(57)【要約】ヒートパイプ内の流体の沸点を制御するための方法及び装置が開示される。本発明の一の様態によると、流体を収容するとともに蒸発端を有するヒートパイプに関する温度制御方法は、ヒートパイプに関する温度を計測すること、及びヒートパイプに関する温度が所望レベルになったことを判断することを含んでいる。当該方法は、ヒートパイプに関する温度が所望レベルになっていないと判断される場合に、ヒートパイプ内の圧力を変化させることも含んでいる。ヒートパイプ内の圧力を変化させることにより、ヒートパイプに関する温度に変化を生じさせる。
2006526757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を収容するように構成され、熱源の近傍に配置される蒸発端を有するヒートパイプに関する温度の制御方法であって、
前記ヒートパイプに関する前記温度を計測することと、
前記ヒートパイプに関する前記温度が所望レベルであるかどうかを判断することと、
前記ヒートパイプに関する前記温度が所望レベルでないと判断される場合に、前記ヒートパイプ内の圧力を変化させて、前記ヒートパイプに関する前記温度を変化させることとを含む方法。
【請求項２】
前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させることは、前記ヒートパイプ内の前記圧力を増加させて、前記ヒートパイプに関する前記温度を上昇させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ヒートパイプは圧力制御機構を含み、前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させることは、前記圧力制御機構を動作させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記圧力制御機構はピストンアセンブリを含み、前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させることは、前記ピストンアセンブリを用いて制御された圧力を付与することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ピストンアセンブリは電磁アクチュエータにより作動され、前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させることは、前記電磁アクチュエータを用いて前記ピストンアセンブリに制御された力を付与することを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ピストンアセンブリは空気ベローズによって作動され、前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させることは、前記空気ベローズを用いて前記ピストンアセンブリに制御された力を付与することを含む請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ヒートパイプに関する前記温度を計測することは、前記蒸発端での温度を計測することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記蒸発端で計測される前記温度は前記流体の沸点である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１に記載の前記温度の制御方法を含む露光装置の作動方法。
【請求項１０】
少なくともフォトリソグラフィ工程を含む物体の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が請求項９に記載の露光装置の作動方法を利用する、方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の露光装置の作動方法を利用するウエハの製造方法。
【請求項１２】
ヒートパイプであって、
蒸発端と、
流体と、
圧力制御機構とを備え、
前記圧力制御機構が、前記流体の沸点が変化されるように前記ヒートパイプ内の圧力を変化させるように構成されるヒートパイプ。
【請求項１３】
前記圧力制御機構は、前記流体の前記沸点が上昇されるように前記圧力を増加することにより、前記圧力を変化させるように構成される請求項１２に記載のヒートパイプ。
【請求項１４】
前記圧力制御機構はピストン装置を含み、前記ピストン装置は制御圧を付与して前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化するように構成される、請求項１２に記載のヒートパイプ。
【請求項１５】
前記圧力制御機構はアクチュエータを更に含み、該アクチュエータは、前記ピストン装置が前記制御圧を付与して前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させるように、前記ピストン装置に制御力を付与するように構成される請求項１４に記載のヒートパイプ。
【請求項１６】
前記圧力制御機構は空気ベローズを更に含み、該空気ベローズは、前記ピストン装置に前記制御圧を付与させて前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させるように構成される請求項１４に記載のヒートパイプ。
【請求項１７】
前記流体の前記沸点を計測するように配置される温度センサを更に含む請求項１４に記載のヒートパイプ。
【請求項１８】
前記計測された沸点は前記圧力制御機構に供給され、該圧力制御機構は前記計測された沸点を用いて決定される量によって前記圧力を変化させるように構成される請求項１７に記載のヒートパイプ。
【請求項１９】
前記温度センサは前記蒸発端に配置される請求項１７に記載のヒートパイプ。
【請求項２０】
凝縮端を更に備え、前記圧力制御機構は前記ヒートパイプの前記凝縮端の近傍に位置付けられる請求項１２に記載のヒートパイプ。
【請求項２１】
前記蒸発端は外部熱源の近傍に位置付けられるように配置される請求項１２に記載のヒートパイプ。
【請求項２２】
前記外部熱源はステージ装置内のリニアモータのコイルである請求項２１に記載のヒートパイプ。
【請求項２３】
請求項２２に記載の前記ステージ装置を備える露光装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の露光装置で製造されるデバイス。
【請求項２５】
請求項２３に記載の露光装置によって像が形成されたウエハ。
【請求項２６】
ヒートパイプの蒸発端に連通したステージ装置内のアクチュエータの温度の制御方法であって、
前記アクチュエータに関する所望温度を決定することと、
前記ヒートパイプ内の機構を調整して、該ヒートパイプの一部分に関する対応所望温度を達成することを含み、前記機構の調整は、前記一部分の温度が調整されるように前記ヒートパイプ内の流体の沸点を調整させることとを含む方法。
【請求項２７】
前記アクチュエータに関する前記所望温度を用いて、前記一部分に関して前記対応所望温度を決定することを更に含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ヒートパイプ内の前記圧力を調整することは、前記ヒートパイプのピストン装置に第１の量の制御力を付与することを含み、前記第１の量の前記制御力は前記ピストン装置に前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させるように設定される請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記一部分の前記温度が前記一部分に関する前記所望温度であるかどうかを判断することを更に含み、前記一部分の前記温度が前記一部分に関する前記所望温度であると判断される場合に、前記制御力が前記第１の量で維持される請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記一部分の前記温度が前記一部分に関する前記所望温度でないと判断される場合に、前記一部分に関する前記所望温度を達成するために前記ヒートパイプ内の前記圧力を調整することは、前記ピストン装置に第２の量の制御力を付与することを更に含み、前記第２の量の前記制御力は前記ピストン装置に前記ヒートパイプ内の前記圧力を変化させるように設定され、前記第１の量とは異なる請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記一部分は前記蒸発端である請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
請求項２６に記載の温度の制御方法を含む露光装置の作動方法。
【請求項３３】
少なくともフォトリソグラフィ工程を含む物体の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が、請求項３２に記載の露光装置の作動方法を利用する方法。
【請求項３４】
請求項３２に記載の露光装置の作動方法を利用するウエハの製造方法。
【請求項３５】
ピストン装置を含むヒートパイプの蒸発端に連通したステージ装置内のアクチュエータの温度の制御方法であって、
前記アクチュエータに関する所望温度を決定することと、
前記ピストン装置を調整して前記ヒートパイプの一部分に関する対応所望温度を達成することを含み、前記ピストン装置の調整が、前記一部分の温度が変化されるように前記ヒートパイプ内の流体の沸点を変化させることとを含む方法。
【請求項３６】
前記アクチュエータに関する前記所望温度を用いて前記一部分について対応所望温度を決定することを更に含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ピストン装置を調整することは、前記ヒートパイプの内部圧力を調整して前記一部分の前記温度を変えることを含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記ピストン装置を調整することは、前記ヒートパイプの内部容積を調整して前記一部分の前記温度を変えることを含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記ピストン装置を調整することは、前記ピストン装置に制御力を付与することを含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記ピストン装置に前記制御力を付与することは、制御圧を前記ピストン装置を用いて付与させ、前記制御圧は前記流体の前記沸点を変化させるように設定される請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記一部分は前記蒸発端である請求項３５に記載の方法。
【請求項４２】
請求項３５に記載の温度の制御方法を含む露光装置の作動方法。
【請求項４３】
少なくともフォトリソグラフィ工程を含む物体の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が請求項４２に記載の露光装置の作動方法を利用する方法。
【請求項４４】
請求項４２に記載の露光装置の作動方法を利用する、ウエハの製造方法。
【請求項４５】
冷却装置であって、
熱源の近傍に配置される端部を有するヒートパイプと、
前記ヒートパイプ内に収容される流体と、
前記ヒートパイプに接続され、前記ヒートパイプ内の圧力を変更して前記流体の沸点が変更されるように構成される圧力制御機構とを備える冷却装置。
【請求項４６】
前記ヒートパイプは、蒸発端と凝縮端を有し、前記蒸発端は前記端部に位置される請求項４５に記載の冷却装置。
【請求項４７】
熱輸送装置であって、
流路と、
熱源から熱が伝達され、前記流路の途中に配置される少なくとも一つの受熱部と、
前記流路内に充填され、該流路内で循環される熱輸送媒体と、
前記流路に接続され、前記熱輸送媒体の状態遷移温度を変化させる温度設定装置とを備える熱輸送装置。
【請求項４８】
前記温度設定装置は前記熱輸送媒体の沸点を変化させる請求項４７に記載の熱輸送装置。
【請求項４９】
前記温度設定装置は前記流路内の圧力を変化させる請求項４７に記載の熱輸送装置。
【請求項５０】
前記熱源はステージ装置内のアクチュエータの一部である請求項４７に記載の熱輸送装置。
【請求項５１】
請求項５０に記載の前記ステージ装置を備える露光装置。
【請求項５２】
熱輸送装置であって、
流路と、
前記流路内に配置される熱源から熱が伝達され、前記流路の途中に配置される少なくとも一つの受熱部と、
前記流路内に充填され、該流路内で循環される熱輸送媒体と備える熱輸送装置。
【請求項５３】
前記流路に接続され、前記熱輸送媒体の状態遷移温度を変化させる温度設定装置を更に備える請求項５２に記載の熱輸送装置。
【請求項５４】
前記温度設定装置は前記熱輸送媒体の沸点を変化させる請求項５２に記載の熱輸送装置。
【請求項５５】
前記温度設定装置は前記流路内の圧力を変化させる請求項５２に記載の熱輸送装置。
【請求項５６】
前記熱源はステージ装置内のアクチュエータの一部である請求項５５に記載の熱輸送装置。
【請求項５７】
請求項５６に記載の前記ステージ装置を備える露光装置。
【請求項５８】
熱輸送装置に関する温度の制御方法であって、
熱源から熱が伝達される少なくとも一つの受熱部を含む流路内で、熱輸送媒体を循環することと、
前記流路内で循環している前記熱輸送媒体の状態遷移温度を変化させることとを含む方法。
【請求項５９】
状態遷移温度を変化させることは、前記熱輸送媒体の沸点を変化させることを含む請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
状態遷移温度を変化させることは、前記流路内の圧力を変化させることを含む請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
請求項５８に記載の前記温度の制御方法を備えるステージ装置の作動方法。
【請求項６２】
請求項５８に記載の前記温度の制御方法を備える露光装置の作動方法。
【請求項６３】
少なくともフォトリソグラフィ工程を含む物体の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が請求項６２に記載の露光装置の作動方法を利用する方法。
【請求項６４】
請求項６２に記載の露光装置の作動方法を利用するウエハの製造方法。
【請求項６５】
熱輸送装置に関する温度の制御方法であって、
熱源を含む流路内に熱輸送媒体を充填することと、
前記流路内で前記熱輸送媒体を循環することとを含む方法。
【請求項６６】
前記流路内で循環する前記熱輸送媒体の状態遷移温度を変化させることを更に備える請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
状態遷移温度を変化させることは、前記熱輸送媒体の沸点を変化させることを含む請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
状態遷移温度を変化させることは、前記流路内の圧力を変化させることを含む請求項６６に記載の方法。
【請求項６９】
請求項６５に記載の前記温度の制御方法を含むステージ装置の作動方法。
【請求項７０】
請求項６９に記載の前記温度の制御方法を含む露光装置の作動方法。
【請求項７１】
少なくともフォトリソグラフィ工程を含む物体の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が請求項７０に記載の露光装置の作動方法を利用する方法。
【請求項７２】
請求項７０に記載の露光装置の作動方法を利用するウエハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して半導体処理装置に関する。更に詳しくは、本発明は、その内部温度をその内部の圧力を変化させることによって容易に制御できるようにしたヒートパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスに用いられるフォトリソグラフィ装置のような精密機器においては、精密機器の例えば精度のような性能に影響を与える要因は、一般に可能な限り除去されるように対処されなければならない。精密機器の性能が例えば外乱や過剰な熱によって悪影響を受けると、該精密機器を用いて製造される製品は不適切に形成され、従って不良品となる可能性がある。例えば、外乱の影響を受けやすいフォトリソグラフィ装置は、その投影像に位置ズレを生じさせる可能性があり、その結果、半導体ウエハの表面のような投影面上で不正確に整列される可能性がある。
【０００３】
ウエハ走査ステージやレチクル走査ステージのような走査ステージは、半導体製造工程によく用いられており、各種のフォトリソグラフィ及び露光装置に含まれることがある。ウエハ走査ステージは、一般に、ウエハの一部がマスキング又はエッチングのために適切に露光されるように、半導体ウエハの位置決めに用いられる。レチクル走査ステージは、一般に、半導体ウエハを露光するためのレチクル又はレチクル群を精密に位置決めするために用いられる。ウエハに対してマスク又はネガマスクとして機能するパターンは、一般に、レチクル上に形成されている。レチクルが要求通りにウエハ上に位置決めされると、光ビーム又は比較的に広帯域の電子ビームが縮小レンズを介してコリメートにされ、薄膜金属パターンが設けられたレチクルに照射される。光ビームの一部は、例えば、レチクルによって吸収され、他の部分はレチクルを透過し、ウエハ上に集束される。
【０００４】
ウエハ走査ステージ又はレチクル走査ステージは、通常、ベース構造体によって直線方向に移動するように支持されている。ベース構造体は、多くの場合、ステージ装置全体の一部であるステージやテーブル（例えばウエハテーブル）の動作を制御に役立つ各種のセンサやアクチュエータを含み又は収容している。そのようなアクチュエータは、ウエハステージ全体のうちの粗動ステージを制御するために配置されることが多く、発熱するコイルを含んでいる。コイルにより発生された熱は、比較的に大量で、例えば、ウエハステージ全体を用いて実行される露光処理に大きく影響する場合がある。発生された熱は、例えば、所望の周囲温度よりも高い、約１０℃〜約２０℃の範囲であることがある。コイルで発生した熱は、例えば、干渉計のようなセンサの動作を妨げることによって、ウエハステージ全体の性能に悪影響を与える可能性があるため、発生した熱は、通常は、取り除かれるか、そうでなければ、ウエハステージ全体のうちの比較的に重要な構成要素の近傍から除去される。比較的に重要な、例えばウエハのような構成要素から熱を除去することは、該重要な構成要素の過熱の影響を軽減する。
【０００５】
比較的に重要な構成要素から熱を除去するのに用いられることがあるデバイスとしては、ヒートパイプがある。例えば、ステージ装置内のリニアモータのような熱源には、該熱源から熱を除去して該熱を伝達するように構成されたヒートパイプが実質的に当接されることがある。図１は従来のヒートパイプを示す図である。ヒートパイプ１００は、蒸発端１０２及び凝縮端１０４を含んでいる。ヒートパイプ１００は、通常、例えばコットンスリーブのようなウィッキング材１１２が実質的にライニングされた中空円筒として構成される。熱が熱源１０６によって発生された場合には、ヒートパイプ１００内に含まれる液体状の流体は、蒸発端１０２で熱源１０６によりその沸点まで加熱されることがある。当該流体は、典型的に加熱時にガス又は気体の状態をとり、冷却時に液体の状態をとる。蒸発端１０２において流体が熱せられると、矢印１０８で表示されているように、当該流体は凝縮端１０４の近傍に位置されたヒートシンク１０７の方向に導かれる。ヒートシンク１０７は、ヒートパイプ１００の周囲の環境であり、必ずしも物理的なコンポーネントでなくてもよいことが理解される。
【０００６】
ヒートシンク１０７は、当該液体から熱を除去するために設けられており、その結果、当該液体が冷却されることになる。即ち、流体は凝縮端１０４で凝縮され、その気化熱がヒートシンク１０７へ送られる。凝縮された流体はヒートパイプ１００内に設置されたウィッキング材１１２に入り込み、冷却された流体がヒートパイプ１００を介して熱源１０６へ還流されことになる。そのとき、矢印１１０で示されるように、凝縮された流体はウィッキング材１１２を介して、毛管現象により蒸発端１０２に戻されることになる。
【０００７】
場合によって、図１の熱源１０６のような熱源の温度が制御されるように、ヒートパイプ内の流体の沸点の制御能力が必要とされることがある。多くのシステムでは、熱源の温度、例えばリニアモータのコイルの表面温度は可能な限り室内温度のような周囲温度に近くなるように維持されることが必要とされるので、熱源の温度制御は重要である。熱源の温度制御のため、ヒートパイプ内に収容される流体に関連する沸点が制御され得る。例えば、ヒートパイプは、該ヒートパイプ内に収容される流体の沸点が、リニアモータのコイルの表面温度を所望値に維持できる値まで低くなるように変更するために「充填」され得る。ヒートパイプを充填することは、該ヒートパイプの沸点を変更するために、例えばヒートパイプ内に水のような流体を加えること、又はヒートパイプから流体を取り除くことが通常含まれる。図２に示されるように、ヒートパイプ２００に関する沸点が変更されることが必要な時に、追加流体２３０はヒートパイプ２００の蒸発端２０２に加えられる。ヒートパイプ２００の充填のプロセスは、ヒートパイプ２００に関する沸点、従って蒸発端２０２に関する温度の変化に効果的であるけれども、製造プロセス中に１回を除いてヒートパイプ２００を充填することは一般に困難である。従って、沸点はヒートパイプ２００の使用中に事実上一定のままである。
【０００８】
いくつかのヒートパイプは、ヒートパイプの温度を実質的に制御することができるように設計されているとはいえ、ヒートパイプの沸点を本質的に制御するものではない。ガス充填式の可変伝導性ヒートパイプは、例えば、ヒートパイプ内の温度をほぼ一定に保つために場合により用いられる。ヒートパイプ内の温度をほぼ一定に保つことによって、そのようなヒートパイプの蒸発端での温度は一般に可変でないにしても、より効果的なヒートパイプの動作を与えることが可能となる。図３ａ及び図３ｂはガス充填式の可変伝導性ヒートパイプを示す図である。蒸発端３０２と凝縮端３０４を有するヒートパイプ３００は、ガス蓄積器３４０を凝縮端３０４に備えている。蓄積器３４０内に収容されたガスは、ヒートパイプ３００内の蒸気の温度に応じて移動するガスフロント３４２を有している。ガスフロント３４２が移動するにつれ、凝縮端３０４の表面領域は変化する。例えば、図３ｂに示されるように、ガスフロント３４２が凝縮端３０４内に移動すると、凝縮端３０４の表面領域は、図３ａに示されるような凝縮端３０４の表面領域に対して減少される。
【０００９】
凝縮端３０４の表面領域はガスフロント３４２の移動に従って変化するので、ヒートパイプ３００の伝熱性もまたガスフロント３４２の位置の関数として変化する。凝縮端３０４の表面領域が増加すると伝熱性が増加し、凝縮端３０４の表面領域が減少すると伝熱性が減少する。その結果、蒸発端３０２と凝縮端３０４に渡る温度落差をガスフロント３４２を移動させることにより効果的に制御することができる。ヒートパイプ３００内の温度落差が実質的に一定温度に維持されるように制御することはできても、ヒートパイプ３００を用いて、蒸発端３０２の温度を制御することは通常はできない。
【００１０】
ウエハステージシステム全体のうちの主要な構成要素から熱を除去するためにヒートパイプを使用することは効果的であるが、ヒートパイプは一般に熱源の温度を容易かつ効果的に制御するのに用いることはできない。上述したように、ヒートパイプの充填はヒートパイプ内を目標とする所望の温度にすることはできるけれども、製造工程中に１回を除きヒートパイプを充填することは一般に困難である。従って、ヒートパイプ内の沸点はヒートパイプの使用中に実質的に一定のままである。その結果、ヒートパイプ内で得られる沸点は、熱源の表面を所望の温度に維持するのに十分でない場合がある。なぜならば、ヒートパイプ内の流体の沸点は、典型的に熱源と接触するヒートパイプの蒸発端が保持され得る一定の温度を事実上に決定するからである。
【００１１】
従って、ヒートパイプ内の流体が沸騰する温度を制御することを可能にする方法及び装置が必要とされる。更に詳しくは、熱源の温度を効果的に制御するようにヒートパイプの蒸発端の温度を制御する方法及び装置が望まれる。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、その内部の流体の沸点を調整できるようにしたヒートパイプに関する。本発明の一の態様によると、液体を収容し、蒸発端を有するヒートパイプに関する温度制御方法は、前記ヒートパイプに関する温度を計測すること、及び前記ヒートパイプの温度が所望レベルであるかどうかを判断することを含む。前記方法は、更に、前記ヒートパイプに関する温度が所望レベルに達していないと判断された場合に、前記ヒートパイプ内の圧力を変更することを含む。前記ヒートパイプ内の圧力の変更は、前記ヒートパイプに関する温度に変化を生じさせる。
【００１３】
一実施形態においては、前記ヒートパイプは圧力制御機構を含み、該ヒートパイプ内の圧力の変更は該圧力制御機構を動作させることを含む。そのような実施形態では、前記圧力制御機構はピストンアセンブリを含み得、前記ヒートパイプ内の圧力の変更は該ピストンアセンブリを用いて制御された圧力を付与することを含み得る。
【００１４】
ヒートパイプ内の温度を制御することにより、ヒートパイプによって冷却される熱源から熱が除去される温度を効果的に制御することができる。具体的には、流体の温度はヒートパイプ内の圧力を実質的に制御することによって制御し得る。ヒートパイプ内の流体の沸点が制御されると、ヒートパイプの蒸発端の温度が実質的に制御される。従って、熱源（例えば、リニアモータのコイル）から熱が除去される温度は、ヒートパイプ内の圧力を調整することによって実質的に制御し得る。熱源から熱が除去される温度を制御することにより、熱源の表面温度をより容易に一定レベルに維持することができ、それにより熱源を含む例えばステージ装置などのシステム全体の性能が向上する。
【００１５】
本発明の他の態様によると、ヒートパイプは、蒸発端と、流体と、圧力制御機構とを含んでいる。前記圧力制御機構は、前記流体の沸点が変化されるように、前記ヒートパイプの内部圧力を変化させるように構成されている。一実施形態においては、前記圧力制御機構は、前記流体の沸点が上昇されるように、前記圧力を上昇させることによって該圧力を変化させるように構成されている。他の実施形態においては、前記圧力制御機構は、制御圧を付与して前記ヒートパイプ内の圧力を変化させるように構成されたピストン装置を含んでいる。
【００１６】
本発明の更に他の態様によると、ヒートパイプの蒸発端に連通したステージ装置内のアクチュエータの温度制御方法は、前記アクチュエータに関する所望温度を決定することと、前記アクチュエータに関する前記所望温度を用いて前記蒸発端に関する対応所望温度を決定することと、前記ヒートパイプ内の機構を調整して前記蒸発端に関する前記所望温度を得ることとを含んでいる。前記圧力を調整することにより、前記ヒートパイプ内の流体の沸点が、前記蒸発端の温度が調整されるように調整される。
【００１７】
一実施形態においては、前記ヒートパイプ内の圧力を調整することは、前記ヒートパイプのピストン装置に第１の量の制御力を付与することを含んでいる。前記第１の量の前記制御力は、前記ピストン装置に前記ヒートパイプ内の前記圧力を変更させるように設定されている。そのような実施形態では、前記方法は、前記蒸発端の前記温度が前記蒸発端に関する前記所望温度であるかどうかを判断することを含み得る。前記蒸発端の前記温度が前記蒸発端に関する前記所望温度である場合に、前記制御力は前記第１の量に維持される。あるいは、前記蒸発端の前記温度が前記蒸発端に関する前記所望温度でない場合には、前記ピストン装置に第２の量の制御力を付与することによって、前記蒸発端に関する前記所望温度が得られるようにヒートパイプ内の圧力を調整し得る。
【００１８】
本発明の更に他の態様によると、熱輸送装置は流路と熱源から熱が伝達される少なくとも一つの受熱部を含んでいる。前記受熱部は前記流路の途中に配置されている。前記流路内に充填された熱輸送媒体は前記流路内を循環され、前記流路に接続された温度設定装置は前記熱輸送媒体の状態遷移温度を変化させる。一実施形態においては、前記温度設定装置は前記熱輸送媒体の沸点を変化させる。他の実施形態では、前記温度設定装置は前記流路内の圧力を変化させる。
【００１９】
本発明の更なる態様によると、熱輸送装置は流路と、熱源から熱が伝達される少なくとも一つの受熱部と、前記流路内に満たされた熱輸送媒体を含んでいる。前記受熱部は前記流路の途中に配置され、前記熱源は前記流路内に配置されている。前記熱輸送媒体は前記流路内を循環される。
【００２０】
本発明の他の態様によると、熱輸送装置に関する温度制御方法は、熱源からの熱が伝達される少なくとも一つの受熱部を含む流路内で、熱輸送媒体を循環することと、前記流路内を循環する前記熱輸送媒体の状態遷移温度を変化させることとを含んでいる。一実施形態では、状態遷移温度を変化させることは、前記熱輸送媒体の沸点を変化させることを含んでいる。他の実施形態では、状態遷移温度を変化させることは、前記流路内の圧力を変化させることを含んでいる。
【００２１】
本発明の更に他の側面によると、熱輸送装置に関する温度制御方法は、流路内に熱輸送媒体を充填することと、前記流路内で前記熱輸送媒体を循環させることとを含んでいる。前記流路は熱源を含んでいる。
【００２２】
本発明のこれら及び他の利点は、以下の詳細な説明の読解及び各種図面の検討により明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ステージ装置全体の周囲、例えばウエハステージ装置全体の環境温度がウエハ露光処理の間に上昇した場合には、ステージ装置の性能は劣化することがある。その結果、環境温度が、例えば約２０〜約２５℃の範囲の所望温度から約３０〜約４０℃の範囲の温度へと上昇した場合には、ステージ装置を用いて実行されるウエハ処理中に、誤差又は不整合が生じる可能性がある。ステージ装置に関連したアクチュエータによって生成される熱は、環境温度の上昇を引き起こすことが多い。上記のアクチュエータは、力を発生するため、コイル（導体）を有するとともに熱を発生する第１の部分（熱源）と、該第１の部分と協働する第２の部分とを備えている。環境温度がリニアモータ又は電磁コイルを有するモータのようなアクチュエータによって上昇される量の低減を目的として、該アクチュエータから熱を吸収するヒートシンクに熱を運び去るために、ヒートパイプ（熱輸送装置）が用いられ得る。
【００２４】
一般的に、ヒートパイプ（熱輸送装置）は、例えばリニアモータのコイルのようなコイルの表面温度を、室温のような特定の温度に維持することを可能ならしめるために用いられる。ヒートパイプは、コイルから熱を取り去ることにおいて一般に効果的ではあるものの、ヒートパイプがコイルから熱を運び去るために作用する温度が高すぎると、コイルは十分に冷却されないことがあり、コイルの周囲の空気中における対流はその空気を熱し、従って、干渉計のようなセンサによって行われる計測に支障をきたすことがある。
【００２５】
ヒートパイプ（熱輸送装置）内の熱輸送媒体、例えば流体の温度を制御することにより、アクチュエータのような熱源から熱が除去される温度を制御することが可能である。一実施形態において、熱輸送媒体の温度、特にヒートパイプの蒸発端での温度は、ヒートパイプ内の圧力を実質的に制御することによって制御可能となる。ヒートパイプ内の圧力を制御することにより、ヒートパイプ内の流体の沸点の制御が可能となり、それによって効果的にヒートパイプの蒸発端の温度制御が可能となる。結果として、例えばリニアモータのコイルのような熱源から熱が除去される温度は、ヒートパイプ内の圧力を調整することによって実質的に制御できる。熱が熱源から除去される温度を制御することにより、熱源の表面温度をより容易に一定レベルに維持することが可能となる。この実施形態で開示されるヒートパイプのような熱輸送装置の構成は多様である。当該装置としては、米国特許第３，６０５，８７８号や米国特許第６，６８４，９４１号に開示されているような構成のものを用いることが可能である。上述の米国特許における開示は、この国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、ここに引用して援用し、本文の記載の一部とする。
【００２６】
図４は、ヒートパイプであって、その内部の圧力が本発明の実施形態に従って制御されることが可能なヒートパイプを示す図である。ヒートパイプ４０４は例えばアクチュエータの発熱コイルのような熱源４１６と例えばヒートパイプ４０４の周囲環境のようなヒートシンク４２０との間に配置され得る。具体的には、熱源４１６はヒートパイプ４０４の蒸発端４０８に位置付けられ、ヒートシンク４２０はヒートパイプ４０４の凝縮端４１２に位置付けられる。事実上ヒートパイプ４０４の一部である圧力制御機構４２４は、ヒートパイプ４０４内の圧力を変化させることが出来るように構成されている。圧力制御機構４２４は一般にヒートパイプ４０４に対して、実質的にどこに位置されてもよい。一実施形態においては、圧力制御機構４２４は図５を参照して後述するように、制御力の対象となるピストンにし得る。しかしながら、圧力制御機構４２４は一般にヒートパイプ４０４内の圧力を変化させることが可能であれば、実質的には任意の機構であってもよい。また、熱源４１６はヒートパイプ（熱輸送装置）４０４内に位置され得る。又は、熱源４１６はヒートパイプ（熱輸送装置）４０４の外に位置され得る。
【００２７】
一般的に、ヒートパイプ４０４内の圧力を増やすことによって、
液体状又は気体−液体状の何れにおいても流体の沸点が上昇される。これに対して、ヒートパイプ４０４内の圧力を減らすことによって、 液体状態又は気体−液体状態の何れにおいても流体の沸点が降下される。ヒートパイプ４０４内の流体の沸点又は沸騰温度が変化すると、一般的に液体状態の流体を収容する蒸発端４０８における温度は変化する。従って、流体の沸点を変化させることは、蒸発端４０８の温度を変化させ、それ故、熱源４１６は通常蒸発端４０８に連通しているので、熱源４１６が保持されている温度が効果的に変化し得る。一例として、ヒートパイプ４０４内の圧力が上昇され、ヒートパイプ４０４内の流体の沸点が上昇されると、熱源４１６により生成される熱はより高い温度でヒートパイプによって実質的に取り除かれる。従って、圧力制御機構４２４を用いてヒートパイプ４０４内の流体の沸点を実質的に制御することにより、蒸発端４０８に関する温度及び熱源４１６の温度が制御されることになる。
【００２８】
上述したように、一つの好適な圧力制御機構４２４は、ピストン機構である。次に図５を参照しつつ、ピストンを用いてその内部の圧力が制御可能なヒートパイプの一実施形態について、本発明の実施形態に従って説明する。蒸発端５０８と凝縮端５１２を含むヒートパイプ５０４は、熱源５１６が蒸発端５０８に位置付けられ且つヒートシンク５２０が凝縮端５１２に位置付けられるように、熱源５１６とヒートシンク５２０との間に位置している。ピストン５１４は、制御機構によって制御されるアクチュエータを介して付与され得る制御力５３０がピストン５１４に付与された場合に、ヒートパイプ５０４内の圧力、即ちヒートパイプの内部圧力に変化を生じさせるように、ヒートパイプ５０４に対して位置付けられている。ピストン５１４は、ヒートパイプ５０４内に制御圧力を効果的に付与することによって、ヒートパイプ５０４内の圧力を変化させる。ヒートパイプ５０４からの流体の流出を防止するため、ピストン５１４とヒートパイプ５０４との間にある隙間を介してヒートパイプ５０４から流体が漏れ出ることを防止するシールを効果的に作り出すために、ダイアフラム（不図示）が一実施形態で用いられ得る。ヒートパイプ５０４内に制御圧を付与することは、ヒートパイプ５０４内に少なくとも僅かな容積変化をも生じさせる。
【００２９】
ピストン５１４は、通常、ヒートパイプ５０４の内側と効果的に接触する対応表面を有している。従って、ピストン５１４によって付与される制御圧は、制御力５３０とピストン５１４の接触領域との関数として表現することが可能である。それ故、制御力５３０を上昇させることによって、ピストン５１４によって付与される制御圧は上昇し、ヒートパイプ５０４内の圧力は上昇され得る。一般に、制御力５３０が−ｙ方向５４０に付与されると、ピストン５１４は−ｙ５４０方向に移動し、ヒートパイプ内の圧力を上昇させる。これと反対に、制御力５３０が＋ｙ方向５４０に付与されると、ピストンは＋ｙ方向５４０に移動し、通常は、ヒートパイプ５０４内の圧力を減少させる。
【００３０】
図６を参照して、ヒートパイプアセンブリのピストンが移動される際の動作について、本発明の実施形態に従って説明する。アクション６１０において、例えば図５のピストン５１４のようなヒートパイプのピストンに付与される力が調整されると、アクション６１４において、ヒートパイプ内の圧力が変化する。一例として、ピストンに付与される力が上昇すると、ヒートパイプ内の圧力は上昇し得る。ヒートパイプ内の圧力変化は、動作６１８においてヒートパイプ内の流体の沸点に変化を生じさせる。所定の圧力の下で、ヒートパイプ内の流体が気体−液体状態にある場合、当業者に理解されるように、ヒートパイプ内の圧力の変化は、流体の沸点を変化させる。ヒートパイプ内の圧力が上昇される実施形態では、ヒートパイプ内の流体の沸点は一般に上昇する。
【００３１】
ヒートパイプ内の流体の沸点が一旦変化すると、アクション６２２において、ヒートパイプの蒸発端での温度が変化する。ヒートパイプの蒸発端は一般に熱源の近傍にあるので、ヒートパイプの蒸発端での温度を変化させることによって、熱源の熱が除去される温度も変化する。
【００３２】
ヒートパイプ内の流体の温度、又はより詳しくはヒートパイプの蒸発端の温度をモニターするため、ヒートパイプ内の流体の沸点が所望レベルかあるいは所望レベルに到達させるために変化される必要があるかを確認する目的で、温度センサをヒートパイプ内に位置付けてもよい。図７は、本発明の実施形態に従って、圧力コントローラとしての役割を果たすピストン及び内部温度センサを備えるヒートパイプを示す図である。ヒートパイプ６０２は、力６１８によって制御されるピストン６１４を含んでいる。ヒートパイプ６０２内の所望の沸点を達成するために、ピストン６１４に付与する力の適切な量を判断するため、温度センサ６４０はヒートパイプ６０２の蒸発端６０６に位置付けられている。温度センサ６４０は、通常、ヒートパイプ６０２内の流体の温度を計測するために用いられ得、実質的に任意の好適な温度センサ６４０でもよい。好適な温度センサ又はトランスデューサには、熱電対温度計のような温度計やサーミスタ温度計の他に、熱電センサや抵抗温度センサも含まれ得るが、これらには限定されない。
【００３３】
温度センサ６４０からの出力は力６１８を与えるコントローラに付与され得る。コントローラは、力６１８の大きさが適切に調整されてヒートパイプ６０２内の温度を上昇又は降下させるために好適な圧力がヒートパイプ６０２内に発生されるように、力６１８を与え得る。ヒートパイプ６０２のようなヒートパイプ内の温度制御に用いられ得る好適な制御ループを示す図である図８に示されるように、ヒートパイプの蒸発端のための所望温度８０２は、制御ループ８００に制御入力として供給される。所望温度８０２は、例えばヒートパイプの所望のパラメータを特定するユーザによって、ヒートパイプのピストンに制御力を付与するアクチュエータ８０８を制御するコントローラ８０６に供給される。一実施形態において、アクチュエータ８０８は、ボイスコイルモータ、リニアモータ、又は実質的には任意の電磁アクチュエータであってよい。
【００３４】
ヒートパイプ内の温度センサによって供給される計測温度８１０もコントローラ８０６への入力として供給される。所望温度８０２及び計測温度８１０を用いて、コントローラ８０６は、計測温度８１０が所望温度８０２とほぼ同じになるように、アクチュエータ８０８によってヒートパイプのピストンに対して作用させられるべき力の適切な量又はレベルを決定し得る。必要に応じて、コントローラ８０６は、実質上連続的にアクチュエータ８０８を調整し得、それゆえに、所望温度８０２とほぼ同じであるレベルで計測温度８１０を効果的に維持するために、ヒートパイプ内の圧力が調整され得る。
【００３５】
次に図９を参照して、ヒートパイプ内の圧力を調整することによってヒートパイプ内の温度を制御する一つの方法について、本発明の実施形態に基づいて説明する。ヒートパイプ内の温度を制御するプロセス９００は、ヒートパイプの蒸発端についての所望温度を決定するステップ９０２で始まる。所望温度を決定することには、ヒートパイプのユーザから所望温度を取得すること、又はヒートパイプを用いるステージ装置全体の要求に基づいて所望温度を決定することが含まれ得る。例えば、ヒートパイプを用いて冷却されるアクチュエータについての所望表面温度は、ヒートパイプの蒸発端についての対応する所望温度を決定するために用いられ得る。ヒートパイプの蒸発端についての所望温度はアクチュエータについての所望温度と同じであってもよいし、かかる二つの所望温度は異なっていてもよい。
【００３６】
所望温度が決定された後、ステップ９０６において、ヒートパイプの蒸発端での温度が計測される。その温度は、所望温度が蒸発端で維持されることを可能とするため、ヒートパイプ内の蒸発端で通常計測されるが、ヒートパイプ内の温度は実質的にヒートパイプ内のどこで計測されてもよい。あるいは、アクチュエータの温度、その他の温度、又はアクチュエータの温度に関する性能パラメータ、例えば気流の乱れやセンサノイズが計測されてもよい。ヒートパイプ内の温度が計測されると、ステップ９０８において、ヒートパイプの蒸発端での温度が所望通りであるかどうかが判断される。ヒートパイプの蒸発端での温度が所望通りであると判断されるならば、ヒートパイプ内の圧力はヒートパイプ内の流体の沸点を所望温度で維持するために十分であるということである。従って、ステップ９１２において、ヒートパイプのピストンに付与されている現在の制御力は現在のレベルで維持される。つまり、効果的にピストンに付与されるべき制御力を生じさせるアクチュエータは、ピストンに付与される制御力の量を変化させない。ステップ９１２から、処理フローはヒートパイプの蒸発端での温度が計測されるステップ９０６に戻る。
【００３７】
ステップ９０８に戻って、ヒートパイプの蒸発端での温度が所望通りでない場合には、
ヒートパイプ内の圧力は達成すべき所望温度について高すぎるか又は低すぎるかのどちらかであることを暗示し得る。例えば、ヒートパイプの蒸発端での温度が高すぎる場合には、ヒートパイプ内の圧力が蒸発端での所望温度を達成するために高すぎると考えられる。従って、ステップ９０８から、処理フローは、ヒートパイプ内の圧力を調整するため、例えばアクチュエータを用いてヒートパイプのピストンに付与する制御力を調整するステップ９１０へ進む。通常は、制御力の調整は、ヒートパイプ内の圧力をヒートパイプの蒸発端での所望温度を達成するために適切な量によって変化させるのに十分となるように設定される。制御力が調整されると、処理フローはヒートパイプの蒸発端での温度が計測されるステップ９０６に戻る。
【００３８】
一般に、ヒートパイプのピストンに付与される力を変更するために用いられるアクチュエータとしては、例えば、該アクチュエータによって生成される力を変更するために、該アクチュエータに信号を送るコントローラによって制御され得、実質的には任意の好適なアクチュエータであってもよい。一例として、ヒートパイプのピストンに連結されるアクチュエータは、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）のようなモータであってもよい。図１０ａは、本発明の実施形態に従って、ＶＣＭによって作動されるピストンを示す図である。ヒートパイプ９５０はＶＣＭ９３０に連結されたピストン９４４を含んでいる。図のように、ＶＣＭ９３０の本体９３４は、コイル９３２と協働する磁石９３６が本体９３４を移動してピストン９４４に対する力を生じさせるように、ピストン９４４に連結されている。多くの場合、ＶＣＭ９３０によって生成されるピストン９４４に対する力はピストン９４４を＋ｙ方向９４８に移動させ得、又は−ｙ方向９４８に移動させ得る。ダイヤフラム９４０又は同様の機構は、ヒートパイプ９５０の内部９５４に収容される流体が、ピストン９４４の周囲及びヒートパイプ９５０の中から漏れ出すことを防止するように構成されている。ピストン９４４の移動につれて、内部９５４の圧力はピストン９４４及びピストン９４４の領域に対してＶＣＭ９３０によって付与される力の関数として変化し得る。
【００３９】
ヒートパイプのピストンに力を付与するために用いられ得る別のアクチュエータは空気ベローズである。図１０ｂは、本発明の実施形態に従って、空気ベローズによって作動されるピストンを示す図である。ヒートパイプ９８０はピストン９７４を含んでおり、ピストン９７４は該ヒートパイプ９８０の内部９８４に収容される流体の漏れ出しを防止するため、ダイヤフラム９７０を用いてシールされ得る。ピストン９７４は、該ピストン９７４へ付与される制御力を変更するため、そしてそれゆえに内部９８４の圧力を変更するために使用し得る空気ベローズ９６０に連結され得る。通常は、空気ベローズ９６０によりピストン９７４に対して付与される力の量は、ベローズ９６０内の空気圧を変更することによって変化され得る。その結果、ｙ方向９６８におけるピストン９７４の移動は、ベローズ９６０内の空気圧を制御することによって制御され得る。
【００４０】
内部温度を制御可能なヒートパイプは、一般に、 フォトリソグラフィ装置のような装置の一部として組み込まれ得る。一例として、温度制御付きのヒートパイプ（熱輸送装置）はフォトリソグラフィ装置内の電磁アクチュエータのコイルに応用され得、あるいはフォトリソグラフィ装置内のリニアモータに接続され得る。図１１を参照して、温度制御付きヒートパイプを含み得るフォトリソグラフィ装置について、本発明の実施形態に基づいて説明する。フォトグラフィ装置（露光装置）４０は平面モータ（不図示）によって駆動され得るウエハ位置決めステージ５２の他に、ＥＩコアアクチュエータを利用して磁気によりウエハ位置決めステージ５２に結合されるウエハテーブル５１を含んでいる。ウエハ位置決めステージ５２を駆動する平面モータは、通常、磁石とこれに対応して二方向に配置された電機子コイルにより生成される電磁力を用いている。ウエハ６４はウエハテーブル５１に結合されたウエハホルダ又はチャック７４上に保持されている。ウエハ位置決めステージ５２は、制御ユニット６０及びシステム制御装置６２の制御の下、複数自由度、例えば３〜６の間の自由度において移動するように構成されている。ウエハ位置決めステージ５２の移動により、投影光学系４６に対して、所望の位置及び方向でウエハ６４が位置決めされる。ウエハ位置決めステージ５２の移動中に生成される熱は、ウエハ位置決めステージ５２に結合されたヒートパイプ（不図示）によって除去され得る。
【００４１】
ウエハテーブル５１はいくつかのボイスコイルモータ（不図示）、例えば３つのボイスコイルモータによってｚ方向１０ｂに揺動し得る。記載された実施形態では、少なくとも３つの磁気ベアリング（不図示）を結合し、Ｙ軸１０ａに沿ってウエハテーブル５１を移動する。ウエハ位置決めステージ５２のモータアレイは、通常、ベース７０に支持されている。ベース７０はアイソレーター５４を介して地面に支持されている。ウエハステージ５２の動作に伴い生成された反力は、フレーム６６を介して地面に機械的に解放される。一つの好適なフレーム６６は、日本国公開特許公報平８−１６６４７５及び米国特許第５，５２８，１１８号に記述されており、上記日本公開特許公報及び米国特許それぞれその開示全体を本願明細書に引用して援用し本文の記載の一部とする。
【００４２】
照明系４２はフレーム７２に支持されている。フレーム７２はアイソレーター５４を介して地面に支持されている。照明系４２は光源を含むとともに、粗動ステージ及び微動ステージを含むレチクルステージを用いて支持及び走査されるレチクル６８上のマスクパターンを介して放射エネルギー、例えば光を照射するように構成されている。放射エネルギーは投影光学フレーム５０上に支持され、そしてアイソレーター５４を介して地面に支持され得る投影光学系４６を介して集束される。好適なアイソレーター５４は、日本国公開特許公報平８−３３０２２４及び米国特許第５，８７４，８２０号に記述されたアイソレータを含んでおり、上記日本公開特許公報及び米国特許それぞれその開示全体を本願明細書に引用して援用し本文の記載の一部とする。
【００４３】
第１干渉計５６は投影光学フレーム５０に支持されており、ウエハテーブル５１の位置を検出するように機能する。干渉計５６はウエハテーブルの位置に関する情報をシステムコントローラ６２に出力する。一実施形態では、ウエハテーブル５１は、干渉計５６がウエハテーブル５１の位置を正確に検出し得るように、ウエハテーブル５１に生じる振動を低減する力ダンパを有している。第２干渉計５８は投影光学系４６に支持され、レチクル６８を支持するレチクルステージ４４の位置を検出する。干渉計５８もまた位置情報をシステムコントローラ６２に出力する。
【００４４】
当然のことながら、フォトリソグラフィ装置には、いくつかの異なるタイプのものがある。例えば、フォトリソグラフィシステム４０又は露光装置は、レチクル６８とウエハ６４をほぼ同期して移動させつつ、ウエハ６４上にレチクル６８からのパターンを露光する走査型のフォトリソグラフィシステムとして用いられることがある。走査型のリソグラフィ装置においては、レチクル６８は、レチクルステージ４４によって、レンズアセンブリ（投影光学系４６）又は照明系４２の光軸に対して垂直に移動される。ウエハ６４は、ウエハステージ５２によって、投影光学系４６の光軸に対して垂直に移動される。レチクル６８及びウエハ６４の走査は、通常、レチクル６８とウエハ６４が実質的に同期して移動されている間になされる。
【００４５】
一方、フォトリソグラフィ装置又は露光装置４０は、レチクル６８とウエハ６４とを静止させた状態でレチクル６８を露光するステップ・アンド・リピート型のフォトリソグラフィシステムであってもよい。一つのステップ・アンド・リピート処理においては、ウエハ６４は、個々の領域の露光中に、レチクル６８及び投影光学系４６に対して実質的に一定位置にある。その後、連続した露光ステップの間は、ウエハ６４は、露光のため、ウエハ位置決めステージ５２によって、投影光学系４６及びレチクル６８の光軸に垂直に連続的に移動される。この処理に続いて、半導体ウエハ６４の次の領域が照明系４２、レチクル６８、及び投影光学系４６に相対する位置に運ばれて、レチクル６８上のイメージは順次にウエハ６４の領域上に露光される。
【００４６】
当然のことながら、フォトリソグラフィ装置又は露光装置４０の使用は、上述したように、半導体製造のためのフォトリソグラフィシステムに用いられることに限定されない。例えば、フォトリソグラフィ装置４０は、矩形状のガラスプレート上にＬＣＤデバイスパターンを露光する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）フォトリソグラフィシステムの一部、又は薄膜磁気ヘッドを製造するためのフォトリソグラフィシステムの一部として用いられてもよい。
【００４７】
照明系４２の光源としては、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、及びＦ２型レーザ（１５７ｎｍ）であってもよい。又は、Ｘ線や電子ビームなどの荷電粒子線を用いてもよい。例えば、電子ビームを用いる場合には、電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ６）又はタンタル（Ｔａ）を用いることができる。さらに、電子ビームを用いる場合には、マスクを用い又はマスクを用いずにパターンを基板上に直接形成する何れの構造でもよい。
【００４８】
投影光学系４６に関しては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は、石英や蛍石などの遠紫外線を透過するガラス材料を用いるのが好ましい。Ｆ２型レーザやＸ線を用いる場合には、投影光学系４６は反射屈折系または反射系（レチクルもそれに対応する反射タイプのもの）の何れを用いてもよく、また電子線を用いる場合には、電子光学系は電子レンズおよび偏向器を備えることができる。当業者によく理解されるように、電子線が通過する光路は、通常は真空状態である。
【００４９】
加えて、約２００ｎｍ又はそれより低い波長の真空紫外放射線（ＶＵＶ）を採用する露光装置では、反射屈折型の光学系の使用が考慮され得る。反射屈折型の光学系の実例としては、特許出願公開公報に掲載された日本国特許出願公開第８−１７１０５４及びそれに対応する米国特許第５，６６８，６７２号、及び日本国出願公開第１０−２０１９５及びそれに対応する米国特許第５，８３５，２７５号に記述されたものを含んでいるが、それらに限定されない。これらの文献の記載内容は全てを引用し援用して本文の記載の一部とする。これらの実例において、反射光学素子はビームスプリッタ及び凹面鏡を組み込んだ反射屈折光学系にし得る。出願公開公報に掲載された日本国特許出願公開平８−３３４６９５及びそれに対応する米国特許第５，６８９，３７７号の他に、日本国出願公開第１０−３０３９及びそれに対応する米国特許第５，８９２，１１７号は、その記載内容の全てを引用し援用して本文の記載の一部とする。これらの実例は、ビームスプリッタは無いが、凹面鏡を組み込んだ反射屈折型の光学系を説明しており、本発明と共に用いるのに好適である。
【００５０】
また、フォトリソグラフィシステムにおいては、リニアモータ（それぞれその全体を本願明細書に引用して援用される、米国特許第５，６２３，８５３号又は第５，５２８，１１８号参照）がウエハステージ又はレチクルステージに用いられる場合には、リニアモータはエアーベアリングが採用されるエア浮上型又はローレンツ力若しくはリアクタンス力を用いる磁気浮上型の何れでもよい。加えて、ステージはガイドに沿って動いてもよいし、ガイドを用いないガイドレス型のステージであってもよい。
【００５１】
その代わりに、ウエハステージ又はレチクルステージは、二次元に配置された磁石と、二次元に対向するコイルを有する電機子ユニットとにより生成される電磁力を用いてステージを駆動する平面モータによって駆動されてもよい。この型の駆動装置では、磁石ユニットと電機子ユニットの一方がステージに連結され、他方がステージの移動面側に搭載される。
【００５２】
ステージの移動は、上述したように、フォトリソグラフィシステムの全体の性能に影響し得る反力を生成する。ウエハステージの動作により生じた反力は、上述のフレーム部材の他に、米国特許第５，５２８，１１８号及び日本国特許出願公開第８−１６６４７５に記載されたようなフレーム部材を用いて、機械的に床又は地面に解放してもよい。更に、レチクル（マスク）ステージの動作により生じる反力は、米国特許第５，８７４，８２０号及び日本国特許出願公開第８−３３０２２４に記載されているようなフレーム部材を用いて、機械的に床（地面）に解放してもよい。上記米国特許及び日本公開特許公報はそれぞれその開示全体を本願明細書に引用して援用し本文の記載の一部とする
【００５３】
アイソレーター５４のようなアイソレーターは、一般に、能動防振システム（ＡＶＩＳ：Ａｃｔｉｖｅ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）と関連し得る。ＡＶＩＳは、一般に、ステージアセンブリによって又はより一般的にはステージアセンブリを含むフォトリソグラフィ装置４０のようなフォトリソグラフィ装置によって生じる力、即ち振動力に伴う振動を制御する。
【００５４】
上述した実施形態に従うフォトリソグラフィシステム、例えば一つの又はそれより多くのヒートパイプ（熱輸送装置）を含むフォトリソグラフィ装置は、
所定の機械的精度、電気的精度、及び光学的精度が維持されるように、各種のサブシステムを組み立てることにより構築される。各種の制度を維持するために、この組立の前後には、実質的に全ての光学システムは、その光学的精度を達成するために調整され得る。同様に、実質的に全ての機械的システム及び電気的システムは個々の所望の機械的及び電気的精度を達成するために調整され得る。各サブシステムの組立処理は、各サブシステム間の機械的インタフェース、電気回路配線接続、及び空圧配管接続を構築することを含むが、これらに限定されない。各種のサブシステムからフォトリソグラフィシステムが組み立てられる前に、各サブシステムを組み立てる処理がある。フォトリソグラフィシステムが各種のサブシステムを用いて組み立てられると、個々の所望精度をフォトリソグラフィシステム全体の中で維持されることを確実にするため、総合調整が通常行われる。加えて、露光装置の製造は、温度及び湿度が制御されたクリーンルーム内で行われることが好ましい。
【００５５】
さらに、図１２を参照して説明するように、半導体デバイスは上述したシステムを用いて製造され得る。製造工程は半導体デバイスの機能又は性能特性が設計され又は決定されるステップ１３０１で開始される。次に、ステップ１３０２において、パターンを有するレチクル（マスク）が半導体デバイスの設計に基づいて設計される。当然のことながら、これと並行するステップ１３０３において、ウエハがシリコン材料から製造される。ステップ１３０２において設計されたマスクパターンは、フォトリソグラフィシステムによってステップ１３０４において、ステップ１３０３で製造されたウエハ上に露光される。以下に、ウエハ上にマスクパターンを露光する一つのプロセスを、図１３を参照して説明する。ステップ１３０５において、半導体デバイスは組み立てられる。半導体デバイスの組立は、通常、ウエハダイシングプロセス、ボンディングプロセス、及びパッケージジングプロセスを含むが、これらには限定されない。最後に、完成されたデバイスはステップ１３０６において検査される。
【００５６】
図１３は本発明の実施形態に従って、半導体デバイスを製造する場合におけるウエハ処理を示すステップを図解した処理フロー図である。ステップ１３１１において、ウエハの表面は酸化される。その後、化学蒸着（ＣＶＤ）ステップであるステップ１３１２において、ウエハ表面に絶縁膜が形成され得る。絶縁膜が形成されると、ステップ１３１３において、ウエハ上に電極が蒸着によって形成される。そのとき、ステップ１３１４における適切な方法を用いてウエハにイオンが注入され得る。当業者に理解されるように、ステップ１３１１〜ステップ１３１４は、通常、ウエハ処理中のウエハに対する前処理工程と考えられる。また、当然のことながら、各ステップにおいてなされる選択、例えば、ステップ１３１２における絶縁膜の形成に用いられる各種の薬品の濃度の選択は必要とされる処理に基づいてなされ得る。
【００５７】
ウエハ処理の各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行され得る。後処理工程では、まず、ステップ１３１５において、フォトレジストがウエハに塗布される。次に、ステップ１３１６において、露光装置がレチクルの回路パターンをウエハに転写するために用いられ得る。レチクルの回路パターンのウエハへの転写は、通常、振動を抑制するための力ダンパを一実施形態において含み得るレチクル走査ステージを走査することを含んでいる。
【００５８】
レチクル上の回路パターンがウエハに転写された後、露光されたウエハは、ステップ１３１７において現像される。露光されたウエハが現像されると、残存しているフォトレジスト以外の部分、例えば露光された材料の表面はエッチングによって除去される。最後に、ステップ１３１９において、エッチング後に残存している不必要なフォトレジストが除去される。当業者に明らかなように、多層回路パターンがこれらの前処理及び後処理工程の繰り返しによって形成される。
【００５９】
本発明の実施形態のいくつかのみを上述したが、 当然のことながら、本発明は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、多くの他の具体的なやり方において具現することが可能である。一例として、ヒートパイプ（熱輸送装置）はピストンである圧力コントローラを含むものとして説明したが、圧力コントローラはヒートパイプ内の圧力を制御可能などのような機構であってもよい。換言すれば、ヒートパイプ（熱輸送装置）の圧力コントローラは必ずしもピストンでなくてもよい。
【００６０】
ヒートパイプ内の圧力を制御することによって内部温度が制御されるヒートパイプは、各種の異なる応用のために用いることができる。例えば、上述したように、内部温度が制御可能なヒートパイプ（熱輸送装置）は、リニアモータ、ボイスコイルモータ、又は実質的に他の任意の電磁アクチュエータを冷却するために、フォトリソグラフィ装置内で使用することが可能である。しかしながら、当然ではあるが、このようなヒートパイプ（熱輸送装置）は、冷却の恩恵を受ける実質的に任意の機構又は装置を冷却するために用いてもよい。
【００６１】
ピストンのような圧力制御機構がヒートパイプ（熱輸送装置）の凝縮端の近傍に位置付けられて示されているが、圧力制御機構は、一般に、ヒートパイプに対して実質的に任意の位置に位置付けられてもよい。主に気体又は蒸気を含む、ヒートパイプの凝縮端に密接して圧力制御機構を位置付けることにより、圧力制御機構をより容易に作動させることが可能である。しかしながら、いくつかの実施形態においては、圧力制御機構はその代わりにヒートパイプの中間部分の近傍に、あるいはヒートパイプの蒸発端に密接して位置付けられてもよい。
【００６２】
ヒートパイプ（熱輸送装置）内の圧力を変化させることにより、一部の例では、ヒートパイプの内部容積にかなりの変化を生じさせることがある。逆に、ヒートパイプの内部容積を変化させることは、ヒートパイプ内の圧力の変化を導くことがある。従って、当然のことながら、ヒートパイプの内部容積は、例えばヒートパイプのピストンを変位させることによって、ヒートパイプ内の流体の沸点の変化を引き起こす、ヒートパイプ内の圧力に変化を生じさせるために、効果的に変化され得る。
【００６３】
一般に、本発明の方法に関連する工程は大きく変更し得る。ステップは、本発明の精神又は範囲から逸脱しない限りにおいて、追加、削除、改変、又は再整理されてもよい。例えば、ヒートパイプ（熱輸送装置）内の温度を制御するプロセスは、ヒートパイプ内の所望温度を少なくとも周期的に判定することを含んでもよい。ヒートパイプ（熱輸送装置）のピストンに付与される制御力は所望温度への変化を補償するように調整され得るので、ヒートパイプ（熱輸送装置）内の所望温度を周期的に判断することは、ステージ装置全体に関連する必要条件に対する変化の原因を説明することを可能にする。それゆえに、本例は制限的なものではなく説明的なものとしてみなされるべきであり、本発明は本文中に記載された詳細に限定されることはなく、添付の特許請求の範囲内において改変され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
本発明は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって適切に理解され得る。
【図１】図１は、従来のヒートパイプを示す図である。
【図２】図２は、充填可能な従来のヒートパイプを示す図である。
【図３】図３ａは、ガス充填式の可変伝導ヒートパイプを示す図である。図３ｂは、蓄積部からのガスが凝縮部の中に存在している、ガス充填式の可変伝導ヒートパイプ、例えば、図３ａのヒートパイプ３００を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従って、その内部の圧力が制御可能なヒートパイプを示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従って、その内部の圧力がピストン装置を用いて制御可能なヒートパイプを示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従って、ヒートパイプアセンブリのピストンが移動される場合に生じる動作を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従って、圧力コントローラとしての役割を果たすピストン及び内部温度センサを備えるヒートパイプを示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従って、ヒートパイプ内の温度制御に用いられ得る制御ループを示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に従って、ヒートパイプ内の圧力を調整することによってヒートパイプ内の温度を制御する一つの方法を説明する処理フロー図である。
【図１０】図１０ａは、本発明の実施形態に従って、ボイスコイルモータによって作動されるピストンを示す図である。図１０ｂは、本発明の実施形態に従って、空気ベローズによって作動されるピストンを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に従うフォトリソグラフィ装置を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に従って、半導体デバイスの製造に関連する工程を図解した処理フロー図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態に従って、ウエハ処理、即ち図１２のステップ１３０４に関連する工程を図解した処理フロー図である。
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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