JP2022070829A - 吸引力の印加とメニスカスの振動によって流体ディスペンサをクリーニングする方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料を吐出するための流体ディスペンサを、非接触メンテナンス中にクリーニングする方法を提供する。【解決手段】流体ディスペンサは、フェースプレート上に配置された複数のノズル４００を含む。クリーニング方法は、吸引装置（真空装置）４１２を用いて前記フェースプレートの表面に吸引力を加えることを含み、前記複数のノズルのうち一部のノズルが前記吸引力に曝されるようにして、前記吸引装置が前記フェースプレートの一方の端部から前記フェースプレートの反対の端部に向かって並進移動する。前記方法は、前記フェースプレートに蓄積された材料４１０の少なくとも一部を除去するように、前記吸引力に曝される前記一部のノズルのメニスカス４０８を振動させることによって継続する。【選択図】図７Ｃ

Description

本開示は、ディスペンサの非接触メンテナンス中にディスペンサをクリーニングする方法に関し、特に、当該クリーニング方法は、インクジェットヘッドに関連するディスペンサに適用されうる。

ナノ加工は、１００ナノメートル以下のオーダーのフィーチャを有する非常に小さな構造の製造を含む。ナノ加工がかなりの影響を及ぼした応用の１つは、集積回路の製造である。半導体加工産業は、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増加させながら、より大きな生産歩留まりのために努力を続けている。ナノ製造における改良は、より大きなプロセス制御を提供すること、および／またはスループットを改良することを含む一方で、形成される構造の最小のフィーチャ寸法の継続的な低減をも可能にする。

今日使用されている１つのナノ製造技術は、一般に、ナノインプリント・リソグラフィと呼ばれる。ナノインプリント・リソグラフィは、例えば、基板上に膜を成形することによって集積デバイスの１以上のレイヤを作製することを含む種々の用途において有用である。集積デバイスの例には、ＣＭＯＳロジック、マイクロプロセッサ、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメモリ、ＤＲＡＭメモリ、ＭＲＡＭ、３Ｄクロスポイントメモリ、Ｒｅ－ＲＡＭ、Ｆｅ－ＲＡＭ、ＳＴＴ－ＲＡＭ、ＭＥＭＳなどが含まれるが、これらに限定されない。例示的なナノインプリント・リソグラフィ・システムおよびプロセスは、米国特許第８，３４９，２４１号、米国特許第８，０６６，９３０号、および米国特許第６，９３６，１９４号などの多数の刊行物に詳細に記載されており、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。

上記特許の各々に開示されたナノインプリント・リソグラフィ技術は、成形可能材料の（重合可能な）層にレリーフパターンを形成することによって基板上に膜を成形することを述べている。次いで、このフィルムの形状は、レリーフパターンに対応するパターンを下地の基板の中および／または上に転写するために使用されうる。

パターニングプロセスは、基板から離間されたテンプレートを使用し、成形可能材料は、テンプレートと基板との間に適用される。テンプレートは、成形可能材料に接触し、成形可能材料を拡げてテンプレートと基板との間の空間に充填させる。成形可能な液体は、成形可能な液体と接触するテンプレートの表面の形状に一致する形状（パターン）を有する膜を形成するために固化される。固化後、テンプレートは、テンプレートと基板とが離間するように固化層から分離される。

次に、基板および固化層は、固化層および／または固化層の下にあるパターン化層の一方または両方のパターンに対応する像を基板に転写するため、エッチングプロセスなどの追加のプロセスを受けうる。パターニングされた基板は、例えば、硬化、酸化、層形成、堆積、ドーピング、平坦化、エッチング、成形可能材料の除去、ダイシング、ボンディング、およびパッケージングなどを含む、デバイス（物品）製造のための公知の工程およびプロセスをさらに受けることができる。

ナノ加工技術は、ディスペンサから基板上に成形可能材料を吐出（分配、供給）することを含む。多くの吐出サイクルにわたって、成形可能材料は、ディスペンサのフェースプレート（面板）上に蓄積し始めることがある。最終的に、蓄積の量は、製造を妨害し、メンテナンスを必要とする可能性がある。ディスペンサのフェースプレート上に蓄積された成形可能材料をクリーニングするときにフェースプレートに物理的に接触しないクリーニング方法およびクリーニングシステムが典型的には好ましい。しかしながら、フェースプレートと物理的に接触しないクリーニング方法およびクリーニングシステムは、吸引装置を使用する。吸引装置がフェースプレートに近すぎる場合、または吸引力／出力が強すぎる場合、フェースプレートのノズルに関連するメニスカスを破壊させる可能性がある。メニスカスは、ノズル内の流体の湾曲した上面である。したがって、本技術分野では、流体ディスペンサのフェースプレートのノズルに関連するメニスカスの破壊を防止しながらフェースプレートと物理的に接触させないクリーニング方法およびシステムについて必要性がある。

本開示は、流体ディスペンサの非接触メンテナンス中に、流体ディスペンサの各ノズルに関連するメニスカスを破壊することなく流体ディスペンサをクリーニングする方法を含む。

材料を吐出するための流体ディスペンサを、前記流体ディスペンサの非接触メンテナンス中にクリーニングする方法。前記流体ディスペンサは、フェースプレート上に配置された複数のノズルを含む。前記方法は、吸引装置を用いて前記フェースプレートの表面に吸引力を加えることを含み、前記複数のノズルのうち一部のノズルが前記吸引力に曝されるようにして、前記吸引装置が前記フェースプレートの一方の端部から前記フェースプレートの反対の端部に向かって並進移動する。前記方法は、前記フェースプレートに蓄積された前記材料の少なくとも一部を除去するように、前記吸引力に曝される前記一部のノズルのメニスカスを振動させることによって継続する。

吐出システムは、フェースプレートおよび複数のノズルを有して、材料を吐出するように構成された流体ディスペンサと、フェースプレート上に吸引力を加えるための吸引装置と、を含む。前記吐出システムはまた、１以上のプロセッサと、命令を記憶する１以上のメモリと、を含み、前記命令は、前記１以上のプロセッサにより実行されると、前記吐出システムに、前記吸引装置を用いて前記フェースプレートの表面に前記吸引力を加える工程であって、前記複数のノズルのうち一部のノズルが前記吸引力に曝されるようにして、前記吸引装置が前記フェースプレートの一方の端部から前記フェースプレートの反対の端部に向かって並進移動する、工程と、前記フェースプレートに蓄積された前記材料の少なくとも一部を除去するように、前記吸引力に曝される前記一部のノズルのメニスカスを振動させる工程と、を実行させる。

物品の製造方法は、複数のノズルを有するフェースプレートを伴う流体ディスペンサをクリーニングすることを含み、前記クリーニングすることは、吸引装置を用いて前記フェースプレートの表面に吸引力を加える工程であって、前記複数のノズルのうち一部のノズルが前記吸引力に曝されるようにして、前記吸引装置が前記フェースプレートの一方の端部から前記フェースプレートの反対の端部に向かって並進移動する、工程と、前記フェースプレートに蓄積された前記材料の少なくとも一部を除去するように、前記吸引力に曝される前記一部のノズルのメニスカスを振動させる工程と、を含む。前記物品の製造方法は、前記流体ディスペンサを用いて基板上に前記材料の一部を吐出することと、前記基板上に吐出された前記材料のパターンまたは層を形成することと、形成された前記パターンまたは層を加工して前記物品を製造することと、によって継続する。

本開示のこれらおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面および提供される特許請求の範囲と併せて、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるのであろう。

本開示の特徴および利点が詳細に理解されうるように、本開示の実施形態のより具体的な説明は、添付の図面に示される実施形態を参照することによってなされうる。しかしながら、添付の図面は本開示の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがって、本開示は他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。

図１は、例示的な実施形態による例示的なナノインプリント・リソグラフィ・システムの図である。

図２は、例示的な実施形態による例示的なインプリント方法を示すフローチャートである。

図３Ａは、例示的な実施形態によるディスペンサの側面図を示す。

図３Ｂは、例示的な実施形態による、図３Ａのディスペンサの下面図を示す。

図４Ａは、例示的な実施形態による、成形可能材料がフェースプレートの表面上に蓄積された後のディスペンサの側面図を示す。

図４Ｂは、例示的な実施形態による、成形可能材料がフェースプレートの表面上に蓄積された後の図４Ａのディスペンサの底面図を示す。

図５は、例示的な実施形態例による真空装置の斜視分解図を示す。

図６は、非接触メンテナンス前に予測どおりに機能するノズル、および、非接触メンテナンス後のいくつかのノズル停止の概略図を示す。

図７Ａは、良好な状態のインクチャンバを含むノズル、および、メンテナンスを必要とするノズルの概略図を示す。

図７Ｂは、このノズルは、真空装置を用いた非接触メンテナンスがノズル内に破壊されたメニスカスを生じさせるメンテナンスを必要とする、図７Ａからのノズルの概略図を示す。

図７Ｃは、例示的な実施形態による、真空装置を用いた非接触メンテナンスを行うメンテナンスを必要とする、図７Ａからのノズルの概略図を示す。

図８は、例示的な実施形態による、メンテナンス中にメニスカス励起を伴う選択領域を強調する概略図を示す。

図９は、例示的な実施形態による、ディスペンサの非接触メンテナンス中の白色画素噴射を示すブロック図を示す。

図１０は、例示的な実施形態による、真空装置の特性幅に対してメンテナンス中にメニスカス励起を伴う選択領域を強調する概略図を示す。

図１１Ａは、種々の状態におけるメニスカスの顕微鏡写真である。 図１１Ｂは、種々の状態におけるメニスカスの顕微鏡写真である。 図１１Ｃは、種々の状態におけるメニスカスの顕微鏡写真である。

図面全体を通して、別段の記載がない限り、同じ参照符号および文字は、例示された実施形態の同様の特徴、要素、構成要素または部分を示すために使用される。さらに、本開示は図面を参照して詳細に説明されるが、説明に役立つ例示的な実施形態に関連して行われる。添付の特許請求の範囲によって定義される主題の開示の真の範囲および精神から逸脱することなく、記載された例示的な実施形態に対して変更および修正を行うことができることが意図される。

本開示を通じて、主に、上述のパターン化されたテンプレートを用いて成形可能な液体上にパターンを付与するナノインプリント・リソグラフィを参照する。しかしながら、以下に述べるように、代替の実施形態では、テンプレートにフィーチャがなく、その場合、平坦な表面を基板上に形成することができる。平坦な表面が形成されるこのような実施形態では、形成プロセスは平坦化と呼ばれる。したがって、本開示を通して、ナノインプリント・リソグラフィが言及される場合は常に、同じ方法を平坦化に適用可能であることが理解されるべきである。スーパーストレートという用語は、テンプレートにフィーチャがない場合においてテンプレートという用語の代わりに使用される。

インクジェット技術の進歩により、幅広い技術にわたる製造プロセスが容易になった。ナノインプリント・リソグラフィは、そのプロセスにインクジェットヘッドを使用する技術の１つである。インクジェットヘッドは、流体（例えばフォトレジスト）の液滴を微小のノズルから射出し、それらを基板上に堆積させる。液滴は、電子部品などの三次元（３Ｄ）構造、並びにライフサイエンスでの応用のための材料を製造するための表面を対象とされる。インクジェット技術は、明確に画定されたパターンでピコリットルの体積の溶液（solutions）または懸濁液（suspensions）を正確に堆積することができるため、ナノテクノロジの開発において人気がある。堆積される流体は、フォトレジストなどの機能材料である。１つの方法は、単一ドロップオンデマンド（ＤＯＤ）である。流体チャンバの機械的変形を生じさせるように電圧信号が圧電（ＰＺＴ）変換器に印加され、ノズルから流体が押し出されて液滴を形成し、重力によって液体をより大きなノズルから滴下させる方法を模倣する。個々の液滴の体積および速度、および２つの連続する液滴の間の時間間隔は、波形、電圧振幅および電圧持続時間などの電圧信号の適切な調整によって完全に制御することができる。

インクジェットヘッドを使用するナノ加工技術は、ディスペンサから成形可能材料を基板上に吐出（分配、供給）することを含む。しかしながら、多くの吐出サイクルにわたって、成形可能材料は、ディスペンサのフェースプレート（面板）上に蓄積することがある。最終的に、蓄積の量は、製造を妨害し、クリーニングを必要とする可能性がある。本開示は、ディスペンサのフェースプレート上に位置するノズルのメニスカスを破壊することを回避する非接触空気クリーニング方法に関する。流体または成形可能材料のディスペンサは、図１を参照して後述するナノインプリント・リソグラフィ・システム内に存在する。

図１は、ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００の図である。ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、基板１０２上に膜を成形するために使用される。基板１０２は、基板チャック１０４に結合されうる。基板チャック１０４は、真空チャック、ピン型チャック、溝型チャック、静電チャック、電磁チャック等であってもよいが、これらに限定されない。

基板１０２および基板チャック１０４は、基板位置決めステージ１０６によって更に支持されうる。基板位置決めステージ１０６は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、θ軸およびφ軸のうちの１以上に沿った並進運動および／または回転運動を提供することができる。また、基板位置決めステージ１０６、基板１０２、および基板チャック１０４は、ベース（図示せず）上に位置決めされてもよい。基板位置決めステージは、位置決めシステムの一部であってもよい。

基板１０２から離間しているのがテンプレート１０８である。テンプレート１０８は、テンプレート１０８の前側において基板１０２に向かって延びるモールド１１０を有する本体を含みうる。モールド１１０は、テンプレート１０８の前側にも、その上にパターニング表面１１２を有しうる。あるいは、テンプレート１０８は、モールド１１０なしで形成されてもよく、その場合、基板１０２に対面するテンプレートの表面はモールド１１０と同等であり、パターニング面１１２は、基板１０２に対面するテンプレート１０８の表面である。

テンプレート１０８は、限定されるものではないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボンポリマー、金属、硬化サファイアなどを含む材料から形成されてもよい。パターニング面１１２は、複数の離間したテンプレートリセス（凹部）１１４および／またはテンプレート突起（凸部）１１６によって画定されるフィーチャを有することができる。パターニング面１１２は、基板１０２上に形成されるパターンの基礎を形成するパターンを画定する。代替の実施形態では、パターニング面１１２にフィーチャがなく、その場合、平坦な表面が基板上に形成される。代替の実施形態では、パターニング面１１２にフィーチャがなく且つパターニング面１１２が基板と同じサイズであり、基板全体にわたって平坦な表面が形成される。平坦な表面が形成されるそのような実施形態では、形成プロセスが代替的に平坦化と呼ばれてもよく、フィーチャのないテンプレートは代替的にスーパーストレートと呼ばれてもよい。

テンプレート１０８は、テンプレートチャック１１８に結合されうる。テンプレートチャック１１８は、真空チャック、ピン型チャック、溝型チャック、静電チャック、電磁チャック、および／または他の同様のチャック型であってもよいが、これらに限定されない。テンプレートチャック１１８は、テンプレート１０８にわたって変化させる応力、圧力、および／または歪みをテンプレート１０８に加えるように構成されてもよい。テンプレートチャック１１８は、テンプレート１０８の異なる部分を圧し潰す（squeeze）および／または引き延ばす（stretch）することができる圧電アクチュエータを含んでもよい。テンプレートチャック１１８は、テンプレートの背面に圧力差を加えてテンプレートを曲げて変形させることができるゾーンベースの真空チャック、アクチュエータアレイ、圧力ブラダなどのシステムを含んでもよい。

テンプレートチャック１１８は、位置決めシステムの一部であるインプリントヘッド１２０に結合されうる。インプリントヘッド１２０は、ブリッジに移動可能に結合されうる。インプリントヘッドは、少なくともｚ軸方向に、および潜在的に他の方向（例えば、ｘ軸、ｙ軸、θ軸、ψ軸、およびφ軸）にテンプレートチャック１１８を基板に対して移動させるように構成された、ボイスコイルモータ、圧電モータ、リニアモータ、ナットおよびねじモータなどの１以上のアクチュエータを含んでもよい。

ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、流体ディスペンサ１２２をさらに含む。流体ディスペンサ１２２はまた、ブリッジに移動可能に連結されうる。一実施形態では、流体ディスペンサ１２２およびインプリントヘッド１２０は、１以上の、またはすべての位置決め構成要素を共有する。代替の実施形態では、流体ディスペンサ１２２およびインプリントヘッド１２０は、互いに独立して移動する。流体ディスペンサ１２２は、液体の成形可能材料１２４（例えば、重合可能材料）を基板１０２上にパターン状に堆積させるために使用されうる。追加の成形可能材料１２４はまた、成形可能材料１２４が基板１０２上に堆積される前に、ドロップディスペンス、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積などの技術を使用して基板１０２に追加されてもよい。成形可能材料１２４は、設計上の考慮事項に応じて、モールド１１０と基板１０２との間に所望の体積が画定される前および／または後に、基板１０２上に吐出されてもよい。成形可能材料１２４は、米国特許第７，１５７，０３６号および米国特許第８，０７６，３８６号に記載されているようなモノマーを含む混合物を含むことができ、これらは両方とも参照により本明細書に組み込まれる。

異なる流体ディスペンサ１２２は、成形可能材料１２４を吐出するために異なる技術を使用することができる。成形可能材料１２４が噴射可能である場合、インクジェット式ディスペンサが成形可能材料１２４を吐出する。例えば、サーマルインクジェッティング、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）ベースのインクジェッティング、バルブジェット、および圧電インクジェッティングは、噴射可能な液体を吐出するための一般的な技術である。

ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、露光経路１２８に沿って化学線エネルギを導く放射源１２６をさらに含むことができる。インプリントヘッド１２０および基板位置決めステージ１０６は、テンプレート１０８および基板１０２を露光経路１２８と重ね合わせて位置決めするように構成されうる。放射源１２６は、テンプレート１０８が成形可能材料１２８と接触した後、露光経路１２８に沿って化学線エネルギを送る。図１は、テンプレート１０８が成形可能材料１２４と接触していないときの露光経路１２８を示しており、これは、個々の構成要素の相対位置を容易に識別することができるように、例示の目的で行われる。当業者であれば、テンプレート１０８が成形可能材料１２４と接触したときに露光経路１２８が実質的に変化しないことを理解するのであろう。

ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、テンプレート１０８が成形可能材料１２４と接触した後、成形可能材料１２４の拡がりを見るように配置されるフィールドカメラ１３６をさらに含んでもよい。図１は、フィールドカメラの画像フィールドの光軸を破線として示している。図１に図示されるように、ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、化学線とフィールドカメラによって検出される光とを組み合わせる１以上の光学部品（ダイクロイックミラー、ビームコンバイナ、プリズム、レンズ、ミラーなど）を含んでもよい。フィールドカメラ１３６は、テンプレート１０８の下での成形可能材料の拡がりを検出するように構成されてもよい。図１に示されるフィールドカメラ１３６の光軸は直線状であるが、１以上の光学部品によって曲げられてもよい。フィールドカメラ１３６は、成形可能材料と接触しているテンプレート１０８の下の領域と、成形可能材料１２４と接触していないテンプレート１０８の下の領域との間のコントラストを示す波長を有する光を集めるように構成された、ＣＣＤ、センサーアレイ、ラインカメラ、および光検出器のうちの１以上を含んでもよい。フィールドカメラ１３６は、可視光の単色画像を集めるように構成されもよい。フィールドカメラ１３６は、テンプレート１０８の下での成形可能材料１２４の拡がりの画像、硬化した成形可能材料からのテンプレート１０８の分離の画像を提供するように構成されてもよく、インプリント処理の進行を追跡するために使用されてもよい。

ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、フィールドカメラ１３６とは別個の液滴検査システム１３８をさらに含んでもよい。液滴検査システム１３８は、ＣＣＤ、カメラ、ラインカメラ、および光検出器のうちの１以上を含んでもよい。液滴検査システム１３８は、レンズ、ミラー、アパーチャ、フィルタ、プリズム、偏光子、ウィンドウ、適応光学系、および／または光源などの１以上の光学部品を含んでもよい。液滴検査システム１３８は、パターニング面１１２が基板１０２上の成形可能材料１２４に接触する前に液滴を検査するように配置されてもよい。

ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、テンプレート１０８および基板１０２の一方または両方に熱放射の空間分布を提供するように構成されうる熱放射源１３４をさらに含んでもよい。熱放射源１３４は、基板１０２およびテンプレート１０８の一方または両方を加熱し、成形可能材料１２４を固化させない１以上の熱電磁放射源を含んでもよい。熱放射源１３４は、熱放射の空間的時間分布を変調するために、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）、シリコン上液晶（ＬＣｏＳ）、液晶デバイス（ＬＣＤ）などの空間光変調器を含んでもよい。ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、テンプレート１０８が基板１０２上の成形可能材料１２４と接触するときにフィールドカメラ１３６によって集められた化学線、熱放射線、および放射線を、インプリント領域（インプリントフィールド）と交差する単一の光路上に結合するために使用される１以上の光学部品を含んでもよい。熱放射源１３４は、テンプレート１０８が成形可能材料１２４と接触した後、熱放射経路（図１では２つの太い暗線として示されている）に沿って熱放射を送ることができる。図１は、テンプレート１０８が成形可能材用１２４と接触していないときの熱放射経路を示しており、これは、個々の構成要素の相対位置を容易に識別することができるように例示の目的で行われている。当業者であれば、テンプレート１０８を成形可能材料１２４と接触させても、熱放射経路は実質的に変化しないことを理解するのであろう。図１では、熱放射経路がテンプレート１０８で終端するように示されているが、基板１０２で終端してもよい。代替の実施形態では、熱放射源１３４は基板１０２の下にあり、熱放射経路は化学線および可視光と組み合わされない。

成形可能材料１２４が基板１０２上に吐出される前に、基板コーティング１３２が基板１０２に塗布（供給）されてもよい。一実施形態では、基板コーティング１３２は接着層でありうる。一実施形態では、基板コーティング１３２は、基板が基板チャック１０４上にロードされる前に基板１０２に塗布されうる。代替の実施形態では、基板コーティング１３２は、基板１０２が基板チャック１０４上にある間に基板１０２に塗布されうる。一実施形態では、基板コーティング１３２は、スピンコーティング、ディップコーティングなどによって塗布されうる。一実施形態では、基板１０２は半導体ウェハであってもよい。別の実施形態では、基板１０２は、インプリントされた後に子（娘）テンプレートを作成するために使用されうるブランクテンプレート（レプリカブランク）であってもよい。

ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、基板チャック１０４、基板位置決めステージ１０６、テンプレートチャック１１８、インプリントヘッド１２０、流体ディスペンサ１２２、放射源１２６、熱放射源１３４、フィールドカメラ１３６、および／または液滴検査システム１３８などの１以上の構成要素および／またはサブシステムと通信する１以上のプロセッサ１４０（コントローラ）によって調整、制御、および／または指示されうる。プロセッサ１４０は、非一時的コンピュータ可読メモリ１４２に記憶されたコンピュータ可読プログラム内の命令に基づいて動作することができる。プロセッサ１４０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、および汎用コンピュータのうちの１以上でありうるか、またはそれらを含みうる。プロセッサ１４０は、目的で構築されたコントローラであってもよく、またはコントローラであるように構成された汎用コンピューティングデバイスであってもよい。非一時的コンピュータ可読可能メモリの例としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－Ｒａｙ、ハードドライブ、ネットワーク接続されたアタッチトストレージ（ＮＡＳ）、イントラネット接続された非一時的コンピュータ可読ストレージデバイス、およびインターネット接続された非一時的コンピュータ可読ストレージデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。

インプリントヘッド１２０、基板位置決めステージ１０６、またはその両方は、成形可能材料１２４で充填される所望の空間（３次元における有界の物理的拡がり）を規定するために、モールド１１０と基板１０２との間の距離を変化させる。例えば、インプリントヘッド１２０は、モールド１１０が成形可能材料１２４と接触するようにテンプレート１０８に力を加えることができる。所望の体積が成形可能材料１２４で満たされた後、放射源１２６は、成形可能材料１２４を硬化、固化、および／または架橋させ、基板表面１３０およびパターニング面１１２の形状を一致させ、基板１０２上にパターン化層を画定する化学線（例えば、ＵＶ、２４８ｎｍ、２８０ｎｍ、３５０ｎｍ、３６５ｎｍ、３９５ｎｍ、４００ｎｍ、４０５ｎｍ、４３５ｎｍなど）を生成する。成形可能材料１２４は、テンプレート１０８が成形可能材料１２４と接触している間に硬化され、基板１０２上にパターン化層を形成する。したがって、ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、パターニング面１１２のパターンの逆であるリセス（凹部）および突起（突起）を有するパターン化層を形成するためのインプリント処理を使用する。代替の実施形態では、ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、フィーチャのないパターニング面１１２を有する平坦層を形成するためのインプリント処理を使用する。

インプリント処理は、基板表面１３０全体に拡がる複数のインプリント領域で繰り返し実行することができる。インプリント領域の各々は、モールド１１０と同じサイズであってもよいし、モールド１１０のパターン領域とちょうど同じサイズであってもよい。モールド１１０のパターン領域は、デバイスのフィーチャであるパターンを基板１０２上にインプリントするために使用される、または、次いでデバイスのフィーチャを形成するために後続のプロセスで使用されるパターニング面１１２の領域である。モールド１１０のパターン領域は、はみ出し（押し出し）を防止するために使用される質量速度変動フィーチャを含んでもよく、または含まなくてもよい。代替の実施形態では、基板１０２は、基板１０２またはモールド１１０でパターン化される基板１０２の領域と同じサイズの１つのインプリント領域のみを有する。代替の実施形態では、インプリント領域は重なり合う。インプリント領域のいくつかは、基板１０２の境界と交差する部分インプリント領域であってもよい。

パターン化層は、各インプリント領域において基板表面１３０とパターニング面１１２との間の成形可能材料１２４の最小厚さである残膜厚（ＲＬＴ）を有する残留層を有するように形成されてもよい。パターン化層はまた、厚さを有する残留層の上に延在する突起（凸部）などの１以上のフィーチャを含んでもよい。これらの突起は、モールド１１０のリセス１１４（凹部）と一致する。

図２は、１以上のインプリント領域（パターン領域またはショット領域とも呼ばれる）上の成形可能材料１２４内にパターンを形成するために使用されうるナノインプリント・リソグラフィ・システム１００によるインプリント処理のフローチャートである。インプリンティング処理は、ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００によって、複数の基板１０２上で繰り返し実行されてもよい。プロセッサ１４０は、インプリント処理を制御するために使用されうる。

代替の実施形態では、基板１０２を平坦化するために同様の処理が実行されうる。平坦化の場合、テンプレートの代わりにパターンのないスーパーストレートが使用されることを除いて、図２に関して本明細書で説明されるのと実質的に同じステップ（工程）が実行される。したがって、以下の説明は、平坦化方法にも適用可能であることを理解されたい。スーパーストレートとして使用する場合、スーパーストレートは基板１０２と同じサイズであってもよいし、またはそれよりも大きいものであってもよい。

インプリント処理の開始は、テンプレート搬送機構にテンプレート１０８をテンプレートチャック１１８上に装着させるテンプレート装着ステップを含みうる。インプリント処理はまた、基板装着ステップを含んでもよく、プロセッサ１４０は基板搬送機構に基板１０２を基板チャック１０４上に装着させてもよい。基板は、１以上のコーティングおよび／または構造を有してもよい。テンプレート１０８および基板１０２がナノインプリント・リソグラフィ・システム１００上に装着される順序は特に限定されず、テンプレート１０８および基板１０２は順次または同時に装着されてもよい。

位置決めステップにおいて、プロセッサ１４０は、基板位置決めステージ１０６および／またはディスペンサ位置決めステージの一方または両方に、基板１０２のインプリント領域ｉ（インデックスｉは最初に１に設定されうる）を、流体ディスペンサ１２２の下の流体ディスペンサ位置に移動させうる。基板１０２はＮ個のインプリント領域に分割することができ、各インプリント領域はインデックスｉによって識別される。ここで、Ｎは、１、１０、７５などの実数整数である。

。吐出ステップＳ２０２において、プロセッサ１４０は、流体ディスペンサ１２２に、インプリント領域ｉ上に成形可能材料を吐出させうる。一実施形態では、流体ディスペンサ１２２は、成形可能材料１２４を複数の液滴として吐出する。流体ディスペンサ１２２は、１つのノズルまたは複数のノズルを含んでもよい。流体ディスペンサ１２２は、１以上のノズルから成形可能材料１２４を同時に吐出してもよい。インプリント領域ｉは、流体ディスペンサが成形可能な材料１２４を吐出している間、流体ディスペンサ１２２に対して移動されうる。したがって、液滴のいくつかが基板上に付着（着地）する時間は、インプリント領域ｉにわたって変化しうる。一実施形態では、吐出ステップＳ２０２中に、成形可能材料１２４がドロップパターンに従って基板上に吐出されてもよい。ドロップパターンは、成形可能材料の液滴を堆積させる位置、成形可能材料の液滴の体積、成形可能材料のタイプ、成形可能材料の形状パラメータなどのうち１以上の情報を含んでもよい。

液滴が吐出された後、次いで接触ステップＳ２０４が開始され、プロセッサ１４０は、基板位置決めステージ１０６およびテンプレート位置決めステージの一方または両方に、テンプレート１０８のパターニング面１１２をインプリント領域ｉ内の成形可能材料１２４と接触させうる。

次いで、拡散ステップＳ２０６の間、成形可能材料１２４は、インプリント領域ｉの縁部およびモールド側壁に向かって拡がる。インプリント領域の縁部は、モールド側壁によって規定されてもよい。成形可能材料１２４がどのようにして拡がってモールドに充填するかは、フィールドカメラ１３６を介して観察することができ、成形可能材料の流体前部の進行を追跡するために使用することができる。

硬化ステップＳ２０８において、プロセッサ１４０は、放射源１２６に命令を送り、化学線の硬化照明パターンをテンプレート１０８、モールド１１０およびパターニング面１１２を通して送りうる。硬化照明パターンは、パターニング面１１２の下の成形可能材料１２４を硬化（重合）させるのに十分なエネルギを提供する。

分離ステップＳ２１０において、プロセッサ１４０は、基板チャック１０４、基板位置決めステージ１０６、テンプレートチャック１１８、およびインプリントヘッド１２０のうちの１以上を使用して、基板１０２上の硬化した成形可能材料からテンプレート１０８のパターニング面１１２を分離する。

インプリントされるべき追加のインプリント領域がある場合、処理はステップＳ２０２に戻る。一実施形態では、追加の処理は、基板上に吐出された材料のパターンまたはレイヤ（層）を形成し、形成されたパターンまたはレイヤを処理して物品を作製することにより、製造物品（例えば、半導体デバイス）を作製するために処理ステップＳ２１２で基板１０２上に実行される。一実施形態では、各インプリント領域が複数のデバイスを含む。

処理ステップＳ２１２における更なる処理は、パターン化層のパターンまたはそのパターンの逆に対応するレリーフ像を基板内に転写するためのエッチング処理を含んでもよい。処理ステップＳ２１２における更なる処理はまた、例えば、硬化、酸化、層形成、堆積、ドーピング、平坦化、エッチング、成形可能材料の除去、ダイシング、ボンディング、およびパッケージングなどを含む、物品製造のための既知のステップおよびプロセスを含んでもよい。基板１０２は、複数の物品（デバイス）を製造するために処理されてもよい。

ここで図３Ａを参照すると、ディスペンサ１２２の側面図が示される。ディスペンサ１２２は、第１端部１２３および第２端部１２５を有するフェースプレート（面板）１３３を含む。フェースプレート１３３は、第１端部１２３から第２端部１２５までＸ次元に延びる長さ１２７を有する。図３Ｂは、ディスペンサ１２２の下面図を示す。ディスペンサ１２２の下面図は、複数の吐出ノズル１３７が形成されるフェースプレート１３３の表面１３５を明らかにする。フェースプレート１３３の表面１３５に形成されたノズル１３７の数は、数百のオーダー、例えば５００以上であってもよい。フェースプレート１３３は、Ｙ寸法に延びる幅１３９を含み、Ｙ次元はＸ次元に垂直である。

図４Ａおよび図４Ｂは、成形可能材料１２４がフェースプレート１３３の表面１３５上に蓄積された後のディスペンサ１２２のいくつかの図を示す。ディスペンサ１２２の構造は、図３Ａおよび図３Ｂに関して上述したものと同じであり、唯一の違いは、ディスペンサ１２２が成形可能材料１２４を何度も吐出した後に、成形可能材料１２４がフェースプレート１３３の表面１３５上に蓄積したことである。図４Ａおよび図４Ｂに模式的に示すように、蓄積された成形可能材料１２４は、フェースプレート１３３の表面１３５にわたって様々なパターンおよび厚さで配置されうる。フェースプレート１３３の表面１３５上の成形可能材料１２４は、成形可能材料を吐出するときにノズルの機能停止を引き起こしうる。フェースプレート１３３の表面１３５からレジストまたは蓄積された成形可能材料１２４を除去するために、クリーニング処理がディスペンサ１２２に適用される。クリーニング処理は、非接触クリーニング方法を使用することができ、例えば、真空装置（吸引装置）を使用して、フェースプレート１３３の表面１３５から成形可能材料１２４を除去することができる。真空装置については、図５を参照して以下で更に詳細に説明する。

ここで図５を参照すると、ディスペンサ１２２のフェースプレート１３３の表面１３５に吸引力を付与するために使用されうる例示的な真空装置の分解図が示されている。真空装置２０４は、ディスペンサ１２２から成形可能材料をクリーニングするために使用される。真空装置２０４は、真空源２０５と連結されている。真空装置２０４は、並進移動機構（不図示）を用いてフェースプレート１３３の表面１３５を横切って並進移動することができる。真空装置２０４は、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、Ｘ軸に沿って並進移動することができる。真空装置を並進移動させる理由は、成形可能材料をフェースプレート１３３の表面全体から確実に除去できるようにするためである。

並進移動機構は、物体の線形的な並進移動を与えるのに適した、本技術分野で知られている任意の機構とすることができる。例えば、並進移動機構は、ステッパモータ、リニアモータ、可動コイル、油圧アクチュエータ、空圧アクチュエータ等を含みうるリニアアクチュエータであってもよい。リニアアクチュエータは、位置エンコーダを含んでもよい。位置エンコーダは、ロータリエンコーダまたはリニアエンコーダであってもよい。このようなエンコーダは、本技術分野で知られており、特定の瞬間に位置情報を提供する。

真空装置２０４は、真空オリフィス（真空口）２０６を含む。真空オリフィス２０６は、真空オリフィス２０６の長さが真空オリフィス２０６の幅よりもはるかに長い細長いスリット形状であってもよい。例えば、真空オリフィス２０６の長さと真空オフィス２０６の幅との比は、５：１～１００：１であってもよく、１０：１～９０：１であってもよく、２０：１～８０：１であってもよく、３０：１～７０：１であってもよく、または４０：１～６５：１であってもよい。一例では、この比は６０：１であってもよい。例示的な実施形態では、真空オリフィス２０６の長さは、Ｙ次元におけるフェースプレート１３３の幅１３９と実質的に同じ（例えば、±２０％以内）である。例示的な実施形態では、真空オリフィス２０６の幅は、十分な真空を供給するのに十分な狭さ（例えば、０．５ｍｍ、１ｍｍなど）でありながら、成形可能材料で詰まることがないように十分な幅である。また、真空オリフィス２０６は、フェースプレート１３３の局所領域への吸引力を制約するのに役立つ真空オリフィス２０６の幅に対して幅が同様である（例えば、±３０％以内）リップを各側に有することができる。真空装置２０４は、真空コネクタ２１２およびコネクタポート２１０をさらに含んでもよい。真空コネクタ２１２は、コネクタポート２１０と接続する第１端部２１４と、真空源２０５と接続する第２端部２１６とを含んでもよい。したがって、真空源２０５を作動させることによって、吸引力が真空オリフィス２０６に加えられる。

真空装置２０４の真空オリフィス２０６がＸ次元に沿って進むとき、真空源２０５を作動させることによって、真空力をフェースプレート１３３に選択的に付与することができる。また、真空装置２０４のオリフィス２０６は、フェースプレート１３３の幅１３９を横切って延在している。

フェースプレート１３３の表面１３５から成形可能材料１２４をクリーニングするために真空装置２０４を使用することは、非接触メンテナンスとして知られている。非接触メンテナンスを行う場合、メンテナンスの終了後に、時々ノズルの停止が観察される。これは、吸引力、即ち真空レベルが高すぎる場合、または真空装置２０４がディスペンサ１２２に近すぎる場合に発生するように見える。また、表面１３５が改質（変更）された後に表面１３５を濡らさないようにフォトレジストが設計されているフェースプレート１３３の改質された表面１３５を有するディスペンサを使用する場合に、広く普及しており、一般的である。非濡れ性表面は、比較的低い表面エネルギを有し、これは、表面１３５上に蓄積された成形可能材料を、表面１３５上に大きなビーズ（水滴）を形成するように誘導することができる。非接触メンテナンス後のノズル停止は、パージまたは流体（メニスカス圧の変化）で回復する可能性があり、メニスカスが破壊していると仮定され、再度安定させる必要がある。これを緩和するために、非噴射波形を用いて噴射中にメニスカスを直接励起することができる。非噴射波形は、白色画素噴射（white pixel jetting）とも呼ばれる。非噴射波形は、流体が処理モジュールに排出されず、表面１３５に蓄積される流体が少なく、全てのディスペンサノズルがメンテナンス後に吐出するように使用される。白色画素噴射の量は、表面１３５上に流体がいくらか蓄積する可能性があるために最小限に抑えるべきであり、したがって、積極的にメンテナンスを受ける領域のみが、非噴射波形で励起されるべきである。定期メンテナンス後の噴射性能が満足できない場合には、通常の状態でのメンテナンス中にメニスカスを励起することもできる。非接触メンテナンス中にメニスカスを直接励起すると、フェースプレートのクリーニング処理からのノズル停止を減少させる可能性がある。

本出願人は、ディスペンサのフェースプレート１３３から過剰な流体を除去するために、非接触メンテナンスを定期的に実行することが有利であることを見出した。本出願人はまた、非接触メンテナンスが実施された後に続いて発射するように全てのノズルが要求される場合、ナノインプリントリ・ソグラフィ・システム１００の性能が改善されることを見出した。本出願人は、成形可能材料１２４と非濡れ性である表面１３５との間の表面エネルギの不整合が、従来技術の方法での非接触メンテナンスが行われた後のノズル性能が低下する可能性を増大させることを見出した。本出願人はまた、ノズルがクリーニングされているときにノズルのメニスカスも励起しながら非接触メンテナンスが行われると、この可能性を低減することができることを見出した。出願人はまた、真空オリフィスがフェースプレートに近づきすぎるようにドリフトすると、ノズル性能が低下する可能性が増加し、ノズルがクリーニングされているときにノズルのメニスカスを励起することによってこの可能性を軽減することができることを見出した。これは、非接触メンテナンスが実行される処理ウィンドウを改善する。

ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００または平坦化システムによる液滴吐出方法は、成形可能材料１２４の液滴のパターンを基板１０２上に吐出し、その後、インプリント／平坦化するために使用されうる。インプリント／平坦化は、領域ごとに、またはウェハ全体ごとに行われてもよい。成形可能材料１２４の液滴は、領域ごとに、または基板全体ごとにに堆積されてもよい。液滴が基板全体ごとに堆積される場合であっても、液滴パターンの生成は、領域ごとに行われることが好ましい。

完全領域（full field）のための液滴パターンの生成は、代表的な基板１０２の基板パターンと、代表的なテンプレート１０８のテンプレートパターンとを受け付けるプロセッサ１４０を含んでもよい。

基板パターンは、代表的な基板の基板トポグラフィ、代表的な基板の領域、および／または代表的な基板の完全領域に関する情報を含んでもよい。基板トポグラフィは、以前の製造工程に基づいて測定され、生成され、および／または設計データに基づいて生成されてもよい。代替の実施形態では、以前の製造工程がなかったか、または基板が以前に平坦化されてトポグラフィを低減していたため、基板パターンはフィーチャなしである。基板トポグラフィは、代表的な基板の面取りされたエッジまたは丸みを帯びたエッジなどのエッジの形状に関する情報を含んでもよい。基板トポグラフィは、基板の向きを識別する１以上のフラットまたはノッチの形状および位置に関する情報を含んでもよい。基板トポグラフィは、パターンが形成される基板の領域を囲む参照エッジの形状および位置に関する情報を含んでもよい。

テンプレートパターンは、代表的なテンプレートのパターニング面１１２のトポグラフィに関する情報を含んでもよい。パターニング面１１２のトポグラフィは、設計データに基づいて測定および／または生成されてもよい。代替の実施形態では、代表的な実施形態のテンプレートパターンは、フィーチャがなく、基板１０２を平坦化するために使用されてもよい。パターニング面１１２は、個々の完全領域、複数の領域、基板全体と同じサイズであってもよいし、または基板よりも大きくてもよい。

基板パターンおよびテンプレートパターンを一旦受け付けると、プロセッサ１４０は、インプリント中に基板とパターニング面とがギャップによって分離されたときに基板とパターニング面との間の体積を満たす膜を生成する成形可能材料１２４の分布を計算することができる。基板上の成形可能材料の分布は、成形可能材料の面密度、成形可能材料の液滴の位置、および／または成形可能材料の液滴の体積の形態をとることができる。成形可能材料の分布の計算は、成形可能材料の材料特性、パターニング面の材料特性、基板表面の材料特性、パターニング面と基板表面との間の体積の空間的変動、流体の流れ、蒸発などのうちの１以上を考慮に入れることができる。

真空装置２０４の初期位置は、成形可能材料がフェースプレート１３３上に蓄積される前に、フェースプレート１３３の表面１３５に対して設定される。即ち、フェースプレート１３３は、表面１３５上に成形可能材料を有していない。真空装置２０４の位置は、フェースプレート１３３の表面１３５に対する真空装置２０４の角度、真空装置２０４とフェースプレート１３３との間の距離、またはフェースプレート１３３の表面１３５に対する真空装置２０４の進行方向の角度を変更することによって、フェースプレート１３３の表面１３５に対して変更される。

真空装置２０４は、フェースプレート１３３の表面１３５をクリーニングするために使用される。真空装置２０４は、並進移動機構が作動すると、トレイおよび真空装置２０４が全てＸ次元でフェースプレート１３３の表面１３５を横切って一緒に並進移動するように、トレイに取り付けられてもよい。このため、フェースプレート１３３の表面１３５から成形可能材料１２４を吸引するように真空を作動させることが可能である。したがって、真空装置２０４は、成形可能材料１２４をオリフィス２０６内に吸引しながら、フェースプレート１３３の表面１３５からある距離でＸ次元に沿って移動する。

真空装置２０４がＸ次元に沿って第１端部１２３から第２端部１２５まで進む際、真空装置２０４が第２端部１２５に近づくにつれて真空圧を増加させる（より負にする）とよい。真空圧の増加は、２５％以上から１００％以上、３３％以上から８０％以上、または５０％から６６％以上であってもよい。次いで、真空圧の増加は、フェースプレート１３３の第２端部１２５に到達するまで、増加した量に保持されうる。フェースプレート１３３の第２端部１２５に向かっての真空圧の増加の利点は、急激な増加が、Ｘ次元でのこの点までに発生した、真空引きの間に変位した成形可能材料１２４を吸引するのを補助することである。つまり、初期の真空圧が設定されている時間の間、真空装置２０４がＸ次元でフェースプレート１３３を横切って進むにつれて、成形可能材料１２４の一部がフェースプレート１３３の第２端部１２５に向かう方向に変位しながら当該一部が吸引されるであろう。変位した成形可能材料１２４の一部は、真空装置２０４がＸ次元で移動し続けるにつれて吸引されうるが、他の量は、フェースプレート１３３の第２端部１２５の方向に変位し続けるであろう。フェースプレート１３３の第２端部１２５付近の真空圧の急激な増加は、最終的な変位した成形可能材料１２４の量を吸引するのを補助する。

前述のように、ナノインプリント・リソグラフィ・システム１００は、１以上のプロセッサ１４０（コントローラ）によって調整、制御、および／または指示されうる。これは、フェースプレート１３３に対する真空装置２０４の位置に影響を及ぼす３つの位置要因のすべてを変化させるハードウェアを制御することと、真空装置２０４の移動を制御するために並進移動機構を制御することと、真空圧がどの圧力でいつ適用されるのかを制御することとを含む、前述した方法のステップ（工程）のすべてを含む。図面には示されていないが、機械的調整（即ち、接近角度、フェースプレートに対する真空装置の角度、および真空装置とフェースプレートとの間の距離を調整すること）のいずれも、モータまたは他の公知の自動化手段を介してコントローラによって制御することができることを理解されたい。

ここで図６を参照すると、吐出された液滴のテストパターンが、ディスペンサ１２２の非接触メンテナンスの前後で示されている。吐出された液滴３００の第１テストパターンは、ディスペンサ１２２のメンテナンスの前に全てのノズルが予測どおりに発射しているときの吐出された液滴の例示的なパターンを示す。吐出された液滴のテストパターンは、ナノインプリント・リソグラフィ・ツール１００によってテスト基板上に吐出された液滴のパターンであり、流体ディスペンサ１２２の性能を測定するために使用される。吐出された液滴３００のテストパターンの拡張部分３１０が示され、ノズルからの液滴が欠落または逸脱していないことを示している。吐出された液滴の第２テストパターン３２０は、白色画素噴射が同時に行われずに非接触メンテナンスが行われた後の、吐出された液滴のパターンの一例である。吐出された液滴３２０のテストパターンの拡張部分３３０において観察することができるように、メンテナンスの直後に、いくつかのノズル停止（液滴が欠落しているか、または液滴が逸脱した（ずれた）位置にある）が存在する。したがって、流体の欠落やノズルから逸脱した液滴のようなノズル停止を回避しながら、非接触メンテナンスを使用することが重要な目標である。

ここで図７Ａを参照すると、良好な状態のノズル４００が左側に、および、通常の噴射の後にメンテナンスが要求される状態の同じノズル４００が右側に示されている。ノズル４００は、ディスペンサ内に配置されてノズル４００から吐出されることとなる流体４０３または成形可能材料を有する流体チャンバ４０２を含む。本開示で示される実施形態では、ノズル４００が圧電変換器（ＰＺＴ）材料４０４を含む。図７ＡにはＰＺＴ材料が示されているが、ノズル４００では任意の周知の材料を使用することができる。ＰＺＴ材料４０４は、ＰＺＴ材料４０４の表面部分がフェースプレート１３３の表面１３５上に流体４０３を蓄積するのを防止するために、非濡れ性コーティング材料４０６を含んでもよい。一実施形態では、非濡れ性コーティング材料４０６は、非濡れ性コーティング材料４０６を有さないフェースプレート１３３の表面１３５よりも高い表面エネルギを有する。一実施形態では、表面１３５は、成形可能材料４０３に対して非濡れ性となるように改善（変更）される。一実施形態では、表面１３５の一部および／またはノズルの内部は、成形可能材料４０３に対して非濡れ性である。一実施形態では、非濡れ性コーティングはポリアミド材料である。ノズル４００内の流体４０３の表面はメニスカス４０８を形成する。メニスカス４０８は、通常に液滴を噴射するために良好な状態にあるノズルの開口４０７と相対的に同一平面であってもよい。一実施形態では、メニスカスは、凹状または凸状であり、ノズル内に位置するか、または開口４０７と相対的に同一平面である。メニスカス４０８の位置および形状は、ディスペンサを通る流体の通路を制御する供給ポンプおよび戻りポンプの圧力を調整することによって制御されうる。個々のノズルに対するメニスカスの位置および形状にわたる制御は、個々のメニスカスが破壊されるときに中断される可能性がある。図１１Ａは、凸状メニスカスの顕微鏡写真の図である。図１１Ｂは、凹状メニスカスの顕微鏡写真である。図１１Ｃは、破壊されたメニスカスの顕微鏡写真である。

右側のノズル４００は、蓄積された成形可能材料４１０が、成形可能材料が基板上に滴下する可能性が許容できなくなった点まで蓄積したため、メンテナンスを必要とする。典型的には、ノズルは、数時間、数日または数週間での通常の噴射の後にメンテナンスを必要とする。通常の噴射は、ＰＺＴ材料４０４に電圧信号を印加することを含む。電圧信号または噴射波形は、ＰＺＴ材料４０４内に機械的変形を生じさせ、次いで、ノズルの開口４０７から流体／成形可能材料４０３を吐出させる。流体４０３をノズルから吐出させる噴射のため、流体４０３は、数百万回の液滴吐出サイクルの後にノズルの表面に蓄積しうる。流体または成形可能材料４０３の蓄積がある場合、ノズルは、流体の吐出中の低下を防止するためのメンテナンスを必要とする。したがって、真空装置は、噴射によって生じる流体の蓄積を除去するようにノズルに吸引力を付与するために使用される。一実施形態では、ノズルの壁がＰＺＴ材料で作製されてもよい。一実施形態では、ノズル４００に接続された流体チャンバ４０２の１以上の壁がＰＺＴ材料で作製されてもよい。一実施形態では、ＰＺＴ変換器は、流体チャンバまたはノズルに接続されたダイヤフラムに機械的変形を生じさせてもよい。一実施形態では、噴射を開始するためにＰＺＴ材料を使用する代わりに、噴射を開始するための気泡を発生させるためにヒータが使用される。一実施形態では、噴射を開始するためにＰＺＴ材料を使用する代わりに、噴射を開始するためにＭＥＭＳまたは他の変形可能な装置が使用される。

ここで図７Ｂを参照すると、左側のノズル４００は、蓄積された成形可能材料４１０に吸引力を付与する真空装置４１２によって適用される非接触メンテナンスを有する。吸引力が大きすぎる場合、または真空装置４１２がノズル４００に近すぎる場合、非接触メンテナンスは、図７Ｂの右側のノズル４００に示されるように、メニスカス４０８を破壊させる可能性がある。一実施形態では、フェースプレートの表面１３５が湾曲しているか、または平坦ではなく、これは、ノズルがフェースプレートを横切って移動するときに、真空装置４１２がノズル４００から適切な距離にあることを保証することを困難にする可能性がある。メニスカス４０８が図示のように破壊される場合、これは、ノズルの停止、液滴体積の変動、変形滴下、および／または液滴付着位置の位置ずれをもたらす可能性がある。本開示は、非接触メンテナンスの結果としてのメニスカスの破壊を回避することに焦点を当てる。

ここで図７Ｃを参照すると、ノズル４００に対して非接触メンテナンスが行われるが、メニスカス４０８はそのままである。図７Ｃは、蓄積された成形可能材料４１０を除去するために真空装置４１２が適用される場合のノズル４００の非接触メンテナンス中に、ＰＺＴ材料４０４を変形させる電圧信号をＰＺＴ材料４０４に印加することによってメニスカス励起が生じることを示す。ＰＺＴ材料４０４の変形は、ＰＺＴ材料４０４が膨張して流体４０３に力を加えるようなものである。ＰＺＴ材料４０４の変形は、流体４０３がノズル４００から吐出される方向に垂線にＰＺＴ材料４０４を膨張させるのに十分である。ＰＺＴ材料４０４によって加えられる力は、流体４０３をノズル４００から吐出させるのに十分な閾値を超えるべきではない。ＰＺＴ材料４０４によって加えられる力は、流体４０３をノズル４００から吐出させる閾値を下回るべきである。真空装置４１２を使用するノズル４００の非接触メンテナンス中にＰＺＴ材料４０４に電圧を印加することは、ノズルの噴射によって生じる通常の蓄積４１０を除去しながら、ノズル４００のメニスカス４０８を維持する結果となりうる。代替の実施形態では、１以上のノズルのメニスカスは、流体ノズル内の流体に力を供給するＰＺＴ材料、流体ノズルと流体接続しているチャンバ内の流体に力を供給するＰＺＴ材料、流体ノズルと流体接続している流体に力を供給するＭＥＭＳデバイス、および、流体ノズルと流体連通している気泡を生成するヒータ、のうちの１以上によって非噴射方式で励起される。

図８は、非接触メンテナンス中に励起されるディスペンサ６００の一部６０２のみを強調する概略図である。各ノズル領域は、真空装置６０４がディスペンサの特定領域にわたって移動するときに選択的に励起される。これは、最小のメニスカス励起を可能にする。メニスカス励起が多すぎると、フェースプレートへの流体の蓄積が増加することがある。図８は、メンテナンス方向６０６として知られる、ディスペンサ６００の左側からディスペンサ６００の右側に向かう方向６０６に移動する真空装置６０４を示す。メニスカス励起は、ディスペンサ６００のごく一部のみが、メニスカス励起を引き起こすためにＰＺＴ材料によって付与される力を有する関連ノズルを有するように、真空装置６０４に隣接するディスペンサ６００上の領域に印加される。例えば、真空装置６０４は、最も狭い幅が０．５ｍｍである長方形の真空オリフィスを有してもよい。また、真空装置６０４は、長方形のオリフィスを囲む０．３ｍｍのリップを有してもよい。真空装置は、真空オリフィスの最も狭い幅の幅と、この実施形態では１．１ｍｍであるリップの幅の２倍とを含む特性幅（ｗ_ｖ）を有してもよい。励起幅（ｗ_ｅ）内のディスペンサ６００のごく一部のみが、励起されたメニスカスを有する関連ノズルを有する。一実施形態では、図１０に示されるように、励起幅は特性幅よりも大きい（ｗ_ｅ＞ｗ_ｖ）。励起幅６０２はまた、２、３、４、５、６、７、８、９または１０未満のノズルが任意の時間に励起されるように、ノズルディスペンサのピッチによって制限される。

図９は、本開示の一実施形態による、流体吐出ノズルにおけるメニスカス破壊を防止するために白色画素噴射が実施される場合を示すための、非接触メンテナンスの前、中、および後の例示的なステップ（工程）を示すフローチャートである。第１ブロックＳ７００では、ディスペンサは、ノズルの表面に正常な蓄積を引き起こす可能性のある通常動作中である。第２ブロックＳ７０２では、ディスペンサは、通常の成形可能材料の蓄積からのメンテナンスを必要とするかどうかが判定される。ディスペンサをメンテナンスする必要がない（蓄積が不十分である）場合、次のステップは、第１のブロックＳ７００に戻ることができ、ディスペンサは、正常に動作（噴射）し続けることができる。あるいは、十分な蓄積があり、ディスペンサがメンテナンスを必要とする場合、次のステップは、ディスペンサを退避させ、メンテナンス処理Ｓ７０４を開始することである。白色画素波形が読み込まれ、メンテナンスが開始される。

メンテナンスステップＳ７０４の間、真空装置は、ディスペンサの部分領域に吸引力を付与する。吸引力に曝されるディスペンサの部分領域は、メニスカスの破壊を回避するようにノズルが励起される領域である。ディスペンサのメンテナンスを完了した後、ステップＳ７０６において、白色画素波形は、品質のためのテストとしてノズルから流体を吐出するための噴射波形に切り替えられる。ディスペンサの品質が満足な場合（ステップＳ７０８でｙｅｓ）、ディスペンサは、ステップＳ７１０で成形可能材料を吐出することに進みうる。あるいは、ディスペンサの品質が不満足な場合、ステップＳ７０８では何も行わず、白色画素波形がロードされ、ステップＳ７０４で再びメンテナンスが開始される。

ディスペンサ波形は、基本的な噴射パラメータをシフトさせることによって、単一の一次液滴レジーム（regime）から、液滴形成レジームを伴うノズル濡れに変更されうる。メンテナンス動作中、各ノズルは、フェースプレート上の非濡れ性コーティングの有無に関わらず、ディスペンサのための実行可能な処理ウィンドウを増加させる蓄積レジストを除去しながら、濡れ性を保持することができる。ディスペンサの波形は、ディスペンサのメンテナンス中に蓄積レジストを除去しながら各ノズルが濡れ性を保持することができるように、基本的な噴射パラメータをシフトさせることによって変更される。

様々な態様の更なる修正および代替の実施形態は、この説明を考慮すれば当業者には明らかであろう。したがって、この説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。本明細書で示され、説明される形態は、実施形態の例として解釈されるべきであることが理解されるべきである。要素および材料は本明細書に図示され、説明されたものと置き換えることができ、部品およびプロセスは逆にすることができ、特定の特徴は独立して利用することができ、すべて、この説明の恩恵を受けた後に当業者には明らかになるのであろう。

Claims (15)

1. フェースプレート上に配置された複数のノズルを含み、材料を吐出するための流体ディスペンサを、前記流体ディスペンサの非接触メンテナンス中にクリーニングする方法であって、
   吸引装置を用いて前記フェースプレートの表面に吸引力を加える工程であって、前記複数のノズルのうち一部のノズルが前記吸引力に曝されるようにして、前記吸引装置が前記フェースプレートの一方の端部から前記フェースプレートの反対の端部に向かって並進移動する、工程と、
   前記フェースプレートに蓄積された前記材料の少なくとも一部を除去するように、前記吸引力に曝される前記一部のノズルのメニスカスを振動させる工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記振動させる工程において、前記複数のノズルのうち前記吸引力に曝されないノズルに関連するメニスカスは振動されない、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記吸引力に曝される前記一部のノズルに関連するノズルの数は、前記フェースプレート上のノズルの全数より少ない、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記フェースプレートは、非濡れ性コーティングを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記流体ディスペンサは、噴射型のディスペンサである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記流体ディスペンサは、圧電噴射型のディスペンサである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記吸引装置による前記吸引力に曝される前記一部のノズルの前記メニスカスは、前記一部のノズルに電圧を印加することによって振動させられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記一部のノズルに印加される前記電圧は、前記一部のノズルから流体を吐出させずに前記メニスカスを振動させるために必要な最小の電圧量である、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記吸引装置による前記吸引力に曝される前記一部のノズルは、流体吐出方向に垂直な方向に当該ノズルが移動するように振動させられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記吸引装置による前記吸引力に曝される前記一部のノズルに非噴射波形が印加される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記吸引装置による前記吸引力に曝される前記一部のノズルから処理モジュール内に流体が排出または吐出されない、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記複数のノズルの各ノズルはメニスカスを含み、前記メニスカスは、当該ノズル内の液体の湾曲した上面である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記一部のノズルが前記吸引力に曝されなくなるように前記吸引装置が並進移動すると、前記吸引装置が前記フェースプレートの前記反対の端部に到達しない限り、新たな一部のノズルが前記吸引力に曝される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 吐出システムであって、
    複数のノズルを有するフェースプレートを含み、材料を吐出するように構成された流体ディスペンサと、
    フェースプレート上に吸引力を加えるための吸引装置と、
    １以上のプロセッサと、
    命令を記憶する１以上のメモリと、を含み、
    前記命令は、前記１以上のプロセッサにより実行されると、前記吐出システムに、
    前記吸引装置を用いて前記フェースプレートの表面に前記吸引力を加える工程であって、前記複数のノズルのうち一部のノズルが前記吸引力に曝されるようにして、前記吸引装置が前記フェースプレートの一方の端部から前記フェースプレートの反対の端部に向かって並進移動する、工程と、
    前記フェースプレートに蓄積された前記材料の少なくとも一部を除去するように、前記吸引力に曝される前記一部のノズルのメニスカスを振動させる工程と、を実行させる、
    ことを特徴とする吐出システム。
15. 物品の製造方法であって、
    複数のノズルを有するフェースプレートを含む流体ディスペンサをクリーニングすることと、
    クリーニングされた前記流体ディスペンサを用いて基板上に材料の一部を吐出することと、
    前記基板上に吐出された前記材料のパターンまたは層を形成することと、
    形成された前記パターンまたは層を加工して前記物品を製造することと、を含み、
    前記クリーニングすることは、
    吸引装置を用いて前記フェースプレートの表面に吸引力を加える工程であって、前記複数のノズルのうち一部のノズルが前記吸引力に曝されるようにして、前記吸引装置が前記フェースプレートの一方の端部から前記フェースプレートの反対の端部に向かって並進移動する、工程と、
    前記フェースプレートに蓄積された前記材料の少なくとも一部を除去するように、前記吸引力に曝される前記一部のノズルのメニスカスを振動させる工程と、を含む
    ことを特徴とする物品の製造方法。

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