JP2009501083A - 流体堆積クラスタツール - Google Patents

Abstract

メインチャンバ（１０２）と、ロードチャンバ（１０６）と、流体堆積チャンバ（１０８）と、環境コントローラ（１１０）とを含むクラスタツール（１００）が記述される。ロードチャンバ（１０６）は、メインチャンバ（１０２）と結合され、１つ以上の基板を受け取るように構成される。流体堆積チャンバ（１０８）は、メインチャンバ（１０２）に結合され、１つ以上の基板上に流体を堆積させるように構成された流体堆積デバイス（３０７）を含む。ロボット（１０４）は、メインチャンバ（１０２）の中に含まれ、該ロボット（１０４）は、ロードチャンバ（１０６）と流体堆積チャンバ（１０８）との間で１つ以上の基板を移送するように構成される。環境コントローラ（１１０）は、クラスタツール（１００）内の実質的に自律的な環境を維持するように構成される。

Description

以下の記述は、基板上に流体を堆積させることに関連する。

クラスタツールは、一般に複数のプロセッシングモジュールとロボット方式の移送システムとを含む。例えば、クラスタツールは、半導体製造において用いられる。そのようなクラスタツールは、多数の単一ウェハプロセッシングモジュールとロボットに基づいたウェハ輸送モジュールとから成る、総合デバイスである。クラスタツールは、清潔な室内環境において機能し得、環境を汚染しないように、オペレータは適切な衣服を着用することが要求される。

基板上に流体を堆積させることは、さまざまな用途において行われる一般的な作業であり、例えばプリンタは、紙または別の形状の基板にインクを印刷する、流体堆積デバイスの代表的な例である。用途に応じて、基板上に流体を堆積させることは、人間のオペレータの参加を要求し得る。同時に、流体の堆積が、人間のオペレータに有害となる可能性のある環境において行われることも、要求され得る。例えば、流体の堆積は、高温および有害な流体などを伴い得る。従って、流体の堆積が行われる環境から人間のオペレータを隔離することが好ましくあり得る。

基板上に流体を堆積させる装置および方法が記述される。概して、一局面において、本発明は、メインチャンバと、ロードチャンバと、流体堆積チャンバと、ロボットと、環境コントローラとを含むクラスタツールを特徴とする。ロードチャンバは、メインチャンバと結合し、１つ以上の基板を受け取るように構成される。流体堆積チャンバは、メインチャンバに結合され、１つ以上の基板上で流体を堆積させるように構成された流体堆積デバイスを含む。ロボットは、メインチャンバの中に含まれ、ロードチャンバと流体堆積チャンバとの間で１つ以上の基板を移送するように構成される。環境コントローラは、クラスタツール内の実質的に自律的な環境を維持するように構成される。

本発明の実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。クラスタツールは、メインチャンバに結合され、１つ以上の基板上に低温硬化操作を行うように構成された低温硬化チャンバと、メインチャンバに結合され、１つ以上の基板上に高温硬化操作を行うように構成された高温硬化チャンバとをさらに含み得る。ロードチャンバは、メインチャンバに結合された内部ドアと、１つ以上の外部面とを含み得、該ロードチャンバは、１つ以上の外部面のうちの少なくとも１つにおける外部ドアを介して１つ以上の基板を受け取るように構成される。

流体堆積チャンバは、メインチャンバに結合された内部開口部と、１つ以上の外部面とを含み得る。流体堆積チャンバは、高速移送ポート、および／または１つ以上の外部面に密封され流体堆積チャンバの中に延びている１つ以上のグローブを、さらに含み得る。環境コントローラは、クラスタツールの中に含まれたチャンバ内部のガス成分を制御するように構成されたガス浄化システムを含み得る。環境コントローラは、ガス浄化システムに制御信号を提供することによってクラスタツールのチャンバ内に含まれたガス成分を制御するように構成されたプロセッサをさらに含み得る。クラスタツールの中に含まれたチャンバ内部のガス成分を制御することは、クラスタツールの中に含まれたチャンバ内部の湿気のレベルを制御することを含み得る。

クラスタツールは、ロボットに制御信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに含み得る。プロセッサは、クラスタツールの中に含まれたメインチャンバに結合された１つ以上のチャンバに制御信号を提供するように、さらに構成され得る。クラスタツールは、ユーザ入力を受信することによってクラスタツールを制御するように構成されたヒューマンマシンインタフェースをさらに含み得る。

概して、別の局面において、本発明は、メインチャンバと、ロードチャンバと、流体堆積チャンバと、低温硬化チャンバと、高温硬化チャンバと、ロボットと、環境コントローラとを備えたクラスタツールを特徴とする。ロードチャンバは、メインチャンバに結合され、１つ以上の基板を受け取るように構成される。流体堆積チャンバは、メインチャンバに結合され、１つ以上の基板に流体を堆積させるように構成された流体堆積デバイスを含む。低温硬化チャンバは、メインチャンバに結合され、１つ以上の基板に低温硬化操作を行うように構成される。高温硬化チャンバは、メインチャンバに結合され、１つ以上の基板に高温硬化操作を行うように構成される。ロボットは、メインチャンバ内にあって、クラスタツールの中に含まれたチャンバの間で１つ以上の基板を移送するように構成される。環境コントローラは、クラスタツール内の実質的に自律的な環境を維持するように構成される。

本発明の実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。環境コントローラは、クラスタツールの中に含まれたチャンバ内部のガス成分を制御するように構成されたガス浄化システムを含み得る。環境コントローラは、クラスタツールのチャンバ内に含まれたガス成分を制御するガス浄化システムに制御信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに含み得る。クラスタツールの中に含まれたチャンバ内部のガス成分を制御することは、クラスタツールの中に含まれたチャンバ内部の湿気のレベルを制御することを含み得る。クラスタツールは、ロボットに制御信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに含み得る。プロセッサは、クラスタツールの中に含まれたメインチャンバ内に結合された１つ以上のチャンバに制御信号を提供するように構成され得る。クラスタツールは、ユーザ入力を受信することによってクラスタツールを制御するように構成されたヒューマンマシンインタフェースをさらに含み得る。

概して、別の局面において、本発明は、基板上に流体を堆積させる方法を特徴とする。実質的に自律的な環境が、クラスタツール内で維持され、該クラスタツールは、ロボットを含むメインチャンバと、メインチャンバに結合されたロードチャンバと、メインチャンバに結合された流体堆積チャンバとを含む。１つ以上の基板が、ロードチャンバに搭載され、ロードチャンバ内の環境は、メインチャンバ内の環境に平衡される。ロボットは、ロードチャンバから流体堆積チャンバに１つ以上の基板のうちの少なくとも１つを移送し、流体堆積チャンバは、１つ以上の基板上に流体を堆積させるように構成された流体堆積デバイスを含む。流体は、流体堆積デバイスから少なくとも１つの基板の上に堆積される。

本発明の実装は、以下の特徴のうちの少なくとも１つ以上を含み得る。クラスタツールは、低温硬化チャンバと高温硬化チャンバとをさらに含み得る。ロボットは、流体堆積チャンバから低温硬化チャンバに、少なくとも１つの基板を移送し得る。低温硬化操作が、少なくとも１つの基板上で行われ得る。ロボットは、流体堆積チャンバから高温硬化チャンバに、少なくとも１つの基板を移送し得る。高温硬化操作が、少なくとも１つの基板上で行われ得る。ロボットは、高温硬化チャンバからロードチャンバに、少なくとも１つの基板を移送し得る。少なくとも１つの基板は、ロードチャンバから降ろされ得る。第１の基板が低温硬化チャンバの中にある間に、ロボットは、ロードチャンバから流体堆積チャンバに、第２の基板を移送し得る。流体堆積操作が、少なくとも部分的に第２の基板上で起こり得、一方で、低温硬化操作が、第１の基板上で起こり得る。

本発明の実装は、以下の利点のうちの１つ以上を実現し得る。流体堆積クラスタツールは、実質的に自律的な環境を維持することによって、制御された条件の下で流体堆積操作が起こることを可能にする。流体堆積クラスタツールは、自律的な環境内でユーザとの相互作用を有することなく動作し得るので、クラスタツールのオペレータは、有害な可能性のある環境および／または居ることができない環境（例えば、高温、有害な流体／ガスなど）から隔離され得る。逆に、クラスタツールは、オペレータからの汚染の可能性から保護される。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面および以下の記述において明らかになる。本発明の他の特徴、目的および利点は、記述および図面、ならびに特許請求の範囲から明確となる。

異なる図面における同じ参照シンボルは、同じ要素を示す。

流体堆積デバイスを用いて基板上に流体を堆積させるための、流体堆積チャンバを含む流体堆積クラスタツールが、記述される。流体堆積チャンバは、基板輸送システム、すなわちロボットを含むメインチャンバに結合される。ロードチャンバもまた、メインチャンバに結合され、これによって基板が、ロードチャンバに挿入され、ロボットを用いてメインチャンバを介し、流体堆積チャンバの中に移送されることを可能にする。流体堆積クラスタツールは、クラスタツール内の実質的に自律的な環境を維持するように構成された、環境コントローラをさらに含む。その結果として、クラスタツールの外の環境が、クラスタツール内の環境及ぼす影響を最小限とし、その逆も同じとなる。

例示的な流体堆積ツールは、プリンタであり、一般的な印刷用の流体はインクである。しかし、理解されるべきは、例えば発光ディスプレイの製造において用いられるエレクトロルミネセンス材料または回路基板製造において用いられる液体金属などの他の流体も用いられ得ることである。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、それぞれが流体堆積クラスタツール１００の一実装の模式図、上面図および斜視図を示す。流体堆積クラスタツール１００は、複数のチャンバに結合されたメインチャンバ１０２を含み、該複数のチャンバのうちの少なくとも１つは、流体堆積チャンバ１０８である。この実施形態において、メインチャンバ１０２は、おおよそ六角形に形作られ、４つのチャンバは、メインチャンバ１０２の６つの面のうちの４つに結合される。他の実施形態において、メインチャンバ１０２は、異なるように形作られ得、より多くのまたは少ない面を含む。加えて、別の実施形態において、２つ以上のチャンバが、メインチャンバ１０２に１つの面上で結合され得、互いに対して垂直に、および／または水平に配置され得る。

図１Ａに示される流体堆積クラスタツール１００の実施形態を再び参照すると、メインチャンバ１０２は、ロボット１０４を含み、該ロボット１０４は、流体堆積クラスタツール１００の中に含まれた異なるチャンバ間において基板を移送するように構成される。任意のロボット、例えばＩｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡから入手可能なＩＲ−８２０大気中ウェハ取扱いロボットなどのＲ−Ｔｈｅｔａロボットが用いられ得る。

流体堆積クラスタツール１００は、メインチャンバ１０２に結合されたロードチャンバ１０６をさらに含む。ロードチャンバ１０６は、流体堆積クラスタツール１００との間の１つ以上の基板の移送のために構成される。流体堆積チャンバ１０８もまた、メインチャンバ１０２に結合され、基板上に流体を堆積させるための流体堆積デバイス、例えばプリンタを含む。この実装において、流体堆積クラスタツール１００は、低温硬化チャンバ１１２と高温硬化チャンバ１１４とをさらに含み、それら両方は、メインチャンバ１０２に結合される。

流体堆積クラスタツール１００は、環境コントローラ１１０をさらに含む。先述のように、環境コントローラ１１０は、流体堆積クラスタツール１００内の実質的に自律的な環境を維持する。一実装において、流体堆積クラスタツール１００内の実質的に自律的な環境を維持することは、流体堆積クラスタツール１００内の、実質的に湿気の無い純粋な窒素の環境を維持することを含む。

ここで図２〜図６を参照すると、メインチャンバ１０２に結合されたさまざまなチャンバが、さらに詳細に記述される。特に図２を参照すると、一実装に従ったロードチャンバ１０６の拡大図が示される。ロードチャンバ１０６は、メインチャンバ１０２の１つの面に装着するパネル２０２に接続される。ロードチャンバ１０６は、メインチャンバ１０２からロードチャンバ１０６の内部を密封する内部ドア（不図示）と、外部環境からロードチャンバ１０６を密封する外部ドア２０６とを含む。ロードチャンバ１０６の環境が、メインチャンバ１０２の環境と実質的に異なるとき、例えばロードチャンバ１０６への出し入れを行うために外部ドア２０６が開かれた直後であり、故にロードチャンバ１０６の内部の環境を汚染しているときには、ロードチャンバ１０６の内部ドアは、閉じたままであり得る。

ロードチャンバ１０６の内部ドアが開かれて、ロードチャンバ１０６とメインチャンバ１０２との間の基板の移送を可能にする前に、ロードチャンバ１０６は、メインチャンバ１０２の環境と平衡にさせられ得る。この実施形態において、ロードチャンバ１０６は、環境コントローラ１１０内に含まれたガス浄化システム内に含まれた、バキュームポンプに直接に接続される。ロードチャンバ１０６内の汚染されたガスは、バキュームポンプによって除去され、排出され（すなわち、再循環されない）、所望のガス成分（例えば、乾燥した窒素ガス）を有するガスが、ロードチャンバ内にポンプ注入される。汚染されたガスは吸い出され、所望のガスがポンプ注入されることによって汚染された環境を薄め、最終的に所望のガスの許容可能なレベルが達成されるが、これは、ロードチャンバ内の大気のサンプリングおよび試験によって決定され得る。

基板は、さまざまな方法でロードチャンバ１０６内に挿入され得る。一実装において、基板は、外部ドア２０６が開いているときに、人間のオペレータによってロードチャンバ１０６の中に含まれた棚２０８上に配置され得る。棚２０８は、ロボットのアームが棚２０８の上に配置された基板の下に延び、基板を持ち上げて接触し、内部ドアを介して基板をロードチャンバ１０６からメインチャンバ１０２に引き込み得るように、互いに間隔を開けて構成される。別の実装において、棚を含むカセットが、ロードチャンバ１０６の外側に搭載され得、次いで単一のユニット（すなわち、１つ以上の基板をのせられたカセット）としてロードチャンバ１０６に挿入され、これによってロードチャンバが外部環境に開かれる時間を短縮させる。

ここで図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一実装に従った、流体堆積チャンバ１０８の拡大背面図および拡大正面図がそれぞれ示される。特に図３Ａを参照すると、流体堆積チャンバ１０８は、メインチャンバ１０２と結合する内部面３０２を含む。流体堆積チャンバ１０８の内部面３０２は、ロボット１０４がメインチャンバ１０２と流体堆積チャンバ１０８との間の物質を移送し得る開口部を含む。随意的に、内部ドアは、例えば流体堆積の動作の間に、流体堆積チャンバ１０８を密封するためにメインチャンバ１０２に対する流体堆積チャンバ１０８の境界に含まれ得る。

さらに詳細に図３Ｂを参照すると、流体堆積チャンバ１０８は、１つ以上の外部面をさらに含む。示される実施形態において、一部の外部面のうちの少なくとも一部は、透明であり、例えば透き通ったプレキシグラスの材料から作られることによって、オペレータが流体堆積チャンバ１０８内を見ることを可能にする。流体堆積チャンバ１０８の外部面は、移送ドア３０４を含むことによって、流体堆積チャンバ１０８の内または外へアイテム（例えば、プリンタのカートリッジ、ツールなど）を移送し得る。アイテムは、従来の高速移送ポート３０６（ＲＴＰ）を用いて移送され得る。

一般に、ＲＴＰ３０６は、流体密封性の中空ボディであり、ＲＴＰ３０６内の環境はＲＴＰ３０６の外部の環境によって実質的に影響されないように密封され得る。例えば、ＲＴＰ３０６は中空のシリンダであり得、その上面は、流体堆積チャンバ１０８の移送ドア３０４上に固定され得る、密封可能なドアである。ＲＴＰ３０６のドアが流体堆積チャンバ１０８の移送ドア３０４に固定されると、該２つのドアは、一緒に開閉し得る。その結果として、流体堆積チャンバ１０８を外部環境にさらすことなく、それによって潜在的に流体堆積チャンバ１０８を汚染することなく、アイテムは流体堆積チャンバ１０８から出し入れされ得る。しかし、流体堆積チャンバ１０８は、ＲＴＰ３０６内に含まれた環境にさらされる。従って、ＲＴＰ３０６は、好ましくは、例えば密封されたグローブボックスを用いて、流体堆積チャンバ１０８内の環境と実質的に同一の密閉された環境内で装填される。

流体堆積チャンバ１０８は、１つ以上のグローブポート３０８をさらに含み得る。例示目的のために、ポート３０８に密封し得るグローブは、チャンバ１０８内の他の構成要素の図を不明瞭にし得るので示されていない。図３Ｃを参照すると、グローブポート３０８に装着および密封されたグロープ３１２を含む、流体堆積チャンバ１０８の模式図が示される。流体堆積チャンバ１０８の人間のオペレータは、グローブ３１２に自分の手を挿入し、グローブ３１２を用いて流体堆積チャンバ１０８内で作業し、例えばチャンバの内部のアイテムを組み立て、整備作業を行い、ＲＴＰ３０６内のアイテムを出し入れするなどを、流体堆積チャンバ１０８の環境を汚染することなく行い得る。以下に記述されるように、一実装において、流体堆積チャンバ１０８は、実質的に純粋な窒素の環境において動作する。従って、グローブポート３０８は、オペレータが流体堆積チャンバ１０８内のガス成分を汚染することなく、かつ窒素の環境にさらされることなく、流体堆積チャンバ１０８からアイテム（例えば、プリンタのカートリッジ、ツールなど）を出し入れすることを可能にする。

流体堆積チャンバ１０８は、流体堆積デバイス３０７をさらに含む。例えば、インクジェットプリンタが、流体堆積デバイス３０７であり得る。一実装において、流体堆積デバイス３０７は、Ｈｉｇｇｉｎｓｏｎらの「Ｆｌｕｉｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ」と題された、２００６年７月１２日出願の米国特許出願第１１／４５７，０２２号にさらに詳細に記述されたような流体堆積デバイスであり得、該出願は本明細書において参考として援用される。この実装は、図４Ａ〜図８Ｃに関連して以下に記述される。しかし、理解されるべきは、流体堆積デバイスの他の実施形態も用いられ得、本明細書中に記述の流体堆積デバイスは、例示目的のための一実施例にすぎないということである。

流体堆積デバイス３０７は、プリントカートリッジを取り付けるためのカートリッジマウントと、流体が堆積される基板を支えるための圧盤（ｐｌａｔｅｎ）とを含む。プリントカートリッジおよび基板は、印刷動作の間に互いに対して動く。一実装において、プリントカートリッジは、静止した基板の上を通過し、別の実装においては、プリントカートリッジが静止し、基板が前進する。留意されるべきは、プリントカートリッジは、時にドロップエジェクションモジュール、プリントヘッドモジュールなどと呼ばれることである。

図４Ａを参照すると、流体堆積デバイス３０７の一実施形態が示される。流体堆積デバイス３０７は、印刷動作の間に基板を支えるように構成された圧盤４０２を含む。カートリッジマウントアセンブリ４０４が、フレーム４０６に装着され、圧盤４０２上に配置される。カートリッジマウントアセンブリ４０４は、ｙ方向において、レール４０８に沿って移動し得、圧盤４０２上に配置された基盤に対する動きを提供する。加えて、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、圧盤４０２に対して上方向および下方向、すなわちｚ方向に動き得、該カートリッジマウントアセンブリに取り付けられたプリントカートリッジと基板との間での相対的な垂直の動きを提供する。

圧盤４０２は、ｘ方向に前進および後退するように構成される。例えば、カートリッジマウントアセンブリ４０４が最初に基板を通過した（すなわち、ｙ方向に基板の幅に沿って全体的または部分的に移動した）後に、圧盤４０２は、ｘ方向に進み得る。カートリッジマウントアセンブリ４０４が次に基板を通過するときには、プリントカートリッジは、基板の異なる部分に流体を堆積させる。流体堆積デバイス３０７は、筐体４１０内に包まれるように示され、該筐体は、印刷動作を行うために、実質的に清潔で汚染されていない区域を提供するために用いられ得る。筐体４１０は随意的なものであり、流体堆積デバイス３０７が流体堆積チャンバ１０８内にあるときには、特にそうである。

図４Ｂを参照すると、流体堆積デバイス３０７の模式図が示される。この実装において、流体堆積デバイス３０７は、プロセッサ４２０に結合される。プロセッサ４２０は、ディスプレイ４３０（例えば、モニタ）およびユーザ入力デバイス４２５（例えば、キーボードおよび／またはマウス）に接続され得る。プロセッサ４２０は、以下に詳細に記述されるように、流体堆積デバイス３０７のさまざまな構成要素に指示を提供し得る。ディスプレイ４３０およびユーザ入力デバイス４２５は、以下にさらに記述されるように、ユーザが動作パラメータを入力し流体堆積の工程を調整すること、およびプロセッサ４２０によって提供されたフィードバックを見ることを可能にする。

図５を参照すると、随意的な筐体４１０を有さない、流体堆積デバイス３０７の拡大図が示される。圧盤４０２は、バキュームソースに接続された複数のアパーチャ４３２を含む。バキュームソースおよびアパーチャ４３２は、基板を圧盤４０２にバキュームチャックするように動作し得る。他の実装において、例えばクリップまたはネジを含む他の技術が、基板を圧盤４０２に固定するために用いられ得る。圧盤４０２は、ｘ方向に増分量ずつ前進するように構成される。流体堆積デバイス３０７内の圧盤４０２の下にモータが含まれており、圧盤４０２をｘ方向に前進および後退させるように動作する。例えば、一実装において、モータは、圧盤４０２の下に配置され、モータのシャフトに親ねじを含み得る。親ねじは、圧盤４０２の下側につなぎ留められ、親ねじがシャフトに沿って移動するにつれて、圧盤４０２はｘ方向に押されるか、または引かれる。圧盤４０２は、ガイドレールに沿って動くことによって、圧盤４０２がｘ方向に動くことを保証する。

加えて、リニアエンコーダが圧盤４０２の下に含まれることによって、圧盤４０２の位置を監視し得る。エンコーダの精度は、インクドット配置の要求精度条件と適合される。例えば、比較的に高い解像度の印刷に対して、約５ミクロンの精度のリニアエンコーダが用いられ得る。一実装において、圧盤４０２は、基板を圧盤の上面から持ち上げるように構成されたリフトピンを含むことによって、ロボットが基板を圧盤４０２から取り上げることを容易にし得る。リフトピンは、流体堆積操作の間に基板を実質的に圧盤に対して平坦に配置するために、圧盤の中に収納可能であり得、またそうではないこともあり得る。

カートリッジマウントアセンブリ４０４は、圧盤４０２の片側の外にある停止位置に示される。印刷カートリッジ４３４が、カートリッジマウントアセンブリ４０４内に取り付けられて示される。カートリッジマウントアセンブリ４０４は、モータを用いて、レール４０８に沿ってｙ方向に移動し得、該モータは、フレーム４０６に装着され、実質的にレール４０８の幅の長さに延びているベルトを含む。ベルトは、カートリッジマウントアセンブリ４０４につなぎ留められ、モータの（ベルトに結合された）シャフトが回転する際に、カートリッジマウントアセンブリ４０４をｙ方向にレール４０８に沿って前後に引く。モータの異なる配置を含むモータアセンブリの他の構成が、用いられ得る。

図６Ａ〜図６Ｃは、カートリッジマウントアセンブリ４０４の拡大図を示す。この実装において、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、図６Ｃで示される使い捨て印刷カートリッジ４３４を取り付けるように構成される。例えば、Ｂｉｂｌらの、２００５年１２月１６日出願の「Ｓｉｎｇｌｅ−Ｕｓｅ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」と題された、本明細書において参考として援用される米国特許出願第１１／３０５，８２４号に記述される使い捨て印刷モジュールが、カートリッジマウントアセンブリ４０４に取り付けられ得るが、異なる構成の印刷カートリッジもまた、（使い捨てでも、再利用可能であっても）用いられ得る。

特に図６Ａを参照すると、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、その中に取り付けられた印刷カートリッジ４３４を除外して示される。カートリッジマウントアセンブリ４０４は、印刷カートリッジ４３４を受容するように構成されたレセプタクル４３６を含む。レセプタクル４３６は、印刷カートリッジ４３４に含まれた、対応する電気接点と係合するように構成および配置された、多数の電気接点４３８を含む。印刷カートリッジ４３４がレセプタクル４３６内に取り付けられるときには、レセプタクルの中の電機接点４３８は、印刷カートリッジ４３４上の対応する電機接点と係合することによって、カートリッジ取付アセンブリ１０４から印刷カートリッジ４３４に、電気信号の経路を提供する。レセプタクル４３６の中に含まれた電気接点４３８は、可撓性回路４４０に電気的に接続され、該可撓性回路は、プロセッサ（例えばプロセッサ４２０、図４Ｂ）に直接的または間接的に接続され得、印刷カートリッジ４３４の中に含まれた１つ以上のノズルを発射させる信号を提供する。

電気接点４３８は、弾力のある伝導性の材料から形成され得る。図７Ｂを参照すると、電気接点４３８の拡大図を含むカートリッジマウントアセンブリ４０４の一部の拡大断面図が示される。再び図３Ｃを参照すると、印刷カートリッジ４３４が、レセプタクル４３６内の位置に取り付けられて示される。印刷カートリッジ４３４が位置に配置されると、旋回ラッチ４４４が、ロッキング位置まで回転されることによってレセプタクル４３６内の位置に印刷カートリッジ４３４を固定し得る。例示目的のために、ラッチ４４４は、他の特徴を不明瞭にしないために、図６Ａにおいては示されない。図６Ｄおよび図６Ｅを参照すると、カートリッジマウントアセンブリ４０４の部分図が、ラッチ４４４を例示するために示される。図６Ｄにおいて、ラッチ４４４は開いて示され、図６Ｅにおいて、ラッチ４４４は閉位置において示される。ラッチ４４４は、点Ａの周りを旋回し、スナップフィット接続または他の任意の便利な接続によって締められたまま保持され得る。

再び図６Ａを参照すると、バキュームコネクタ４４６が、レセプタクル４３６の端部に配置されて示される。バキュームコネクタ４４６の拡大図が、図４Ｂに示される。バキュームコネクタ４４６は、バキュームソースと連結している。一実装において、バキュームソースは、おおよそ位置４８７（図６Ａ）においてカートリッジマウントアセンブリ４０４上に配置されたバキューム吸気口に、チューブによって接続される。バキューム吸気口は、バキュームコネクタ４４６に流体結合される。

レセプタクル上の電気接点４３８および印刷カートリッジ４３４上の対応する電気接点の相対位置は、レセプタクル上のバキュームコネクタ４４６および印刷カートリッジ４３４上の対応するバキューム吸気口の相対位置と関連して、印刷カートリッジ４３４がレセプタクル４３６に挿入されるときには、電気接点４３８と印刷カートリッジ４３４の対応する接点との間の電気接続、およびバキュームコネクタ４４６と印刷カートリッジ４３４上の対応するバキューム吸気口との間の接続が、実質的に同時に形成されるようになっている。故に、バキュームソースは、印刷カートリッジの筐体内に真空を提供することによって、背圧を提供してノズルにおけるメニスカス圧を維持し、漏洩を防止し得る。印刷カートリッジ４３４をレセプタクル４３６の中の位置に配置する単一のステップによって、ユーザは、これらの両方の接続を実質的に同時に行い得る。

再び図６Ａを参照すると、キャップ４４８がカートリッジマウントアセンブリ４０４に含まれる。キャップ４４８は、軸４４１の周りを旋回可能である。印刷カートリッジ４３４が印刷動作で作動していないときには、キャップ４４８は、印刷カートリッジ４３４の中に含まれたノズルを覆うために用いられ得る。印刷カートリッジ４３４を覆うことは、印刷カートリッジ４３４からの流体の蒸発を低減または排除するために、かつ漏洩を防止するために重要であり得る。印刷動作の間、または印刷カートリッジ４３４を覆う意思が全く無い場合には、キャップは、図６Ａに示される「開」位置に留まり得る。印刷カートリッジ４３４を覆う必要があるときには、キャップは約１８０度、図６Ｃに示される「閉」位置まで、軸４４１の周りを旋回する。

一般に、印刷動作の間には、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、圧盤４０２の上に取り付けられた基板の比較的に近くに配置される。印刷カートリッジ４３４の中に含まれたノズルと基板との間の距離は、「フライト高度」と呼ばれ得る。カートリッジマウントアセンブリ４０４は、ｚ方向に垂直に上下されることによって、フライト高度を調整し、または基板の厚さの変化に対して調整し得る。一実装において、ユーザは、基板の厚さをユーザインタフェースに入力し得、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、それに応じてｚ方向の調整を行う。あるいは、ユーザは、示された基板の厚さに対して適切な高い、および低いフライト高度を提示され得、ユーザは、フライト高度を選択し得る。別の代替案において、ユーザは、特定のフライト高度を入力し得、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、それに従って調整を行う。

加えて、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、ｚ方向の上向きに十分な距離を動かされ得ることによって、キャップ４４８が軸４４１の周りに閉位置まで旋回するためのクリアランスを提供する。一実装において、カートリッジマウントアセンブリ４０４が、プロセッサ（例えばプロセッサ４２０）に接続された可撓性回路４４０を介して、手動的または自動的に印刷カートリッジ４３４を覆う指示を受け取ったときには、カートリッジマウントアセンブリ４０４は、所定の距離をｚ方向に上向きに自動的に動き、開位置から閉位置にキャップ４４８を旋回させ、元の位置に下がるか、またはさらなる指示を待つ。カートリッジマウントアセンブリ４０４は、キャップを開位置に動かして印刷動作を再開する必要があり得るので、キャップを開位置に戻す指示を受けるまでは、より高い位置を維持することが、より効率的であり得る。

図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、キャップ４４８が、より詳細に示される。図７Ａは、開位置で示されるキャップ４４８がより見やすい図を提供するために、底部パネル４９３（図６Ａ〜図６Ｃにおいて示される）が除去されたカートリッジマウントアセンブリ４０４の下側を示す。図７Ｂは、閉位置のキャップ４４８を伴った、カートリッジマウントアセンブリ４０４の一部の拡大断面図を示す。キャップ４４８は、開位置と閉位置との間でキャップ４４８を旋回させるように構成された旋回アーム４５２を含む。旋回アーム４５２は、キャップ４４８の外辺部に延びる外部筐体４５４に装着される。モータ４５６は、開位置と閉位置との間で旋回アーム４５２を駆動する。モータ４５６は、可撓性回路４４０に電気的に接続されることによって、可撓性回路４４０に結合されたプロセッサ（例えばプロセッサ４２０）から、および／または可撓性回路４４０に結合されたユーザインタフェースから指示を受け取り得る。

キャップ４４８の中心部分４５８は、外部筐体４５４に装着され、ばね部材４６０が配置される凹所を含む。ばね部材４６０は、密封筐体４６２と接触し、キャップ４４８が閉位置にあるときには、ばね部材４６０は、密封筐体４６２および該筐体内に配置されたシール４６４を、印刷カートリッジ４３４のノズル面と接触するように押し付ける。シール４６４は、密封筐体４６２の中に形成された溝に配置され、例えば印刷用の流体に適合するエラストマーなどの圧縮性材料から形成される。シール４６４の上面に形成されたリップ４８４は、ノズルを含んだ印刷カートリッジ４３４のノズル面の領域の周りに液体を密封するシールを形成するように構成され得る。空洞４６６が、密封筐体４６２の中に形成される。空洞４６６は、比較的に小さく、印刷カートリッジ４３４の中に含まれた流体によって直ぐに飽和状態となり得る。一旦飽和状態になると平衡状態に達し、印刷カートリッジ４３４からの流体の蒸発は、それ以上に発生しない。従って、ダウンタイム（すなわち、印刷していないとき）の間の蒸発によって失われる流体の量は、最小限になり得る。

図８Ａ〜図８Ｃを参照すると、キャップ５００の代替的実施形態が示される。キャップ５００のこの実装は、キャップ５００が閉位置にあり、例えばノズルにおける印刷流体の所望の粘性を維持しながら、ノズルが発射し続ける必要がある用途に適している。キャップ５００は、開位置と閉位置との間でキャップ５００を旋回するように構成された旋回アーム５３２を含む。旋回アーム５３２は、外部筐体５３４に装着される。モータ５３０は、開位置と閉位置との間で旋回アーム５３２を駆動する。モータ５３０は、可撓性回路４４０に電気的に接続されることによって、可撓性回路４４０に結合されたプロセッサから、および／または可撓性回路４４０に結合されたユーザインタフェースから指示を受け取り得る。

キャップ５００の中心部分５３６は、外部筐体５３４に装着され、ばね部材５０８が配置された凹所を含む。ばね部材５０８は、多孔性部材５１０と接触し、キャップ５００が閉位置にあるときには、ばね部材５０８は、多孔性部材５１０を押し付けて、少なくとも部分的に印刷カートリッジ４３４のノズル面と接触させる。多孔性部材は、実質的に堅く、キャップ５００が閉位置にあり、かつノズルが発射し続けている間に、多孔性部材５１０上に堆積された流体を吸収するように構成された多孔性材料から形成される。一実装において、多孔性部材５１０は、Ｐｏｒｅｘから入手可能であり、約９０〜１１０ミクロンの孔の大きさを有する、ＸＭ１５３８ＵＨＭＷＰＥ（超高分子重量ポリエチレン）として知られている多孔性ポリマーから作られる。

特に図８Ｂを参照すると、キャップ５００は、印刷カートリッジ４３４のノズル面に対する閉位置において示される。多孔性部材５１０は、キャップ５００が閉じている間に、ノズルによって多孔性部材５１０上に堆積された流体を収集および吸収するように構成される。図５Ｃは、印刷カートリッジ４３４に対する閉位置におけるキャップ５００の長手方向の断面図を示す。ギャップ５１２が、印刷カートリッジ４３４と多孔性部材５１０との間に提供されることによって、流体がノズルから排出し、多孔性部材５１０上に集合するためのクリアランスを提供する。

一実装において、キャップ４４８またはキャップ５００は、ウォームギアドライブ（図８Ａを参照）を有するモータ４５６またはモータ５３０によって閉位置に駆動される。モータは、比較的大きなメカニカルアドバンテージを有し、戻り方向には駆動され得ない。モータは、キャップ４４８を回転するように駆動し、最終的にキャップ４４８は印刷カートリッジ４３４に接触し、停止する。モータがキャップ４４８を反対方向に駆動させることによってキャップ４４８を開位置に旋回させるように（例えばプロセッサ４２０によって）指示されるまでは、キャップ４４８は、モータによって閉位置に保持される。

再び図５を参照すると、圧盤４０２は、ｚ軸の周りを回転することによって、基板を印刷カートリッジ４３４に対してまっすぐになるように構成され得る。例えば、流体堆積デバイス３０７の中に含まれたカメラが、基板の縁を検出するために用いられ得る。カメラと結合されたプロセッサ（例えば、プロセッサ４２０）は、カートリッジマウントアセンブリ４０４に対する基板の位置を決定し得る。プロセッサは、決定された位置に基づいて圧盤４０２に結合されたモータに指示を提供することによって、圧盤４０２を回転させ、従ってカートリッジマウントアセンブリ４０４に対して、故にその中の印刷カートリッジ４３４に対して基板をまっすぐにし得る。

別の実装において、カメラは、基板上の基準（すなわち、登録マーク）を探し、それに従って、カートリッジマウントアセンブリ４０４に対する基板の位置を調整し得る。別の実装において、基板は、基準を用いて位置を調整され得、一連の試験ドットが基板上に印刷され得る。カメラは、印刷されたドットを見て、基準に対するそれらの位置を決定し、それに従って基板の位置を再び調整し得る。図６Ｂを参照すると、カメラ４５０の一実施例が示される。カメラ４５０は、カートリッジマウントアセンブリ４０４に装着され、それとともに動き、カートリッジマウントアセンブリ４０４が基準などを探しながら基盤を横断する間は、印刷カートリッジ４３４が覆われ得るような、キャップの特性を明らかにする。カメラ４５０は、例えば可撓性回路４４０を介して、図４Ｂに示されるプロセッサ４２０に電気的に結合され得る。

再び図６Ｂを参照すると、一実装においてカートリッジマウントアセンブリ４０４は、紫外線光ワンド４５１を含む。紫外線光ワンド４５１は、紫外線光によって直ちに硬化される必要のある印刷流体を含む用途に対して有用である。紫外線光ワンド４５１は、カートリッジマウントアセンブリ４０４の前縁５５４と反対側の後縁５５２上に取り付けられる。この実装において、カートリッジマウントアセンブリ４０４が、基板を横断するときに前縁５５４が先導するように動くときだけに、印刷動作が発生する。従って、紫外線光ワンド４５１は、印刷流体を追跡し、基板上への堆積の直後の流体上を通過する間に、それを硬化させるか基板を横切る戻り行程の間、すなわち後縁５５２が先導するときには、印刷動作は、一時的に停止する。一実装において、キャップ４４８は、戻り行程の間にノズルを密封し得る。

再び図５を参照すると、滴観察カメラシステム４８０が、圧盤４０２の片側に取り付けられる。カメラシステム４８０は、流体の滴が印刷カートリッジ４３４から出てカメラシステム４８０の前に配置された試験パッドに印刷される様子を、ユーザが観察することを可能にする。ストロボの光源が、ノズルから発射される滴の速度とほぼ等しい速度で閃光を放つ。ノズルの発射と僅かにずれた位相で閃光を放つことによって、ノズルと試験パッドとの間を飛ぶ一連の流体の滴の、一連の写真が得られ得る。一連の写真の合成物を合わせて考察されるときに、ノズルから排出される単一の滴のビデオクリップの仮の映像を提供する。実際は、その「ビデオ」は、実は形成および飛行の僅かに異なる段階において取られた多くの異なる滴の、一連の静止画の合成物である。

一実装において、ディスプレイ４３０は、カメラシステム４８０によって滴が捕らえられた際の、滴の図形表示をユーザに提供するために用いられ得る。同時に、例えば分割されたスクリーン、または単一スクリーン内で複数のフレームを用いることによって、印刷カートリッジ４３４の中に含まれたアクチュエータに対するノズルを発射させるための駆動パルスに対応する波形の図形表示が表示され得る。ユーザは、流体の滴および波形を観察し、ユーザ入力デバイス４２５を用いて、望まれる修正を行い得る。例えば、ユーザは、印刷カートリッジ４３４内のプリントヘッドに送られる駆動電圧、電圧パルスの持続時間、波形のスロープ、パルスの数、および他の調整可能なパラメータを調整し得る。ユーザ入力は、プロセッサ４２０によって、例えばプロセッサ内で実行するソフトウェアアプリケーションによって用いられ、印刷カートリッジ４３４内に配置されたアクチュエータまたは複数のアクチュエータに送信される信号を調整する。

再び図６Ａを参照すると、目盛り付きガイド４３７が、カートリッジマウントアセンブリ４０４上に含まれ得る。ユーザは、示される閉位置から開位置へとラッチカム４３３を動かし得る。開位置において、カートリッジマウントアセンブリ４０４の低い部分のフレーム４３９は、僅かに解放され、目盛り付きガイド４３７によって形成された外辺部内に含まれたカートリッジマウントアセンブリ４０４の構成要素は、ｚ軸の周りに回転可能である。レセプタクル４３６を含んだカートリッジマウントアセンブリ４０４の構成要素を回転させることによって、およびそれ故に該レセプタクルの中に取り付けられた印刷カートリッジ４３４の位置を回転させることによって、印刷の解像度が調整され得る。例えば、印刷カートリッジ４３４の長さに沿ってｘ方向に配列された１列のノズルを含む、印刷カートリッジ４３４を考慮されたい。印刷カートリッジ４３４のゼロ回転において、ノズルから印刷されたドットは、ｘ方向に線を形成する。少しの角度だけ回転されるときには、ドットは、互いにより接近して印刷され得、所望の解像度に応じて、カートリッジマウントアセンブリフレーム４３９に対する印刷カートリッジ４３４の回転の角度が、調整され得る。一実装において、目盛り付きガイド４３７を測るためにバーニヤスケールが用いられるが、他のスケールも用いられ得る。

一実装において、滴観察カメラシステム４８０が、目盛り付きガイド４３７を用いて、ユーザによって設定される印刷ノズルの実際の角度を決定するために用いられ得る。滴観察カメラシステム４８０は、第１のノズルの位置の座標および第１のノズルから既知の距離にある第２のノズルの位置の座標を見つけ得る。プロセッサ４２０は、滴観察カメラシステム４８０と結合され、これによってノズルの互いに対するオフセット角度を計算し得る。ユーザが目盛り付きガイド４３７を設定して信じている角度と比較して、実際の角度を知ることは重要であり、これは、ドットの配置のタイミングがオフセット角度に依存し得るからである。従って、オフセット角度がより正確になれば、ノズルを発射するときのタイミングの遅れがより正確になり、これによって印刷精度を向上させる。プロセッサ４２０（すなわち、プロセッサ内で実行しているソフトウェアアプリケーション）は、実際の角度を用いて動作パラメータ、例えば印刷カートリッジ４３４への駆動信号を調整し得る。

図９は、一実装に従った、低温硬化チャンバ１１２の拡大図を示す。低温硬化チャンバ１１２は、流体が流体堆積チャンバ１０８の中の基板に堆積した後に、基板上で低温硬化の操作を行うように構成される。一実装において、基板上で低温硬化操作を行うことは、所定時間の間に比較的に低温で基板を加熱することを含む。理解されるべきは、硬化時間および温度は、プロセス（すなわち、流体、基板など）に依存して変わり得ることである。低温硬化チャンバ１１２は、メインチャンバ１０２に装着されるパネル５０２に接続される。低温硬化チャンバ１１２は、低温硬化チャンバ１１２とメインチャンバ１０２との間の境界面に開口部（不図示）を含み、該開口部を介して、ロボット１０４が２つのチャンバの間で基板を移送し得る。ドアが、メインチャンバ１０２から低温硬化チャンバ１１２を密封し、その結果として低温硬化操作からの熱は、メインチャンバ１０２内の温度に実質的に影響を及ぼさない。

例示目的のために、図９に示される低温硬化チャンバ１１２は、外部パネルのうちの１つを取り除いてチャンバ１１２の内部を現して示される。しかし、理解されるべきは、低温硬化チャンバ１１２は、密閉されたチャンバであるということである。低温硬化チャンバ１１２は、複数の収納可能なピンを含む、圧盤５０４を含む。ピンは、基板が低温硬化チャンバ１１２内に配置されているときには延びた位置にあり、これによってロボットのアームのために基板の底面と圧盤５０４の上面との間にクリアランスを提供する。ロボットのアームが低温硬化チャンバ１１２から引き込まれると、ピンは、圧盤５０４と同一面となるように引き込み、基板は、圧盤５０４上に置かれる。随意的に、圧盤５０４は、低温硬化操作の間に基板を圧盤５０４の表面にバキュームチャックするように構成され得る。

ここで図１０を参照すると、高温硬化チャンバ１１４が、一般的に低温硬化操作が行われた後に、基板上で高温硬化操作を行うように構成される。一実装において、基板上で高温硬化操作を行うことは、所定期間の間に比較的に高温、例えば摂氏数百度で基板を加熱することを含む。理解されるべきは、硬化時間および温度は、プロセス（すなわち、流体、基板など）に依存して変わり得る。一実装に従った、高温硬化チャンバ１１２の背面の斜視図が示される。後ろの外部パネルは、例示目的で高温硬化チャンバ１１４の一部の内部構成要素を現すために取り除かれている。高温硬化チャンバ１１４は、メインチャンバ１０２に装着するパネル６０２に接続される。高温硬化チャンバ１１４は、メインチャンバ１０２との境界面において、開口部（不図示）を含み、該開口部を介して、ロボット１０４は、メインチャンバ１０２と高温硬化チャンバ１１４との間で基板を移送し得る。ドアが、境界面に含まれることによって、高温硬化操作の間に高温硬化チャンバ１１４を隔離し、その結果として高温硬化チャンバ１１４内の温度は、メインチャンバ１０２内の環境に実質的に影響を及ぼすことはない。高温硬化チャンバ１１４は、熱交換器６０４を含むことによって、高温硬化チャンバ１１４から再循環するガスの温度を、ガス浄化システムを介して循環させる前に低減させ得る。

一実装において、高温硬化チャンバ１１４の内部は、清潔な環境を維持することを促進するために石英で内張りされている。基板は、直立しているポスト（例えば１６のポスト）を含む石英ボート上に配置され、その結果として基板はポストの上面に置かれ、ロボット１０４による取り扱いを容易にし得る。高温硬化チャンバ１１４はまた、該チャンバ１１４が代替的な（すなわち、クラスタツール１００の残りの部分とは異なる）ガス成分で満たされることを可能にするポートを含み得る。ポートは、高温硬化チャンバ１１４の裏壁を貫通して石英の内張りに結合するチューブによって、高温硬化チャンバ１１４に配管され得る。

図１１は、一実装に従った、流体堆積クラスタツール１００に含まれる環境コントローラ１１０の模式図である。一実装において、環境コントローラ１１０は、ガス浄化システム６２６を含むことによって、流体堆積クラスタツール１００に含まれたチャンバ内部のガス成分を制御する。一実装において、ガス浄化システム６２６は、チャンバの中に含まれる空気から酸素および湿気を実質的に取り除き、窒素のみを残すことによって、流体堆積クラスタツール１００の中に含まれたチャンバ内部の、実質的に純粋な窒素の環境を維持する。一実装において、分子ふるい（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ）が用いられることによって、湿気および酸素を取り除く。用いられ得る例示的なガス浄化システムは、Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａにおいて営業している、ＷＥＭＳ、Ｉｎｃ．の一部門であるＶａｃｕｕｍ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＮｅｘｕｓ Ｄｒｉ−Ｔｒａｉｎ不活性ガス浄化システムである。

流体堆積クラスタツール１００内のガスは、クラスタツール１００を介し、かつガス浄化システム６２６を介して継続的に再循環され得る。流体堆積クラスタツール１００内の環境を完全に平衡させるためには数日を要し得るので、汚染の無い環境を維持するためのあらゆる試みがなされる。一部の例において、再循環させるのではなく、汚染されたガスを流体堆積チャンバ１０８から直接的に取り除き、ガス浄化システム６２６から排気することが、必要であり得る。例えば、流体堆積操作が環境に過度の湿気をもたらす場合であり、および／または高濃度の危険または有害な可能性のあるガスが流体堆積クラスタツール１００内に溜まることを防止するためである。

環境コントローラ１１０は、ガス浄化システム６２６に制御信号を提供するように構成されたプロセッサ６２４をさらに含み得る。プロセッサ６２４は、流体堆積デバイス３０７の中に含まれたチャンバ内の要素を制御するプロセッサ４２０と同一であり得、または別個のプロセッサであり得る。環境コントローラ１１０は、ヒューマンマシンインタフェース６２２をさらに含むことによって、人間のオペレータとの相互作用を提供する。人間のオペレータは、ヒューマンマシンインタフェース６２２を用いることによって、プロセッサ６２４に、例えば操作条件および／またはパラメータを変更する指示を送り得る。人間のオペレータとの相互作用を提供するために、ヒューマンインタラクションインタフェース６２２は、人間のオペレータに情報を表示するモニタまたはＬＣＤスクリーンまたはディスプレイ４３０などの表示デバイスと、キーボードと、マウスまたはトラックボールなどのポインティングデバイスとを有するコンピュータシステム上に実装され得、該コンピュータシステムは、人間のオペレータがコンピュータシステムに入力を提供し得るユーザ入力デバイス４２５を含み得る。コンピュータシステムは、コンピュータプログラムがユーザと相互作用するグラフィカルユーザインタフェースを提供するようにプログラムされ得る。他の形式のヒューマンマシンインタフェース６２２も用いられ得、上述は、単なる例示として意図される。

別の実装において、流体堆積クラスタツール１００は、第２のプロセッサを含むことによってロボット１０４および／または流体堆積クラスタツール１００内の他の機能要素を制御する。例えば、プロセッサ６２４は、流体堆積クラスタツール１００に制御信号を提供することによって、流体堆積の操作を制御し得、かつ低温硬化チャンバ１１２および高温硬化チャンバ１１４に制御信号を提供することによって、硬化操作の時間および温度を制御し得る。同様に、プロセッサは、ロボット１０４に制御信号を提供することによって、流体堆積クラスタツール１００の中に含まれた異なるチャンバの間で基板を移送させ得、かつチャンバとメインチャンバ１０２との間のさまざまなドアに制御信号を提供することによって、必要なときに開閉させ得る。流体堆積デバイス３０７はまた、例えばプロセッサによって、例えば流体堆積デバイス３０７内の印刷カートリッジの中に含まれたノズルへの発射信号によって制御され得る。一実装において、単一のプロセッサが、前述のプロセッサおよび環境コントローラ１１０の中に含まれたプロセッサ６２４の機能を行い得る。流体堆積デバイス３０７が図４Ａ〜図８Ｃに関連して上述された実施形態であるような実装において、単一のプロセッサが、前述の流体堆積デバイスに関連して上述されたプロセッサ４２０の機能をも、随意的に行い得る。

ここで図１２を参照すると、流体堆積クラスタツール１００を用いて基板を処理する、プロセス７００の一実施例が示される。簡素化のために、この実施例においては単一の基板が処理される。しかし、理解されるべきは、図１２に関連して記述されたプロセス７００は、流体堆積クラスタツール１００を用いて複数の基板を同時に処理するために、適用され得ることである。

第１のステップにおいて、流体堆積クラスタツール１００内で望まれる環境の条件が達成される（ステップ７０１）。例えば、一実装において、上に参照されたとおりである。従って、望まれる環境の条件は、大気から全ての酸素および湿気を取り除き、実質的に純粋な窒素を残すことを含む。環境コントローラ１１０の中に含まれたガス浄化システム６２６は、所望のガスの状態を達成するために用いられ、流体堆積クラスタツール１００内のガスは、クラスタツール１００を介し、かつガス浄化システム６２６を介して継続的に再循環されることによって、所望の状態を維持する。

流体堆積クラスタツール内の所望の環境条件が達成されると、ロードチャンバ１０６の外部ドア２０６は開かれ、基板は、例えば人間のオペレータによってロードチャンバ１０６に搭載（または１つ以上の基板で満たされたカセットがチャンバに搭載）される（ステップ７０２）。あるいは、流体堆積クラスタツール１００の外に位置する第２のロボットが、外部ドア２０６を介してロードチャンバ１０６への搭載および取り出しのために用いられ得る。その後に、ロードチャンバ１０６の外部ドア２０６は、閉じられる。

ロードチャンバ１０６の外部ドア２０５が開かれて基板が搭載されるので、ロードチャンバ１０６内の環境は、外部環境の条件によって汚染される。従って、ロードチャンバ１０６は、基板のさらなる処理が起こる前に、メインチャンバ１０２の環境に平衡される（ステップ７０４）。例えば、上述されたように、バキュームソースが、ガス浄化システム６２６からロードチャンバ１０６に直接的に接続されることによって、ロードチャンバ１０６のみから汚染されたガスを比較的迅速に取り除き得る。

ロードチャンバ１０６がメインチャンバ１０２の環境と平衡されると、ロードチャンバの内部ドアが（自動的に、またはロボット１０４を用いて）開き、ロボット１０４は、ロードチャンバ１０６からメインチャンバ１０２内に、次いで流体堆積チャンバ１０８に基板を移送する（ステップ７０８）。随意的な内部ドアが、流体堆積チャンバ／メインチャンバの境界面に含まれる場合には、内部ドアは閉じ、流体堆積チャンバ１０８を密封する。流体堆積チャンバ１０８の内部において、流体堆積操作が、流体堆積デバイスを用いて基板上で行われる（ステップ７０８）。

流体堆積操作が完了すると、ロボット１０４は、流体堆積チャンバ１０８からメインチャンバ１０２に、かつ低温硬化チャンバ１１２に基板を移送する（ステップ７１０）。ロボット１０４は、低温硬化チャンバ１１２内部の圧盤４０２上の延びたピンに基板を置き、ロボットアームは引き込み、ピンも引き込む。低温硬化チャンバ１１２への内部ドアが閉じ、低温硬化チャンバ１１２をメインチャンバ１０２から密封する。基板が圧盤４０２に置かれると、該基板は、バキュームチャックされ、低温硬化操作が行われる（ステップ７１２）。

低温硬化操作が完了した後に、ロボット１０４は、低温硬化チャンバ１１２から高温硬化チャンバ１１４に基板を移送する（ステップ７１４）。再び、一旦基板が内部に置かれると、高温硬化チャンバ１１４への内部耐熱ドア（または複数の該ドア）が閉じられ、高温硬化チャンバ１１４内部のさらに高い温度からメインチャンバ１０２の中の環境を隔離する。高温硬化チャンバの内部において、高温硬化操作が行われる（ステップ７１６）。その後に、ロボット１０４は、高温硬化チャンバ１１４からロードチャンバ１０６に基板を移送する（ステップ７１８）。人間のオペレータまたは第２のロボットは、処理された基板をロードチャンバ１０６から降ろし得る。

上述され図１Ａ〜図１Ｃに示された流体堆積クラスタツール１００は、流体堆積クラスタツール１００の一実施形態である。例えば、連続的または層状に積み重なった印刷を要求する印刷動作のために、１つ以上の追加の流体堆積チャンバ１０８を含んだ流体堆積クラスタツール１００を含む、他の構成が可能である。メインチャンバ１０２は、より多いかまたはより少ない面、および異なる形状を含む、異なる構成を有し得る。メインチャンバ１０２に結合されたチャンバは、互いに対して垂直な構成において、または垂直および水平の両方の構成において配置され得る。１つ以上の追加のロボットが、メインチャンバ１０２に含まれ得る。流体堆積クラスタツール１００内の異なるチャンバ内の環境条件は、さまざまであり得、１つ以上の追加のガス浄化システム６２６および温度制御と結合され得る。流体堆積クラスタツール１００は、低温硬化チャンバおよび高温硬化チャンバを何も含まないか、または追加の低温硬化チャンバおよび高温硬化チャンバを含み得る。低温硬化チャンバおよび高温硬化チャンバ内の温度および硬化時間は、上の実施例に記述されたものと異なり得る。

明細書および特許請求の範囲を通じて、「前」と「後」、「上面」と「底面」、および「上」と「下」などの用語の使用は、単に例示目的のために、本明細書において記述された流体堆積クラスタツール１００および他の要素のさまざまな構成要素の間で区別を行うためのものである。例えば、「上」および「下」の使用は、流体堆積クラスタツール１００または流体堆積クラスタツール１００に含まれた構成要素の特定の方向を意味するものではない。

流体堆積クラスタツール１００は、乾燥し酸素を含まない、実質的に純粋な窒素の環境を要求する流体堆積のプロセスに関連して、例示目的のために上述された。しかし、例えば不活性、酸化性、低Ｒｈ、高Ｒｈ、およびさまざまの他の、他の環境が可能である。記述された環境条件は、単なる例示を意味する。

環境コントローラ１１０および本明細書において記述された少なくとも一部の機能動作をそれらに限定されずに含む、流体堆積クラスタツール１００の要素は、デジタル電子回路網またはコンピュータソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアに実装され得、これらは本明細書において開示された構造的手段およびその構造的均等物、またはそれらの組み合わせを含む。環境コントローラ１１０をそれに限定されずに含む、流体堆積クラスタツール１００の要素は、１つ以上のコンピュータプログラム製品として、すなわち情報キャリアに具体的に組み入れられた１つ以上のコンピュータプログラムとして、例えば機械読取り可能ストレージデバイスまたは伝搬信号に、プログラム可能プロセッサ、コンピュータ、あるいは複数のプロセッサまたはコンピュータなどのデータ処理装置による実行によって、またはその動作を制御するために、実装され得る。コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても公知の）は、コンパイル済または翻訳済の言語を含む、任意の形式のプログラミング言語で書き込まれ得、例えば、スタンドアローンプログラムとして、あるいはモジュール、構成要素、サブルーチン、またはコンピューティング環境における使用に適した他のユニットとしてなどの、任意の形式で使用に伴わされ得る。１つのコンピュータプログラムが、必ずしも１つのファイルに対応するわけではない。プログラムは、他のプログラムまたはデータを保持するファイルの一部、当該のプログラムに専用の単一のファイル、または複数の統合されたファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラムまたはコードの一部を格納するファイル）に格納され得る。コンピュータプログラムは、１つのサイトにおいて１つのコンピュータまたは複数のコンピュータで実行されるように配備され得、または複数のサイトにわたって分配され、かつ通信ネットワークによって相互接続され得る。

本発明の方法のステップを含む本明細書において記述されたプロセスおよび論理の流れは、入力データで動作し出力を生成することによって本発明の機能を行う１つ以上のコンピュータプログラムを実行する、１つ以上のプログラム可能なプロセッサを用いて行われ得る。プロセスおよび論理の流れはまた、専用ロジック回路網、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって行われ得、本発明の装置はまた、それら専用ロジック回路網、例えばＦＰＧＡまたはＡＳＩＣとして実装され得る。

コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例として汎用および専用マイクロプロセッサ、およびあらゆる種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサを含む。一般的に、プロセッサは、読取り専用メモリまたはランダムアクセスメモリまたはそれら両方から、指示およびデータを受信する。コンピュータの本質的な要素は、指示を実行するプロセッサ、ならびに指示およびデータを格納する１つ以上のメモリデバイスである。一般的に、コンピュータはまた、データを格納する１つ以上の大容量ストレージデバイス、例えば磁気ディスク、光磁気ディスクまたは光ディスクを含むか、またはそれらのディスクからデータを受け取ったり転送したりするために効果的に結合される。しかし、コンピュータは、そのようなデバイスを有する必要はない。さらに、コンピュータは、別のデバイス、例えば一部を列挙すると、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯オーディオプレーヤ、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器などに組み入れられ得る。コンピュータプログラムの指示およびデータを具体化するのに適した情報キャリアは、全ての形態の不揮発性メモリ、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、内部ハードディスクまたは取外し可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭディスクおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路網が追加され得るか、または組み入れられ得る。

ユーザにインタラクションを提供するために、本発明は、ユーザに情報を表示するための表示デバイス、例えばＣＲＴ（陰極線管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）のモニタと、ユーザがコンピュータに入力を提供し得るキーボードおよびマウスやトラックボールなどのポインティングデバイスとを有する、コンピュータを含んで実装され得る。他の種類のデバイスも、ユーザとのインタラクションを提供するために用いられ得る。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形式の感覚によるフィードバック、例えば視覚的フィードバック、聴覚的フィードバックまたは触覚的フィードバックであり得、ユーザからの入力は、音響、音声または触覚の入力を含む、任意の形式で受信され得る。

多くの本発明の実施形態が記述された。それにもかかわらず、さまざまな修正が、本発明の精神および範囲を逸脱することなくなされ得ることが理解される。図１２において示された流れ図に記載のステップは、示されたものとは異なる順序で行われ得、しかも所望の結果を達成し得る。

図１Ａは、流体堆積クラスタツールの模式図である。 図１Ｂは、流体堆積クラスタツールの上面図である。 図１Ｃは、図１Ｂのクラスタツールの斜視図である。 図２は、ロードチャンバの拡大図である。 図３Ａは、流体堆積チャンバの背面拡大図である。 図３Ｂは、流体堆積チャンバの正面拡大図である。 図３Ｃは、流体堆積チャンバの模式図である。 図４Ａは、流体堆積デバイスを示す。 図４Ｂは、プロセッサに結合された流体堆積デバイスの模式図を示す。 図５は、筐体を除いた、図４Ａの流体堆積デバイスを示す。 図６Ａは、図４Ａの流体堆積デバイスのカートリッジマウントアセンブリを示す。 図６Ｂは、図４Ａの流体堆積デバイスのカートリッジマウントアセンブリを示す。 図６Ｃは、図４Ａの流体堆積デバイスのカートリッジマウントアセンブリを示す。 図６Ｄは、図４Ａの流体堆積デバイスのカートリッジマウントアセンブリを示す。 図６Ｅは、図４Ａの流体堆積デバイスのカートリッジマウントアセンブリを示す。 図７Ａは、図６Ａ〜図６Ｃのカートリッジマウントアセンブリの中に含まれたキャップアセンブリを示す。 図７Ｂは、図６Ａ〜図６Ｃのカートリッジマウントアセンブリの中に含まれたキャップアセンブリを示す。 図８Ａは、図６Ａ〜図６Ｃのカートリッジマウントアセンブリの中に含まれた代替案のキャップアセンブリを示す。 図８Ｂは、図６Ａ〜図６Ｃのカートリッジマウントアセンブリの中に含まれた代替案のキャップアセンブリを示す。 図８Ｃは、図６Ａ〜図６Ｃのカートリッジマウントアセンブリの中に含まれた代替案のキャップアセンブリを示す。 図９は、低温硬化チャンバの拡大図である。 図１０は、高温硬化チャンバの拡大図である。 図１１は、コントローラの模式図である。 図１２は、流体堆積クラスタツールを用いて基板を処理するためのプロセスを示す流れ図である。

Claims (22)

1. クラスタツールであって、
   メインチャンバと、
   該メインチャンバに結合され、１つ以上の基板を受け取るように構成されたロードチャンバと、
   該メインチャンバに結合された流体堆積チャンバであって、該流体堆積チャンバは、該１つ以上の基板に流体を堆積させるように構成された流体堆積デバイスを含む、流体堆積チャンバと、
   該メインチャンバに含まれたロボットであって、該ロボットは、該ロードチャンバと該流体堆積チャンバとの間で該１つ以上の基板を移送するように構成された、ロボットと、
   該クラスタツール内の実質的に自律的な環境を維持するように構成された環境コントローラと
   を備えている、クラスタツール。
2. 前記メインチャンバに結合され、前記１つ以上の基板上で低温硬化操作を行うように構成された、低温硬化チャンバと、
   該メインチャンバに結合され、該１つ以上の基板上で高温硬化操作を行うように構成された、高温硬化チャンバと
   をさらに備えている、請求項１に記載のクラスタツール。
3. 前記ロードチャンバは、前記メインチャンバに結合された内部ドアと、１つ以上の外部面とを含み、該ロードチャンバは、該１つ以上の外部面のうちの少なくとも１つの外部ドアを介して、前記１つ以上の基板を受け取るように構成される、請求項１に記載のクラスタツール。
4. 前記流体堆積チャンバは、前記メインチャンバに結合された内部開口と、１つ以上の外部面とを含む、請求項１に記載のクラスタツール。
5. 前記流体堆積チャンバは、高速移送ポートを含む、請求項４に記載のクラスタツール。
6. 前記流体堆積チャンバは、前記１つ以上の外部面に対して密封され、かつ該流体堆積チャンバの中に延びている、１つ以上のグローブを含む、請求項４に記載のクラスタツール。
7. 前記環境コントローラは、前記クラスタツールの中に含まれた前記チャンバ内部のガス成分を制御するように構成されたガス浄化システムを含む、請求項１に記載のクラスタツール。
8. 前記環境コントローラは、前記クラスタツールの前記チャンバ内に含まれたガス成分を制御するために、前記ガス浄化システムに制御信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに含む、請求項７に記載のクラスタツール。
9. 前記クラスタツールの中に含まれた前記チャンバ内部の前記ガス成分を制御することは、該クラスタツールの中に含まれた該チャンバ内部の湿気のレベルを制御することを含む、請求項７に記載のクラスタツール。
10. 前記ロボットに制御信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに備えている、請求項１に記載のクラスタツール。
11. 前記プロセッサは、前記クラスタツールの中に含まれた前記メインチャンバに結合された１つ以上の前記チャンバに制御信号を提供するようにさらに構成される、請求項９に記載のクラスタツール。
12. 前記クラスタツールを制御するためのユーザ入力を受信するように構成されたヒューマンマシンインタフェースをさらに備えている、請求項１に記載のクラスタツール。
13. クラスタツールであって、
    メインチャンバと、
    該メインチャンバに結合され、１つ以上の基板を受け取るように構成されたロードチャンバと、
    該メインチャンバに結合された流体堆積チャンバであって、該流体堆積チャンバは、該１つ以上の基板上に流体を堆積させるように構成された流体堆積デバイスを含む、流体堆積チャンバと、
    該メインチャンバに結合され、該１つ以上の基板上で低温硬化操作を行うように構成された、低温硬化チャンバと、
    該メインチャンバに結合され、該１つ以上の基板上で高温硬化操作を行うように構成された、高温硬化チャンバと、
    該メインチャンバ内のロボットであって、該ロボットは、該クラスタツールの中に含まれた該チャンバの間で該１つ以上の基板を移送するように構成された、ロボットと、
    該クラスタツール内の実質的に自律的な環境を維持するように構成された環境コントローラと
    を備えている、クラスタツール。
14. 前記環境コントローラは、前記クラスタツールの中に含まれた前記チャンバ内部のガス成分を制御するように構成されたガス浄化システムを含む、請求項１３に記載のクラスタツール。
15. 前記環境コントローラは、前記クラスタツールの前記チャンバ内部のガス成分を制御するために、前記ガス浄化システムに制御信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに含む、請求項１４に記載のクラスタツール。
16. 前記クラスタツールの中に含まれた前記チャンバ内部の前記ガス成分を制御することは、該クラスタツールの中に含まれた該チャンバ内部の湿気のレベルを制御することを含む、請求項１４に記載のクラスタツール。
17. 前記ロボットに制御信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに備えている、請求項１３に記載のクラスタツール。
18. 前記プロセッサは、前記クラスタツールの中に含まれた前記メインチャンバに結合された１つ以上の前記チャンバに制御信号を提供するようにさらに構成される、請求項１７に記載のクラスタツール。
19. 前記クラスタツールを制御するためのユーザ入力を受信するように構成された、ヒューマンマシンインタフェースをさらに備えている、請求項１３に記載のクラスタツール。
20. 基板上に流体を堆積させる方法であって、
    クラスタツール内の実質的に自律的な環境を維持するステップであって、該クラスタツールは、ロボットを含むメインチャンバと、該メインチャンバに結合されたロードチャンバと、該メインチャンバに結合された流体堆積チャンバとを備えているステップと、
    該ロードチャンバに１つ以上の基板を搭載するステップと、
    該ロードチャンバ内部の環境を該メインチャンバ内部の環境と平衡させるステップと、
    該ロードチャンバから該流体堆積チャンバに該１つ以上の基板のうちの少なくとも１つを移送するためにロボットを使用するステップであって、該流体堆積チャンバは、該１つ以上の基板に流体を堆積させるように構成された流体堆積デバイスを含むステップと、
    該流体堆積デバイスから該少なくとも１つの基板上に流体を堆積させるステップと
    を包含する、方法。
21. 請求項２０に記載の方法であって、
    前記クラスタツールは、低温硬化チャンバと高温硬化チャンバとをさらに含み、
    該方法は、
    前記流体堆積チャンバから該低温硬化チャンバに前記少なくとも１つの基板を移送することと、
    該少なくとも１つの基板上で低温硬化操作を行うことと、
    該ロボットを用いて該流体堆積チャンバから該高温硬化チャンバに該少なくとも１つの基板を移送するために前記ロボットを使用するステップと、
    該少なくとも１つの基板上で高温硬化操作を行うステップと、
    該高温硬化チャンバから前記ロードチャンバに該少なくとも１つの基板を移送するために該ロボットを使用するステップと、
    該ロードチャンバから該少なくとも１つの基板を降ろすステップと
    をさらに包含する、方法。
22. 第１の基板が前記低温硬化チャンバにある間に、前記ロードチャンバから前記流体堆積チャンバに第２の基板を移送するために前記ロボットを使用するステップをさらに包含する、請求項２０に記載の方法であって、流体堆積操作は、少なくとも部分的に該第２の基板上で発生し、一方で前記低温硬化操作は、該第１の基板上で発生する、方法。

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