特許 7516067 吐出装置、及びインプリント装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】吐出装置、及びインプリント装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20240708BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20240708BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B05C11/10

H01L21/30 502D

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020028557

(22)【出願日】2020-02-21

(65)【公開番号】P2020196001

(43)【公開日】2020-12-10

【審査請求日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】P 2019099327

(32)【優先日】2019-05-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】九里 真弘

(72)【発明者】

【氏名】勝田 健

(72)【発明者】

【氏名】酒井 啓太

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 敬恭

(72)【発明者】

【氏名】難波 永

(72)【発明者】

【氏名】川原 信途

(72)【発明者】

【氏名】小林 謙一

【審査官】河内 浩志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０５１４９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ ５／００ － ５／０４

Ｂ０５Ｃ ７／００ －２１／００

Ｈ０１Ｌ２１／３０

Ｂ４１Ｊ ２／１６５－ ２／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液状の吐出材を吐出する吐出口を有する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドに連通し、内部に前記吐出材を収容する収容容器と、
前記収容容器の内部の圧力を制御するための圧力制御手段と、
を備えた吐出装置であって、
前記圧力制御手段は、
前記吐出口内に前記吐出材のメニスカスを形成することが可能な第１の圧力を前記収容容器の内部に発生させる第１の圧力制御手段と、
前記第１の圧力より低い第２の圧力を前記収容容器の内部に発生させることが可能であって、前記第１の圧力制御手段とは異なる第２の圧力制御手段と、
を有し、
通常動作時には、前記第１の圧力制御手段を用いて、前記吐出口内に前記吐出材のメニスカスを形成することが可能な第１の圧力を前記収容容器の内部に発生させ、
前記収容容器内の圧力が前記第１の圧力よりも高い所定の圧力になった場合には、前記第２の圧力制御手段を用いて、前記収容容器内の圧力を少なくとも前記第１の圧力まで低下させることを特徴とする吐出装置。

【請求項2】

前記所定の圧力は、前記第１の圧力よりも高く、前記吐出口から前記吐出材が漏出する圧力よりも低い圧力である、請求項１に記載の吐出装置。

【請求項3】

前記圧力制御手段は、前記吐出口から前記吐出材が漏出する異常が発生した際に、前記第２の圧力制御手段を用いて、前記収容容器内の圧力を前記第２の圧力に低下させる、請求項１又は２に記載の吐出装置。

【請求項4】

前記吐出口から前記吐出材が漏出する異常が発生した際に、前記第２の圧力制御手段による前記第２の圧力の発生によって、前記吐出材の被吐出物に漏出した前記吐出材を吸引回収することが可能な吸引手段をさらに備える、請求項３に記載の吐出装置。

【請求項5】

前記吸引手段は、前記被吐出物に対して相対的に移動し、前記被吐出物に漏出された前記吐出材を吸引する、請求項４に記載の吐出装置。

【請求項6】

前記吸引手段は、前記吐出ヘッドにより構成され、
前記吐出ヘッドは、前記収容容器の内部に印加された前記第２の圧力によって前記被吐出物に漏出された前記吐出材を前記吐出口から吸引する、請求項４または５に記載の吐出装置。

【請求項7】

前記被吐出物に漏出された前記吐出材を前記吸引手段が吸引した後、前記吸引手段と前記被吐出物との距離を広げる機構をさらに備える、請求項４ないし６のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項8】

前記吐出口から被吐出物に漏出された前記吐出材を検知する漏出検知手段をさらに備える、請求項３ないし７のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項9】

前記漏出検知手段は、前記吐出口から前記被吐出物に漏出された前記吐出材の位置を特定し、
前記被吐出物に漏出された前記吐出材を吸引回収する吸引手段が、前記漏出検知手段によって特定された位置と対向する位置へと移動した後、前記第２の圧力制御手段による前記第２の圧力の発生によって当該吐出材を吸引する、請求項８に記載の吐出装置。

【請求項10】

前記漏出検知手段は、漏出センサ、カメラ、前記吐出ヘッドに組み込まれた圧電素子の逆起電力信号を検出する信号検出手段、及び吐出装置に設けた圧力センサの少なくとも１つである、請求項８または９に記載の吐出装置。

【請求項11】

前記圧力制御手段は、電源の異常が発生した際に、前記第２の圧力制御手段を用いて、前記収容容器内の圧力を前記第２の圧力に低下させる、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項12】

前記第１の圧力制御手段は、大気に連通すると共に前記収容容器に連結された貯留部と、前記収容容器内の圧力が前記所定の圧力になった際に前記貯留部と前記収容容器との連通を遮断する第１の弁とを含み、前記貯留部と前記収容容器とを前記第１の弁によって連通させることにより前記貯留部に貯留された液体の液面と前記吐出口との水頭差によって前記収容容器の内部に前記第１の圧力を発生させる、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項13】

前記第２の圧力制御手段は、前記第２の圧力を発生する負圧発生手段と、前記負圧発生手段と前記収容容器とを連通するか遮断するかを切り換える第２の弁とを有し、
前記第２の弁は、前記貯留部と前記収容容器との連通が遮断されたとき前記負圧発生手段と前記貯留部とを連通させて前記収容容器の内部に前記第２の圧力を発生させる、請求項１２に記載の吐出装置。

【請求項14】

前記第２の圧力制御手段は、大気に連通すると共に前記収容容器に連結された第２の貯留部と、前記第２の貯留部と前記収容容器とを連通するか遮断するかを切り換える第２の弁とを有し、
前記第２の弁は、前記第１の弁により前記貯留部と前記収容容器とが連通するとき前記第２の貯留部と前記収容容器との連通を遮断し、前記貯留部と前記収容容器との連通が前記第１の弁により遮断されたとき前記第２の貯留部と前記収容容器とを連通させて前記第２の貯留部に貯留された液体の液面と前記吐出口との水頭差によって前記収容容器の内部に前記第２の圧力を発生させる、請求項１２に記載の吐出装置。

【請求項15】

前記第２の圧力制御手段は、前記収容容器に連結された第２の貯留部と、前記第２の貯留部と前記収容容器との間に設けた第２の弁と、前記第２の貯留部に前記第２の圧力を発生させる負圧発生手段とを有し、
前記第２の弁は、前記貯留部と前記収容容器とが前記第１の弁により連通するとき前記第２の貯留部と前記収容容器との連通を遮断し、前記貯留部と前記収容容器との連通が前記第１の弁により遮断されたとき前記第２の貯留部と前記収容容器とを連通させて前記負圧発生手段により前記第２の貯留部に発生させた前記第２の圧力を前記収容容器に印加する、請求項１２に記載の吐出装置。

【請求項16】

前記第２の圧力制御手段は、前記貯留部に連結された第２の貯留部と、前記第２の貯留部と前記貯留部との間に設けた第２の弁と、前記第２の貯留部に前記第２の圧力を発生させる負圧発生手段とを有し、
前記第２の弁は、前記貯留部と前記収容容器とが前記第１の弁により連通するとき前記第２の貯留部と前記貯留部との連通を遮断し、前記貯留部と前記収容容器との連通が前記第１の弁により遮断されたとき前記第２の貯留部と前記貯留部とを連通させて前記負圧発生手段により前記第２の貯留部に発生させた前記第２の圧力を前記貯留部に印加することにより前記収容容器の内部に前記第２の圧力を発生させる、請求項１２に記載の吐出装置。

【請求項17】

請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の吐出装置と、パターンを形成するためのモールドと、を有し、
前記吐出装置によって被吐出物に吐出された吐出材に前記モールドを押し付けて硬化させることにより前記吐出材にパターンを形成するインプリント装置。

【請求項18】

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１７に記載のインプリント装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吐出ヘッドから液状の吐出材を吐出する吐出装置、及び吐出装置を備えたインプリント装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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の吐出口から吐出する吐出装置として、特許文献１には、収容容器内の圧力を制御する圧力制御手段を備える構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－０９０２５４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示の吐出装置は、吐出口からの吐出材の漏出に対する処理について考慮されていない。このため、吐出口から漏出した吐出材によって基板や装置内が汚染される虞があった。

【0005】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、吐出ヘッドの吐出口から漏出した吐出材による汚染を抑制することが可能な吐出装置、及びインプリント装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、液状の吐出材を吐出する吐出口を有する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドに連通し、内部に前記吐出材を収容する収容容器と、前記収容容器の内部の圧力を制御するための圧力制御手段と、を備えた吐出装置であって、前記圧力制御手段は、前記吐出口内に前記吐出材のメニスカスを形成することが可能な第１の圧力を前記収容容器の内部に発生させる第１の圧力制御手段と、前記第１の圧力より低い第２の圧力を前記収容容器の内部に発生させることが可能であって、前記第１の圧力制御手段とは異なる第２の圧力制御手段と、を有し、通常動作時には、前記第１の圧力制御手段を用いて、前記吐出口内に前記吐出材のメニスカスを形成することが可能な第１の圧力を前記収容容器の内部に発生させ、前記収容容器内の圧力が前記第１の圧力よりも高い所定の圧力になった場合には、前記第２の圧力制御手段を用いて、前記収容容器内の圧力を少なくとも前記第１の圧力まで低下させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、吐出ヘッドの吐出口から漏出した吐出材による汚染を抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】インプリント装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【図3】吐出ヘッドにおける吐出口の近傍の部分拡大図である。

【図4】吐出装置において吐出ヘッドから吐出材が漏出した状態を示す図である。

【図5】吐出ヘッドから漏出した吐出材の回収状態を示す模式図である。

【図6】吐出材の回収処理を示すフローチャートである。

【図7】第２実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【図8】第３実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【図9】第４実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【図10】第５実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【図11】第６実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【図12】第７実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【図13】第８実施形態における吐出装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、同一もしくは相当部分の構成については、同一の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。

【0010】

＜＜第１実施形態＞＞
第１実施形態では、本実施形態にインプリント装置及びインプリント装置に適用可能な吐出装置を説明する。

【0011】

＜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の概略構成を示す図である。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Ｌ１（レジスト）を基板１１１上に吐出する。吐出材Ｌ１は、紫外線１０８等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Ｌ１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。光硬化性の材料の他に、例えば熱硬化性のレジストである吐出材を用いてもよい。また、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。インプリント装置においては、吐出材Ｌ１はインプリント材となる。

【0012】

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。すなわち、インプリント装置１０１は、吐出装置１０によって吐出材Ｌ１を基板１１１上に吐出する。そして、基板１１１上に吐出された吐出材Ｌ１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Ｌ１を硬化させる。その後、硬化後の吐出材Ｌ１からモールド１０７を引き離すことによって、モールド１０７の成型パターンを基板１１１上に転写する。

【0013】

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、筐体１２３と、を有する。

【0014】

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Ｌ１に照射される。紫外線１０８の波長は、硬化させる吐出材Ｌ１に応じた波長である。なお、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。

【0015】

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。

【0016】

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（下方）に移動させてモールド１０７を吐出材Ｌ１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を十Ｚ方向（上方）に移動させてモールド１０７を吐出材Ｌ１から引き離すことができる。なお、モールド１０７を吐出材Ｌ１に押し付ける動作、または吐出材Ｌ１からモールド１０７を引き離す動作は、基板ステージ１０４が十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動することで実現してもよい。

【0017】

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とを有し、Ｘ方向及びＹ方向へと移動する。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 ｌｎｓｕｌａｔｏｒ）基板である。基板１１１の被処理面の所定の箇所には、吐出装置１０から吐出された吐出材Ｌ１によってパターン（吐出材パターン）が形成される。

【0018】

基板チャック１１９は、基板１１１を真空吸着等により保持する。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。

【0019】

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１３内の圧力を制御する後述の圧力制御手段とを有する。吐出カートリッジ１００は、吐出材を収容する収容容器１３（図２参照）と、収容容器１３に装着される吐出ヘッド１４（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。

【0020】

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Ｌ１のパターン（吐出材パターン）を撮像して、画像情報として制御部１６に出力する。

【0021】

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駆動を制御する。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の各部の動作を制御する。なお、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。

【0022】

筐体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に立設されブリッジ定盤１２５を支持する支柱１２６と、を備える。また、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。

【0023】

＜吐出装置の構成＞
図２は、インプリント装置１０１に設けられる吐出装置１０の構成を示す図である。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の内圧を制御する圧力制御手段とを有する。吐出カートリッジ１００は、筐体１１と筐体１２とを有する収容容器１３と、吐出ヘッド１４とを含み構成されている。

【0024】

収容容器１３は、筐体１１と筐体１２とにより外殻が形成されている。筐体１１と、筐体１２には、それぞれ相対向する位置に開口部が形成されている。筐体１１の開口部はフィルム１によって密封され、第１の液室５が形成されている。第１の液室５には、基板１１１上に吐出する液状の吐出材Ｌ１が充填されている。また、第１の液室５は、吐出ヘッド１４を介して外部空間と連通している。

【0025】

一方、筐体１２の開口部はフィルム２によって密封され、第２の液室６が形成されている。第２の液室６には、作動液Ｌ２が充填されている。第２の液室６は、供給管２３及び連通管２４を介して圧力制御手段に含まれるサブタンク（貯留部）２６に連結されている。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い。

【0026】

このように、収容容器１３の内部空間は、可撓性隔壁を構成するフィルム１とフィルム２により、第１の液室５と第２の液室６とに分割されている。また、フィルム１の周縁部とフィルム２の周縁部との間には、環状のフィルム間プレート７がスペーサとして設けられており、このプレートによってフィルム１とフィルム２との間には、液体及び空気が流通可能なフィルム間空間４が形成されている。フィルム１及びフィルム２は１０～１００マイクロメートルの厚さの薄膜である。フィルム１及びフィルム２の材質としては、可撓性を有し、かつ吐出材及び作動液に対して耐性のある材質であればよい。例えば、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙ Ｔｅｔｒａ Ｆｌｕｏｒｏ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）のような材質を用いることが可能である。また、本実施形態では、２枚のフィルム１及びフィルム２を使用しているが、１枚の可撓性フィルムを可撓性隔壁として用い、収容容器の内部空間を分割することも可能である。

【0027】

一方、吐出ヘッド１４は、上述の収容容器１３の底部に設けられ、第１の液室５に連通している。図３に、吐出ヘッド１４における吐出口１５の近傍を拡大した部分断面を示す。吐出ヘッド１４には、１インチ当たり５００から１０００個の密度で吐出口１５が形成されている。それぞれの吐出口１５に対応して設けられた圧力室１９内には、吐出機構（不図示）が実装されている。吐出機構は、例えばピエソ素子または発熱素子（不図示）等により構成され、圧力室１９内に供給されている吐出材Ｌ１に圧力、振動、または熱などのエネルギを加えることで、吐出口１５から吐出材Ｌ１を吐出することができる。吐出機構は、吐出材Ｌ１を微細液滴、例えば１ｐＬ等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。

【0028】

各圧力室１９は、共通液室２０と連通し、その共通液室２０は、収容容器１３の第１の液室５と連通している。吐出口１５から吐出される吐出材Ｌ１は、収容容器１３から共通液室２０を経て圧力室１９に供給される。吐出ヘッド１４は、第１の液室５との間に吐出材Ｌ１の流通を制御する制御弁を持たない。そのため、収容容器１３の内部の圧力は、吐出口１５の外部の大気圧（大気圧）よりも低い圧力（負圧）になるように制御される。この負圧制御により、吐出口内の吐出材は、吐出口１５の最下端部（吐出口１５の開口部近傍）でメニスカス１７を形成して吐出に適した状態となり、意図しないタイミングで吐出材Ｌ１が吐出口１５から漏出（滴下）するのを抑制することができる。本実施形態では、収容容器１３の内圧は、大気圧よりも０．３～０．５ｋＰａだけ低い圧力（負圧）になるように制御される。なお、吐出ヘッド１４は、吐出口１５の開口部が形成される吐出口面１５ａと被吐出物である基板１１１との鉛直方向における距離が５００ｕｍ以下となる位置に配置される。

【0029】

以上の構成により、第１の液室５と第２の液室６との内圧に差が生じると、可撓性を有するフィルム１とフィルム２は同時に圧力の低い側へと移動し、内圧差がなくなった時点で移動を停止する。この動きを内圧の差が生じる毎に繰り返す。そのため、第１の液室５と第２の液室６とは、常に内圧が等しい状態に保つことができる。

【0030】

より具体的に説明する。吐出ヘッド１４から吐出材Ｌ１が吐出されると、第１の液室５内の容積が減少し、その減少した容積分だけ第１の液室５の内圧が低下する。このとき、仮にフィルム２が移動しないとすると、第２の液室６の内の容積は変化せず、第２の液室６の内圧は第１の液室５の内圧よりも高くなる。しかし、本実施形態ではフィルム１とフィルム２がいずれも可撓性を有するため、第２の液室６の容積が減少すると、その減少した容積分だけフィルム１と共にフィルム２が第１の液室５側へ移動する。また、これと同時にサブタンク２６からは連通管２４を介して作動液Ｌ２が第２の液室６内に吸い上げられる。その結果、第１の液室５と第２の液室６の内圧は、再び等しくなって平衡状態となる。なお、本実施形態では、フィルム１とフィルム２の同時移動をスムーズに行うため、フィルム１とフィルム２とが溶着などによって部分的に連結されている。

【0031】

また、フィルム１とフィルム２には前述のようにポリテトラフルオロエチレン系の材質を用いることも可能であるが、他の材質で形成することも可能である。ポリテトラフルオロエチレン系のフィルムは硬度が高く、薄く形成することも技術的に難しい。そこで、フィルム１は吐出材Ｌ１に対して耐性のあるＰＴＦＥのような材質を使用し、フィルム２は作動液Ｌ２に対して耐性のある材質、例えばナイロン系の柔らかい材質を使用してもよい。さらに、フィルム１を薄くし、フィルム１より厚いフィルム２を使用してもよい。このように、２枚のフィルム１、２に異なる材質や異なる厚みのフィルムを使用することで、フィルム全体の剛性を下げ、吐出材Ｌ１の吐出による、フィルム１及びフィルム２の移動をよりスムーズに行うことが可能になる。この他、吐出材Ｌ１を保護する目的で、フィルム１の厚さを、フィルム２の厚さよりも厚くしてもよい。これによれば、吐出材Ｌ１をより確実に保護しつつ、フィルム１及びフィルム２の移動をスムーズに行うことが可能になる。

【0032】

次に、収容容器１３の内圧を制御する圧力制御手段について説明する。圧力制御手段は、サブタンク２６、連通管２４、供給管２３、第１～第４の制御弁７３、２１、７２、３１、送液ポンプ２２、３２、メインタンク３４、第１の排出管７０、第１の排出ポンプ（負圧発生手段）７１等を含み構成されている。サブタンク２６は、作動液Ｌ２を貯留可能に構成され、連通管２４及び供給管２３を介して第２の液室６に接続されている。連通管２４の途中には第２の液室６とサブタンク２６とを連通するか遮断するかを切り換える開閉可能な第１の制御弁（第１の弁）７３が設けられている。

【0033】

供給管２３には、送液ポンプ２２が設けられると共に、送液ポンプ２２と第２の液室とを連通するか遮断するかを切り換える開閉可能な制御弁２１が設けられている。また、供給管２３において、第２の制御弁２１と第２の液室６との間には、第１の排出管７０の一端部が連結されている。第１の排出管７０の他端部は、第１の廃液容器６９に連結されている。第１の排出管７０には、第１の排出ポンプ７１と第３の制御弁（第２の弁）７２が設けられている。第３の制御弁７２は、供給管２３と第１の排出ポンプ７１とを連通するか遮断するかを切り換える開閉可能な弁により構成されている。本実施形態における圧力制御手段における第１～第４の制御弁７３、２１、７２、３１、送液ポンプ２２、３２、第１、第２の排出ポンプ９、７１等の駆動は、制御部１６（図１）によって制御される。

【0034】

本実施形態では、吐出口１５内に吐出に適したメニスカスを形成するための負圧（第１の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第１の圧力制御手段は、サブタンク２６と、連通管２４と、第１の制御弁（第１の弁）７３と、を含み構成されている。また、第１の圧力より低い圧力（第２の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第２の圧力制御手段は、第１の排出ポンプ７１と、第１の排出管７０と、第３の制御弁（第２の弁）７２とを含み構成されている。

【0035】

また、吐出装置１０には、収容容器１３に設けられた前述のフィルム１またはフィルム２の一部が破損し、破損した箇所からフィルム間空間４に吐出材Ｌ１または作動液Ｌ２が漏出した場合に、これを検知する破損検知機構（破損検知手段）が設けられている。破損検知機構は、収容容器１３のフィルム間空間４に一端部が連結された第２の排出管８と、第２の排出管８に設けられた第２の排出ポンプ９と漏出センサ３と、第２の廃液容器３０とを含み構成されている。

【0036】

第２の排出ポンプ９は、吐出装置１０による吐出動作期間中に、常時作動しており、フィルム間空間４の空気を吸引している。このため、フィルム１またはフィルム２が破損してフィルム間空間４に吐出材Ｌ１や作動液Ｌ２が漏出した場合、その漏出した液体は第２の排出管８へと吸引される。漏出センサ３は、この吸引された吐出材Ｌ１と作動液Ｌ２の双方を検知することが可能であり、これによってフィルム１及びフィルム２の破損を検知することができる。なお、フィルム１または２の破損が検知された場合には、吐出装置１０及びインプリント装置１０１の動作は停止する。

【0037】

また、吐出装置１０には、基板１１１の上面を撮像するカメラ７４が設けられている。このカメラ７４によって基板１１１上に付与されている吐出材Ｌ１の位置の特定、及び状態の確認を行うことができる。また、カメラ７４の撮像結果に基づき、いずれの吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出したかを検知することも可能である。さらに、吐出装置１０には、サブタンク２６に供給される作動液Ｌ２がサブタンク２６の収容容積を越えて吸気管２５から漏出したことを検知する満水センサ２８が設けられている。また、サブタンク２６には、内部に貯留されている作動液Ｌ２の液面の位置を検知する液面センサ４１が設けられている。なお、制御部１６のＣＰＵは、液面センサ４１、満水センサ２８、漏出センサ３、及びカメラ７４などの出力結果に基づいて各部の駆動を制御する。

【0038】

＜吐出装置の動作＞
上記のように構成された吐出装置１０において、サブタンク２６は図２に示すように、大気連通管である吸気管２５を通じて大気に連通しているため、その内圧は大気と等しい。吐出口１５からの吐出材Ｌ１の漏出が検知されない通常動作においては、第１の制御弁７３は開いた状態にある。このため、サブタンク２６と第２の液室６とを連通する連通管２４には作動液Ｌ２が充填され、且つ、サブタンク２６には作動液Ｌ２が貯留されている。

【0039】

サブタンク２６内の作動液Ｌの鉛直方向における液面位置（以下、「液面高さ」ともいう）は、吐出ヘッド１４の吐出口１５よりも△Ｈだけ低い位置に定められている。この△Ｈ（水頭差）の値は、吐出材Ｌ１のメニスカス１７が吐出口内の吐出に適した位置に維持されるように設定する。つまり、吐出口１５から外部に吐出材Ｌ１が漏出または滴下したり、メニスカス１７が過度に奥部（例えば、共通液室近傍）に引き込まれたりしないように、水頭差△Ｈの値が設定されている。具体的には、第１の液室６の内圧が大気圧に対して０．４０±０．０４ｋＰａだけ低くなるように、水頭差△Ｈの値を４０±４ｍｍに定めている。但し、この値は一例であり、水頭差△Ｈの値は、吐出口１５の直径や吐出材の物性（例えば、密度、粘度など）に応じて適宜設定することが必要である。

【0040】

本実施形態における吐出装置１０は、吐出ヘッド１４の各吐出口１５から、１回の吐出動作によって１ｐＬ（ピコリットル）程度、もしくは、それ未満の液量を吐出可能とするインプリント装置に適用する吐出装置を想定している。吐出材Ｌ１はインプリント材料であり、水とほぼ等しい密度を有するものとなっている。また、吐出口１５の直径は直径１０μｍ（ミクロン）程度となっている。このような条件を考慮して、水頭差△Ｈの値は４０ｍｍ±４ｍｍに設定されている。

【0041】

しかし、吐出ヘッドによっては、吐出口の直径が数十μｍ程度である、解像度の粗いものもあり、種々の物性を有する吐出材が存在する。よって、水頭差△Ｈの数値は、吐出装置の適用対象によって変更することが必要である。

【0042】

サブタンク２６の側面に設けられた液面センサ４１によって検知された液面の高さが、基準となる水面高さ（吐出口１５より４０ｍｍ低い高さ）に対して±４ｍｍの範囲を超えると、サブタンク２６内の作動液Ｌ２を補正するシーケンスが行われる。例えば、吐出装置１０が吐出動作を行い、吐出カートリッジ１００内の吐出材Ｌ１が消費されると、消費された体積分だけ、サブタンク２６から作動液３が汲み上げられ、サブタンク２６内の液面は下降する。サブタンク２６の液面が下降すると水頭差△Ｈが大きくなる。このとき水頭差△Ｈが過大になると、収容容器１３の負圧が過大になり、吐出口１５から外気が吸引される虞がある。

【0043】

そのため、図２に示す吐出装置１０では、サブタンク２６内の液面をサブタンク２６の側面に設けられた液面センサ４１で計測し、液面が所定範囲（ここでは４ｍｍ）を超えて低下した場合には、サブタンク２６に作動液Ｌ２を供給するシーケンスが行われる。具体的には、液送ポンプ３２と第４の制御弁３１を駆動して、メインタンク３４からサブタンク２６へ向けて作動液Ｌ２を供給する。また、サブタンク２６内の液面が所定の範囲を超えて上昇した場合には、サブタンク２６からメインタンク３４へ向けて作動液Ｌ２を戻す。これにより、サブタンク２６内の液面は、所望の範囲内に制御（所謂、「液面調整機能」）される。

【0044】

さらに漏出（漏液）が検知されない通常動作においては、第３の制御弁７２を閉鎖し、かつ第２の制御弁２１を開放して送液ポンプ２２を動作させる。これによりサブタンク２６内の作動液Ｌ２が第２の制御弁２１を通過して第２の液室６に供給される一方、第２の液室６内の作動液Ｌ２は、第１の制御弁７３を通過してサブタンク２６に供給される。つまり、送液ポンプ２２を動作させることによって、サブタンク２６と第２の液室６との間で作動液Ｌ２を循環させることができる。この循環動作によって、第２の液室６、連通管２４、及び供給管２３に混入している空気を、サブタンク２６へと排出することができる。

【0045】

前述のように、図１に示す吐出装置１０では、可撓性を有する２枚のフィルム１、２によって、第１の液室５と第２の液室６とが分離されている。仮にフィルム１とフィルム２とがそれぞれ独立して変形可能であれば、サブタンク２６の液面高さを調整しようとしても、吐出ヘッド１４内の圧力を制御することはできない。例えばサブタンク２６の液面を吐出口１５よりも低い高さに制御しようとしても、液室６の内圧が大気圧に等しくなるまで、フィルム２だけが図２に示す＋Ｘ方向に移動してしまう。このため、第２の液室６からサブタンク２６へ多くの作動液Ｌ２が流出し、サブタンク２６の吸気管２５から作動液Ｌ２が溢れ出す。あるいは、サブタンク２６の液面調整機能によってサブタンク２６に戻された分の作動液Ｌ２がメインタンク３４に送られる。いずれの場合も、最終的には第２の液室６から作動液がなくなって、フィルム２が筐体１２の壁面に張りついた状態になる。

【0046】

これに対し、本実施形態では、フィルム１とフィルム２とが同時に移動して、第１の液室５と第２の液室６の内圧が等しい状態に保たれる。従って、第２の液室６の圧力を制御することによって、第１の液室５及びこれに連通する吐出口１５の圧力を適正な圧力に制御することができる。すなわち、サブタンク２６内の作動液Ｌ２の液面と吐出口１５との間に水頭差△Ｈを設けることによって、吐出口内に、吐出に適したメニスカス１７を形成することが可能になる。

【0047】

しかしながら、収容容器１３には、連通管２４や供給管２３を収容容器１３に連結する際に空気が混入することがある。また、経年変化などにより、収容容器１３と各管との連結部分に生じた微小な隙間から第２の液室６内に空気が浸入することもある。このように、第２の液室６への空気の侵入によって作動液Ｌ２内に気泡が発生した場合、第１の液室５の圧力を正常に制御できない場合がある。例えば、第１の液室５への空気の侵入によって第１の液室５や第２の液室６の内圧が負圧から正圧へと変化し、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出することがある。

【0048】

図４は、本実施形態の吐出装置において、吐出口１５から液体が漏出した場合の吐出装置１０の状態を示す図である。前述のように、通常の吐出動作では、第１の液室５の内圧を大気圧に対して０．４０±０.０４ｋＰａだけ低い値とするため、吐出口１５とサブタンク２６との間の水頭差△Ｈが４０±４ｍｍとなるように制御している。

【0049】

しかし、連通管２４や供給管２３、あるいは第２の液室６に気泡が混入した場合、吐出口１５に形成されていたメニスカス１７が崩壊し、図４に示すように吐出口１５から基板１１１上へ吐出材Ｌ１が漏出することがある。

【0050】

そこで、本実施形態では、吐出ヘッド１４に隣接して設けられたカメラ７４によって基板１１１上を撮像し、吐出口１５から基板１１１上に吐出材Ｌ１が漏出したかどうかを検知する。ここでは、吐出材Ｌ１の漏出検知手段としてカメラ７４を用いる例を示しているが、他のセンサを用いて吐出材Ｌ１が漏出した状態を検知することも可能である。例えば、吐出ヘッド１４の表面に設けられた漏出（漏液）センサ、あるいは吐出ヘッド１４に組み込まれた圧電素子の逆起電力信号を検出する信号検出手段を用いて漏出を検知することも可能である。また、筐体１２内に設けられた圧力センサなどで漏出（漏液）を検知してもよい。吐出装置１０には、以上の漏出検知手段のうち、いずれか一つを備えればよい。

【0051】

以下、吐出材Ｌ１の漏出を検知した場合に実行される処理を説明する。カメラ７４等の漏出検知センサによって吐出口１５からの吐出材Ｌ１の漏出（漏液）を検知した場合、第１の制御弁７３を開状態から閉状態に切り換え、サブタンク２６から第２の液室６への作動液Ｌ２の供給を停止させる処理を行う。

【0052】

その後、第２の制御弁２１を開状態から閉状態へと切り換えると共に、第３の制御弁７２を閉状態から開状態へと切り換え、第１の排出ポンプ７１を駆動させる。第１の排出ポンプ７１は、供給管２３との連結部から第１の廃液容器６９へと作動液Ｌ２を吸引し、第２の液室６の内圧の制御を行う。具体的には大気圧に対して－０.４０ｋＰａ未満－３ｋＰａ以上の圧力に制御する。－０.４０ｋＰａ未満の圧力は、通常の吐出動作において、サブタンク２６内の液面と吐出口１５との水頭差△Ｈにより第１、第２の液室５、６内に発生させている圧力（負圧）より低い圧力（大きい負圧）である。換言すると、大気圧に対して－０.４０ｋＰａ未満の圧力とは、吐出口１５内に吐出に適したメニスカス１７を形成、維持する圧力（負圧）より低い圧力（大きな負圧）を意味する。さらに、大気圧よりも－３ｋＰａ以上である圧力とは、吐出口１５から空気を取り込まない圧力を意味する。

【0053】

第１の液室５の内圧を上記のような圧力とする制御を行うことにより、図５に示すように、基板１１１上に漏出（漏液）した吐出材Ｌ１を吐出口１５から吸引回収することが可能である。吐出材Ｌ１の回収動作中は、基板１１１上に漏出した吐出材Ｌ１が不要な箇所に付着するのを避けるため、吐出装置１０及び基板搬送部６２の動きを停止させることが好ましい。

【0054】

なお、ここでは、基板１１１上に漏出した吐出材Ｌ１を吸引回収する吸引手段として、吐出ヘッド１４を用いる例を示したが、吐出ヘッド１４とは別の吸引ノズル（不図示）を吐出ヘッド１４の近傍に設け、これによって吐出材Ｌ１を吸引回収してもよい。さらに、漏出（漏液）を検知した際には、吐出装置１０の周囲に備えられている熱排気機構（不図示）からの熱排気を、吐出装置の周囲に備えられている有機排気機構（不図示）からの有機排気に切り換えることが好ましい。これにより、周囲に漏出（漏液）の臭気が拡散することを防ぐことができ、吐出装置１０の周囲の作業環境を向上させることが可能になる。

【0055】

基板１１１上に漏出した吐出材Ｌ１を吐出口１５から吸引回収した後、不図示の昇降機構によって吐出カートリッジ１００の位置を鉛直方向上方（十Ｚ方向）へと移動させ、吐出ヘッド１４の吐出口面と基板１１１との距離を広げる処理を行う。この処理により、基板１１１と吐出ヘッド１４の吐出口面との隙間に残留している吐出材Ｌ１が、毛管力によって基板１１１上で濡れ広がるのを回避することが可能になる。なお、吸引回収後に吐出ヘッド１４の吐出口面と基板１１１との距離を広げる方法としては、基板ステージ１０４を鉛直方向下方（－Ｚ方向）へ移動させる方法を採ることも可能である。

【0056】

このようにして、吐出ヘッド１４との対向位置に漏出した吐出材Ｌ１の吸引回収が終了すると、さらに、カメラ７４等の漏出検知手段によって、基板１１１上の他の場所に漏出している吐出材Ｌ１の検知を行う。ここで吐出材Ｌ１の漏出が検知された場合には、漏出した吐出材Ｌ１の真上に吐出口１５が位置するように、吐出ヘッド１４を移動させる。この移動は、基板１１１に対してカートリッジ１３を移動させることによって行う。また、基板ステージ１０４と共に基板１１１を移動させることによって行うことも可能である。

【0057】

その後、基板１１１と吐出口１５を近づける。基板１１１と吐出口１５の距離は５００ｕｍ以下が好ましい。このようにすることで基板１１１に漏出（漏液）した液体を吸引回収することが可能になる。

【0058】

なお、ここではカメラ７４により漏出（漏液）した場所を特定する例について説明したが、必ずしも場所を特定する必要はなく、吐出口１５が基板１１１の全面を移動し、漏出した吐出材Ｌ１を、逐次、吸引回収するようにしてもよい。また、カメラ７４を異なる場所に移動させて基板１１１全体を観察した後、漏出した吐出材Ｌ１を回収してもよい。

【0059】

次に、吐出装置１０の制御部１６によって実行される吐出材Ｌ１の回収処理の手順を、図６に示すフローチャートに基づき説明する。なお、フローチャートの各工程番号に付されているＳはステップを意味している。

【0060】

上記のように、本実施形態における吐出装置１０は、吐出材Ｌ１の吐出機能と、漏出した液体の回収機能とを備える。吐出材Ｌ１の吐出動作時には、第１の制御弁７３及び第２の制御弁２１が開状態、第３の制御弁７２が閉状態となっている（Ｓ１）。また、吐出材Ｌ１の吐出動作中、カメラ７４等の漏出検知手段は、吐出口１５からの吐出材Ｌ１の漏出を検知している（Ｓ２）。ここで、吐出材Ｌ１の漏出が検知されない場合、第１、第２の制御弁７３、２１は開状態、第３の制御弁７２は閉状態に維持され、その状態で吐出動作が継続される（Ｓ３）。

【0061】

吐出材Ｌ１の漏出が検知されると、インプリント装置１０１に設けられた不図示の表示部にはエラーが表示される（Ｓ４）。また、第１の制御弁７３及び第２の制御弁２１は閉状態に、第３の制御弁７２は開状態にそれぞれ切換えられ（Ｓ５）、第２の液室６は第１の排出ポンプ７１と連通する。

【0062】

第１の排出ポンプ７１は、吐出装置１０の駆動中に第３の制御弁７２と第１の排出ポンプ７１との間に負圧を発生させた状態にあるため、この負圧が第２の液室６に印加される。第１の排出ポンプ７１によって印加される負圧は、大気圧に対して第１の制御弁７３及び第２の制御弁２１を開状態から閉状態へと切り換え、第３の制御弁７２を閉状態から開状態へと切り換える。これにより、第２の液室６は、第１の排出ポンプ７１に連通する。第１の排出ポンプ７１の圧力は、大気圧に対して－０．４０ｋＰａ未満、且つ－３ｋＰａ以上の値に制御されている。この負圧が第２の液室６に印加されることにより、第１の液室５にも同様の負圧が発生する。その結果、基板１１１上に漏出した吐出材Ｌ１は、第１の液室５に生じた負圧によって吐出口１５から吸引回収される。

【0063】

漏出した吐出材Ｌ１を吸引回収した後、吐出口１５と基板１１１とを＋Ｚ方向に離間させる処理を行う（Ｓ７）。これは、カートリッジ１３の位置制御機構（不図示）によってカートリッジ１３を＋Ｚ方向（上方）に上昇させるか、あるいは基板ステージ１０４に設けられた不図示のバネ等により基板ステージ１０４を－Ｚ方向に下げることによって行なう。吐出口１５を基板１１１から離間させることにより、吐出口１５の面と基板１１１の隙間に残留している液体が毛管力により濡れ広がることを防ぐことができる。

【0064】

その後、カメラ７４等の漏出検知手段によって、基板１１１上に他の位置の場所を撮像し、吐出材Ｌ１の漏出が検知されると、その場所に吐出口１５を移動させて吐出材Ｌ１の吸引回収を行う。この回収動作を逐次実行し、基板に漏出している全ての吐出材Ｌ１を回収する（Ｓ７）。

【0065】

以上のように、本実施形態によれば、吐出ヘッド１４の吐出口１５から漏出した吐出材Ｌ１を吸引回収することが可能であるため、漏出した吐出材Ｌ１が基板や装置などに付着することによる汚染を低減することができる。
尚、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出してから、第２の圧力に制御する形態について説明したが、本発明はこの形態に限られない。即ち、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出していなくても、漏出しそうになる前に負圧を高めて第２の圧力に制御することによって、吐出材Ｌ１の漏出を防ぐことができる。また、実際に吐出材の漏出を検知していなくても、吐出材の漏出を検知したであろう、または吐出材が漏出しそうであることを、収容容器内の圧力によって判断し、この圧力の結果に基づいて圧力制御を行ってもよい。即ち、収容容器内の圧力が第１の圧力を超えて所定の圧力になった場合に、収容容器内の圧力を所定の圧力から第２の圧力になるように制御してもよい。

【0066】

＜＜第２実施形態＞＞
次に、図７に基づき第２の実施形態を説明する。第１実施形態では第２の排出管８に第２の排出ポンプ９と第２の廃液容器３０が連結されている例を示した。これに対し、第２実施形態では第２の排出管８と第１の排出管７０とを合流させ、合流した流路に第１の排出ポンプ７１を連結している。このため、第１の排出ポンプ７１のみによって、第１の排出管８と第２の排出管７０に負圧を発生させることができる。排出ポンプ７１は－０．４ｋＰａ未満、かつ－３ｋＰａ以上の圧力を発生するように制御されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。このような構成をとることにより、漏出センサ（漏液センサ）による漏出（漏液）の検知と、吐出口１５から漏出した吐出材Ｌ１の回収とを、第１の排出ポンプ７１のみによって行うことが可能になり、吐出装置の小型化を実現することができる。

【0067】

＜＜第３実施形態＞＞
次に、図８を用いて第３実施形態を説明する。上述の第２実施形態では、供給管２３の途中に第１の排出管７０の一端部が連結され、第１の排出管７０の他端部が第３の制御弁７２を介して第２の排出管８に連結されている。これに対し、第３実施形態では、第１の排出管７０の一端部がサブタンク（貯留部）２６に連結され、第１の排出管７０の他端部は、第２の排出管８に連結されている。第２の排出管８には制御弁７７が連結されている。また、第１の排出管７０の途中には、第３の制御弁７２が連結されている。さらに、第１の排出管７０において、サブタンク２６と第３の制御弁７２の間には吸気管２５が連結されている。吸気管２５は第５の制御弁７６を介して大気に連通している。その他の構成は第２実施形態と同様である。

【0068】

漏出（漏液）を検知しない通常動作の場合、第１の制御弁７３、第２の制御弁２１、及び第５の制御弁７６を開状態とし、第３の制御弁７２を閉状態とする。これにより、サブタンク２６は吸気管２５を通じて大気に連通する。従って、通常動作時には、サブタンク２６内の作動液Ｌ２の液面と吐出口１５のメニスカス１７との水頭差によって、吐出ヘッド１４内には、吐出材Ｌ１の吐出に適した負圧を発生させることができる。

【0069】

なお、本実施形態では、吐出口１５内に吐出に適したメニスカスを形成するための負圧（第１の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第１の圧力制御手段は、サブタンク２６と、連通管２４と、吸気管２５と、第５の制御弁（第１の弁）７６とを含み構成されている。また、第１の圧力より低い圧力（第２の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第２の圧力制御手段は、次の構成要素を含み構成されている。すなわち、第２の圧力制御手段は、第１の排出ポンプ（負圧発生手段）７１と、第１の排出管７０と、第３の制御弁（第２の弁）７２と、サブタンク２６と、連通管２４と、を含み構成されている。

【0070】

一方、吐出材Ｌ１の漏出が検出された場合には、第２の制御弁２１及び第５の制御弁７６を閉状態とし、第１、第３の制御弁７３、７２を開状態とする。これにより、第１の排出ポンプ（第２の圧力制御手段）７１で発生させた、通常の吐出動作時よりも大きな負圧（－０．４ｋＰａ未満、かつ－３ｋＰａ以上の負圧）が、第１、第２の液室５、６及び吐出口１５に印加される。この負圧により、基板１１１上に漏出した吐出材Ｌ１は、吐出口１５から吸引され、回収される。なお、本実施形態では、第１の制御弁７３は常に開状態に保たれている。このため、第１の制御弁７３を省略することも可能である。

【0071】

＜＜第４実施形態＞＞
次に、図９に基づいて第４実施形態を説明する。第４実施形態は、電源の異常や停電等により、吐出装置に対して主電源からの電力供給が遮断された状態を想定した構成を備える。一般に、電源からの電力供給が遮断された場合、カートリッジ１３内の負圧を制御する制御弁等を正常に動作させることはできない。加えて、漏出センサ（漏液センサ）３、満水センサ２８、液面センサ４１などのセンサ類が動作しなくなるため、カートリッジ１３内の圧力状態を把握することは困難になる。

【0072】

通常、カートリッジ１３の内圧は大気圧に対して－０．４ｋＰａ近傍の微負圧に保たれているため、電源の異常などに伴い、カートリッジ１３の内圧（第１、第２の液室５、６の内圧）が正圧になる可能性がある。カートリッジ１３の内圧が正圧になると、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出して、基板１１１や基板ステージ１０４、ベース定盤１２４に付着し、装置内を汚染するため、装置の復旧に多くの時間を要する。

【0073】

そこで、本実施形態の吐出装置１０は、停電や電源異常が起きた際に、カートリッジ１３の内圧を通常より低圧にして（より大きな負圧にして）、吐出口１５からの吐出材Ｌ１の漏出を抑制するように構成されている。

【0074】

本実施形態の吐出装置１０には、カートリッジ１３の内圧を制御するための流路内に、次の２種類の電磁弁が配置されている。すなわち、通電時に開状態となり、非通電時に閉状態となるノーマルクローズの電磁弁と、通電時に閉状態となり、非通電時に開状態となるノーマルオープンの電磁弁とが流路内に配置されている。

【0075】

図９において、吐出装置１０のサブタンク（貯留部）２６には、第１実施形態と同様に吸気管２５が設けられている。吸気管２５にはノーマルクローズの電磁弁である第１の弁８１が設けられている。さらに、吸気管２５において、サブタンク２６との連結部と第１の弁８１との間には配管８０が連結されている。配管８０にはノーマルオープンの電磁弁である第２の弁８２が設けられている。また、排出管８には、ノーマルクローズの電磁弁である第３の弁８３が設けられている。

【0076】

配管８０及び排出管８は、真空発生源８４と連通している。真空発生源８４は、例えば、排気設備のように、吐出装置を設置している施設に設けられている。真空発生源８４の電源は、吐出装置１０とは別の経路を介して、施設に設けられている給電装置（蓄電池あるいは発電機）から供給されている。なお、真空発生源８４の圧力は、－０．４ｋＰａ未満、且つ－３ｋＰａ以上に制御されている。真空発生源８４は、サブタンク２６によって発生させる微負圧、すなわち吐出口１５の適正位置にメニスカス１７が形成される第１の圧力より低い圧力（第２の圧力）を発生させる。

【0077】

なお、本実施形態では、第１の圧力を収容容器１３の内部に発生させるための第１の圧力制御手段は、サブタンク２６と、連通管２４と、第１の弁８１と、を含み構成されている。また、第２の圧力を収容容器１３の内部に発生させるための第２の圧力制御手段は、配管８０と、第２の弁８２と、真空発生源８４と、を含み構成されている。

【0078】

吐出装置１０に対して正常に電力が供給されている通常動作時には、第１の弁８１及び第３の弁８３は開状態にあり、第２の弁８２は閉状態にある。このため、サブタンク２６は、開状態にある第１の弁８１を介して大気に連通する一方、真空発生源８４との連通は第２の弁８２によって遮断される。このとき、カートリッジ１３の内圧は、大気圧に対して－０．４０ｋＰａであり、微負圧の状態を維持している。また、第２の弁８２が閉状態であり、且つ第３の弁８３が開状態であるため、真空発生源８４は、フィルム間空間４と連通する。これによりフィルム間空間４の内圧は－０．４ｋＰａ未満、且つ－３ｋＰａ以上の負圧に保たれる。

【0079】

吐出装置１０の電源に異常が生じた場合、吐出装置１０は次のような状態となる。電源の異常により吐出装置１０への通電が停止すると、ノーマルオープンの電磁弁である第１の弁８１は開状態に、ノーマルクローズの電磁弁である第２の弁８２及び第３の弁８３は閉状態にそれぞれ自動的に切り換る。このとき、サブタンク２６は、閉状態にある第１の弁８１によって大気との連通は遮断される。また、第２の弁８２が開状態となり、且つ第３の弁８３が閉状態となるため、サブタンク２６は真空発生源８４と連通し、カートリッジ１３の内圧は、通常動作時の圧力（－０．４０ｋＰａ）から、－０．４ｋＰａ未満、且つ－３ｋＰａ以上の圧力に切り換る。つまり、通常動作時の圧力より低い圧力（大きな負圧）に切り換わる。

【0080】

このように、本実施形態によれば、電源に異常が生じた場合に、カートリッジ１３の内圧を微負圧から、さらに低い圧力（さらに大きな負圧）へと自動的に切り換るため、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出するリスクを低減することができる。

【0081】

なお、本実施形態では、第１～第３の弁８１～８３を電磁弁によって構成している例を示したが、その他の弁を代用することもできる。例えば、コンデンサへの蓄電により開閉するコンデンサ型の弁を吐出装置１０の流路内に用いることも可能であり、同様の効果を期待できる。

【0082】

また、本実施形態の構成を用いて、基板１１１上に漏出した吐出材Ｌ１を吸引回収させることも可能である。すなわち、カメラ７４によって基板１１１上に液体の漏出が検知された場合には、第２の弁を閉状態から開状態へと切り換え、真空発生源８４によってさらに低い負圧をサブタンク２６に付与するようにする。これによれば、前述の第1～第３の実施形態と同様に、基板１１１上に漏出した吐出材Ｌ１を吸引回収することが可能になる。

【0083】

また逆に、前述の第１～第３の実施形態の構成において、本実施形態のような２種類の電磁弁を適宜配置することにより、電源等の異常時に、自動的により低い圧力がカートリッジ１３内に印加されるように構成することも可能である。

【0084】

さらに、本実施形態では、電源の異常時を想定した例を示したが、これに限らず、吐出装置１０が吐出動作を行わない状態、例えば吐出待ちの待機状態などにおいても、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出するリスクを低減することができる。

【0085】

＜＜第５実施形態＞＞
次に、図１０に基づいて第５実施形態を説明する。ここでは、先に述べた他の実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態では、サブタンク（貯留部）２６によってカートリッジ１３内に印加する負圧よりも大きな負圧を、カートリッジ１３内に印加することが可能な第２の圧力制御手段を備える。第２の圧力制御手段は、連結管９０と、連結管９０によって収容容器１３の第２の液室６に連結された第２のサブタンク８５と、連結管９０の途中に設けられた第２の弁９２とを含み構成されている。連結管９０には作動液Ｌ２が充填されている。第２のサブタンク８５には連結管９０の下端部より鉛直方向上方の位置まで作動液Ｌ２が貯留されている。第２のサブタンク８５は大気に連通している。

【0086】

第２のサブタンク２６内の作動液Ｌ２の液面とサブタンク２６内の作動液Ｌ２との水頭差はΔＨ１となっており、第２のサブタンク８５内の作動液Ｌ２の液面は、常にサブタンク２６内の作動液Ｌ２の液面より重力方向下方に位置している。従って、第２のサブタンク２６内の作動液Ｌ２の液面と吐出口１５との水頭差は、（ΔＨ＋ΔＨ１）となる。このため、第２の圧力制御手段によれば、サブタンク２６内の作動液Ｌ２と吐出口１５との水頭差ΔＨによって発生する負圧より大きな負圧（低い圧力）を発生させることができる。

【0087】

サブタンク２６と第２の液室６とを連結する連通管２４には、第１の弁９１が設けられている。また、サブタンク２６と第２の液室６とを連結する供給管２３には、他の実施形態と同様に送液ポンプ２２、第２の制御弁２１が設けられている。さらに供給管２３において、第２の制御弁２１と第２の液室６との間には、第３の弁９３が設けられている。第１の弁９１と第３の弁９３は、いずれもノーマルクローズの電磁弁であり、第２の弁９２はノーマルオープンの電磁弁である。

【0088】

吐出装置１０に対して正常に電力が供給されている通常の動作時には、第１の弁９１及び第３の弁９３は開状態にあり、第２の弁９２は閉状態にある。このとき、サブタンク２６は、開状態にある第１の弁９１及び第３の弁９３を介して第２の液室６と連通している。このため、カートリッジ１３内には、サブタンク２６内の液面と吐出口１５との水頭差ΔＨによって発生する負圧が印加される。この負圧は、前述のように大気圧に対して－０.４０ｋＰａの負圧であり、カートリッジ１３内は微負圧の状態を維持している。

【0089】

ここで、吐出装置１０の電源に異常が生じた場合、第１の弁９１ないし第３の弁９３に対する通電は停止するため、第１の弁９１及び第３の弁９３はそれぞれ自動的に閉状態に切り換る。これにより、サブタンク２６と第２の液室６との連通は遮断される。

【0090】

一方、第２の弁９２は開状態に切り換るため、第２のサブタンク８５は、第２の液室６と連通する。その結果、第２のサブタンク８５内の液面と吐出口１５との水頭差により、カートリッジ１３の内部には、通常の動作時より大きな負圧（低い圧力）が印加される。これにより、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出するリスクを低減することができる。

【0091】

＜＜第６実施形態＞＞
次に、図１１に基づいて第６実施形態を説明する。本実施形態は、前述の第５実施形態の一部を変更した構成を有する。このため、第５実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。本実施形態では、吐出口１５内に吐出材Ｌ１の吐出に適したメニスカスを形成するための負圧（第１の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第１の圧力制御手段は、サブタンク２６と、連通管２４と、第１の弁９１と、を含み構成されている。また、第１の圧力より低い圧力（第２の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第２の圧力制御手段は、次のような構成要素を含み構成されている。すなわち、第２の圧力制御手段は、第２のサブタンク（第２の貯留部）８５と、連結管９０と、第２の制御弁（第２の弁）９２と、第２の排出ポンプ（負圧発生手段）８６と、ポンプ用配管８７と、第４の弁８１と、を含み構成されている。

【0092】

ここで、第２の排出ポンプ８６は連結管９０を介して収容容器１３の第２の液室６に連通している。連結管９０の途中には、第２のサブタンク８５と第２の液室６とを連通するか遮断するかを切り換える第２の弁９２が設けられている。第２の排出ポンプ８６はサブタンク２６を用いて発生させる第１の圧力（－０.４０ｋＰａ）よりも低い圧力（第２の圧力）を発生させることが可能である。

【0093】

また、第２の排出ポンプ８６は、ポンプ用配管８７を介して第２のサブタンク８５に連結されている。ポンプ用配管８７の途中には、第４の弁８１が設けられている。この第４の弁８１は、第２のサブタンク８５と第２の排出ポンプ８６とを連通するか遮断するかの切り換えを行う。

【0094】

連通管２４に連結されている第１の弁９１、供給管２３に設けられている第３の弁２１、及び第４の弁８１は、ノーマルクローズの電磁弁である。また、連結管９０に設けられている第２の弁９２はノーマルオープンの電磁弁である。

【0095】

吐出装置１０に対して正常に電力が供給されている通常動作時には、第１の弁９１、第３の弁２１及び第４の弁８１は開状態にあり、第２の弁９２は閉状態にある。従って、サブタンク２６は、連通管２４及び供給管２３を介して第２の液室６と連通した状態にある。このため、サブタンク２６内の液面と吐出口１５との水頭差ΔＨによる負圧が、第２の液室６に印加される。この負圧は－０.４０ｋＰａであり、収容容器１３の内圧は微負圧に保たれる。また、このとき第４の弁８１は開状態にあり、第２のサブタンク８５は第２の排出ポンプ８６と連通している。このため、通常動作時には、第２の排出ポンプ８６によって、第２のサブタンク８５の内圧は、排出ポンプ８６と同等の負圧、すなわち、－０.４０ｋＰａよりも低い圧力（第２の圧力）に保たれる。

【0096】

ここで、吐出装置１０の電源に異常が生じた場合、第１の弁９１ないし第４の弁９４に対する通電は停止するため、第１の弁９１、第３の弁２１及び第４の弁８１はそれぞれ自動的に閉状態に切り換る。これにより、サブタンク２６と第２の液室６との連通は遮断される。また、第２の排出ポンプ８６と第２のサブタンク８５との連通も遮断される。

【0097】

一方、第２の弁９２は、通電停止によって自動的に開状態に切り換るため、第２のサブタンク８５と第２の液室６は互いに連通する。その結果、電源が正常な状態にあるときに、第２の排出ポンプ８６によって第２のサブタンク８５内に保持されていた負圧は、連結管９０を介して収容容器１３に印加される。この収容容器１３に印加される負圧は、通常動作時において、サブタンク２６内の液面と吐出口１５との水頭差とによって収容容器１３内に発生する負圧より大きな負圧（低い圧力）である。従って、本実施形態においても、電源異常により吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出するリスクは低減される。

【0098】

＜＜第７実施形態＞＞
次に、図１２に基づいて第７実施形態を説明する。本実施形態は、前述の第６実施形態の一部を変更した構成を有する。このため、第６実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。本実施形態においても、サブタンク（貯留部）２６を用いてカートリッジ１３内に発生させる負圧（第１の圧力）より大きな負圧（第２の圧力）をカートリッジ１３内に印加することが可能な第２の圧力制御手段を備える。但し、本実施形態では、第２のサブタンク８５に連結される連結管９０の一端部９０ａが、第２の液室６ではなく、サブタンク２６内に連結されている。連結管９０の一端部９０ａはサブタンク２６内に貯留されている作動液Ｌ２内に深く差し込んであり、サブタンク２６内の作動液Ｌ２の液面変動によって、連結管９０の一端部９０ａが作動液Ｌ２から離れないように構成されている。

【0099】

また、第６実施形態の連通管２４に設けられていた第１の弁９１は、本実施形態では省略されており、サブタンク２６と第２の液室６とは、連通管２４によって常に連通状態にある。

【0100】

本実施形態では、吐出口１５内に吐出材Ｌ１の吐出に適したメニスカスを形成するための負圧（第１の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第１の圧力制御手段は、サブタンク２６と、連通管２４とを含み構成されている。また、第１の圧力より低い圧力（第２の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第２の圧力制御手段は、次の構成要素を含み構成されている。すなわち、第２の圧力制御手段は、第２のサブタンク８５と、連結管９０と、第２の制御弁（第２の弁）９２と、第２の排出ポンプ（負圧発生手段）８６と、ポンプ用配管８７と、第４の弁９４と、サブタンク２６と、連通管２４とを含み構成されている。

【0101】

吐出装置１０に対して正常に電力が供給されている通常動作時には、第２の弁９２は、閉状態にあり、第４の弁９４は開状態にある。サブタンク２６は連通管２４を介して第２の液室６と連通した状態にあり、カートリッジ１３の内圧は、サブタンク２６内の液面と吐出口１５との水頭差ΔＨによって微負圧（－０.４０ｋＰａ）に保たれる。また、第４の弁９４は開状態にあるため、第２のサブタンク８５の内圧は、排出ポンプ８６によって－０.４０ｋＰａより低い圧力（大きな負圧）に維持される。

【0102】

吐出装置１０の電源に異常が生じた場合、第２の弁９２及び第４の弁９４に対する通電が停止するため、第２の弁９２は開状態に、第４の弁９４は閉状態にそれぞれ自動的に切り換る。これにより、第２の排出ポンプ８６と第２のサブタンク８５との連通は遮断される。従って、電源の異常によって第２の排出ポンプ８６が停止したとしても、第２の排出ポンプ８６と第２のサブタンク８５との連通が遮断されるため、第２のサブタンク８５の内圧は通電動作時と同様の負圧に保たれる。

【0103】

一方、サブタンク２６と第２のサブタンク８５は、開状態となった第２の弁９２を介して互いに連通し、サブタンク２６には、第２のサブタンク８５に維持されていた通電時動作の負圧が印加される。その結果、サブタンク２６及びこれに連通するカートリッジ１３の内圧は、通常動作時の負圧より大きな負圧（低い圧力）となり、吐出口１５から吐出材Ｌ１が漏出するリスクは低減される。

【0104】

＜＜第８実施形態＞＞
次に、図１３に基づき第８実施形態を説明する。なお、上述の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。上述の実施形態では、通常動作時にカートリッジ１３内に発生させた負圧より低い負圧を、ポンプ等の駆動力によって発生させる例を示した。これに対し本実施形態の吐出装置１０は、電源の異常が発生した際に、サブタンク（貯留部）２６内の作動液Ｌ２をサブタンク２６より下方に配置した第２のサブタンク９５へ移動させ、カートリッジ１３の内圧を通常動作時より低い圧力に保つように構成されている。

【0105】

より具体的に説明する。サブタンク２６の鉛直方向下方には、第２のサブタンク（第２の貯留部）９５が設けられている。第２のサブタンク９５の上部は、配管９６を介してサブタンク２６の底部に連結されている。配管９６の途中にはノーマルオープンの電磁弁である第２の弁９７Ａが設けられている。第２のサブタンク９５の上部には通気管９８が設けられている。通気管９８は、サブタンク２６に貯留されている作動液Ｌ２の液面より鉛直方向上方まで延出しており、その先端には大気連通口９８ａが形成されている。

【0106】

第２のサブタンク９５の鉛直方向下方には、排水部９９が設けられている。排水部９９の上面部は、排水管９９ａを介して第２のサブタンク９５の底部に連結されている。排水管９９ａの途中には、ノーマルクローズの電磁弁である第１の弁９７Ｂが設けられている。

【0107】

以上のように、本実施形態では、吐出口１５内に吐出材Ｌ１の吐出に適したメニスカスを形成するための負圧（第１の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第１の圧力制御手段は、サブタンク２６と、連通管２４とを含み構成されている。また、第１の圧力より低い圧力（第２の圧力）を収容容器１３の内部に発生させるための第２の圧力制御手段は、次の構成要素を含み構成されている。すなわち、第２の圧力制御手段は、第２のサブタンク９５と、配管９６と、第２の弁９７Ａと、サブタンク２６と、連通管２４とを含み構成されている。

【0108】

吐出装置１０に対して正常に電力が供給されている通常の動作時には、第２の弁９７Ａは閉状態にあり、第１の弁９７Ｂは開状態にある。このため、サブタンク２６と第２のサブタンク９５との連通は遮断され、第２の液室６と排水部９９とは連通している。このときカートリッジ１３には、サブタンク２６内の作動液Ｌ２の液面と吐出口１５との水頭差ΔＨによる負圧（－０.４０ｋＰａ）が印加され、サブタンク２６の内圧は微負圧に保たれている。

【0109】

ここで、吐出装置１０の電源に異常が発生した場合、第１の弁９７Ｂ及び第２の弁９７Ａに対する通電は停止する。そのため、第１の弁９７Ｂは閉状態、第２の弁９７Ａは開状態へとそれぞれ自動的に切り換る。その結果、サブタンク２６に貯留されていた作動液Ｌ２が第２のサブタンク９５へ流れる。第１の弁９７Ｂは閉状態となっているため、第２のサブタンク９５に流入した吐出材Ｌ１は、第２のサブタンク９５内に貯留される。

【0110】

第２のサブタンク９５へ流入した吐出材Ｌ１は、通気管９８の内部へと浸入し、最終的に、サブタンク２６内の液面と通気管９８内の液面は同一の高さになる。このときの作動液Ｌ２の液面の高さ（鉛直方向における位置）は、通常動作時においてサブタンク２６内に貯留されている作動液Ｌ２の液面の位置より低下する。つまり、通常動作時のサブタンク２６における液面と電源異常時におけるサブタンク２６内の液面との間には水頭差ΔＨ２が生じる。この水頭差ΔＨ２分だけカートリッジ１３の内圧は低下する（負圧が増大する）。カートリッジ１３内の負圧が増大することにより、通電が遮断された状況下においても、吐出口１５からの吐出材Ｌ１の漏出を抑制することができる。なお、吐出装置１０の電源が復旧した場合には、第２の弁９７Ａが閉状態、第１の弁９７Ｂが開状態となり、第２のサブタンク９５に貯留された吐出材Ｌ１は排水部９９に排出され、廃棄される。
尚、第１の実施形態から、第１の圧力制御手段によって収容容器の内部に第１の圧力を発生させ、次に第２の圧力制御手段によって収容容器の内部に第１の圧力より低い第２の圧力を発生させる形態について説明した。本発明においては、収容容器の内部に第１の圧力を発生させた後、収容容器の内部の圧力が第１の圧力を超えて高まる（負圧が低下する）と、収容容器内の圧力を少なくとも第１の圧力に低下させるように制御する形態であってもよい。即ち、収容容器の内部の圧力が第１の圧力を超えた状態の圧力を所定の圧力（第３の圧力）とすると、第１の圧力、所定の圧力（第３の圧力）、第１の圧力の順に制御することになる。このような形態であっても、吐出ヘッドの吐出口から漏出した吐出材による汚染を抑制することができる。また、少なくとも第１の圧力まで低下させればよいのであって、最終的に第１の圧力で停止する必要はなく、第１の圧力よりも低い圧力（例えば第２の圧力）にまで制御してもよい。即ち、これまでの実施形態で説明したように、第１の圧力、所定の圧力（第３の圧力）、第１の圧力、第２の圧力、の順に制御してもよい。

【0111】

＜＜他の実施形態＞＞
以上の実施形態においては、吐出装置に設けられる収容容器の内部空間が可撓性隔壁によって第１の液室と第２の液室とに分割されている例を示した。しかし、収容容器の内部空間が３つ以上に分割されている構成、あるいは収容容器の内部空間が分割されていない構成についても本発明は適用可能である。例えば、内部空間が分割されていない収容容器に収容された吐出材を吐出ヘッドから吐出させる吐出装置にも本発明は適用可能である。

【0112】

また、以上の実施形態では、インプリント装置１０１に設けられた吐出装置１０を示したが、本発明に係る吐出装置はインプリント以外の装置にも適用可能である。例えば、導電性材料を含む液体を吐出ヘッドから吐出させることにより、基板上に配線パターンを形成する装置にも本発明は適用可能である。さらに、画像記録用の紫外線硬化性液体や画像記録用の溶剤と色剤とからなる液体（インク）などを吐出材として用い、画像を描画する描画装置にも本発明は適用可能である。

【符号の説明】

【0113】

１０ 吐出装置
１３ 収容容器
１４ 吐出ヘッド
１５ 吐出口
２６ サブタンク（第１の圧力制御手段）
７１ 第１の排出ポンプ（第２の圧力制御手段）
Ｌ１ 吐出材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】