JP7309433B2 - 保管装置 - Google Patents

Description

本開示は、吐出カートリッジを保管する保管装置、吐出材吐出装置、およびインプリント装置に関するものである。

収容容器に収容された液体または液状の吐出材を吐出ヘッドから吐出する吐出装置として、特許文献１には、可撓性部材によって２つの収容部に分けられた収容容器を用いる構成が記載されている。このような収容容器を吐出装置から取り外して、保管したり移送させたりする場合、収容容器から吐出材が漏れ出てしまうことを防止することが求められる。

特許文献２には、液体を吐出するヘッドの輸送および保管に関する技術が記載されている。特許文献２には、ヘッドのノズル開口よりも開口面積の小さいフィルタ開口を有する構成が記載されており、ノズル開口およびフィルタ開口にメニスカスが形成されることが記載されている。そしてフィルタ開口に形成されるメニスカスの保持力が、ノズル開口に形成されるメニスカスの保持力以上となるため、ノズル開口のメニスカスが保持され、液体の漏れを防止する構成が記載されている。

特開２０１５－０９２５４９号公報 特開２００８－２１３３４９号公報

収容容器の製造過程において、収容容器内に気泡が混入することがあり、空気溜りが形成されることがある。例えば収容容器を保管または移送する際には、海抜の高い地域を通過したり、或いは空輸したりすることもある。このような場合、空気溜りの体積が膨張して、収容容器に収容された吐出材がメニスカスを破壊して押し出されて、液漏れが発生する虞がある。

本開示は、吐出材の漏れを抑制することを目的とする。

本開示の一態様に係る保管装置は、吐出材を収容する収容容器と、前記収容容器に収容されている吐出材を吐出する吐出孔を有する吐出ヘッドと、を有する吐出カートリッジを保管する保管装置であって、前記吐出カートリッジを固定する固定部と、前記固定部に固定され、かつ前記吐出孔が密閉されていない前記吐出カートリッジの前記収容容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、を備えることを特徴とする。

本開示によれば、吐出材の漏れを抑制することができる。

インプリント装置の構成図。 吐出装置のブロック図。 吐出ヘッドにおける吐出孔近傍の拡大図。 保管装置の一例を示す図。 吐出カートリッジが保管装置に収容されることを説明する図。 吐出カートリッジの他の構成を示す図。 保管装置を示す図。 吐出装置を示す図。 保管装置を示す図。 吐出カートリッジが保管装置に収容されることを示す図。 吐出カートリッジが保管装置に収容されることを示す図。 保管装置を示す図。 保管装置を示す図。 吐出装置を示す図。 吐出装置を示す図。 吐出カートリッジを示す図。

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。

＜＜実施形態１＞＞
実施形態１では、吐出材を吐出する吐出材吐出装置（以下、単に「吐出装置」ともいう）が、吐出材を収容する吐出カートリッジを備える構成を説明する。本実施形態における吐出カートリッジは、吐出装置に着脱可能に構成されている。また、吐出カートリッジは、吐出カートリッジを保管する保管装置に着脱可能に構成されている。本実施形態では、吐出カートリッジを保管する保管装置を中心に説明するものであるが、保管装置の説明に先立って、本実施形態に適用可能な吐出装置、および、吐出装置を用いたインプリント装置の概略を説明する。その後に、本実施形態における保管装置を説明する。

＜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、吐出装置１０を備える。吐出装置１０は、吐出材２（レジスト）を基板１１１上に吐出する。吐出材２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２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２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、吐出装置１０に吐出材２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２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２を硬化させる。その後、硬化後の吐出材２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、吐出装置１０と、制御部１６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２に照射される。紫外線１０８の波長は、硬化させる吐出材２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２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２から引き離すことができる。尚、モールド１０７を吐出材２に押し付ける動作、または吐出材２からモールド１０７を引き離す動作は、基板ステージ１０４がＺ方向に移動することで実現してもよい。または、モールド１０７および基板ステージ１０４の双方が相対的に移動することで実現してもよい。

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、吐出材２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。

吐出装置１０は、吐出カートリッジ１００と、吐出カートリッジ１００の収容容器内の圧力を制御する圧力制御部１５０とを有する。吐出カートリッジ１００は、吐出材を収容する収容容器１（図２参照）と、収容容器に装着される吐出ヘッド７（図２参照）と、を備える。吐出装置１０の構成の詳細については後述する。

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２のパターンを撮像して、画像情報として制御部１６に出力する。

制御部１６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１６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１６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１６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、および吐出装置１０の動作を制御する。尚、制御部１６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１６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。

＜吐出装置＞
図２は、本実施形態の吐出装置１０の例を示す図である。吐出装置１０は、吐出カートリッジ１００と、圧力制御部１５０とを有する。吐出カートリッジ１００は、筐体１１と筐体１２とを含む収容容器１と、吐出ヘッド７と、接続管１３、１４に着脱可能なカプラ１８ａ、１９ａと、フィルム間用接続管２２に着脱可能なカプラ３０ａと、を含む。収容容器１の内部に吐出材２が充填されている。吐出装置１０には、圧力制御部１５０として、サブタンク１５が連結されている。サブタンク１５内には、作動液３が充填されている。サブタンク１５には接続管２０、２１およびカプラ１８ｂ、１９ｂが接続されており、カプラ１８ａとカプラ１８ｂ、および、カプラ１９ａとカプラ１９ｂとが連結されることにより、収容容器１の内部とサブタンク１５の内部とが導通する。

図３は、吐出ヘッド７における吐出孔８近傍の拡大図である。吐出ヘッド７において、吐出孔８のそれぞれに対応して設けられた圧力室５２内には、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、例えばピエゾ素子または発熱素子（不図示）により構成され、吐出材２に圧力、振動、または熱などのエネルギを加えることで、吐出孔８から吐出材２が吐出することができる。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。

各圧力室５２は、共通液室５３と連通し、その共通液室５３は、収容容器１の吐出材２が充填されている液室と連通している。吐出孔８から吐出される吐出材は、収容容器１から共通液室５３を経て圧力室５２に供給される。吐出ヘッド７は、収容容器１との間に制御弁を持たない。そのため、収容容器１の内圧は、吐出ヘッド７の吐出孔８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、吐出孔８内の吐出材は、外気との界面でメニスカス５１を形成し、意図しないタイミングでの吐出孔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１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１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。

図２に戻り、吐出装置１０の説明を続ける。収容容器１の内部は、吐出材側フィルム４と作動液側フィルム５とによって分離された密閉空間となっており、吐出材２と作動液３とが、分離された２つの液室にそれぞれ充填されている。吐出材側フィルム４と作動液側フィルム５は、可撓性部材であり、吐出材側フィルム４と作動液側フィルム５とが、それぞれ可撓性隔壁を構成する。吐出材２が充填されている液室を第１液室といい、作動液３が充填されている液室を第２液室という。作動液は、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、吐出装置１０の周辺の気温または気圧が変化しても、作動液３の体積はほとんど変化しない。作動液３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。通常、吐出材の密度と作動液の密度との差は、吐出材の密度と気体の密度との差に比べて小さくなる。

また、収容容器１とサブタンク１５とを連結する接続管２０の流路途中には、ポンプ３２が構成されており、収容容器１とサブタンク１５を連結する２系統の配管を介して作動液３を循環させることが可能な構成となっている。収容容器１とサブタンク１５とを連結する配管内で作動液３を循環することで、接続管１３、１４、接続管２０および２１の管内部にある気泡も作動液３と共に循環させて、気泡除去が行える。

収容容器１には、吐出材２が充填されている第１収容空間と、作動液３が充填されている第２収容空間とがある。本実施形態において吐出材側フィルム４および作動液側フィルム５は、後述するように一体となって移動可能に構成されている。このため、第１収容空間と第２収容空間との間において内圧の差が生じると、それぞれ可撓性を有する吐出材側フィルム４および作動液側フィルム５は、一体となって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収容空間および第２収容空間の内圧を相互に等しい状態に保つことができる。作動液３が収容された空間は、サブタンク１５内と導通状態にあり、サブタンク１５内の液面は、吐出ヘッド７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２は吐出ヘッド７から漏れ出すことはない。

より具体的に説明する。吐出ヘッド７から吐出材２が吐出されると、その吐出された吐出材の分だけ、第１収容空間内の吐出材の容積が減って、第１収容空間の内圧が下がる。このとき、第２収容空間の内圧は、相対的に、第１収容空間の内圧よりも高くなる。可撓性の吐出材側フィルム４および作動液側フィルム５は、不図示の結合部または後述する負圧発生手段２７によって連動可能に結合されているため、一体となって吐出材２が充填されている第１収容空間側へ移動する。それと同時に、サブタンク１５から、接続管１４を介して作動液３が第２収容空間内に吸い上げられる。これにより、収容容器１の第１収容空間および第２収容空間の内圧は、再び等しくなって平衡状態となる。

図２に示すように、サブタンク１５は、大気連通口１７によって外部空間と連通しているため、その内圧は大気圧と等しい。サブタンク１５内と第２収容空間とを連通する接続管１４には作動液３が満たされており、且つ、鉛直方向におけるサブタンク１５内の作動液３の液面位置（以下、「液面高さ」ともいう）は、吐出ヘッド７の吐出孔８よりも低い位置に設定されている。サブタンク１５内の作動液３の液面位置と、吐出孔８が開口する吐出面の位置と、の高さの差（鉛直方向における距離）をΔＨとする。本実施形態では、吐出孔８内において吐出材のメニスカス５１が形成される状態（図３に示す状態）を維持するように、差ΔＨを設定する。つまり、吐出材が吐出孔８から外部に漏出または滴下したり、メニスカス５１が過度に奥部（例えば、共通液室近傍）に引込んだりすることがないように、差ΔＨを設定する。具体的には、第１収容空間の内圧を外気圧に対して０．４０±０．０４ｋＰａだけ低い値に制御するように、高さの差ΔＨを４１±４ｍｍに設定する。尚、吐出孔８の直径および吐出材の物性（例えば、密度、粘性など）に応じて、高さの差ΔＨは適宜設定される。このように収容容器１内の圧力が制御可能に構成されている。

尚、吐出装置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。吐出カートリッジ１００内の吐出材２が消費されると、消費された体積分だけ、サブタンク１５から作動液３が汲み上げられて、サブタンク１５内の液面が下降する。サブタンク１５の液面が下降すると水頭差ΔＨが大きくなって、収容容器１の内圧が負圧になりすぎて、吐出孔８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、図２に示す吐出装置１０では、サブタンク１５内の液面を不図示の液面計で計測して、液面が下がりすぎると、不図示のメインタンクからポンプで作動液を補充するシーケンスが行われる。

収容容器１とサブタンク１５とを連結する接続管１３は、カプラ１８ａとカプラ１８ｂとで接続管２０から分離可能な構成となっている。接続管１４は、カプラ１９ａとカプラ１９ｂとで接続管２１から分離可能な構成となっている。カプラ１８ａ、１８ｂ、１９ａ、および１９ｂは、分離されると、それぞれが密封状態となる機構(非図示)を備えており、液漏れを防止できる。

作動液側フィルム５と吐出材側フィルム４との間には、フィルム間プレート９が設けられている。フィルム間プレート９には、フィルム間隙間６と導通する貫通穴部が設けられており、フィルム間用接続管２２が連通状態にて接続されている。フィルム間用接続管２２には、漏液センサ２９と負圧発生手段２７とが接続されている。フィルム間用接続管２２と負圧発生手段２７とは、導通管２３によって接続されている。また、導通管２３の配管途中には開閉バルブ２４が接続されている。負圧発生手段２７としては、気体を吸引して排出する真空ポンプ、または、圧縮空気を発生させる真空エジェクタなどが用いられる。負圧発生手段２７は、フィルム間隙間６内（可撓性隔壁間）の気体（空気）を吸引し、フィルム間隙間６内を、収容容器１内の第１収容空間および第２収容空間の内圧よりも負圧状態に維持する。これにより、作動液側フィルム５と吐出材側フィルム４との少なくとも一部を密着させることができる。作動液側フィルム５と吐出材側フィルム４との少なくとも一部が密着していることで、作動液側フィルム５と吐出材側フィルム４とが連動して一体的に変形して移動可能になる。吐出材側フィルム４および作動液側フィルム５の少なくともどちらか一方が破損してフィルムに孔が開いた場合、吐出材２または作動液３は、フィルム間用接続管２２内に流れ、漏液センサ２９で漏液を検出することが可能である。

収容容器１と負圧発生手段２７とを連結するフィルム間用接続管２２および導通管２３は、カプラ３０ａとカプラ３０ｂとで分離可能な構成となっている。カプラ３０ａおよびカプラ３０ｂは、分離されると密封状態となる機構(非図示)をそれぞれが備えている。

＜保管装置＞
次に、本実施形態における保管装置（保管容器）を説明する。保管装置は、吐出カートリッジ１００を保管する装置（容器）である。図２に示すように、本実施形態の吐出カートリッジ１００は、各カプラによって着脱可能である。

ここで、各カプラを分離する際に吐出カートリッジ１００の収容容器１内に気泡が混入する場合がある。気泡が混入した吐出カートリッジ１００を保管または移送する際には、海抜の高い地域を通過したり、空輸したりすることがある。この場合、気泡の体積が膨張して、吐出材２が吐出孔８から押し出されて、液漏れが発生する虞がある。

尚、吐出ヘッド７の各吐出孔８を密閉封止するように突起状のキャップ部材によって吐出ヘッド７をキャップすることで液漏れを防ぐことが考えられる。しかしながら、前述したように、本実施形態の吐出ヘッド７は、１インチ当たり５００から１０００個程度の密度で吐出孔８が形成されており、吐出孔８の口径も数μmから数十μmと極めて小さい。このような吐出孔８に位置を正確に合わせて、例えば吐出孔８を密閉封止するように突起状のキャップを製作することは困難である。

また、本実施形態で適用可能なインプリント装置１０１では、前述したように、吐出材として光硬化型のレジスト（感光レジスト）が用いられる。感光レジストが用いられる半導体工程では数ｎｍサイズのパーティクル（ごみ）が混入すると、基板１１１上に所望する状態で感光レジストが付与されなくなってしまう。また、感光レジストには金属イオンが溶出することも許されない。そのため、吐出孔８に直接触れる部品は、削れることも、金属イオンを溶出することも実質無い材料であることが求められる。このことからも、吐出ヘッド７の各吐出孔８を密閉封止するように突起状のキャップ部材を製作することは困難である。尚、金属溶出の懸念の少ないＰＴＦＥをキャップ部材として用いると、材料の柔軟性に欠けて十分な密閉効果を得ることができない。

上記事項に鑑み、以下では、吐出カートリッジ１００内の収容容器１に充填されている吐出材２の漏れを抑制する保管装置の構成を説明する。本実施形態では、収容容器１内の圧力を制御する圧力制御手段を保管装置が有することによって、収容容器１に充填されている吐出材２の漏れを抑制する。

図４は、本実施形態の保管装置４１の一例を示す図である。保管装置４１には、搭載台４２が備えられており、鉛直方向において所定の高さで吐出カートリッジ１００を搭載可能に構成されている。搭載台４２と吐出カートリッジ１００とは、不図示の固定機構によって固定されている。吐出カートリッジ１００は、吐出ヘッド７と接続管１４とカプラ１９ａとを含むものであり、収容容器１の内部に吐出材２が充填されている。尚、図２で説明したように、吐出カートリッジ１００には、接続管１４の他に、接続管１３およびフィルム間用接続管２２が接続されているが、図４では簡便のため、省略した図を示している。

保管装置４１内には、更に圧力制御手段として調圧タンク４５が設置されている。調圧タンク４５のことを第２収容容器ともいう。調圧タンク４５内には、収容容器１内に充填されている作動液３と同じ液体である調圧液４４が充填されている。

調圧タンク４５には接続管４３とカプラ１９ｃとが接続されている。接続管４３は、収容容器１内に導通した導通部と接続可能な管である。カプラ１９ａとカプラ１９ｃとが連結されることにより、収容容器１の内部と調圧タンク４５の内部とが導通している。調圧タンク４５は、大気開放状態となっており、調圧タンク４５内部の調圧液４４の液面は、吐出ヘッド７の吐出面よりもΔｈだけ低い位置となるように、調整されて充填されている。

このとき、収容容器１内の吐出材の内圧は、Δｈの水頭差分だけ大気圧よりも低い値となるので、吐出ヘッド７に形成された吐出孔８からは吐出材が漏れ出さない。これは、吐出装置１０でサブタンク１５を用いて説明した現象と同様である。このように、本実施形態の保管装置４１は、吐出装置１０で説明した圧力制御部１５０のサブタンク１５の代替部材として、調圧タンク４５が備えられている。

尚、保管装置４１は、主に吐出カートリッジ１００を保管または移送する際に吐出カートリッジ１００を収納するために用いられる。つまり、保管装置４１に収納された状態で吐出カートリッジ１００から吐出材２を吐出する動作は行われない。このため、吐出材２が保管装置４１内において消費されることは想定されない。よって、調圧タンク内の調圧液４４が収容容器１内に汲み上げられることが想定されないので、作動液３を補充する機構（メインタンク、ポンプ）を有さない構成とすることができる。

図４は、吐出カートリッジ１００が保管装置４１内に収容された後の状態を示している。図５を用いて保管装置４１に吐出カートリッジ１００を収容して保管または移送する際の状態を説明する。図５（ａ）は、図４の保管装置４１を示す図である。図５（ａ）では、保管装置４１には、吐出カートリッジ１００が収容されていない状態を示している。図５（ｂ）は、吐出装置１０から取り外された状態の吐出カートリッジ１００を示している。吐出カートリッジ１００が保管または収容される際には、カプラ１９ａとカプラ１９ｂとを分離して図５（ｂ）に示す状態にした後に、保管装置４１に収容される（他のカプラも同様であるが、説明を省略する。本実施形態において同様である。）。前述したように、カプラ１９ａは、図示しない密閉機構によって、液漏れが発生しない状態となっている。ところが、カプラ１９ａを着脱する際には、少量ではあるが空気が接続管１４内に混入する場合がある。カプラ１９ａの着脱を繰り返すことによって、接続管１４内に混入した空気は、収容容器内に移動して空気層５４が形成される。この状態で、移送途中で高所を通過する場合または航空機輸送を用いる場合には、収容容器１内の圧力が外気圧よりも高くなり、メニスカス５１を維持することが困難になる場合がある。

前述したように、吐出装置１０では、サブタンク１５内の作動液３の液面位置と、吐出孔８が開口する吐出面の位置と、の高さの差ΔＨは、４１±４ｍｍに制御されている。このときの収容容器１内の圧力は、外気に対して０．４０±０．０４ｋＰａだけ低い圧力となっている。当然のことながら空気層５４の圧力も、外気に対して０．４０±０．０４ｋＰａだけ低い圧力となっており、収容容器１内の圧力は釣り合っている。尚、吐出装置１０に装着された状態からカプラ１９ａを分離して、図５（ｂ）の状態になっても、カプラ１９ａは密閉機構を有するので、収容容器１内の圧力は、外気に対して０．４０±０．０４ｋＰａだけ低い圧力であることは維持される。例えば、外気の絶対圧が１０１．３ｋＰａの場合、収容容器１内の圧力は１００．９ｋＰａとなる。つまり、空気層５４が形成されていたとしても、吐出装置１０に固定装着されている場合には、吐出材２が漏れ出す虞はない。

空気層５４が形成されている状態で吐出カートリッジ１００を移送する場合、外気圧が９９．０ｋＰａ以下となる場合がある。その場合、保管装置４１を用いないと、収容容器内の圧力が外気圧よりも１．９ｋＰａ以上も高い状態となり、図３で説明したメニスカス５１を維持することが困難となる。さらには、図５（ｂ）で説明した空気層５４の体積も外気圧に反比例して膨張して、吐出材２が吐出孔８から押し出されてしまう。

これに対して、本実施形態の保管装置４１には、図４に示すように、所定の水頭差を設ける構成を有している。即ち、図５（ｂ）に示す吐出カートリッジ１００を図５（ａ）に示す保管装置４１に収容した状態において、吐出ヘッド７の吐出孔８と調圧タンク４５の調圧液４４との水頭差Δｈが設けられる。本実施形態において、図４に示す水頭差Δｈは、４１±４ｍｍに制御されている。

本実施形態の保管装置４１に吐出カートリッジ１００を収容する場合、前述したように、収容容器１内の作動液３と調圧タンク４５内の調圧液４４とは、カプラ１９ａとカプラ１９ｃとを連結することによって導通して、同じ圧力となっている。また、前述したように、吐出材側フィルム４と作動液側フィルム５とが一体となって移動するので、収容容器１において吐出材２を収容する液室と作動液３を収容する液室とは同じ圧力となっている。また、調圧タンク４５は大気開放されているので、周辺の気圧が下がったとしても、周辺の気圧に対して吐出材２の圧力が、水頭差分Δｈだけ負圧になる。即ち、収容容器１内の圧力が外気圧よりも高くなることはない。

また、図４に示す状態において、外気の圧力が低下することによって図５（ｂ）に示す空気層５４の体積が増加した場合であっても、収容容器１内からは、作動液３が、先ず調圧タンク４５側に流れ出して、収容容器１内の圧力の平衡を保つ。このため、吐出ヘッド７から吐出材２が溢れ出すことを防止することができる。

インプリント装置１０１に適用される吐出カートリッジ１００には、吐出材２に感光レジストが使用されるため、パーティクルおよび金属イオンの混入が厳しく制限されることは先に説明した。本実施形態の保管装置４１は、調圧タンク４５が大気開放されており、外部から調圧液内にパーティクルが混入する可能性が高くなる。このため、インプリント装置１０１に適用される吐出カートリッジ１００を収容する場合には、このように吐出材と作動液とを分離した構成が好ましい。また、カプラ１９ａとカプラ１９ｃとは、物理的な接触および摩擦を繰り返す構造であり、摩擦部分からパーティクルが発生する可能性もある。この点からも、吐出材と作動液とを分離した構成が好ましい。

図４に示すように、吐出カートリッジ１００は、搭載台４２に固定可能となっている。搭載台４２の高さは、吐出ヘッド７と調圧液４４の液面との差分Δｈが実現できる高さとなっているので、吐出カートリッジ１００を収納する度に、調圧液４４の高さを調整せずに済む。尚、吐出ヘッド７と調圧液４４の液面との鉛直方向の差分Δｈが実現できればよい。例えば図４の例では、調圧タンク４５は、保管装置４１の底面に備えられているが、調圧タンク４５を搭載する搭載台を別個に設けてもよい。この場合であっても、吐出ヘッド７と調圧液４４の液面との差分Δｈが実現できればよい。

以上説明したように、本実施形態の保管装置４１では、大気開放されている調圧タンク４５を備えている。そして、調圧タンク４５内の調圧液４４の液面と、吐出カートリッジ１００の吐出ヘッド７の吐出孔面との鉛直方向の差分Δｈを所定の高さとなるように構成している。これにより、例えば移送途中で高所を通過する場合または航空機輸送を用いる場合であっても、吐出材２が吐出孔８から漏れ出すことを防止することができる。

＜＜実施形態２＞＞
実施形態１では、収容容器１内が可撓性部材（フィルム）によって複数の液室に分離されている形態を説明した。本実施形態では、収容容器１内が可撓性部材によって複数の液室に分離されておらず、収容容器１内には吐出材２を充填する液室が備えられている例を説明する。

図６は、本実施形態を説明する図である。図６は、収容容器１内が可撓性部材によって複数の液室に分離されていない形態を示す図である。つまり、圧力制御手段である調圧タンク４５内の調圧液４４が、吐出ヘッド７から吐出される吐出材と同じ材（液体）である場合を示している。図６の収容容器１には、吐出材が収容されている液室と導通する管３５が備えられ、この管３５は、カプラ１９ｄと接続されている。カプラ１９ｄとカプラ１９ｃとを連結することで調圧タンク４５と収容容器１内とが導通する。

図６に示す形態であっても、所定の調圧タンク４５内の調圧液４４の液面と、吐出カートリッジ１００の吐出ヘッド７の吐出孔面との鉛直方向の差分Δｈを所定の高さとなるように構成することで、吐出材２が吐出孔８から漏れ出すことを防止することができる。

＜＜実施形態３＞＞
実施形態２では、収容容器１内が可撓性部材によって複数の液室に分離されておらず、収容容器１内には吐出材２を充填する液室が備えられている例を説明した。本実施形態では、実施形態２で説明したような吐出カートリッジ１００を保管する保管装置の他の形態を説明する。

図７は、本実施形態における保管装置４１を示す図である。吐出カートリッジ１００は、実施形態２の図６で示したように、収容容器１内が可撓性フィルムによって複数の液室に分離されていない形態になっている。図７の保管装置４１は、圧力制御手段である調圧タンク４５内において調圧液４４が、吐出ヘッド７の位置よりもΔｈだけ低い高さまで充填されている。調圧タンク４５内の調圧液４４には、袋状容器４６が浸漬されている。袋状容器４６のことを第３容器ともいう。袋状容器４６は、可撓性フィルムを密閉構造に成形したものである。袋状容器４６には、接続管４３が導通しており、接続管４３の先端にはカプラ１９ｃが装着されている。袋状容器４６および接続管４３内は、吐出材２で満たされていて、カプラ１９ａとカプラ１９ｃとを接続することで収容容器１内の吐出材２と導通することができる。

以上の構成により、本実施形態では、吐出カートリッジ１００を装着した状態において、実施形態１の図４に示す構成と同様に、吐出材２と調圧液４４とは、袋状容器４６によって形成されている隔壁によって分離される。したがって、たとえ調圧液４４が汚染されるような状況であっても、収容容器１内の吐出材２の清浄度は維持できる。

尚、図７に示した袋状容器４６は、風船状の形態で表記したが、図４に示した吐出材側フィルム４および作動液側フィルム５のように、調圧タンク４５内を分割する可撓性フィルムであってもよい。また、実施形態３は、実施形態２の他の形態の例として説明したが、実施形態１の他の形態としてもよい。即ち、調圧タンク４５内の袋状容器４６および接続管４３内に作動液３が満たされており、調圧タンク４５内には作動液３または他の液体が満たされている形態でもよい。或いは、実施形態１のように、収容容器１内が可撓性部材によって複数の液室に分離されている形態でもよい。そして、調圧タンク４５内の袋状容器４６および接続管４３内は吐出材２で満たされており、吐出材２を収容する液室と、袋状容器４６および接続管４３とが導通する形態でもよい。

＜＜実施形態４＞＞
実施形態４では、実施形態１で説明した吐出カートリッジ１００を保管する保管装置の他の形態を説明する。本実施形態の吐出カートリッジ１００は、収容容器１内の吐出材を循環させる循環機構を備えている。循環機構により脈動圧力が生じる。本実施形態の保管装置は、この循環機構を駆動制御する圧力制御手段を有するものである。また、本実施形態の吐出装置１０は、循環機構を駆動制御する制御機構を備えている。

図８は、本実施形態の吐出装置１０の一例を示す図である。図８（ａ）に示す吐出装置１０は、基本的には実施形態１で説明したものと同等の構成を備えている。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩｂ－ＶＩＩＩｂ断面図である。尚、説明を簡便にするため、例えば圧力制御部１５０との接続として接続管１４のみを示すなど、実施形態１で説明した構成から部分的に簡略化した図としている。

吐出カートリッジ１００の収容容器１には、第１液室内に吐出材２が充填されている。また、吐出材２に連通する状態で第１循環流路８２が連結されている。第１循環流路８２には、循環ポンプ８３が連結されている。循環ポンプ８３には、第２循環流路８４が連結されている。第２循環流路８４にはフィルタ８１が連結されている。フィルタ８１には、第３循環流路８５が連結されている。第３循環流路８５は、収容容器１内の吐出材２に連通する状態で収容容器１内に連結されている。

また、吐出装置１０は、循環ポンプ８３と連結され、循環ポンプ８３を駆動する第１駆動制御部８６を備えている。第１駆動制御部８６が循環ポンプ８３を駆動することで、収容容器１、第１循環流路８２、循環ポンプ８３、第２循環流路８４、フィルタ８１、第３循環流路８５の順に吐出材２が循環する。このように、循環ポンプ８３は、循環流路に吐出材２を送出する送液手段である。

前述したように、吐出材として感光レジストが用いられる半導体工程では数ｎｍサイズのパーティクルの混入によって、吐出材が基板上に所望する状態で付与されなくなってしまう。そのため、フィルタ８１によってこのようなパーティクルを除去する動作が行われる。循環ポンプ８３およびフィルタ８１は、吐出材耐性があり、金属溶出またはパーティクルの生じ難いものを用いるとよい。例えば、循環ポンプ８３の機構は、ダイアフラム式が好ましく、フィルタ８１の材質は、ポリエチレン製を用いるのが好ましい。フィルタ８１は、パーティクル仕様に合わせて、２つ以上を連結してもよいし、フィルタリングのサイズも５ｎｍ＋２０ｎｍなど自由に組み合わせればよい。第１駆動制御部８６は、循環ポンプ８３により生じる脈動圧力によって吐出ヘッド７から吐出材２が漏れ出ない程度の一定範囲内の脈動圧力で循環ポンプ８３を駆動制御する。この一定範囲は、吐出材２の種類、循環流路の流路径、および循環ポンプ８３の種類などに応じて適宜決められる。

図９は、本実施形態の吐出カートリッジ１００を収容する保管装置９００の例を示す図である。図９は、吐出装置１０から取り外された吐出カートリッジ１００が保管装置９００に収容されている状態、または吐出装置１０に取り付けるための吐出カートリッジ１００が保管装置９００に収容されている状態を示している。保管装置９００には、吐出カートリッジ１００を固定するための第１固定部９０２、第２固定部９０３、および第３固定部９０４が設けられている。また、保管装置９００には、吐出ヘッド７の吐出孔８から吐出材２が漏れ出にくくするために、ヘッドキャップ５５が設けられている。尚、実施形態１で説明したように、ヘッドキャップ５５のみにて吐出ヘッド７から吐出材２から漏れ出ることを防止することは困難である。

保管装置９００には、循環ポンプ８３の動作を制御するため、圧力制御手段として第２駆動制御部９０１が設けられている。保管装置９００に吐出カートリッジ１００が収容されると、循環ポンプ８３は、第２駆動制御部９０１と連結される。第２駆動制御部９０１は、バッテリーを保持していてもよい。第２駆動制御部９０１が循環ポンプ８３を動作させることで、図９中の矢印の方向に吐出材２を循環濾過させることが可能である。循環濾過することで、保管中に吐出材２が変化し、ゲルおよび固形物などのパーティクルが生じた場合でもフィルタ８１で除去することが可能である。循環濾過は、常時行ってもよいが、バッテリーの消耗を抑制するために間欠動作させて濾過することも可能である。尚、循環ポンプ８３の脈動圧力が大きすぎると、吐出ヘッド７から吐出材２が漏れ出す可能性がある。そこで、本実施形態では、第２駆動制御部９０１は、循環ポンプ８３による脈動圧力が、吐出ヘッド７から吐出材２が漏れ出さない一定範囲内になるように、循環ポンプ８３を駆動する。

また、本実施形態では、循環ポンプ８３内に、循環する吐出材の圧力を検知する圧力検知手段（圧力検知センサ）を設けてもよい。或いは、循環ポンプ８３内ではなく、循環流路内または収容容器１内に圧力検知手段を設けてもよい。圧力検知手段を設けることで、循環ポンプ８３を動作させた時の吐出材２の圧力を圧力検知手段により検知して、循環ポンプ８３を駆動することによる脈動圧力を一定範囲内になるように制御することが可能である。

尚、保管装置９００には、吐出カートリッジ１００内の吐出材２の品質変化を防止するために、保管装置９００内の温度調節機構を設けてもよい。また、保管装置９００は、実施形態１で説明したような、吐出カートリッジ１００内の空気の膨張により吐出材２が漏れ出すのを防止するために保管装置９００内の圧力を制御するための圧力制御機構を設けてもよい。即ち、保管装置９００は、実施形態１で説明したような調圧タンク４５を備えていてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、保管中に吐出材２が変化してゲルおよび固形物などのパーティクルが生じた場合でもフィルタ８１で除去することが可能であり、このとき、吐出ヘッド７から吐出材２が漏れ出すことを防止することができる。

＜＜実施形態５＞＞
上記の実施形態４で説明した吐出カートリッジ１００には、循環ポンプ８３、フィルタ８１、および各種の循環流路が設けられている形態を説明した。そして、これらが保管装置９００に収容される形態を説明した。本実施形態では、保管装置側に、循環ポンプ、フィルタ、および循環流路が備えられている形態を説明する。

図１０は、本実施形態を説明する図である。図１０（ａ）は、吐出装置１０に取り付けられる前、または、吐出装置１０から取り外された吐出カートリッジ１００の例を示す図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す吐出カートリッジ１００が本実施形態の保管装置９５０に保管されている状態を示している。

図１０（ｂ）に示すように、本実施形態では、保管装置９５０は、固定部９５２～９５４を備える。また、保管装置９５０は、第１循環流路９６２、循環ポンプ９６３、第２循環流路９６４、フィルタ９６１、および第３循環流路９６５を有している。第１循環流路９６２には、カプラ９６６が設けられている。第３循環流路９６５には、カプラ９６７が設けられている。カプラは連結すると、連通して通液が可能となり、カプラを外すと各カプラ内の弁が閉じて吐出材２が漏れない構成となっている。

吐出カートリッジ１００には、第４循環流路９１と第５循環流路９２とが設けられている。第４循環流路９１には、カプラ９３が接続されており、第５循環流路９２には、カプラ９０が接続されている。実施形態４の保管装置９００と同様に、保管装置９５０には、循環ポンプ９６３の動作を制御するため、圧力制御手段として第３駆動制御部９５１が設けられており、循環ポンプ９６３と連結されている。第３駆動制御部９５１は、バッテリーを保持していてもよいし、外部の電源に接続することで電力を供給してもよい。

このような構成において、実施形態４と同様に、第３駆動制御部９５１は、循環ポンプ９６３の脈動圧力を一定範囲内に制御することで、吐出ヘッド７から吐出材２が漏れ出すことを防止することができる。

以上、本実施形態で説明したように、保管装置９５０に吐出材の循環用部品を設けて、循環用部品を吐出カートリッジ１００に設けない構成とすることも可能である。この場合、吐出カートリッジ１００の大きさを小さくすることが可能となる。また、本実施形態で示すように、流路接続部にカプラを設けることで、一部の循環用部品を保管装置９５０に設けることも可能である。また、ヘッドキャップ５５を用いて吐出孔８付近の吐出材２を吸い出して、循環濾過する構成とすることも可能である。また、実施形態１から３で説明した構成と組み合わせてもよい。

＜＜実施形態６＞＞
実施形態１で説明したように、吐出カートリッジ１００の収容容器１内は、可撓性部材である作動液側フィルム５と吐出材側フィルム４とによってフィルム間隙間６が設けられている。このような構成の吐出カートリッジ１００を移送または保管する際には、気圧の低い海抜の高い地域を通過したり、或いは空輸で気圧の低い環境にさらされたりする点については、実施形態１で説明した通りである。また、このように移動を行うと、吐出カートリッジ１００に振動が加わったり、周囲温度が製造時と比較して大きく変化したりすることもある。

このような場合に、可撓性部材間に空気が侵入して可撓性部材間が開いていくと、吐出ヘッドから吐出材体が漏れ出る可能性がある。また、可撓性部材間に空気が侵入した後に、可撓性部材間を密閉状態にして、周囲温度が上昇した場合、または周囲気圧が減少した場合には、可撓性部材間の空気が膨張して、ヘッドから吐出材体が漏れ出る可能性がある。吐出ヘッドにヘッドキャップを押圧させることも考えられるが、前述したように、吐出ヘッドは一般的に剛性が低いため、ヘッドキャップの押圧力が高すぎると、吐出ヘッドを破壊する可能性がある。

本実施形態は、保管装置に吐出カートリッジ１００を収容する際に、可撓性部材である作動液側フィルム５と吐出材側フィルム４との間の圧力を制御する形態を説明する。本実施形態の吐出カートリッジ１００は、実施形態１で説明したものと同等のものである。

図１１（ａ）は、吐出カートリッジ１００を吐出装置１０から取り外した状態、または、吐出装置１０に取り付ける前の状態を示している。図１１（ｂ）は、吐出カートリッジ１００が保管装置２００に収容されている状態を示している。保管装置２００は、固定部材２０１～２０３を備えている。吐出カートリッジ１００は、固定部材２０１～２０３によって保管装置２００に固定されている。また、吐出カートリッジ１００が、固定部材２０１～２０３で固定されることにより、保管または移送することで収容容器１および吐出ヘッド７の位置および姿勢を安定して保つことが可能となる共に、移送時においては、振動を抑制することも可能となる。

本実施形態では、収容容器１内の作動液側フィルム５と吐出材側フィルム４とによって設けられているフィルム間隙間６の空気に着目して説明することとする。

吐出カートリッジ１００を保管または移送する際には、実施形態１で説明したように、図２に示す状態から、開閉バルブ２４を閉じた後にカプラ３０ａとカプラ３０ｂとを分離する。尚、接続管１３、１４に接続されている各カプラも分離するが、本実施形態では説明を省略する。カプラ３０ａは、図示しない密閉機構によって密閉された状態となっている。

ここで、カプラ３０ａを着脱する際には、少量ではあるが空気がフィルム間用接続管２２内に侵入する場合がある。開閉バルブ２４を閉じた後にカプラ３０ａとカプラ３０ｂとを分離することで、基本的にはフィルム間隙間６まで空気は侵入しない。しかしながら、フィルム間用接続管２２に樹脂材のチューブを使用した場合、壁面から徐々に空気が透過して、フィルム間用接続管２２内に侵入する場合がある。また、開閉バルブ２４を設けない構成の場合、少量の空気がフィルム間用接続管２２内に侵入する場合がある。

本来、フィルム間隙間６の圧力は、圧力制御手段である負圧発生手段２７によって、吐出材２および作動液３の圧力以下の負圧に制御されている。しかし、保管または移送している間に、空気の侵入によって、フィルム間隙間６の圧力が吐出材２および作動液３の圧力より正圧となる可能性がある。このような状態で吐出カートリッジ１００に振動が加わり、さらに空気が侵入すると、吐出ヘッド７とヘッドキャップ５５との間から吐出材２が漏れ出す虞がある。

また、フィルム間隙間６に空気が侵入した状態で保管または移送を行い、吐出カートリッジ１００の周囲温度が上昇した場合、フィルム間隙間６の空気の圧力が上昇して膨張することで吐出ヘッド７とヘッドキャップ５５との間から吐出材２が漏れ出す虞がある。また、移送途中で高所を通過する場合および航空機輸送を用いる場合、外気圧が９９．０ｋＰａ以下となる場合がある。一般的な平地上での外気の絶対圧が１０１．３ｋＰａの場所で、吐出カートリッジ１００を液体吐出装置から外した場合、フィルム間隙間６内の空気の圧力は１０１．３ｋＰａである。この場合、外気圧９９．０ｋＰａに対して、フィルム間隙間６内の空気の圧力は２.３ｋＰａも高くなり、吐出ヘッド７とヘッドキャップ５５との間から吐出材２が漏れ出す虞がある。

本実施形態では、図１１（ｂ）に示す保管装置２００に吐出カートリッジ１００を収容する前に、フィルム間隙間６内への空気の侵入を考慮して、吐出材２および作動液３の圧力に対するフィルム間隙間６内の負圧の絶対値を所定値より大きくして収納している。例えば、実施形態１で説明したように、収容容器１内の吐出材２および作動液３の圧力は、外気に対して０．４０±０．０４ｋＰａだけ低い圧力であり、外気の絶対圧が１０１．３ｋＰａの場合、収容容器１内の圧力は１００．９ｋＰａ（第１圧力という）となる。本実施形態では、保管装置２００に吐出カートリッジ１００を収容する前に、フィルム間隙間６内の圧力が、第１圧力（所定値）よりも低い圧力になるように負圧を発生させる。そしてカプラ３０ａの密閉機構によって負圧が保持される。このようにして、フィルム間隙間６内の圧力制御が行われる。

以上説明したように、本実施形態によれば、吐出カートリッジ１００を保管または移送する際に、吐出カートリッジ１００内の吐出材２が漏れ出すことを抑制することができる。

＜＜実施形態７＞＞
実施形態６では、フィルム間隙間６内の負圧の絶対値を第１圧力の値よりも大きくして収納することで吐出カートリッジ１００内の吐出材２が漏れ出すことを抑制する形態を説明した。本実施形態では、保管装置に、フィルム間隙間６の圧力を制御する圧力制御手段を設ける形態を説明する。より詳細には、圧力制御手段として、負圧発生手段（例えばポンプ）を設ける形態を説明する。

図１２は、本実施形態における保管装置２１０を示す図である。本実施形態では、図２の吐出装置１０に備えられている負圧発生手段２７と同等の負圧発生手段２１１を保管装置２１０に備えている。負圧発生手段２１１には、カプラ２１２が接続されており、カプラ２１２とカプラ３０ａとを連結し、負圧発生手段２１１が負圧を発生することで、フィルム間隙間６に負圧を発生させることができる。このように保管装置２１０に負圧発生手段２１１を設けることで、フィルム間隙間６内の圧力を制御することが可能であり、吐出カートリッジ１００内の吐出材２が漏れ出すことを防止することができる。

尚、負圧発生手段２１１は、常に動作している必要はなく、間欠的に動作してもよい。また、フィルム間隙間６内の圧力を検知する圧力検知手段（不図示）を有していてもよい。フィルム間隙間６内の圧力の適正な閾値を設定しておき、圧力検知手段で検知したフィルム間隙間６内の圧力の値が閾値から外れた場合に、負圧発生手段２１１を動作させて、フィルム間隙間６内の圧力が閾値内に収まるように制御する機構を有していてもよい。

尚、実施形態６および７を組み合わせた形態としてもよい。例えば、実施形態６で説明したように、例えば吐出装置１０から吐出カートリッジ１００を取り外す際に、フィルム間隙間６の負圧の絶対値を所定値よりも大きくした状態で、本実施形態の保管装置２１０に収納してもよい。吐出カートリッジ１００が取り外される際に、フィルム間隙間６は、カプラ３０ａの密閉機構または開閉バルブ２４を閉じることによって、封止される。このようにすれば、吐出装置１０から取り外してから保管装置２１０に取り付ける前までの間に、吐出材２が漏れ出すことを防止することができる。

＜＜実施形態８＞＞
実施形態７では、フィルム間隙間６の圧力を制御する圧力制御手段として、負圧発生手段を保管装置に設ける形態を説明した。本実施形態では、圧力制御手段として真空保持手段を設ける形態を説明する。

図１３は、本実施形態の保管装置２２０を説明する図である。図１３は、図１２に示す保管装置２１０の負圧発生手段２１１の代わりに、真空保持手段２３０を設けたものである。真空保持手段２３０は、屈曲部材２３１、屈曲部固定部材２３２、およびバネ部材２３３を含む。

図１３において、フィルム間用接続管２２は、屈曲部材２３１に連通している。屈曲部材２３１の端部は、屈曲部固定部材２３２に固定されている。フィルム間用接続管２２と屈曲部材２３１と屈曲部固定部材２３２とは隙間なく結合されており、フィルム間隙間６を含め、閉空間を形成している。屈曲部固定部材２３２には、バネ部材２３３が取り付けられている。バネ部材２３３は、真空保持手段２３０の所定の面に取り付けられる。バネ部材２３３は、屈曲部固定部材２３２を真空保持手段２３０の所定の面の方向（図１３では下方向）に引っ張るので、屈曲部材２３１に対しては、屈曲部材２３１が広がる方向に力が加わる。そのため、フィルム間隙間６の負圧を発生させることが可能となる。

また、フィルム間隙間６の圧力が低くなったとしても、バネ部材２３３が屈曲部固定部材２３２を図１３の上方向に押し上げる力が働くので、屈曲部材２３１には収縮する方向に力が加わる。そのため、フィルム間隙間６の圧力を維持できることが可能となる。尚、屈曲部材２３１をバネ部材に変更する構成としてもよい。この場合、フィルム間隙間６の圧力が正圧、負圧のどちらに変動しても、バネ部材の固定部材の両端に固定されるバネ力の釣合いにより、圧力変動を調整（維持）することが可能となる。その結果、吐出カートリッジ１００内の吐出材２が漏れ出すことを防止できる。

本実施形態では、フィルム間用接続管２２と屈曲部材２３１と屈曲部固定部材２３２とを隙間なく結合することで、フィルム間隙間６を含めた閉空間を形成している。ここで、屈曲部材２３１と屈曲部固定部材２３２の代わりに、不図示の真空容器にフィルム間用接続管２２を接続してもよい。真空容器は、真空排気装置へ接続できる配管およびバルブを有し、予め、フィルム間用接続管２２に真空容器を接続した状態で、真空排気した後にバルブで封止してもよい。こうすることで、フィルム間隙間６の負圧を長時間維持することができる。

尚、実施形態６から８で説明した構成は、実施形態１から３で説明したいずれかの形態と組み合わせてもよいし、実施形態４または５の形態と組み合わせてもよい。また、実施形態１から３のいずれかの形態と、実施形態４または５の形態と、実施形態６から８のいずれかの形態とを組み合わせてもよい。保管装置に吐出カートリッジ１００を収容して、保管または移送する場合に、吐出材２の漏れを防止できる複数の構成を備えた形態を採用してよい。

＜＜実施形態９＞＞
実施形態１から８においては、主に吐出カートリッジ１００を収容する保管装置の構成を説明した。本実施形態では、吐出装置１０において吐出材２の漏れを防止するための構成を説明する。

図１４は、本実施形態の吐出装置１０の構成の例を示す図である。基本的には、実施形態１の図２で説明した構成と同等の構成を備えているが、図２において図示および説明を省略した構成をさらに備えている。

吐出装置のフィルム間隙間６と連通するフィルム間用接続管２２には、圧力制御手段である負圧発生手段２７が導通管２３（第１配管）を介して連通可能に接続されている。導通管２３には、開閉バルブ２４（第１バルブ）が接続されている。フィルム間用接続管２２には、さらに圧力制御手段である真空保持手段２８が接続されている。フィルム間用接続管２２と真空保持手段２８とは、導通管２５（第２配管）によって接続されている。導通管２５の配管途中には開閉バルブ２６（第２バルブ）が接続されている。フィルム間用接続管２２および導通管２５もまた、カプラ３０ａとカプラ３０ｂとで分離可能な構成となっている。フィルム間隙間６の圧力は、フィルム間用接続管２２と、負圧発生手段２７および真空保持手段２８とが接続される配管途中にある圧力センサ３１で監視され、吐出材２および作動液３の圧力以下の所望の負圧となるように圧力制御される。

真空保持手段２８は、フィルム間隙間６および接続される配管の流路内部の容積に対して、例えば、容積比が５倍以上の容器体積を有する真空タンク、真空アキュムレータ、または、真空容器にバネをつなぎバネ力で真空度を維持する構成が用いられる。

フィルム間隙間６の負圧を維持するために、負圧発生手段２７および真空保持手段２８の両方が常に動作している必要は無く、所望の負圧を維持形成できるのであればどちらか一方によって達成してもよい。

一般的に半導体製造装置のような産業装置において、地震発生時または装置内で異常が検出された場合、電源供給および圧縮空気ラインの供給を停止させることが多い。また、設備供給元に異常が発生した場合も、装置内へ供給している電源、ガス、冷却水、圧縮空気、および排気などが停止される。このような場合、フィルム間隙間６の圧力（負圧）維持ができなくなり、フィルム間隙間６が開いてしまい吐出ヘッド７から吐出材が漏れてしまう可能性がある。

そこで本実施形態では、例えば、通常時には、負圧発生手段２７で必要に応じて負圧を発生させておき、地震または停電などによって吐出装置１０および設備が停止した場合に真空保持手段２８を機能させてもよい。即ち、吐出装置１０および設備が停止して負圧発生手段２７での圧力制御が難しい場合には、開閉バルブ２４を閉じて、開閉バルブ２６を開き、フィルム間隙間６と真空保持手段２８とを導通状態とすることができる。真空保持手段２８によって、フィルム間隙間６の圧力は維持可能となる。尚、このような制御をする場合、開閉バルブ２４はノーマルクローズのバルブとし、開閉バルブ２６はノーマルオープンとなるバルブを用いることが好ましい。これにより、電源供給または圧縮空気の供給が不可能となった場合でも、フィルム間隙間６には、真空保持手段２８のみが導通状態となる。

尚、開閉バルブ２４および開閉バルブ２６の代わりに、フィルム間用接続管２２と接続する配管を、導通管２３もしくは導通管２５のどちらか一方、または、導通管２３および導通管２５の両方に切替え可能となるようなバルブ（第３バルブ）を設けてもよい。バルブとして駆動弁を用いる場合、制御部１６によって開閉制御が行われる。

次に、吐出カートリッジ１００を交換して新しい吐出カートリッジ１００を装着するときの吐出装置１０の動作、特に、フィルム間用接続管２２に接続する構成に関する動作を説明する。

吐出カートリッジ１００は、吐出材２を消費した場合、または、吐出ヘッド７の吐出機構部が寿命となり、所望の吐出性能を満たせない場合には、吐出カートリッジ１００の単位で交換できるようになっている。新しい吐出カートリッジ１００を取り付ける場合、カプラ３０ａとカプラ３０ｂとを接続すると、フィルム間用接続管２２と、導通管２３および導通管２５の内部とが導通状態となる。このとき開閉バルブ２４は開き、開閉バルブ２６は閉じるように構成されている。即ち、フィルム間隙間６は、負圧発生手段２７と導通しているが、真空保持手段２８とは導通していない。これは、吐出カートリッジ１００を取り付ける際に、不要な物体が真空保持手段２８内に混入することを防止するためである。フィルム間隙間６と、負圧発生手段２７とが導通している状態で、圧力センサ３１で監視し、所望の圧力となるように負圧発生手段２７で圧力制御を行う。

その後、開閉バルブ２６を開き、フィルム間隙間６と真空保持手段２８とを導通させる。真空保持手段２８を導通することにより、電源供給または圧縮空気の供給が不可能となった場合のフィルム間隙間６の真空維持だけでなく、負圧発生手段２７による圧力変動を抑えるダンパーの役割も担うことが可能となる。尚、先に説明したように、負圧発生手段２７および真空保持手段２８は、両方が常に動作している必要は無く、所望の負圧を維持形成できるのであればどちらか一方によって達成してもよい。

＜＜実施形態１０＞＞
実施形態９では、吐出装置１０においてフィルム間用接続管２２と、カプラ３０ａおよびカプラ３０ｂの接続を通じて導通する負圧発生手段２７および真空保持手段２８を説明した。本実施形態は、圧力制御手段である真空保持手段が、吐出カートリッジ１００側に備えられている形態を説明する。即ち、吐出カートリッジ１００を取り外した場合に、吐出カートリッジ１００に真空保持手段が導通した状態で保管または移送可能な形態を説明する。

図１５は、本実施形態の吐出装置１０の一例を示す図である。吐出カートリッジ１００のフィルム間用接続管２２とカプラ３０ａとの配管流路の途中に導通管２５を接続して、フィルム間隙間６と真空保持手段２３０とが接続するように構成されている。本実施形態の真空保持手段２３０は、実施形態７で説明した真空保持手段２３０と同じものとしている。

図１６は、図１５の状態からカプラ３０ａと３０ｂとを分離し、カプラ１８ａと１８ｂとを分離し、カプラ１９ａと１９ｂとを分離した状態の図である。この状態で不図示の保管装置に収納して吐出カートリッジ１００を保管または移送することができる。吐出カートリッジ１００において、フィルム間隙間６と貫通するフィルム間用接続管２２は、密封状態となっているカプラ３０ａと、導通管２５を介した真空保持手段２３０と、に接続されている。そのため、吐出カートリッジ１００を保管装置に保管するまでの間、保管装置に保管している間、および移送時に、フィルム間隙間６およびフィルム間隙間６に接続する配管内の気圧が変動しても、真空保持手段２３０で真空度を維持することが可能となる。このため、収容容器１内の吐出材２が吐出ヘッド７から漏れ出すことを防止できる。

１０ 吐出装置
１００ 吐出カートリッジ
７ 吐出ヘッド
８ 吐出孔
４１ 保管装置

Claims (17)

1. 吐出材を収容する収容容器と、前記収容容器に収容されている吐出材を吐出する吐出孔を有する吐出ヘッドと、を有する吐出カートリッジを保管する保管装置であって、
   前記吐出カートリッジを固定する固定部と、
   前記固定部に固定され、かつ前記吐出孔が密閉されていない前記吐出カートリッジの前記収容容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、
   を備えることを特徴とする保管装置。
2. 前記保管装置は、前記圧力制御手段として、
   前記収容容器内に導通した導通部と接続可能な配管と、
   前記配管に導通し、液体が充填されている第２収容容器と、
   を有し、
   前記第２収容容器内の液面が、前記固定部に固定されている前記吐出カートリッジの前記吐出孔が配されている吐出面よりも鉛直方向において低い位置にある、請求項１に記載の保管装置。
3. 前記第２収容容器は、大気開放されている、請求項２に記載の保管装置。
4. 前記収容容器は、可撓性隔壁によって、前記吐出ヘッドと導通し前記吐出材を収容する第１液室と、前記吐出ヘッドと導通せず液体を収容する第２液室とに分離され、
   前記配管は、前記収容容器内の第２液室と導通する、請求項２または３に記載の保管装置。
5. 前記第２収容容器は、当該第２収容容器内に充填されている液体に浸漬された可撓性の第３容器を有し、
   前記配管が前記第３容器に導通することで、前記収容容器内と前記第３容器との間に密閉空間が形成されている、請求項２から４のいずれか一項に記載の保管装置。
6. 前記収容容器は、可撓性隔壁によって、前記吐出ヘッドと導通し前記吐出材を収容する第１液室と、前記吐出ヘッドと導通せず液体を収容する第２液室とに分離され、
   前記吐出カートリッジは、
   前記第１液室内と導通する循環流路と、
   前記第１液室内の吐出材を、前記循環流路に送出する送液手段と、
   前記循環流路に配されたフィルタと、を有し、
   前記保管装置は、前記圧力制御手段として、前記送液手段を駆動制御する駆動制御手段を有し、
   前記駆動制御手段は、前記送液手段の脈動圧力を一定範囲内に制御する、請求項１から５のいずれか一項に記載の保管装置。
7. 前記収容容器は、可撓性隔壁によって、前記吐出ヘッドと導通し前記吐出材を収容する第１液室と、前記吐出ヘッドと導通せず液体を収容する第２液室とに分離され、
   前記保管装置は、
   前記第１液室内と導通した導通部と接続可能な循環流路と、
   前記第１液室内の吐出材を、前記循環流路に送出する送液手段と、
   前記循環流路に配されたフィルタと、
   前記圧力制御手段として、前記送液手段を駆動制御する駆動制御手段と、を有し、
   前記駆動制御手段は、前記送液手段の脈動圧力を一定範囲内に制御する、請求項１から５のいずれか一項に記載の保管装置。
8. 前記駆動制御手段は、前記送液手段を間欠動作させる、請求項６または７に記載の保管装置。
9. 前記圧力制御手段は、前記送液手段によって送出される前記吐出材の圧力を検出する検出手段をさらに有し、
   前記駆動制御手段は、前記検出した圧力が前記一定範囲内となるように制御する、請求項６または７に記載の保管装置。
10. 前記収容容器は、複数の可撓性隔壁によって、前記吐出ヘッドと導通し前記吐出材を収容する第１液室と、前記吐出ヘッドと導通せず液体を収容する第２液室とに分離され、
    前記保管装置は、前記圧力制御手段として、前記可撓性隔壁間の圧力を前記第１液室および第２液室の圧力以下の負圧に保持する保持手段を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の保管装置。
11. 前記保持手段は、前記可撓性隔壁間を負圧にする負圧発生手段を含み、前記負圧発生手段によって負圧を発生させることで、前記可撓性隔壁間の圧力を前記第１液室および第２液室の圧力以下の負圧に保持する、請求項１０に記載の保管装置。
12. 前記保持手段は、前記負圧発生手段を間欠動作させる、請求項１１に記載の保管装置。
13. 前記保持手段は、前記可撓性隔壁間の圧力を検知する検知手段を含み、前記検知手段の検知した値が閾値を外れたときに前記負圧発生手段を動作させる、請求項１１に記載の保管装置。
14. 前記保持手段は、前記可撓性隔壁間の空気を真空排気した後に封止する封止手段である、請求項１０に記載の保管装置。
15. 前記保持手段は、
    前記可撓性隔壁間の流路に接続した真空容器と、
    前記真空容器と前記可撓性隔壁間との空気を真空排気した後に封止する封止手段と
    を含む、請求項１０に記載の保管装置。
16. 前記保持手段は、前記可撓性隔壁間の流路に接続した、ばねを有する真空容器であり、ばね力により、前記真空容器と前記可撓性隔壁間との空間を負圧に保持する、請求項１０に記載の保管装置。
17. 前記吐出材は、インプリント処理に用いられるレジストである、請求項１から１６のいずれか一項に記載の保管装置。

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