KR102640538B1

KR102640538B1 - 토출재 충전 장치, 압력 조정 장치 및 토출재 충전 방법

Info

Publication number: KR102640538B1
Application number: KR1020200045692A
Authority: KR
Inventors: 유이치 이와사키; 요시마사 아라키; 노리야스 하세가와; 히데키 마츠모토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2024-02-27
Also published as: KR20200125457A; US20200341371A1; US11520227B2; JP2020179632A; JP7321755B2

Abstract

토출재 충전 장치는, 토출재를 토출하도록 구성되는 토출 헤드, 및 가요성 막에 의해 토출재를 수용하는 제1 수용 공간 및 작동액을 수용하는 제2 수용 공간으로 분리된 내부 공간을 갖는 수용 용기를 포함하는 토출재 토출 장치의 제1 수용 공간 내로 토출재를 충전한다. 토출재 충전 장치는, 제1 수용 공간 내로 충전되는 토출재를 수용하는 토출재 서버 보틀, 토출재 서버 보틀 및 제1 수용 공간을 포함하는 순환로를 형성하도록 구성되는 관, 순환로를 통해 토출재를 순환시키도록 구성되는 펌프, 및 순환로에 제공되는 파티클 필터를 포함한다.

Description

토출재 충전 장치, 압력 조정 장치 및 토출재 충전 방법{EJECTION MATERIAL FILLING DEVICE, PRESSURE REGULATION DEVICE, AND EJECTION MATERIAL FILLING METHOD}

본 개시내용은 토출재 충전 장치, 압력 조정 장치 및 토출재 충전 방법에 관한 것이다.

수용 용기에 수용된 액체 또는 액상의 토출재를 토출 헤드로부터 토출하도록 구성되는 토출재 토출 장치가 있다. 일본 특허 공개 공보 제2018-160684호는 가요성 부재에 의해 2개의 수용 공간으로 분할된 액체 수용 유닛을 사용하는 임프린트 장치를 개시하고 있다. 액체 수용 유닛의 제1 수용 공간은 토출재인 제1 액체를 수용하며, 제2 수용 공간은 제2 액체를 수용한다. 이 제2 수용 공간의 내압을 제어함으로써, 간접적으로 제1 수용 공간의 내압이 조정된다.

일본 특허 공개 공보 제2018-160684호에서는, 제1 수용 공간의 용적은 가요성 부재에 의해 변동하기 때문에, 제1 수용 공간에 충전되는 토출재의 양은 원하는 양 미만이 될 가능성이 있다. 또한, 제1 수용 공간에 충전되는 토출재가 불순물을 포함할 가능성이 있다.

본 개시내용은 토출재 토출 장치의 토출재 수용 용기 내로 토출재를 적절하게 충전하는 것을 목적으로 한다.

본 개시내용에 따른 토출재 충전 장치는, 토출재를 토출하도록 구성되는 토출 개구를 포함하는 토출 헤드, 및 가요성 막에 의해 상기 토출재를 수용하는 제1 수용 공간 및 작동액을 수용하는 제2 수용 공간으로 분리된 내부 공간을 포함하는 수용 용기를 포함하는 토출재 토출 장치의 제1 수용 공간 내로 토출재를 충전하도록 구성되는 토출재 충전 장치이며, 상기 토출재 충전 장치는, 상기 제1 수용 공간 내로 충전되는 상기 토출재를 수용하는 탱크, 상기 탱크 및 상기 제1 수용 공간을 포함하는 순환로를 형성하도록 구성되는 하나 이상의 관, 상기 순환로를 통해 상기 토출재를 순환시키도록 구성되는 송액 유닛, 및 상기 순환로에 제공되는 필터를 포함한다.

도 1은 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 토출재 토출 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 토출 헤드의 확대도이다.
도 4는 토출재 수용 유닛의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 토출재 충전의 비교예를 도시하는 도면이다.
도 6은 토출재 충전 장치 및 막간 압력 조정 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

이하에, 첨부의 도면을 참조하여 예시적인 실시형태를 상세하게 설명한다.

<제1 실시형태>

[임프린트 장치]

도 1은 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(101)는 반도체 디바이스 등의 각종 디바이스를 제조하기 위해 사용된다. 기판(111)에는 미경화 수지(레지스트 또는 임프린트재라고도 칭함)(40)이 부여된다. 미경화 수지(40)는, 후술하는 토출재 토출 장치(10)에 의해 토출되므로, 토출재라고도 칭한다. 임프린트 장치(101)는, 미경화 레지스트(40)에 성형용 패턴을 갖는 몰드(107)를 가압하고, 이 상태에서 광(자외선) 조사에 의해 레지스트(40)를 경화시킨다. 그 후, 경화된 레지스트(40)로부터 몰드(107)를 분리함으로써, 임프린트 장치(101)는 몰드(107)의 패턴을 기판(111)에 전사하는 임프린트 처리를 행한다.

레지스트(40)는, 자외선(108)을 수광함으로써 경화되는 성질을 갖는 광경화성 수지이다. 레지스트는 반도체 디바이스 제조 공정 등의 각종 조건에 따라 적절히 선택된다. 광경화성 레지스트 대신에, 예를 들어 열경화성 레지스트를 사용할 수 있으며, 임프린트 장치는 열에 의해 레지스트를 경화시킴으로써 임프린트 처리를 행할 수 있다.

임프린트 장치(101)는, 광 조사 유닛(102), 몰드 보유지지 기구(103), 기판 스테이지(104), 토출재 토출 장치(10), 제어 유닛(16), 계측 유닛(122), 및 하우징(123)을 포함한다.

광 조사 유닛(102)은, 광원(109) 및 광원(109)으로부터 조사된 자외선(108)을 보정하기 위한 광학 소자(110)를 포함한다. 예를 들어, 광원(109)은 i선 또는 g선을 발생시키도록 구성되는 할로겐 램프이다. 자외선(108)은 몰드(107)를 통해서 레지스트(40)에 조사된다. 자외선(108)의 파장은 경화되는 레지스트(40)에 따라 다르다. 임프린트 장치가 레지스트로서 열경화성 레지스트를 사용하는 경우에는, 광 조사 유닛(102)은 열경화성 레지스트를 경화시키기 위한 열원으로 교체된다.

몰드 보유지지 기구(103)는 몰드 척(115) 및 몰드 구동 기구(116)를 포함한다. 몰드 보유지지 기구(103)에 의해 보유지지되는 몰드(107)는 직사각형 외형을 갖는다. 기판(111)에 대면하는 몰드(107)의 면은 회로 패턴 등의 전사해야 할 요철 패턴이 3차원으로 형성된 패턴부(107a)를 포함한다. 본 실시형태에서는, 몰드(107)는 자외선(108)이 투과하는 것을 허용하는 재료로 형성된다. 예를 들어, 석영이 재료로서 사용된다.

몰드 척(115)은 진공 흡착 또는 정전기력에 의해 몰드(107)를 보유지지한다. 몰드 구동 기구(116)는 몰드 척(115)을 보유지지해서 이동함으로써 몰드(107)를 이동시킨다. 몰드 구동 기구(116)는, 몰드(107)를 -Z 방향으로 이동시켜서 몰드(107)를 레지스트(40)에 가압할 수 있다. 또한, 몰드 구동 기구(116)는, 몰드(107)를 Z 방향으로 이동시켜서 몰드(107)를 레지스트(40)로부터 제거할 수 있다. 몰드 구동 기구(116)로서 이용될 수 있는 액추에이터는, 예를 들어 리니어 모터 또는 에어 실린더를 포함한다.

몰드 척(115) 및 몰드 구동 기구(116)는 중심부에 개구 영역(117)을 갖는다. 자외선(108)이 조사되는 몰드(107)의 면은 오목한 형상의 캐비티(107b)를 갖는다. 몰드 구동 기구(116)의 개구 영역(117)에는, 광투과 부재(113)가 제공된다. 광투과 부재(113), 캐비티(107b), 및 개구 영역(117)은 밀봉 공간(112)을 형성한다. 공간(112) 내의 압력은 압력 보정 장치(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 압력 보정 장치가 공간(112) 내의 압력을 외압보다 높게 설정함으로써, 패턴부(107a)는 기판(111)을 향해서 휜다. 이에 의해, 패턴부(107a)의 중심부가 레지스트(40)에 접촉하게 된다. 따라서, 몰드(107)를 레지스트(40)에 가압하는 경우에, 패턴부(107a)와 레지스트(40) 사이에 기체(공기)가 갇히는 것이 방지될 수 있고, 그 결과 패턴부(107a)의 요철부는 레지스트(40)로 완전히 충전될 수 있다. 공간(112)의 크기를 결정하는 캐비티(107b)의 깊이는 몰드(107)의 크기 또는 재료에 따라서 적절히 변경된다.

기판 스테이지(104)는 기판 척(119), 기판 스테이지 하우징(120), 및 스테이지 기준 마크(121)를 포함한다.

기판 스테이지에 의해 보유지지되는 기판(111)은 단결정 실리콘 기판 또는 실리콘 온 인슐레이터(silicon on insulator)(SOI) 기판이다. 기판(111)의 피처리면에는 레지스트(40)가 부여되고, 그 위에 패턴이 성형된다.

기판 척(119)은 기판(111)을 진공 흡착에 의해 보유지지한다. 기판 스테이지 하우징(120)은, 기판 척(119)을 기계적 수단을 이용하여 보유지지하면서 기판 척(119)을 X 및 Y 방향으로 이동시킴으로써 기판(111)을 이동시킨다. 스테이지 기준 마크(121)는, 몰드(107)가 기판(111) 상의 레지스트(40)와 접촉하기 전에 기판(111)과 몰드(107)의 얼라인먼트에서 기판(111)의 기준 위치를 설정하기 위해서 사용된다. 기판 스테이지 하우징(120)의 액추에이터에는, 예를 들어 리니어 모터이다.

토출재 토출 장치(10)(이하, 토출 장치라 칭함)는, 토출재로서 미경화 레지스트(40)를 토출하여 레지스트를 기판(111) 상으로 부여하도록 구성되는 장치이다. 토출 장치(10)는, 토출재 수용 유닛(100), 및 토출재 수용 유닛(100)의 수용 용기 내의 압력을 제어하도록 구성되는 압력 제어 유닛(20)을 포함한다. 토출재 수용 유닛(100)은, 토출재를 수용하는 수용 용기(13)(도 2 참조)와 수용 용기에 장착되는 토출 헤드(14)(도 2 참조)를 포함한다. 토출 장치(10)는 임프린트 장치(101)로부터 탈착 가능하다. 수용 용기(13)에 수용되어 있는 토출재가 소비되었을 경우, 토출 장치(10)에 장착되어 있는 토출재 수용 유닛(100)은 토출재를 수용하는 다른 토출재 수용 유닛으로 교체될 수 있다. 토출 장치(10)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.

계측 유닛(122)은 얼라인먼트 계측기(127) 및 관찰용 계측기(128)를 포함한다. 얼라인먼트 계측기(127)는, 기판(111) 상에 형성된 얼라인먼트 마크와 몰드(107) 상에 형성된 얼라인먼트 마크의 X 및 Y 방향의 오정렬을 계측한다. 관찰용 계측기(128)는, CCD 카메라 등의 촬상 장치이며, 기판(111)에 부여된 레지스트(40)의 패턴의 화상을 촬상하고 그 화상을 화상 정보로서 제어 유닛(16)에 출력한다.

제어 유닛(16)은 임프린트 장치(101)의 각 구성 요소의 동작 등을 제어한다. 제어 유닛(16)은, 예를 들어 CPU, ROM 및 RAM을 포함하는 컴퓨터이다. 제어 유닛(16)은 회로를 통해 임프린트 장치(101)의 각 구성요소에 연결된다. CPU는 ROM에 저장된 제어 프로그램에 따라서 각 구성 요소를 제어한다.

제어 유닛(16)은, 계측 유닛(122)의 계측 정보에 기초하여, 몰드 보유지지 기구(103), 기판 스테이지(104) 및 토출 유닛(105)의 동작을 제어한다. 제어 유닛(16)은, 임프린트 장치(101)의 다른 유닛과 일체적으로 구성될 수 있거나, 또는 임프린트 장치와는 별도의 장치로서 실현될 수 있다. 제어 유닛(16)은 1대의 컴퓨터일 필요는 없으며 복수의 컴퓨터를 포함할 수 있다.

하우징(123)은, 기판 스테이지(104)가 적재되는 베이스 정반(124), 몰드 보유지지 기구(103)를 고정하는 브리지 정반(125), 및 베이스 정반(124)으로부터 연장되고 브리지 정반(125)을 지지하는 지주(126)를 포함한다.

이어서, 임프린트 장치(101)에 의한 임프린트 처리에 대해서 설명한다. 제어 유닛(16)은, 기판 반송 기구(도시되지 않음)가, 기판(111)을 기판 척(119) 상에 적재하게 한다. 기판(111)이 기판 척(119) 상에 적재된 후, 제어 유닛(16)은 기판 척(119) 상에 기판(111)을 고정시킨다. 그리고, 제어 유닛(16)은, 토출 장치(10)가 기판(111) 상으로 레지스트(40)를 토출할 수 있는 위치로 기판 스테이지(104)를 이동시킨다. 이어서, 제어 유닛(16)은 구동 신호를 생성한다. 구동 신호에 기초하여, 토출 장치(10)는 기판(111) 상의 패턴 형성 영역에 레지스트(40)를 부여한다. 이어서, 제어 유닛(16)은, 기판(111) 상의 패턴 형성 영역이 패턴부(107a)의 바로 아래에 위치하도록 기판 스테이지(104)를 이동시킨다. 이어서, 제어 유닛(16)은, 몰드 구동 기구(116)를 구동시켜, 기판(111) 상의 레지스트(40)에 몰드(107)를 가압한다. 이 몰드 가압 공정을 통해, 패턴부(107a)의 요철부에 레지스트(40)가 충전된다. 이 상태에서, 제어 유닛(16)은, 광 조사 유닛(102)이, 몰드(107)의 상면으로부터 자외선(108)을 조사하게 하여 레지스트(40)를 경화시킨다. 레지스트(40)가 경화된 후, 제어 유닛(16)은 몰드 구동 기구(116)를 다시 구동시켜 몰드(107)를 레지스트(40)로부터 제거한다. 몰드(107)를 제거함으로써, 기판(111) 상에 패턴부(107a)의 요철부에 대응하는 3차원 형상의 레지스트(40)의 패턴이 형성된다.

임프린트 처리에서는, 기판(111)의 전체 영역에 패턴이 형성되는 경우가 있다. 이 경우에는, 제어 유닛(16)은, 기판 스테이지(104)를 이동시키고, 패턴 형성 영역을 변경시키며, 상기의 일련의 동작을 다수 회 실시함으로써, 1매의 기판(111) 상에 복수의 레지스트(40)의 패턴을 성형한다.

[토출재 토출 장치의 구성]

도 2는 토출 장치(10)의 구성의 개략도이다. 본 실시형태의 토출 장치(10)의 압력 제어 유닛(20)은, 대기와 연통하는 내부에 작동액(35)을 저류하는 메인 탱크(34), 및 대기와 연통하고 메인 탱크(34)와 연통할 수 있는 내부에 작동액(35)을 저류하는 서브 탱크(26)를 포함한다. 토출 장치(10)의 토출재 수용 유닛(100)은, 토출재를 수용하는 수용 용기(13) 및 수용 용기(13)에 장착되는 토출 헤드(14)를 포함한다. 본 실시형태에서, 토출재는 미경화 레지스트(40)이다. 수용 용기(13) 및 토출 헤드(14)는 별개로 또는 일체적으로 형성될 수 있다. 수용 용기(13)는 카트리지 타입일 수 있다. 본 실시형태의 토출 장치(10)는 막간 압력 조정 장치(57)를 더 포함한다.

[토출 헤드의 구성]

도 3은 토출 헤드(14)에서의 토출구(15) 근방의 확대도이다. 토출 헤드(14)는, 토출 헤드의 외면(토출면)에 개구되는 토출구(15)로부터 토출재를 토출할 수 있다. 본 실시형태의 토출구(15)는, 토출 헤드(14)의 토출면에서, 1인치당 500 내지 1,000개의 밀도로 제공된다.

토출 헤드(14)에서, 토출구(15) 각각에 대응하여 제공된 압력실(19) 내에는, 에너지 발생 소자(18)가 탑재되어 있다. 에너지 발생 소자(18)는, 토출재를 미세 액적, 예를 들어 1pL(피코리터)의 액적으로서 토출하기 위한 에너지를 발생시킬 수 있는 임의의 소자일 수 있고, 예를 들어 피에조 소자(piezoelectric element) 또는 발열 저항 소자일 수 있다. 피에조 소자를 사용하는 경우에는, 발열 저항 소자를 사용하는 경우와 비교해서 온도 변화(온도 상승)가 토출 특성에 적은 영향을 미치므로, 피에조 소자는 고온에서 사용될 수 있다. 이는 점성이 높은 수지 등의 다양한 토출재의 사용을 가능하게 한다. 발열 저항 소자를 사용하는 경우에는, 일반적으로 제조 비용이 상대적으로 낮을 수 있다. 본 실시형태의 에너지 발생 소자(18)는 피에조 소자이며, 토출재는 압전 소자의 구동 제어를 실행하고 압력실(19)의 용적을 변화시킴으로써 토출구(15)를 통해 압력실(19)로부터 토출된다. 피에조 소자는 MEMS(미세 전자 기계 시스템) 기술을 사용해서 탑재될 수 있다.

각각의 압력실(19)은 공통 액실(56)과 연통한다. 공통 액실(56)은 수용 용기(13)의 제1 수용 공간(5)과 연통한다. 토출구(15)로부터 토출되는 토출재는, 제1 수용 공간(5)으로부터 공통 액실(56)을 통해서 압력실(19)에 공급된다. 토출 헤드(14)와 제1 수용 공간(5) 사이에 제어 밸브가 없기 때문에, 제1 수용 공간(5)의 내압은, 토출 헤드(14)의 토출구(15) 외부의 대기압(외압)보다 약간 부압이 되도록 제어된다. 이 부압 제어는, 토출구(15) 내의 토출재와 외부 공기 사이의 계면에 메니스커스를 형성하고, 의도하지 않은 타이밍에 토출구로부터의 토출재의 누출(적하)을 방지한다. 본 실시형태에서는, 제1 수용 공간(5)의 내압은 외압보다 0.40±0.04 kPa만큼 부압이 되도록 제어된다.

[제1 수용 공간과 제2 수용 공간 사이의 압력 관계]

제1 수용 공간(5)과 제2 수용 공간(6) 사이에 내압의 차가 있는 경우, 가요성을 각각 갖는 제1 필름(1) 및 제2 필름(2)은 낮은 내압측으로 이동하고 내압의 차가 소멸하면 정지하는 움직임을 반복한다. 따라서, 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 내압은 서로 동일하게 유지될 수 있다.

더 구체적으로는, 토출 헤드(14)로부터 토출재가 토출되는 경우, 제1 수용 공간(5)의 토출재의 용적은 토출된 토출재의 용적만큼 감소하고 제1 수용 공간(5)의 내압이 내려간다. 이때, 제2 수용 공간(6)의 내압은 제1 수용 공간(5)의 내압보다도 상대적으로 높다. 제1 필름(1)과 제2 필름(2) 사이의 막간 공간(8)은, 후술하는 바와 같이 제1 수용 공간(5)의 내압 또는 제2 수용 공간(6)의 압력보다 부압이 되도록 제어된다. 따라서, 제1 수용 공간(5)의 내압의 저하에 응답하여, 제1 필름(1)과 제2 필름(2)은 제1 수용 공간(5)을 향해 일체적으로 이동한다. 이때, 작동액(35)은 서브 탱크(26)로부터 관(24) 및 작동액용 관(12)을 통해서 제2 수용 공간(6) 내로 흡인된다. 이는 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 내압을 다시 동등하게 하고 이들을 평형 상태가 되게 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 서브 탱크(26)는, 관(25)을 통해 외부와 연통하며, 서브 탱크(26)의 내압은 대기압과 동등하다. 서브 탱크(26)가 제2 수용 공간(6)과 연통하는 관(24)은 작동액(35)으로 충전되어 있고, 연직 방향에서의 서브 탱크(26) 내의 작동액(35)의 액면 위치(이하, "액면 높이"라고도 칭함)는 토출 헤드(14)의 토출구(15)보다 낮은 위치로 설정되어 있다. 서브 탱크(26) 내의 작동액(35)의 액면 위치와 토출구(15)가 개구되는 토출면의 위치 사이의 높이의 차(연직 방향에서의 거리)를 ΔH로 나타낸다. 본 실시형태에서는, 각 토출구(15) 내에서 토출재의 메니스커스가 형성되는 상태를 유지하도록 차(ΔH)를 설정한다. 즉, 토출재가 토출구(15)로부터 외부로 누출 또는 적하하는 것을 방지하고, 메니스커스가 과도하게 리세스(예를 들어, 공통 액실 부근)를 향해 과도하게 인입되는 것을 방지하도록 차(ΔH)를 설정한다. 더 구체적으로는, 제1 수용 공간(5)의 내압을 외압보다 0.40±0.04kPa만큼 낮은 값으로 제어하도록 높이의 차(ΔH)를 41±4mm로 설정한다. 높이의 차(ΔH)는 적절히 설정될 수 있다.

[압력 제어 유닛의 구성]

이어서, 압력 제어 유닛(20)에 대해서 설명한다. 압력 제어 유닛(20)에서는, 기준 액면 높이에 대하여, 서브 탱크(26) 내의 작동액의 액면 높이가 미리결정된 범위로부터 벗어나는 경우에, 보정 동작이 실행된다. 상기 예의 경우에, 기준 액면 높이(토출구(15)보다 41mm만큼 낮은 높이)에 대하여 서브 탱크(26) 내의 작동액의 액면 높이가 미리결정된 범위(기준 액면 높이±4mm)로부터 벗어나는 경우에, 보정 동작이 실행된다. 보정 동작은, 서브 탱크(26) 내의 작동액의 액면 높이가 미리결정된 범위 내에 들어가도록, 메인 탱크(34)와 서브 탱크(26) 사이에 작동액을 이동시키는 "액면 조정"의 동작이다.

서브 탱크(26)에는 액면 센서(41)가 제공되어 있다. 본 실시형태의 액면 센서(41)는, 서브 탱크(26) 내의 작동액의 액면 높이 및 액면 높이의 변화(변위)를 감지할 수 있는 센서이다. 메인 탱크(34) 및 서브 탱크(26)는 제어 밸브(31) 및 펌프(32)를 포함하는 관(33)을 통해서 서로 연통할 수 있다. 제어 유닛(16)은, 제어 밸브(31) 및 펌프(32)를 구동시키고, 서브 탱크(26)의 작동액의 액면 높이를 원하는 범위 내로 제어한다(즉, 액면 조정을 행한다). 더 구체적으로는, 액면 센서(41)가, 서브 탱크(26)의 작동액(35)의 액면 높이가 미리결정된 범위보다 낮아지는 것을 감지하는 경우, 제어 밸브(31)가 개방되고 펌프(32)가 구동되어 메인 탱크(34)로부터 서브 탱크(26)에 작동액을 공급한다. 액면 센서(41)가 서브 탱크(26) 내의 작동액(35)의 액면 높이가 미리결정된 범위 내에 있는 것을 감지하는 경우, 펌프(32)의 구동이 정지되고, 제어 밸브(31)가 폐쇄되어 메인 탱크(34)로부터 서브 탱크(26)로의 작동액의 공급을 중지한다. 제어 밸브(31) 및 펌프(32)를 제어함으로써, 서브 탱크(26)로부터 메인 탱크(34)로 작동액을 복귀시킬 수도 있다. 이러한 방식으로, 서브 탱크(26) 내의 액면 높이는 미리결정된 범위 내에서 유지된다.

서브 탱크(26)는 서브 탱크(26)의 내부의 천장면(연직 방향에서의 최상부)이 토출 헤드(14)의 토출구(15)보다 연직 방향에서 낮아지도록 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 배치는, 상술한 액면 조정에 의해 서브 탱크(26)가 가득 충전될 때까지 메인 탱크(34)로부터 작동액이 공급되는 경우에도, 서브 탱크(26) 내의 작동액(35)의 액면 위치가 토출구(15)의 토출면의 위치보다 높아지는 것을 방지한다. 즉, 서브 탱크(26)의 천장면은 서브 탱크(26) 내의 작동액(35)의 액면 높이를 제한하기 때문에, 작동액(35)의 액면과 토출구 사이의 연직 방향에서의 상대적인 위치 관계(높이 관계)가 유지되고, 높이의 차(ΔH)는 결코 0(제로)이 되지 않는다. 따라서, 제1 수용 공간(5)과 제2 수용 공간(6)의 내압은 외압보다 부압으로 유지될 수 있으며, 토출재가 토출구(15)로부터 누출 및 적하하는 것을 방지할 수 있다.

또한 제2 수용 공간(6)과 서브 탱크(26)는, 관(24) 및 작동액용 관(12)을 통해서뿐만 아니라 펌프(22)를 포함하는 관(23) 및 작동액용 관(11)을 통해서도 서로 연통할 수 있다. 수용 용기(13)가 일단 토출 장치(10)로부터 분리되고 다시 거기에 부착되는 경우, 관(24)에 기포가 들어갈 가능성이 있다. 이 경우에는, 밸브(53 및 54)를 개방하고 펌프(22)를 작동시켜서, 관(24), 작동액용 관(12), 제2 수용 공간(6), 작동액용 관(11) 및 관(23)을 통해서 작동액(35)을 순환시킨다. 작동액을 서브 탱크(26)로 보냄으로써 관(24)으로부터 기포를 제거할 수 있다. 밸브(53 및 54)는, 펌프(22)를 사용하지 않는 경우에는 폐쇄되고, 펌프(22)를 사용하는 경우에는 개방된다.

예를 들어, 펌프(22 및 32)는, 시린지 펌프, 튜브 펌프, 다이어프램 펌프, 또는 기어 펌프일 수 있다. 단, 펌프(22 및 32)는 송액 유닛의 기능을 갖는 한 펌프로 제한되지 않는다. 토출재 토출 장치에 적합한 송액 유닛이 펌프(22 및 32)로서 선택될 수 있다.

작동액은, 기체에 비하여, 외부 온도 및 압력에 의해 밀도(체적)가 무시할 수 있을 정도로 변화되는 비압축성 물질이다. 따라서, 토출 장치(10)의 주변의 대기 온도 또는 압력이 변화하는 경우에도, 작동액의 체적은 거의 변화하지 않는다. 작동액으로서는, 예를 들어 물과 같은 액체 및 겔상 물질로부터 선택되는 물질을 사용할 수 있다. 통상, 토출재와 작동액 사이의 밀도의 차는 토출재와 기체 사이의 밀도의 차보다 작다.

[수용 용기]

수용 용기(13)의 내부 공간은, 격벽으로서 기능하는 제1 필름(1) 및 제2 필름(2)을 포함하는 가요성 막에 의해 제1 수용 공간(5)과 제2 수용 공간(6)으로 분리된다. 제1 수용 공간(5)과 제2 수용 공간(6) 사이(즉, 제1 필름(1)과 제2 필름(2) 사이)에는 막간 공간(8)이 형성된다. 막간 공간(8)이 형성되기 때문에, 제1 필름(1)이 파손되는 경우에도 토출재와 작동액이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

막간 공간(8)과 연통하는 막간 배기용 관(7)은 막간 압력 조정 장치(57)에 연결된다. 막간 압력 조정 장치(57)는 막간 공간(8) 내의 기체(공기)를 흡인하고, 막간 공간(8)을 제1 수용 공간(5) 또는 제2 수용 공간(6)의 내압보다 부압으로 유지하며, 제1 필름(1)과 제2 필름(2)을 서로 적어도 부분적으로 밀착시킬 수 있다. 이 때문에, 제1 필름(1)과 제2 필름(2)이 서로 연동해서 일체적으로 변형되고 이동될 수 있다. 따라서, 서브 탱크(26)의 액면 조정을 실행함으로써, 제2 수용 공간(6)의 내압을 제어하고, 간접적으로 제1 수용 공간(5)의 내압이 제어된다.

수용 용기(13)는, 충전용 관(3 및 4), 작동액용 관(11 및 12) 및 막간 배기용 관(7)을 포함한다. 충전용 관(3 및 4), 작동액용 관(11 및 12) 및 막간 배기용 관(7)에는 각각 관을 밀봉하는 밸브(51 내지 55)가 설치된다.

작동액용 관(11)과 압력 제어 유닛(20)의 관(23)은 각각의 연결 유닛을 통해 서로 연결된다. 작동액용 관(12) 및 압력 제어 유닛(20)의 관(24)은 각각의 연결 유닛을 통해 연결되며 서로 연통한다. 막간 압력 조정 장치(57) 및 막간 배기용 관(7)은 각각의 연결 유닛을 통해서 연결되며 서로 연통한다. 각각의 연결 유닛에서의 연결은 분해가능하며, 토출재 수용 유닛(100)의 수용 용기(13)로부터 막간 압력 조정 장치(57) 및 압력 제어 유닛(20)을 분리할 수 있다.

작동액용 관(11 및 12) 및 막간 배기용 관(7)에는, 연결 유닛으로서, 분리시에 밀봉되는 밀봉 기구를 각각 갖는 커플러가 제공될 수 있다. 이 경우, 관(23 및 24) 및 막간 압력 조정 장치(57)에도 연결 유닛으로서 커플러가 제공되어, 막간 압력 조정 장치(57) 및 압력 제어 유닛(20)이 각각의 커플러를 통해 수용 용기(13)에 분리가능하게 연결된다. 밀봉 기구를 각각 갖는 커플러는 밸브(53 내지 55) 대신에 제공될 수 있다.

도 4는 토출재 수용 유닛(100)의 분리 후의 토출 장치(10)를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 토출재 수용 유닛(100)은 토출 장치(10)로부터 분리되어, 토출재 등의 충전 목적으로 토출재 수용 유닛(100)만을 수송할 수 있다. 막간 압력 조정 장치(57)가 막간 배기용 관(7)으로부터 분리되는 경우, 공기가 막간 공간(8) 내로 침입하는 경우가 있다. 또한, 수용 용기(13)가 토출재를 수용하지 않는 경우, 수용 용기(13)의 압력은 외부의 대기압(외압)보다 부압이 될 필요는 없다. 따라서, 토출재를 수용하지 않는 수용 용기(13)를 수송할 경우, 수송은 막간 공간(8)의 압력이 대기압과 동등한 상태에서 이루어지는 경우가 있다.

[토출재 충전 장치 및 막간 압력 조정 장치]

도 5는, 토출재 충전 장치(200)(이하, 충전 장치라 칭함)를 사용하여 토출재를 충전하는 경우의 비교예를 도시하는 도면이다. 상술한 바와 같이, 본 실시형태의 수용 용기(13)에는 막간 공간(8)이 형성된다. 막간 공간(8)에 공기가 침입하고 막간 공간(8)이 팽창되는 경우 제1 수용 공간(5)의 용적이 감소한다. 예를 들어, 충전 장치(200)에 의한 토출재의 충전 동안에, 토출구(15)로부터의 토출재의 누출 및 적하를 방지하기 위해서, 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력은 대기압보다 부압으로 조정되는 경우가 있다. 이 경우, 토출재의 충전 동안에 막간 공간(8)의 압력이 대기압과 실질적으로 동일한 경우 막간 공간(8)은 팽창된다. 토출재의 충전 동안에 막간 공간(8)이 팽창되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 수용 공간(5)의 용적이 감소되고, 토출재의 충전량이 미리결정된 양보다 적어진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 막간 공간(8)을 팽창시키지 않는 상태에서 토출재를 충전하기 위한 막간 압력 조정 장치(66)에 대해서 설명한다.

또한, 몰드(107) 또는 기판(111)에 파티클이 부착된 상태에서 몰드(107)를 기판(111) 상의 레지스트에 접촉시켜서 패턴을 형성하는 경우, 결함을 갖는 패턴이 형성되거나 또는 기판(111) 또는 몰드(107)가 손상될 수 있다. 이런 이유로, 충전되는 토출재로부터 파티클을 배제시키는 것이 필요하다. 파티클을 포함시키지 않으면서 토출재를 충전하도록 구성되는 충전 장치에 대해서 설명한다.

도 6은 본 실시형태의 충전 장치(200) 및 막간 압력 조정 장치(66)를 도시하는 도면이다. 본 실시형태의 충전 장치(200)는 토출재 서버 보틀(60), 펌프(61), 탈기 유닛(62), 파티클 필터(63), 및 파티클 카운터(64)를 포함한다. 충전 장치(200)는 토출 장치(10)의 제1 수용 공간(5)에 토출재를 충전하도록 구성되는 장치이다.

충전 장치(200)의 각 유닛은 토출재에 내성이 있고 금속 용출 또는 파티클의 발생이 거의 일어나지 않는다. 예를 들어, 펌프(61)는 다이어프램 펌프이고, 파티클 필터(63)의 재료는 폴리에틸렌인 것이 바람직하다. 파티클에 따라, 2개 이상의 파티클 필터(63)가 결합될 수 있고, 여과 사이즈는 5nm + 20nm 등으로 자유롭게 조합될 수 있다.

충전 관(3) 및 충전 장치(200)의 관(43)은 각각의 연결 유닛을 통해 서로 연통하도록 연결된다. 마찬가지로, 충전 관(4) 및 충전 장치(200)의 관(44)은 각각의 연결 유닛을 통해 서로 연통하도록 연결된다.

토출 장치(10)의 제1 수용 공간(5)과 연통하는 충전 장치(200)는, 밸브(51 및 52)를 개방하고 펌프(61)를 작동시킴으로써, 토출재 서버 보틀(60)의 토출재를 토출 장치(10)의 제1 수용 공간(5)에 충전할 수 있다. 충전 장치(200)의 관(43 및 44)은 제1 수용 공간(5) 및 토출재 서버 보틀(60)을 포함하는 순환로를 형성한다. 따라서, 펌프(61)를 작동시킴으로써, 토출재 서버 보틀(60), 관(44), 충전용 관(4), 제1 수용 공간(5), 충전용 관(3) 및 관(43)의 순으로 토출재가 흐르는 순환로를 통해 토출재를 순환시킬 수 있다.

충전 장치(200)의 관(44)에는 파티클 필터(63)가 제공된다. 따라서, 토출재를 순환로를 통해 순환시킴으로써, 토출재 서버 보틀(60)의 토출재에 포함되는 파티클을 파티클 필터(63)를 통해 여과시킬 수 있다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 충전 장치(200)의 관(44)에는 탈기 유닛(62)이 재공될 수 있다. 탈기 유닛(62)을 제공하는 경우, 토출재 서버 보틀(60)의 토출재에 용해되어 있는 기체는 탈기 유닛(62)에 의해 제거될 수 있다. 펌프(61)는 송액 유닛의 기능을 갖고 있는 한 펌프로 제한되지 않는다. 충전 장치(200)에 적합한 송액 유닛이 선택될 수 있다.

막간 압력 조정 장치(66)는 압력 조정을 할 수 있는 장치이다. 막간 압력 조정 장치(66)는 진공 펌프 등의 압력 조정 기구를 포함한다. 막간 압력 조정 장치(66)는 압력 조정 기구를 제어하고 막간 공간(8)으로부터 공기를 흡인할 수 있다. 막간 압력 조정 장치(66)는 또한, 연결 유닛으로서, 분리시에 밀봉되는 밀봉 기구를 갖는 커플러를 포함한다. 막간 압력 조정 장치(66)는 막간 배기용 관(7)의 커플러에 분리가능하게 연결될 수 있다.

막간 압력 조정 장치(66)는 조작을 접수하도록 구성되는 인터페이스 유닛을 더 포함한다. 막간 압력 조정 장치(66)는, 인터페이스 유닛을 통해서 접수되는 조작에 따라, 막간 공간(8)의 압력을 조정한다. 예를 들어, 인터페이스 유닛은 컴퓨터 등의 제어 장치에 연결가능한 커넥터 또는 유저에 의해 조작되는 버튼 또는 핸들 등의 조작 유닛이다.

[토출재의 충전 방법]

이어서, 충전 장치(200)에 의한 토출 장치(10)의 수용 용기(13)에 토출재를 충전하기 위한 준비에 대해서 설명한다. 미리결정된 지그(도시되지 않음)를 사용해서 제2 수용 공간(6)에 작동액용 관(11 및 12)을 통해서 미리결정된 양의 작동액을 충전한다. 충전 후에, 작동액용 관(11 및 12)에 제공된 밸브(53 및 54)를 폐쇄한다. 이 단계에서, 제1 수용 공간(5)은 비어 있다. 즉, 제1 수용 공간(5)에 공기가 존재하며, 밸브(51 및 52) 중 어느 것이 개방된다.

이어서, 토출재 서버 보틀(60)로부터 보내지는 토출재가 탈기 유닛(62), 파티클 필터(63), 및 파티클 카운터(64)의 순으로 통과하도록 충전 장치(200)의 관(43 및 44)이 토출 장치(10)의 충전용 관(3 및 4)에 연결된다.

충전용 관(3 및 4)은, 연결 유닛으로서, 분리시에 밀봉되는 밀봉 기구를 각각 갖는 커플러를 포함할 수 있다. 이 경우, 관(43 및 44) 또한 연결 유닛과 유사한 커플러를 포함할 수 있어 수용 용기(13)와 충전 장치(200)는 각각의 커플러를 통해 서로 분리가능하게 연결된다. 밀봉 기구를 각각 갖는 커플러는 밸브(51 및 52) 대신에 제공될 수 있다.

토출재 서버 보틀(60)은 제1 수용 공간(5)에 충전되는 미리결정된 양의 토출재로 충전된다. 토출재 서버 보틀(60)은 충전되는 토출재를 수용하는 탱크이다. 토출재 서버 보틀(60)은, 토출재 서버 보틀(60)에 수용된 토출재의 액면이 토출 헤드(14)보다 수십 mm만큼 낮게 배치된다. 더 구체적으로는, 액면은 토출 헤드(14)보다 30 내지 50mm만큼 낮은 것이 바람직하다. 토출재 서버 보틀(60)의 액면을 토출구(15)보다 낮게 함으로써, 제1 수용 공간(5)의 압력은 대기압보다 낮아질 수 있고, 토출구의 메니스커스가 유지될 수 있어, 토출재가 토출구(15)로부터 누출되는 것이 방지될 수 있다.

이어서, 막간 배기용 관(7)에 막간 압력 조정 장치(66)가 연결되고, 밸브(55)가 개방되며, 막간 압력 조정 장치(66)는 막간 공간(8)의 압력을 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력 이하의 제1 압력으로 조정한다. 막간 공간(8)의 압력은, 제1 필름(1) 및 제2 필름(2)의 2매의 필름의 움직임을 제한하지 않도록 조정되고 유지되는 것이 바람직하다. 제1 압력은 대기압보다 3 내지 6kPa만큼 낮은 것이 바람직하다.

이어서, 충전 장치(200)에 의한 토출 장치(10)로의 토출재의 충전의 절차를 설명한다. 토출재의 충전은 상술한 준비 후에 행해진다. 토출재의 충전 동안에, 충전시의 가압 또는 충격에 의해 토출 헤드(14)에 제공된 토출구(15)로부터 토출재가 누출되는 것을 방지하기 위해서, 토출 헤드(14)의 토출면은 캡 부재인 헤드 캡(70)으로 캡핑된다.

밸브(51 및 52)가 개방된 후에, 펌프(61)가 구동되고, 토출재 서버 보틀(60)의 토출재가 제1 수용 공간(5)에 충전된다. 제1 수용 공간(5)에 충전되는 토출재의 양은 준비에서 충전된 작동액에 의해 제어된다. 제1 수용 공간(5)의 공기는 토출재 서버 보틀(60)에 제공된 대기 개구(65)로부터 배출된다.

미리결정된 양의 토출재가 제1 수용 공간(5)에 충전된 후에도, 펌프(61)가 계속해서 구동되어 도 6의 화살표 A의 방향으로 토출재를 순환시킨다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 수용 공간(5)의 연직 방향의 하방(-Z 방향)으로부터 상방(Z 방향)으로 토출재가 흐른다. 이렇게 토출재가 흐르기 때문에, 충전 동안에 기포가 발생해도, 기포는 부력에 의해 하방으로부터 상방으로 이동하여 순환로로부터 용이하게 퍼지될 수 있다.

파티클 카운터(64)는 순환하고 있는 토출재의 파티클을 검출하고 카운트한다. 파티클 카운터(64)에 의해 카운트된 파티클 수의 카운트값이 미리결정된 값 이하가 될 때까지 토출재를 파티클 필터(63)를 통해 순환 및 여과한다. 파티클 카운터(64)에 의해 검출된 토출재의 파티클 카운트값이 미리결정된 값 이하가 된 경우에, 토출재의 순환은 정지되고 밸브(51, 52, 및 55)가 폐쇄된다.

파티클의 제거를 위해 토출재를 순환시키는데 필요한 시간은 예측할 수 있는 경우가 있다. 이 경우, 충전 장치는, 토출재의 충전 후에, 토출재에 포함되는 파티클을 제거하기 위해서 필요한 미리결정된 시간 동안 토출재를 순환시킬 수 있다. 따라서, 파티클 카운터(64)는 충전 장치로부터 생략될 수 있다.

토출재의 충전 동안에, 막간 공간(8)의 압력은 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력 이하의 압력으로 조정된다. 이 상태에서 밸브(55)를 폐쇄함으로써, 막간 공간(8)은 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력 이하의 제1 압력으로 유지될 수 있다. 따라서, 토출재의 충전 후에 토출 장치(10)를 수송하는 경우, 토출 장치(10)의 저장 또는 운반 동안에 막간 공간(8)의 팽창을 방지할 수 있다.

막간 압력 조정 장치(66)는, 막간 공간(8)의 압력을 제1 압력으로 조정하기 위해서, 토출재의 충전 동안에 항상 동작하고 있을 필요는 없고, 간헐적으로 동작될 수 있다. 막간 압력 조정 장치(66)는, 토출재의 충전 동안, 막간 공간(8)의 압력을 조정하기 위한 동작을 중지할 수 있다. 예를 들어, 막간 압력 조정 장치(66)는, 막간 공간(8)의 압력이 제1 압력으로 조정된 후에 밸브(55)가 폐쇄되는 경우, 동작을 중지할 수 있다. 즉, 토출재가 충전되는 기간은 적어도 막간 압력 조정 장치(66)가 막간 공간(8)의 압력을 제1 압력으로 조정하는 기간을 포함하면 된다.

충전의 준비 단계에서 막간 압력 조정 장치(66)의 동작을 개시하는 대신, 막간 압력 조정 장치(66)는 토출재의 충전의 개시 시에 활성화되고 충전 동안에 동작되어 막간 공간의 압력을 제1 압력으로 조정할 수 있다. 이 경우에도, 막간 압력 조정 장치(66)는 충전 동안 항상 동작할 필요는 없다. 토출재가 충전되는 기간은 적어도 막간 압력 조정 장치(66)가 막간 공간(8)의 압력을 제1 압력을 조절하는 기간을 포함하면 된다.

막간 압력 조정 장치(66)는 압력 계측이 가능한 압력 센서 등의 압력 감지 유닛을 포함할 수 있다. 막간 공간(8)의 압력을 압력 감지 유닛에 의해 감시하고, 막간 공간(8)의 압력의 적정한 임계치를 설정하여, 막간 공간(8)의 압력이 임계치를 벗어나는 경우에, 막간 압력 조정 장치(66)를 동작시켜서, 막간 공간(8)의 압력이 임계치 내에 들어오도록 제어할 수 있다.

대안적으로, 준비에서, 막간 압력 조정 장치(66)를 사용해서 막간 공간(8)의 압력을 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 설정 압력 이하의 제1 압력으로 조정한 후이며 토출 장치(10)에 토출재가 충전되기 전에, 밸브(55)를 폐쇄할 수 있다. 토출재의 충전 동안에 막간 압력 조정 장치(66)를 구동시키지 않고 막간 공간(8)의 팽창을 방지할 수 있다. 즉, 막간 압력 조정 장치(66)는 제1 수용 공간(5)으로 토출재가 충전되기 전 또는 충전되는 동안 중 적어도 하나에서 막간 공간(8)의 압력을 제1 압력으로 조정함으로써 막간 공간(8)의 팽창을 방지할 수 있다.

충전 장치(200)에는, 막간 공간(8)과 연통하는 막간 배기용 관(7)의 하방에 누액 센서가 제공될 수 있다. 제1 필름(1) 또는 제2 필름(2) 중 어느 것이 파손된 경우에도, 그 파손부로부터의 누액은 누액 센서로 유도되고 검출될 수 있다. 대안적으로, 막간 배기용 관(7)은 누액 탱크에 연결될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 토출재의 충전 동안에도 토출재를 수용하는 제1 수용 공간(5)의 용적이 감소되지 않는다. 따라서, 원하는 양의 토출재를 충전할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 토출재의 충전 후에도, 용기 내의 토출재를 순환시키고 여과할 수 있다. 따라서, 토출 장치는 파티클 등의 불순물이 없는 토출재를 충전할 수 있다.

수용 용기(13)는 펌프 등의 막간 공간(8)의 압력을 조정하도록 구성되는 압력 조정 기구를 포함할 수 있으며, 막간 압력 조정 장치(66)는 압력 조정 기구의 구동을 제어할 수 있다. 이러한 경우에도, 압력 조정 기구를 통해서 막간 공간(8)의 압력을 제1 압력으로 조정할 수 있다.

본 실시형태에서는, 막간 압력 조정 장치(66)와 충전 장치(200)는 별개의 장치이다. 그러나, 충전 장치(200)는 막간 압력 조정 장치(66)의 기능을 갖는 압력 조정 유닛을 포함할 수 있다.

막간 공간(8)의 압력이 대기압보다 부압으로 유지된 상태에서, 충전을 위해서 토출재 수용 유닛(100)이 수송되는 경우가 있다. 이 경우, 막간 압력 조정 장치(66)를 사용하지 않고 토출재를 충전할 수 있다. 마찬가지로, 압력 조정 유닛은 충전 장치(200)로부터 생략될 수 있다.

<제2 실시형태>

본 실시형태에서는, 막간 공간(8)의 크기를 조정하는 방법으로서, 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력을 조정하도록 구성되는 압력 조정 유닛에 대해서 설명한다. 본 실시형태와 제1 실시형태 사이의 차이는 주로 설명하고, 제1 실시형태와 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.

본 실시형태의 충전 장치(200)는, 토출재의 충전 동안, 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)을 약간 가압하고 제1 수용 공간(5)의 압력 및 제2 수용 공간(6)의 압력을 대기압보다 양압으로 하도록 구성되는 압력 조정 유닛을 포함한다. 본 실시형태의 막간 공간(8)은 대기로 개방되어 있다. 막간 공간(8)의 압력은 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력 양쪽 모두보다 부압이기 때문에, 막간 공간(8)은 팽창되는 것이 방지된다. 본 실시형태의 압력 조정 유닛에 의해 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력을 조정함으로써, 원하는 양의 토출재를 충전할 수 있다.

이때, 제1 수용 공간(5), 제2 수용 공간(6), 및 막간 공간(8)의 압력은 이하의 관계이다: 제1 수용 공간(5)의 압력≥제2 수용 공간(6)의 압력≥막간 공간(8)의 압력. 제1 수용 공간(5)의 압력≥제2 수용 공간(6)의 압력으로 하는 것은, 토출재의 충전 동안 제1 수용 공간(5)의 용적 및 토출재의 충전량의 감소를 억제하기 위해서이다.

본 실시형태의 압력 조정 유닛이 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력을 조정하기 전에, 토출 헤드(14)의 토출면에는 캡 유닛인 헤드 캡(70)에 의해 캡핑된다. 본 실시형태에서는, 제1 수용 공간(5)의 압력이 대기압보다 양압이기 때문에, 충전 장치(200)를 사용하여 토출재를 충전하는 경우, 토출 헤드(14)와 헤드 캡(70) 사이에 토출재가 축적될 수 있다. 따라서, 헤드 캡(70)은 배관 및 밸브를 포함할 수 있다. 배관 및 밸브를 포함하는 헤드 캡과 본 실시형태의 충전 장치를 사용해서 토출재를 충전할 경우, 토출재의 충전 동안 토출재가 배출되지 않도록 밸브를 폐쇄한다. 충전 및 여과의 완료 후, 밸브를 개방해서, 토출 헤드(14)와 헤드 캡(70) 사이에 축적된 토출재를 배관을 통해서 배출할 수 있다.

토출재의 충전 및 여과가 완료된 경우, 막간 공간(8)의 압력을 대기압보다 부압으로 조정한 후, 압력 조정 유닛은 제1 수용 공간(5) 및 제2 수용 공간(6)의 압력을, 대기압보다 부압이며 막간 공간(8)의 압력보다 양압인 미리결정된 압력으로 조정한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 토출재의 충전 동안에도 토출재를 수용하는 제1 수용 공간(5)의 용적이 감소되지 않는다. 따라서, 원하는 양의 토출재를 충전할 수 있다.

제1 수용 공간(5)의 압력≥제2 수용 공간(6)의 압력≥막간 공간(8)의 압력이라면, 막간 공간(8)의 압력은 대기압보다 양압으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 제1 수용 공간(5)의 압력≥제2 수용 공간(6)의 압력≥막간 공간(8)의 압력이라면, 건조 공기 등에 의해 가압될 수 있는 장치로 막간 공간(8)을 가압하여, 막간 공간(8)의 압력을 대기압보다 양압으로 설정하고, 그 후 충전 장치(200)에 의해 토출재를 충전할 수 있다.

<다른 실시형태>

상술한 실시형태의 충전 장치(200)는, 2개의 가요성 필름을 갖는 수용 용기를 포함하는 토출재 토출 장치에 토출재를 충전한다. 충전 장치(200)는, 가요성 막을 1개만 갖는 수용 용기 또는 가요성 막을 갖지 않는 수용 용기를 포함하는 토출재 토출 장치에 토출재를 충전할 수 있다.

상술한 실시형태의 토출재 토출 장치는 프린터, 복사기, 통신 시스템을 갖는 팩시밀리, 및 프린터 유닛을 갖는 워드프로세서 등의 장치, 및 각종 처리 장치를 조합하여 얻은 산업 기록 장치에 적용 가능하다. 예를 들어, 바이오칩 제작 또는 전자 회로 인쇄에 토출재 토출 장치를 사용할 수 있다. 또한, 토출재 토출 장치는 토출재를 토출한 후에 토출된 토출재를 평탄한 몰드를 이용하여 평탄화하도록 구성되는 장치에도 적용될 수 있다.

본 개시내용의 기술에 따르면, 토출재는 토출재 토출 장치의 토출재 수용 용기에 적절하게 충전될 수 있다.

본 개시내용의 실시예(들)는, 상술한 실시예(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(더 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할 수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하며 그리고/또는 상술한 실시예(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 상술한 실시예(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하고 그리고/또는 상술한 실시예(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있으며 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 별도의 컴퓨터 또는 별도의 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는 예를 들어 하드 디스크, 랜덤-액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광학 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 또는 블루레이 디스크(BD)^TM), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

(기타의 실시예)

본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.

또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.

본 개시내용을 예시적인 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 개시내용은 개시된 예시적인 실시예로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims

토출재 토출 장치의 제1 수용 공간 내로 토출재를 충전하도록 구성되는 토출재 충전 장치이며,
상기 토출재 토출 장치는 상기 토출재를 토출하도록 구성되는 토출 개구를 포함하는 토출 헤드 및 가요성 막에 의해 상기 토출재를 수용하는 상기 제1 수용 공간 및 작동액을 수용하는 제2 수용 공간으로 분리된 내부 공간을 포함하는 수용 용기를 포함하고,
상기 토출재 토출 장치는, 상기 가요성 막이 상기 제1 수용 공간을 덮는 제1 필름과 상기 제2 수용 공간을 덮는 제2 필름을 포함하고, 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 막간 공간이 제공되는 토출재 토출 장치이며,
상기 토출재 충전 장치는,
상기 제1 수용 공간 내로 충전되는 상기 토출재를 수용하는 탱크;
상기 탱크 및 상기 제1 수용 공간을 포함하는 순환로를 형성하도록 구성되는 하나 이상의 관;
상기 순환로를 통해 상기 토출재를 순환시키도록 구성되는 송액 유닛;
상기 순환로에 제공되는 필터; 및
상기 막간 공간의 압력을 조정하도록 구성되는 압력 조정 유닛을 포함하는 토출재 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 토출재에 포함되는 파티클을 카운트하도록 구성되는 카운터를 더 포함하며,
상기 토출재가 상기 제1 수용 공간 내로 충전된 후, 상기 토출재는 상기 카운터에서의 카운트값이 미리결정된 값 이하가 될 때까지 상기 순환로를 통해 순환되는 토출재 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 토출재를 탈기하도록 구성되는 탈기 유닛을 더 포함하는 토출재 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 탱크 내의 액면이 상기 토출 개구를 포함하는 상기 토출 헤드의 면의 연직 방향 하방에 위치되는 토출재 충전 장치.
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제1항에 있어서,
상기 토출재는, 상기 압력 조정 유닛이 상기 막간 공간의 상기 압력을 상기 제1 수용 공간의 압력 이하이고 상기 제2 수용 공간의 압력 이하인 제1 압력으로 조정한 후에 상기 제1 수용 공간 내로 충전되는 토출재 충전 장치.
제1항에 있어서,
상기 토출재가 상기 제1 수용 공간 내로 충전되는 기간은, 적어도 상기 압력 조정 유닛이 상기 막간 공간의 상기 압력을 상기 제1 수용 공간의 압력 이하이고 상기 제2 수용 공간의 압력 이하인 제1 압력으로 조정하는 기간을 포함하는 토출재 충전 장치.
제6항에 있어서,
상기 토출재는, 상기 막간 공간의 상기 압력이 상기 제1 압력으로 조정되고 상기 막간 공간이 상기 막간 공간을 밀봉하도록 구성되는 밀봉 유닛에 의해 밀봉된 후에 상기 제1 수용 공간 내로 충전되는 토출재 충전 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 압력은 대기압보다 3 내지 6kPa만큼 낮은 압력인 토출재 충전 장치.
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제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토출재 토출 장치는, 기판에 부여된 레지스트에 몰드의 패턴을 전사하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치에 제공된 토출재 토출 장치이며,
상기 토출재는 상기 레지스트인 토출재 충전 장치.
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