(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１空間および第２空間の温度を制御する温度制御装置であって、
前記第１空間の温度を制御する第１制御部と、
前記第２空間の温度を制御する第２制御部と、
前記第１空間に配置され且つ前記第１空間の温度に応じて内部の圧力が変化する第１容器と、前記第２空間に配置され且つ前記第２空間の温度に応じて内部の圧力が変化する第２容器と、前記第１容器の内部と前記第２容器の内部とに接続されてそれらの圧力差を検出するセンサとを有する検出部と、
を含み、
前記第２制御部は、前記第１空間と前記第２空間との温度差が目標温度差になるように、前記検出部により検出された前記圧力差に基づいて前記第２空間の温度を制御する、ことを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記第２制御部は、前記検出部により検出された前記圧力差を前記第１空間と前記第２空間との温度差に換算することで得られた換算値を用いて、前記第２空間の温度を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記第２空間の温度を計測する温度センサを更に含み、
前記第２制御部は、前記温度センサの出力と前記第２空間の目標温度との偏差を前記換算値により補正することで得られた値に基づいて前記第２空間の温度を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記第１容器および前記第２容器は、前記第１空間と前記第２空間との温度差が零のときに前記圧力差が零になるように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記第１容器および前記第２容器は互いに同じ容積を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記第１容器および前記第２容器にはそれぞれ、内部の容積より少ない量の液体が封入されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記検出部の前記センサは、前記第１容器の内部に第１配管を介して連通する第１室、前記第２容器の内部に第２配管を介して連通する第２室、および前記第１室と第２室とを仕切るダイアフラムを有し、当該ダイアフラムの歪みを計測することにより前記圧力差を検出する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項８】
前記第１配管および前記第２配管は断熱材で覆われている、ことを特徴とする請求項７に記載の温度制御装置。
【請求項９】
前記第１配管および前記第２配管には、前記第１容器および前記第２容器のそれぞれに封入された液体より沸点の高い液体が充填されている、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の温度制御装置。
【請求項１０】
前記検出部は、前記第１空間と前記第２空間との温度を互いに同じになるように制御している間において、前記第１容器の内部および前記第２容器の内部を連通させて前記圧力差の検出結果に生じる誤差を補正するためのバイパス管を含む、ことを特徴とする請求項７乃至９のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項１１】
前記第１空間および前記第２空間は連通している、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項１２】
前記第１制御部は、前記第１空間に配置された第１温度センサの出力に基づいて、前記第１空間に供給される流体を温調することにより前記第１空間の温度を制御し、
前記第２制御部は、前記第２空間に配置された第２温度センサの出力に基づいて、前記第２空間に供給される流体を温調することにより前記第２空間の温度を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項１３】
基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
前記基板にパターンを形成するユニットと、
請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の温度制御装置と、
を含み、
前記温度制御装置は、前記ユニットが配置されている空間と連通している第１空間および第２空間の温度を制御する、ことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどの製造に用いられるリソグラフィ装置では、基板に形成するパターンが微細化するにつれて、リソグラフィ装置の内部空間の温度を高精度に制御することが求められている。リソグラフィ装置には、例えば、温度に応じて抵抗値が変化する温度センサ（抵抗体）の出力に基づいて当該内部空間の温度を制御する制御部が設けられうる。特許文献１には、温度センサの出力に基づいて温度を検出する検出回路において、検出結果に含まれる誤差を低減する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リソグラフィ装置では、例えば、内部空間における複数箇所（複数の空間）のそれぞれに対して温度センサが設けられ、各箇所に対して設けられた温度センサの出力に基づいて各箇所の温度が制御部によって個別に制御されうる。しかしながら、複数箇所のそれぞれに対して設けられた温度センサの個体差や経時変化により、各温度センサの出力に生じる誤差の大きさが互いに異なることがある。この場合、各温度センサの出力に基づいて各箇所の温度を制御してしまうと、複数箇所における温度差に目標温度差からのずれが生じてしまい、リソグラフィ装置の内部空間の温度を高精度に制御することが困難になりうる。
【０００５】
そこで、本発明は、複数の空間における温度差を高精度に制御するために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての温度制御装置は、第１空間および第２空間の温度を制御する温度制御装置であって、前記第１空間の温度を制御する第１制御部と、前記第２空間の温度を制御する第２制御部と、前記第１空間に配置され且つ前記第１空間の温度に応じて内部の圧力が変化する第１容器と、前記第２空間に配置され且つ前記第２空間の温度に応じて内部の圧力が変化する第２容器と、前記第１容器の内部と前記第２容器の内部とに接続されてそれらの圧力差を検出するセンサとを有する検出部と、を含み、前記第２制御部は、前記第１空間と前記第２空間との温度差が目標温度差になるように、前記検出部により検出された前記圧力差に基づいて前記第２空間の温度を制御する、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、複数の空間における温度差を高精度に制御するために有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の温度制御装置の構成を示す概略図である。
【図２】２つの温度センサのそれぞれに生じる誤差の、時間の経過に対する変化の例を示す図である。
【図３】検出部の構成例を示す図である。
【図４】差圧センサの構成例を示す図である。
【図５】断熱材を有する検出部の構成例を示す図である。
【図６】第１実施形態の温度制御装置における制御ブロックを示す図である。
【図７】検出部の構成例を示す図である。
【図８】検出部の構成例を示す図である。
【図９】検出部の出力の補正を行う機能を追加した制御ブロックを示す図である。
【図１０】第３実施形態の温度制御装置における制御ブロックを示す図である。
【図１１】３つの制御系を用いた温度制御装置の構成例を示す図である。
【図１２】複数の空間のそれぞれにおける温度を計測する温度計測装置の制御ブロックを示す図である。
【図１３】露光装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の温度制御装置１００ａについて説明する。図１は、第１実施形態の温度制御装置１００ａの構成を示す概略図である。第１実施形態の温度制御装置１００ａは、例えば、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置の内部空間（例えば、基板にパターンを形成する処理が行われるチャンバ内の空間）の温度を制御するために用いられうる。そして、温度制御装置１００ａは、例えば、リソグラフィ装置の内部空間の温度をそれぞれ制御する複数の制御系を含みうる。第１実施形態の温度制御装置１００ａでは、第１制御系１ａおよび第２制御系１ｂの２つの制御系を用いる例について説明する。
【００１２】
第１制御系１ａは、第１供給部２ａと、第１温度センサ５ａと、第１制御部７ａと、第１温調器８ａとを含みうる。第１供給部２ａは、温調された流体３（例えば空気）がダクト４を介して送られてくる第１空間６ａを有し、送風機（不図示）などにより、温調された流体３を第１空間６ａからリソグラフィ装置の内部空間にフィルタ９ａを介して供給する。第１温度センサ５ａは、例えば温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体（白金抵抗体など）を含み、第１供給部２ａにおける第１空間６ａに設けられうる。第１制御部７ａは、例えば、第１温度センサ５ａの出力に基づき、ダクト４に設けられた第１温調器８ａ（例えばヒータ）を制御して第１空間６ａに送られる流体３の温調を行うことにより、第１空間６ａの温度を目標温度になるように制御する。
【００１３】
一方で、第２制御系１ｂは、第１制御系１ａと同様に、第２供給部２ｂと、第２温度センサ５ｂと、第２制御部７ｂと、第２温調器８ｂとを含みうる。第２供給部２ｂは、温調された流体３（例えば空気）がダクト４を介して送られてくる第２空間６ｂを有し、送風機（不図示）などにより、温調された流体３を第２空間６ｂからリソグラフィ装置の内部空間にフィルタ９ｂを介して供給する。第２温度センサ５ｂは、例えば温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体（白金抵抗体など）を含み、第２供給部２ｂにおける第２空間６ｂに設けられうる。第２制御部７ｂは、例えば、第２温度センサ５ｂの出力に基づき、ダクト４に設けられた第２温調器８ｂ（例えばヒータ）を制御して第２空間６ｂに送られる流体３の温調を行うことにより、第２空間６ｂの温度を目標温度になるように制御する。
【００１４】
このように構成された第１制御系１ａおよび第２制御系１ｂは、第１供給部２ａにおける第１空間６ａの温度および第２供給部２ｂにおける第２空間６ｂの温度をそれぞれ個別に制御することにより、リソグラフィ装置の内部空間の温度を制御している。しかしながら、第１空間６ａに設けられた第１温度センサ５ａと第２空間６ｂに設けられた第２温度センサ５ｂとでは、それらの個体差や経時変化などにより、各温度センサの出力に生じる誤差の大きさが互いに異なることがある。図２（ｂ）は、２つの温度センサ（第１温度センサ５ａおよび第２温度センサ５ｂ）のそれぞれに生じる誤差の、時間の経過に対する変化の例を示す図である。例えば、第１温度センサ５ａおよび第２温度センサ５ｂのそれぞれが白金抵抗体を含む場合、白金や白金とリード線との接続部、または白金抵抗体の抵抗値を検知する回路に用いられる抵抗器などの物性が時間の経過とともに変化しうる。その結果、第１温度センサ５ａの出力および第２温度センサ５ｂの出力にそれぞれ誤差が生じうる。図２（ｂ）に示す例における第１温度センサ５ａでは、時間の経過に従ってプラス方向に誤差が大きくなり、第２温度センサでは、時間の経過に従ってマイナス方向に誤差が大きくなる。このように温度センサの出力に生じる誤差の大きさは、温度センサごとに異なりうるため、当該誤差を予測することは困難である。そのため、互いに異なる誤差が生じている第１温度センサ５ａの出力および第２温度センサ５ｂの出力に基づいて第１空間６ａの温度および第２空間６ｂの温度をそれぞれ制御すると、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差に目標温度差からのずれが生じうる。その結果、リソグラフィ装置の内部空間の温度を高精度に制御することが困難になりうる。
【００１５】
そこで、第１実施形態の温度制御装置１００ａには、図１に示すように、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂを有する検出部１０が設けられている。検出部１０は、第１空間６ａに配置された第１容器１１ａと、第２空間６ｂに配置された第２容器１１ｂとを有し、第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差を検出する。第１容器１１ａは、第１空間６ａの温度に応じて内部の圧力が変化するように構成され、第２容器１１ｂは、第２空間６ｂの温度に応じて内部の圧力が変化するように構成されている。また、第２制御系１ｂの第２制御部７ｂは、検出部１０により検出された圧力差を第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差に換算する。そして、換算した値（換算値）により第２空間６ｂの目標温度と第２温度センサ５ｂの出力との偏差を補正した値に基づいて第２空間６ｂの温度を制御する。ここで、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂは、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差が零のときに第１容器の内部と第２容器の内部との圧力差が零になるように構成されるとよい。
【００１６】
［検出部１０の構成について］
次に、検出部１０の詳細な仕組みについて図３および図４（ａ）を参照しながら説明する。図３は、検出部１０の構成例を示す図である。検出部１０は、第１空間６ａに配置される第１容器１１ａと、第２空間６ｂに配置される第２容器１１ｂと、差圧センサ１３とを含みうる。差圧センサ１３は、第１容器１１ａの内部に第１配管１２ａを介して連通する第１室１６ａと、第２容器１１ｂの内部に第２配管１２ｂを介して連通する第２室１６ｂとを含み、第１室１６ａと第２室１６ｂとはダイアフラム１７によって仕切られている。第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂにはそれぞれ、その最大容積より少ない量の液体１４が、例えば、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂのそれぞれの内部を真空にした状態で封入されうる。このように第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂを構成すると、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂのそれぞれの内部が液体１４と当該液体の蒸気１５とで満たされるとともに、配管１２ａおよび１２ｂの内部も液体の蒸気１５で満たされることとなる。ここで、液体の量は、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂが配置される空間の温度範囲において、常に液体１４と蒸気１５とが共存する気液平衡状態となる量であるとよい。このとき、気液平衡状態における第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂそれぞれの内部の圧力は、式（１）によって表されるクラウジウス−クラペイロンの式により求められうる。式（１）において、Ｌは気化熱、Ｒは気体定数、Ｐは蒸気圧［Ｐａ］、Ｔは温度［Ｋ］、Ｃは積分定数を示す。
ｌｎ（Ｐ）＝−Ｌ／（ＲＴ）＋Ｃ      ・・・（１）
【００１７】
式（１）によると、蒸気圧Ｐは、液体１４の種類と温度によって一意に決まる。つまり、第１容器１１ａの内部の圧力は、第１容器１１ａが配置される第１空間６ａの温度に応じた液体１４の蒸気圧（Ｐ１）となり、第２容器１１ｂの内部の圧力は、第２容器１１ｂが配置される第２空間６ｂの温度に応じた液体の蒸気圧（Ｐ２）となる。
【００１８】
ここで、差圧センサ１３の構成について図４を参照しながら説明する。図４（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、差圧センサ１３の構成例を示す図である。図４（ａ）に示す差圧センサ１３は、配管１２ａに連通する第１室１６ａと配管１２ｂに連通する第２室１６ｂとを含み、第１室１６ａと第２室１６ｂとはダイアフラム１７により仕切られている。そのため、第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部とに圧力差が生じると、その圧力差に応じてダイアフラム１７が歪む。差圧センサ１３は、このダイアフラム１７の歪みを例えば干渉計などの計測器によって計測することで、その計測結果から第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差を求めることができる。一方で、図４（ｂ）に示す差圧センサ１３は、第１室１６ａと第２室１６ｂとの間に、圧力調整器１９に連通された第３室１８を含みうる。圧力調整器１９は、第１室１６ａの内部または第２室１６ｂの内部の圧力に近づくように第３室１８の内部の圧力を調整することができ、差圧センサ１３の検出範囲を狭め、差圧センサ１３の分解能を向上させることができる。なお、差圧センサ１３の分解能が十分な場合には、圧力調整器１９を省き、第３室１８を大気で満たしてもよいし、真空にしてもよい。
【００１９】
また、検出部１０は、図５に示すように、第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂを覆う断熱材２０を含みうる。第１空間６ａの内部に第１配管１２ａが配置されない場合、第１配管１２ａとそれが配置される雰囲気との間で熱の移動が生じ、第１配管１２ａの内部における蒸気圧が変化することがある。同様に、第２空間６ｂの内部に第２配管１２ｂが配置されない場合、第２配管１２ｂとそれが配置される雰囲気との間で熱の移動が生じ、第２配管１２ｂの内部における蒸気圧が変化することがある。その結果、差圧センサ１３によって検出される第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差に誤差が生じうる。そのため、第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂを断熱材２０でそれぞれ覆うことにより、差圧センサ１３によって検出される圧力差に誤差が生じることを抑制することができる。
【００２０】
［温度の制御について］
次に、第１実施形態の温度制御装置１００ａによる第１空間６ａおよび第２空間６ｂの温度の制御について、図６を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態の温度制御装置１００ａにおける制御ブロックを示す図である。第１実施形態では、目標温度差が零、即ち、第１空間６ａの目標温度および第２空間６ａの目標温度が互いに同じである場合について説明する。
【００２１】
第１制御系１ａでは、第１供給部２ａにおける第１空間６ａに配置された第１温度センサ５ａの出力が第１制御部７ａの減算器７ａ１に供給され、減算器７ａ１によって第１空間６ａの目標温度ＳＰ１と第１温度センサ５ａの出力との偏差が求められる。補償器７ａ２（例えばＰＩＤ補償器）は、減算器７ａ１で求められた偏差が許容範囲に収まるように第１温調器８ａに供給する電力値を求め、駆動器７ａ３は、補償器７ａ２によって求められた電力値に基づいて第１温調器８ａに電力を供給する。このように第１空間６ａの温度のフィードバック制御が第１制御系１ａによって行われる。
【００２２】
また、第２制御系１ｂでは、第２制御部７ｂの換算器７ｂ４は、検出部１０により検出された圧力差Ｐ２１を、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差に換算する。例えば、液体１４としてハイドロフルオロエーテル（以下ＨＦＥ）であるＮｏｖｅｃ７０００（登録商標）を用いた場合、式（１）を用いて、第２容器１１ｂの内部の蒸気圧Ｐと第２空間６ｂの温度Ｔとの相関関係が式（２）によって表される。このとき、換算器７ｂ４は、第２温度センサ５ｂの出力（温度ｔ２［℃］）を単位［Ｋ］に変換した値から、第２容器１１ｂの内部の蒸気圧に関する換算値Ｐ２’を式（３）によって求めることができる。
ｌｎ（Ｐ）＝−３５４８．６／Ｔ＋２２．９７８      ・・・（２）
Ｐ２’＝ｅｘｐ（−３５４８．６／（ｔ＋２７３．１５）＋２２．９７８）      ・・・（３）
【００２３】
換算器７ｂ４は、第２容器１１ｂの内部の蒸気圧に関する換算値Ｐ２’に、検出部１０によって検出された圧力差Ｐ２１を加算することにより、第１容器１１ａの内部の蒸気圧に関する換算値を求める。そして、第１容器１１ａの内部の蒸気圧に関する換算値から、第１空間６ａの予測温度ｔ１［℃］を式（４）によって求める。これにより、換算器７ｂ４は、第２温度センサ５ｂの出力（温度ｔ２［℃］）と、式（４）によって求めた第１空間６ａの予測温度ｔ１［℃］との差Δｔ（第１空間と第２空間との温度差に関する換算値）を式（５）によって求める。換算器７ｂ４によって求められた差Δｔは第２制御部７ｂの減算器７ｂ１に供給される。
ｔ１＝３５４８．６／（２２．９８７−ｌｎ（Ｐ２’＋Ｐ２１））−２７３．１５      ・・・（４）
Δｔ＝ｔ２−ｔ１      ・・・（５）
【００２４】
第２供給部２ｂにおける第２空間６ｂに配置された第２温度センサ５ｂの出力は、減算器７ｂ１に供給される。そして、減算器７ｂ１は、第２空間６ｂの目標温度ＳＰ２と第２温度センサ５ｂの出力との偏差を求めるとともに、換算器７ｂ４によって求められた差Δｔで当該偏差を補正する。これにより、図２（ａ）に示すように、第２温度センサ５ｂの出力を差Δｔで補正した値に生じる誤差を、第１温度センサ５ａの出力に生じる誤差に近づけることができる。減算器７ｂ１により求められた値は補償器７ｂ２（例えばＰＩＤ補償器）に供給される。補償器７ｂ２は、減算器７ｂ１で求められた値が許容範囲に収まるように第２温調器８ｂに供給する電力値を求め、駆動器７ｂ３は、補償器７ｂ２によって求められた電力値に基づいて第２温調器８ｂに電力を供給する。これにより、第１空間６ａと第２空間６ｂとの実際の温度差が目標温度差（第１実施形態では零）になるように、第２制御系１ｂによって第２空間６ｂの温度のフィードバック制御を行うことができる。ここで、第１実施形態では、換算器７ｂ４によって求められた差Δｔによって目標温度ＳＰ２と第２温度センサ５ｂの出力との偏差を補正したが、例えば、差Δｔによって第２温度センサ５ｂの出力または目標温度ＳＰ２を補正してもよい。
【００２５】
上述したように、第１実施形態の温度制御装置１００ａは、第１空間６ａに配置された第１容器１１ａの内部と第２空間６ｂに配置された第２容器１１ｂの内部との圧力差を検出する検出部１０を含む。そして、温度制御装置１００ａは、検出部１０によって検出された圧力差を第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差に換算し、当該温度差の換算値と第２温度センサ５ｂの出力とに基づいて第２空間６ｂの温度を制御する。これにより、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差を目標温度差に近づけることができ、例えば、リソグラフィ装置の内部空間の温度を高精度に制御することができる。また、第１実施形態の温度制御装置１００ａでは、例えば、空間の温度制御の校正を複数の制御系の全てについて行わなくても、複数の制御系うち少なくとも１つの制御系について行うだけで、全ての制御系において高精度に空間の温度制御を行うことができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態の温度制御装置について説明する。第２実施形態の温度制御装置は、第１実施形態の温度制御装置１００ａと比べて、検出部１０の構成が異なる。図７（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、第２実施形態の温度制御装置における検出部１０の構成例を示す図である。検出部１０における差圧センサ１３では、例えば、ダイアフラム１７に生じた不可逆性の歪みや、ダイアフラム１７の歪みに基づいて圧力差を求める回路の経時変化などにより、検出部１０の検出結果に誤差が生じる場合がある。この場合、第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差を精度よく検出することが困難になりうる。そのため、第２実施形態の検出部１０には、第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部とを連通させるためのバイパス管２２が設けられており、バイパス管２２には弁２１が設けられている。そして、例えば、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度が互いに同じになるように制御されている間において、弁２１を開き、バイパス管２２によって第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部とを連通させる。即ち、第１容器１１ａの内部の圧力と第２容器１１ｂの内部の圧力とを等しくする。このとき、検出部１０により検出された圧力差が、検出部１０の検出結果に生じる誤差となる。即ち、弁２１を開いて第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部とを連通させた状態において検出部１０によって検出された圧力差を、弁２１を閉じた状態における検出部１０の出力を補正するための補正値として用いることができる。
【００２７】
図７（ａ）に示す検出部１０は、第１配管１２ａの内部と第２配管１２ｂの内部とを連通するバイパス管２２と、１つの弁２１を含むように構成されており、図７（ｂ）に示す検出部１０は、バイパス管２２と２つの弁２１とを含むように構成されている。また、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂの内部に、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂのそれぞれに封入された液体１４より沸点の高い液体２３をそれぞれ充填してもよい。第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂの内部にそれぞれ充填される液体２３は、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂにそれぞれ封入される液体１４に対し、蒸気圧が１／１００以下であることが好ましい。このように、第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂの内部にそれぞれ液体２３を充填することにより、第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂをそれぞれ覆う断熱材２０を省くことができる。図８（ａ）は、配管に充填される液体２３と容器における液体１４の蒸気とを接触させないための膜２４が設けられている。また、図８（ｂ）は、膜２４が設けられていない。この場合、第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂの径を、液体２３が表面張力によって配管の内部に留まるように設定するとよい。
【００２８】
図９は、検出部１０の出力の補正を行う機能を追加した制御ブロックを示す図である。図９に示す制御ブロックには、補正器７ｂ５が設けられている。補正器７ｂ５は、検出部１０で検出された圧力差を補正値によって補正した値を換算器７ｂ４に供給する。そして、換算器７ｂ４は、補正器７ｂ５から供給された値を、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差に換算する。ここで、補正値を取得する工程について説明する。当該工程は、例えば、１日に１回など、定期的に自動で行われることが好ましい。例えば、補正器７ｂ５は、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度が互いに同じになるように制御されている間において、弁２１を閉じた状態における検出部１０の出力（第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差）を保持する。また、補正器７ｂ５は、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度が互いに同じになるように制御されている間において、弁２１を開き、バイパス管２２によって第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部とを連通させた状態にする。このとき、補正器７ｂ５は、第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差を検出部１０に検出させ、それによって得られた圧力差を補正値として記憶する。そして、補正器７ｂ５は、弁２１を閉じて一定の時間が経過した後、検出部１０の出力の保持を解除するとともに、検出部１０で検出し記憶した補正値によって補正して換算器７ｂ４に供給する。
【００２９】
＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態の温度制御装置について説明する。第１実施形態では、第１空間６ａの目標温度と第２空間６ｂの目標温度とが同じである例、即ち、第１空間６ａと第２空間６ｂとの目標温度差が零である例について説明した。第３実施形態では、第１空間６ａの目標温度と第２空間６ｂの目標温度とが異なる例、即ち、第１空間６ａと第２空間６ｂとの目標温度差が零以外の値である例について説明する。ここで、第３実施形態の温度制御装置では、第１実施形態の温度制御装置１００ａと比べて装置構成が同様であるため、ここでは装置構成の説明を省略する。
【００３０】
図１０は、第３実施形態の温度制御装置における制御ブロックを示す図である。図１０において、第１空間６ａの目標温度ＳＰ１と第２空間６ｂの目標温度ＳＰ２とは互いに異なる値である。図１０に示す制御ブロックを用いて第１空間６ａの温度および第２空間６ｂの温度を制御することにより、第１空間６ａと第２空間６ｂとの実際の温度差を目標温度差（第１空間６ａの目標温度ＳＰ１と第２空間６ｂの目標温度ＳＰ２との差）にすることができる。第３実施形態の温度制御装置は、第１実施形態の温度制御装置１００ａと比べ、第２制御部７ｂの構成が異なるため、以下では第２制御部７ｂの構成について説明する。
【００３１】
第２制御部７ｂは、式（１）を用いて第１温度センサ５ａの出力から第１容器１１ａの内部の圧力値を算出する第１算出器７ｂ６と、式（１）を用いて第２温度センサ５ｂの出力から第２容器１１ｂの内部の圧力値を算出する第２算出器７ｂ７とを含む。第１算出器７ｂ６で算出された圧力値および第２算出器７ｂ７で算出された圧力値は減算器７ｂ８に供給され、減算器７ｂ８によって第１算出器７ｂ６で算出された圧力値と第２算出器７ｂ７で算出された圧力値との差が求められる。また、減算器７ｂ９は、減算器７ｂ８で求められた値を、検出部１０により検出された圧力差から減算し、換算器７ｂ４は、減算器７ｂ９で求められた値を、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差の目標温度差に対するずれに換算する。そして、減算器７ｂ１は、第２空間６ｂの目標温度ＳＰ２と第２温度センサ５ｂの出力との偏差を求めるとともに、換算器７ｂ１によって換算された温度差のずれで当該偏差を補正する。減算器７ｂ１により求められた値は補償器７ｂ２（例えばＰＩＤ補償器）に供給され、補償器７ｂ２は、減算器７ｂ１で求められた値が許容範囲に収まるように第２温調器８ｂに供給する電力値を求める。駆動器７ｂ３は、補償器７ｂ２によって求められた電力値に基づいて第２温調器８ｂに電力を供給する。これにより、第１空間６ａと第２空間６ｂとの実際の温度差が目標温度差になるように、第２制御系１ｂによって第２空間６ｂの温度のフィードバック制御を行うことができる。ここで、第３実施形態では、換算器７ｂ４によって求められた値（温度差のずれ）によって目標温度ＳＰ２と第２温度センサ５ｂの出力との偏差を補正したが、例えば、第２温度センサ５ｂの出力または目標温度ＳＰ２を補正してもよい。
【００３２】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態の温度制御装置１００ｂについて説明する。第４実施形態では、３つの制御系を用いた温度制御装置１００ｂの構成例について説明する。図１１は、３つの制御系を用いた温度制御装置１００ｂの構成例を示す図である。第４実施形態の温度制御装置１００ｂは、リソグラフィ装置が配置されるチャンバ５０の内部の温度を制御するために用いられうる。図１１に示す例では、チャンバ５０の内部に、リソグラフィ装置の一部として、基板５５を保持して移動可能に構成された基板ステージ５６が設けられている。
【００３３】
第１制御系１ａは、第１供給部２ａと、第１温度センサ５ａと、第１制御部７ａと、第１温調器８ａとを含み、第１供給部２ａにおける第１空間６ａの温度を目標温度になるように制御する。第２制御系１ｂは、第２供給部２ｂと、第２温度センサ５ｂと、第２制御部７ｂと、第２温調器８ｂとを含み、第２供給部２ｂにおける第２空間６ｂの温度を目標温度になるように制御する。第３制御系１ｃは、第３供給部２ｃと、第３温度センサ５ｃと、第３制御部７ｃと、第３温調器８ｃとを含み、第３供給部２ｃにおける第３空間６ｃの温度を目標温度になるように制御する。
【００３４】
また、第４実施形態の温度制御装置１００ｂは、第１検出部１０ａおよび第２検出部１０ｂを含みうる。第１検出部１０ａは、第１空間６ａに設けられた第１容器１１ａと、第２空間６ｂに設けられた第２容器１１ｂと、差圧センサ１３ａとを含みうる。第１検出部１０ａの差圧センサ１３ａは、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂに第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂを介してそれぞれ接続され、第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差を検出するように構成されている。そして、第２制御部７ｂは、上述の実施形態で説明したように、第１検出部１０ａによって検出された圧力差を用いて、第１空間６ａと第２空間６ｂとの温度差が目標温度差になるように第２空間６ｂの温度を制御する。同様に、第２検出部１０ｂは、第２空間６ｂに設けられた第３容器１１ｃと、第３空間に設けられた第４容器１１ｄと、差圧センサ１３ｂとを含みうる。第２検出部１０ｂの差圧センサ１３ｂは、第３容器１１ｃおよび第４容器１１ｄに第３配管１２ｃおよび第４配管１２ｄを介してそれぞれ接続され、第３容器１１ｃの内部と第４容器１１ｄの内部との圧力差を検出するように構成されている。そして、第３制御部７ｃは、上述の実施形態で説明したように、第２検出部１０ｂによって検出された圧力差を用いて、第２空間６ｂと第３空間６ｃとの温度差が目標温度差になるように第３空間６ｃの温度を制御する。
【００３５】
このように温度制御装置１００ｂを構成することにより、例えば、空間の温度制御の校正を複数の制御系の全てについて行わなくても、第１制御系１ａについて行うだけで、各制御系において高精度に空間の温度制御を行うことができる。ここで、図１１では、第３容器１１ｃが第２空間６ｂに配置されており、第２検出部１０ｂは、第２空間６ｂに配置された第３容器１１ｃの内部と第３空間６ｃに配置された第４容器１１ｄの内部との圧力差を検出するように構成されている。しかしながら、それに限られるものではない。例えば、第３容器１１ｃが第１空間６ａに配置され、第２検出部１０ｂは、第１空間６ａに配置された第３容器１１ｃの内部と第３空間６ｃに配置された第４容器１１ｄの内部との圧力差を検出するように構成されてもよい。
【００３６】
＜温度計測装置の実施形態＞
以下では、複数の空間のそれぞれにおける温度を計測する温度計測装置の実施形態について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、複数の空間のそれぞれにおける温度を計測する温度計測装置の制御ブロックを示す図である。本実施形態では、第１空間および第２空間の温度を計測する例について説明する。
【００３７】
温度計測装置は、第１空間の温度を計測する第１温度センサ５ａと、第２空間の温度を計測する第２温度センサ５ｂと、検出部１０と、制御部７とを含みうる。検出部１０は、第１空間に配置された第１容器１１ａと、第２空間に配置された第２容器１１ｂと、差圧センサ１３とを含みうる。差圧センサ１３は、第１容器１１ａおよび第２容器１１ｂの内部に第１配管１２ａおよび第２配管１２ｂを介してそれぞれ接続され、第１容器１１ａの内部と第２容器１１ｂの内部との圧力差を検出するように構成されている。
【００３８】
制御部７は、式（１）を用いて第１温度センサ５ａの出力から第１容器１１ａの内部の圧力値を算出する第１算出器７ｂ６と、式（１）を用いて第２温度センサ５ｂの出力から第２容器１１ｂの内部の圧力値を算出する第２算出器７ｂ７とを含む。第１算出器７ｂ６で算出された圧力値および第２算出器７ｂ７で算出された圧力値は減算器７ｂ８に供給され、減算器７ｂ８によって第１算出器７ｂ６で算出された圧力値と第２算出器７ｂ７で算出された圧力値との差が求められる。また、減算器７ｂ９は、減算器７ｂ８で求められた値を、検出部１０により検出された圧力差から減算し、換算器７ｂ４は、減算器７ｂ９で求められた値を、第１空間と第２空間との温度差の目標温度差に対するずれに換算する。そして、減算器７ｂ１は、換算器７ｂ４で換算された温度差のずれを、第２温度センサ５ｂの出力から減算する。これにより、制御部７は、第１温度センサ５ａの出力に生じる誤差と第２温度センサ５ｂの出力に生じる誤差とを互いに近づけさせて、第１空間の温度を基準としたときの第２空間の温度（温度情報）を求めることができる。
【００３９】
＜リソグラフィ装置の実施形態＞
基板にパターンを形成するリソグラフィ装置において、第１〜第４実施形態のいずれかの温度制御装置１００を適用する例について説明する。リソグラフィ装置は、例えば、基板を露光してマスクのパターンを基板に転写する露光装置や、基板上のインプリント材をモールドを用いて成形するインプリント装置、荷電粒子線を基板に照射して基板にパターンを形成する描画装置を含みうる。以下では、リソグラフィ装置としての露光装置において、第１〜第４実施形態のいずれかの温度制御装置１００を用いる例について説明する。
【００４０】
図１３は、露光装置２００を示す概略図である。露光装置２００は、例えば、基板５５にパターンを形成するユニットが配置されるチャンバ５０を有する。当該ユニットは、例えば、照明光学系５１と、投影光学系５２と、マスク５３を保持して移動可能に構成されたマスクステージ５４と、基板５５を保持して移動可能に構成された基板ステージ５６とを含みうる。また、露光装置２００は、制御部５７を含みうる。制御部５７は、例えばＣＰＵやメモリを含み、露光装置２００ｂの各部を制御する（露光処理を制御する）。ここで、露光装置２００では、基板５５に形成するパターンが微細化するにつれて、チャンバ５０の内部空間の温度を高精度に制御することが求められている。そのため、露光装置２００には、チャンバ５０の内部空間における複数箇所の温度を高精度に制御するため、第１〜第４実施形態のいずれかの温度制御装置１００が設けられうる。
【００４１】
マスク５３および基板５５は、マスクステージ５４および基板ステージ５６によってそれぞれ保持されており、投影光学系５２を介して光学的にほぼ共役な位置（投影光学系５２の物体面および像面の位置）に配置される。投影光学系５２は、所定の投影倍率（例えば１／２倍）を有し、照明光学系５１から射出された光を用いて、マスク５３に形成されたパターンを基板５５に投影する。その際、マスクステージ５４および基板ステージ５６は、投影光学系５２の投影倍率に応じた速度比で、投影光学系５２の光軸に垂直な方向（例えばＹ方向）に相対的に移動する。これにより、マスク５３に形成されたパターンを基板５５に転写することができる。
【００４２】
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、上記のリソグラフィ装置（露光装置）を用いて基板にパターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程でパターンが形成された基板を加工（例えば現像）する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１ａ：第１制御系、１ｂ：第２制御系、５ａ：第１温度センサ、５ｂ：第２温度センサ、６ａ：第１空間、６ｂ：第２空間、７ａ：第１制御部、７ｂ：第２制御部、１０：検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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