御基板３０を覆うカバーは、軽量化がしやすく、熱伝導率が大きくカバー内部での温度ムラが発生しにくいという点で、アルミニウムで形成することが好ましい。また、カバーを着脱する際に金属部品の擦れによる発塵を抑えるという点では、ステンレスや鉄、無電解ニッケルメッキで形成することが好ましい。また、露光装置で用いる露光光や、アライメント光、位置センサーやファイバーセンサーの計測光といった光の乱反射による精度劣化を抑制する点では、遮光性を有するカバー（例えば黒色のカバー）を用いることが好ましい。

図３では、カバー３１の開口にダクト３３が接続されており、カバー３１の内部はダクト３３を通して排気源３４と接続している。排気源３４としては、送風ファンによって気流を発生させる装置や、真空発生装置（真空ポンプ、エジェクター等）が挙げられる。排気源３４はインプリント装置１００内に構成される必要はなく、例えばインプリント装置が設置されるクリーンルームの設備の排気源を用いてもよい。カバー３１とカバー３２の内部の空間が排気源３４と接続され、排気が行われることで、カバーの内部のポンプから塵が発生しても、インプリント領域に塵が流出することを抑制できる。ここで、カバーの内部は必ずしも密閉する必要はなく、例えば排気によって周囲より圧力が低くなるような排気流量と開口の面積とすればよい。さらに、制御基板３０もカバー３１で覆われており、カバー３１の内部の空間が吸引によって減圧されるので、制御基板３０から発生した熱がインプリント領域から離れた場所に放出される。よって、インプリント領域に熱の影響が及ぶことが抑制される。

ポンプ２２だけでなく、圧力制御部材１３に含まれる配管機器、例えばレギュレータ、エアオペレーションバルブ、サーボバルブ、エジェクター等といった機器も、排気に塵が含まれる可能性がある。他にも、電磁弁のように駆動部や摺動部をもつ機器等、発塵の可能性のある機器が含まれている場合がある。さらに、インプリント材吐出装置に構成されうるものからの発塵、例えば送風手段（送風ファン）からの発塵や、配管接続継ぎ手の抜き差しや、ねじを締めることで生じる塵、部品の振動や擦れによって発生する塵がある。また、金属の酸化物（さび）、レジストの固化物（ミストの付着）等、使用する状況や環境によっても、様々な発塵の要因が考えられる。そこで、これら塵の発生源もカバーの内部に配置しておくことが好ましい。例えば、カバーの内部に、ポンプ、圧力制御機器、駆動部や摺動部をもつ機器、送風ファン、継ぎ手、ねじ締結部等を配置することが好ましい。

図４（ａ）に、インプリント材吐出装置１０の拡大図を示す。カバーは、カバー３１及びカバー３２で構成されており、その内部に、吐出部材１１、収容部材１２、ポンプ２２、及び制御基板３０が配置されている。圧力制御部材１３は、カバーの外部に配置されている。カバー３１には、カバー３１の内部と外部とを連通させる開口４２が開口している。カバー３１とカバー３２とで１つのカバーとして見れば、開口４２はカバーの内部とカバーの外部とを連通させる開口である。開口４２は、ダクト３３に接続されており、その先に排気源がある。排気源と接続されるダクト３３は、断熱材を構成したり２重ダクト構造としたりすると、インプリント装置への伝熱を抑制することができるため好ましい。また、カバー３２には、開口３５が開口している。開口３５も、カバーの内部と外部とを連通させる開口である。即ち、本発明のインプリント材吐出装置では、カバーの内部と外部とを連通させる複数の開口（開口３５と開口４２）が開口している。図４（ａ）に示す構成では、開口３５からカバーの外部の空気が吸引され、吸引された空気が開口４２から排出されることで、カバー３２の内部に開口３５を起点とする気流が形成される。この気流によって、カバー内の塵や熱が排気源の方へと流れていく。カバー内の空気の流れにおいて上流側となる開口３５は、カバー内の空気の流れにおいて下流側となる開口４２よりも、ポンプ２２に近い位置に配置することが好ましい。ポンプ２２は発塵源であるだけでなく、発熱源でもある。カバー３２の内部の空間において、開口３５の近傍は外部から流入する空気が一方向に流れ、流速が比較的大きい場所である。従って、ポンプ２２を開口４２よりも開口３５にカバーの内部の最短距離が短い位置に配置し、温度管理されたインプリント領域の空気が流速の大きい状態でポンプ２２の周囲を通過させることで、塵及び発熱を効果的に回収することができる。開口３５からポンプ２２までのカバーの内部の最短距離をＡ、開口４２からポンプ２２までのカバーの内部の最短距離をＢとする。このとき、Ｂ／Ａを２以上とすることが好ましく、３以上とすることがより好ましく、４以上とすることがさらに好ましい。カバーの内部の最短距離とは、カバーの内部の空間を通る線分のうち、その長さが最短となる線分の長さである。

図４（ａ）に示すインプリント材吐出装置１０では、インプリント領域、開口３５、カバー３２の内部、カバー３１の内部、開口４２、排気源の順で空気が流れる。即ち、カバーの内部には、一方の開口（開口３５）から他方の開口（開口４２）に向かって空気が流れる。インプリント材吐出装置１０が有する構成のうち、制御基板３０の発熱量が一番大きく、排気の温度を最も上昇させる要因となる。ポンプ２２も発熱するが、制御基板３０と比べれば発熱量は小さい。そこで、ポンプ２２のように比較的発熱量が小さいものは、効果的に冷却できるように空気の流れ（気流）の上流側に配置し、制御基板３０のような発熱量が大きいものを下流側に配置することが好ましい。即ち、制御基板３０は、ポンプ２２よりも、開口４２までのカバーの内部の最短距離が短い位置に配置されていることが好ましい。

また、吐出するインプリント材の温度をなるべく上昇をさせないために、吐出部材１１や収容部材１２は気流の上流側の空間に配置することが好ましい。即ち、吐出部材１１や収容部材１２は、カバーの内部の最短距離を考えたときに、開口４２よりも開口３５に近い位置に配置することが好ましい。

図４（ｂ）に示すインプリント装置では、カバーを構成する面のうち、開口３５が開口する面と対向する面に、開口３６を設けている。開口３６は、カバーを構成する面のうち、開口４２から最も遠い面（カバーの内部を流れる空気の最も上流側に位置する面）に開口している。カバーの内部の空間を空気の流路と捉えたとき、カバー内部で淀みにくい気流を形成するには、カバーの内部に空気が流入してくる開口は、排気源からなるべく遠い位置に開口させることが好ましい。即ち、図４（ｂ）に示すように、カバー内部を流れる空気の流路が最長となるように、カバーを構成する面のうち、開口４２から最も遠い面に、複数の開口のうち少なくとも１つを開口させることが好ましい。このようにすることで、排気によるカバーの内部の空気の置換率が向上し、カバー内部で発生した塵や熱をより良好に回収することができる。

図４（ｂ）において、カバー３１とカバー３２とが接続される領域３７は、カバー内部の幅（流路幅）が絞られている。領域３７のように幅が絞られていて一方向の流れの流速が大きい領域の近傍に発塵源を配置すると、絞られた領域３７の上流の空間には塵が拡散しにくく、効果的に塵を回収できる。従って、ポンプ２２を、幅の絞られた領域の近傍であって、この領域の空気の流れの上流側に配置することが好ましい。また、発熱量の大きい制御基板３０を幅の絞られた領域の近傍に配置することで、制御基板３０から発生した熱を効率よく回収することができる。具体的には、ポンプ２２及び制御基板３０は、最も上流側の開口である開口３６よりも、幅の絞られた領域（領域３７）に近い位置に配置することが好ましい。

カバー内部で発生した塵が数ミクロン以上の大きなものであった場合、塵は重力方向下方へ落下しやすい。従って、図４（ｂ）に示すように、カバーに設けた開口３５、３６は重力方向下方に向けて開口させないことが好ましい。より好ましくは、カバーに設ける開口は重力方向と垂直に交わる方向に開口させる。

カバー内部で発生した塵は、数ミクロン以下の小さなものである場合もある。この場合、塵は落下せずに気流に乗って浮遊しやすくなる。インプリント領域内に拡散された塵は回収することが困難なため、開口から塵を含む空気が流出しにくいようにすることが好ましい。特に、カバーの内部に空気が入る開口（図４（ｂ）では開口３５及び開口３６）は、このような開口であることが求められる。よって、開口が形成された領域である開口部では、一方向の気流を保ち、風量が少なくても外乱の影響を受けにくく、逆流が起きにくい構造とすることが好ましい。例えば、図５（ａ）に示すように、開口を複数のスリット３８として開口部を形成することが挙げられる。スリット３８は、長方形形状であってもよいし、長丸穴形状であってもよい。他には、図５（ｂ）に示すように、開口として複数の穴３９を設けた多孔板としてもよい。開口部をこのような構成とすることで、開口部で気流の渦が発生しにくく、逆流によるインプリント領域への塵の放出を抑制することができる。

図４（ｃ）、（ｄ）に、制御基板３０を拡大して示す。制御基板３０には、吐出部材１１を制御するためのドライバー回路が構成されている。ドライバー回路は発熱量が大きいため、放熱用のフィン（ヒートシンク）５１を構成し、フィンを通過する気流によって過剰な温度上昇を防ぐことが好ましい。従って、ヒートシンク５１に低温で十分な流量の空気を効率よく通過させることが好ましい。制御基板３０の放熱を積極的に行うためには、ヒートシンク５１を気流が効果的に通過する必要がある。そこで、ヒートシンク５１の周囲を導風板５０で囲ってトンネル状にし、空気を選択的にトンネル状の導風板５０の中に流す構成としている。また、排気源３４と接続されたダクト３３からの吸引力を利用して選択的に導風板５０の中に気流を形成するために、開口５３と導風板５０との間に遮風板５２を設けている。遮風板５２は、カバー３１の内部の幅を狭くする板であり、導風板５０に空気が選択的に流れる位置に開口部が設けられている。

ここまで、カバーの内部は排気源と接続することでインプリント領域より負圧とし、空気を引き込んで排出する構成を説明した。但し、カバーの内部は必ずしも負圧とする必要はない。例えば開口部に送風ファンを構成することで、開口部からインプリント領域の空気をカバーの内部に流入させ、これを排出する構成としてもよい。図４（ｂ）でいうと、開口３５、３６から送風し、カバー内部を流れた空気を開口４２から排出させる構成としてもよい。また、カバーの内部の流路において、例えばカバー３１とカバー３２との連結部に送風ファンを設け、気流を形成してもよい。このような構成とすることで、カバーの内部で発生した塵を排出したり、カバーの内部で発生した熱を逃がしたりすることができる。

さらには、カバーに複数の開口が開口していれば、送風装置（送風ファン）や排気装置（排気源）を用いてカバーの内部に積極的に空気を流さなくてもよい。カバーに複数の開口が開口していることで、カバー内部に自然の空気の流れができ、発塵や発熱の影響を抑制できる。但し、送風装置や排気装置を用いてカバーの内部に空気を流す方が、より良好に発塵や発熱の影響を抑制できる。

図６に示すインプリント材吐出装置１０は、非インプリント動作時に、メンテナンスのためインプリント領域から移動する駆動機構４０に搭載されている。メンテナンス位置では、受け皿４１にインプリント材を吐出して吐出部材１１の不吐出を回復したり、吐出状態の検査をしたりすることができる。このように、インプリント材吐出装置が移動するため、カバー３１と接続するダクト３３は屈曲伸展可能なフレキダクトとすることが好ましい。但し、ダクト３３の屈曲伸展によってインプリント装置内に塵を発生させてしまう可能性がある。そこでダクト３３は固定ダクトとしてインプリント装置に固定し、図４に示すようにカバーの開口４２が開口した面とダクト３３の開口が開口した面との間に隙間を設けることが好ましい。即ち、これらの接続部に微小な隙間を設け、互いの開口を近接させて非接触で接続する。このような構成とすることで、インプリント材吐出装置１０が吐出位置とメンテナンス位置とを移動するときに、ダクト３３からの塵の発生を抑制し、さらにダクト３３とカバーとが接触することによる塵の発生も抑制することができる。

図７（ａ）に、開口４２とダクト３３との接続部を拡大した様子を示す。排気流路の排気能力の損失を最小とするために、移動するカバー３１の開口４２が開口した面と、固定されたダクト３３の開口が開口した面との間の隙間の幅を１ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに流抵抗を高めるために、図７（ｂ）のように隙間（流路）が長くなるよう、カバー３１の開口４２が開口した面とダクト３３の開口が開口した面との間に折り返し構造（迷路状）の流路を形成することが好ましい。

Claims (16)

1. 基板上でモールドを接触させてパターンを形成するインプリント材を内部に収容する収容部を有する収容部材と、前記収容部の内部のインプリント材を撹拌するポンプと、前記インプリント材を前記基板上に吐出する吐出部材と、前記吐出部材からのインプリント材の吐出を制御する制御基板と、を有するインプリント材吐出装置であって、
   前記ポンプ及び前記制御基板はカバーによって覆われてカバーの内部に配置されており、前記カバーには前記カバーの内部と外部とを連通させる複数の開口が開口している、ことを特徴とするインプリント材吐出装置。
2. 前記複数の開口のうち一方の開口から他方の開口に向かって前記カバーの内部に空気が流れる請求項１に記載のインプリント材吐出装置。
3. 送風装置または排気装置によって前記カバーの内部に空気が流れる請求項２に記載のインプリント材吐出装置。
4. 前記複数の開口のうち、前記一方の開口は、前記他方の開口よりも、前記ポンプまでの前記カバーの内部の最短距離が短い位置に配置されている請求項２または３に記載のインプリント材吐出装置。
5. 前記一方の開口から前記ポンプまでのカバーの内部の最短距離をＡ、前記他方の開口から前記ポンプまでのカバーの内部の最短距離をＢとしたとき、Ｂ／Ａは２以上である請求項４に記載のインプリント材吐出装置。
6. 前記制御基板は、前記ポンプよりも、前記他方の開口までの前記カバーの内部の最短距離が短い位置に配置されている請求項２乃至５のいずれか１項に記載のインプリント材吐出装置。
7. 前記吐出部材及び前記収容部材は、前記カバーの内部の最短距離が、前記他方の開口よりも前記一方の開口に近い位置に配置されている請求項２乃至６のいずれか１項に記載のインプリント材吐出装置。
8. 前記カバーを構成する面のうち、前記他方の開口から最も遠い面に、前記複数の開口の少なくとも１つを開口させる請求項２乃至７のいずれか１項に記載のインプリント材吐出装置。
9. 前記他方の開口はダクトと接続されており、前記カバーの前記他方の開口が開口した面と前記ダクトの開口が開口した面との間に隙間がある請求項２乃至８のいずれか１項に記載のインプリント材吐出装置。
10. 前記隙間の幅は１ｍｍ以下である請求項９に記載のインプリント材吐出装置。
11. 前記カバーの前記他方の開口が開口した面と前記ダクトの開口が開口した面の間に、折り返し構造の隙間が形成されている請求項９または１０に記載のインプリント材吐出装置。
12. 前記ポンプを覆うカバーと前記制御基板を覆うカバーとは別のカバーであり、前記ポンプを覆うカバーと前記制御基板を覆うカバーとの間で内部の幅が絞られている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント材吐出装置。
13. 前記一方の開口は、複数のスリットまたは複数の穴である請求項２乃至１２のいずれか１項に記載のインプリント材吐出装置。
14. 基板上のインプリント材にモールドを接触させて前記インプリント材にパターンを形成するインプリント装置であって、前記基板に前記インプリント材を吐出するインプリント材吐出装置として請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のインプリント材吐出装置を有することを特徴とするインプリント装置。
15. 前記インプリント材は光硬化型樹脂であり、前記インプリント材に光を照射して前記インプリント材を硬化させる光照射装置を有する請求項１４に記載のインプリント装置。
16. 前記インプリント材吐出装置は前記インプリント装置から取り外し可能なカートリッジ形態である請求項１４または１５に記載のインプリント装置。

Images