(57)【要約】【課題】  発熱体の上流側に供給ポンプ並びに発熱体下流に減圧ポンプを構成した液体冷媒循環系において、液送開始時に発熱体を覆っているジャケットにかかる圧力がジャケットの耐圧を超えてしまうことを防ぐ。【解決手段】  発熱体であるコイル１３の上流側に供給ポンプ１７を、発熱体下流に減圧ポンプ１を構成し、供給ポンプ１７並び減圧ポンプ１の起動時の出力をポンプ出力制御系２２によって以下のように制御する。すなわち、液送開始時に供給ポンプ１７が通常運転時より低い出力にて運転を開始した後に、減圧ポンプ１も通常運転時より低い出力にて運転を開始する。さらに、供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の出力を、所定の時間をかけて徐々に上げていく所定の出力上昇時間を設け、供給ポンプ１７と減圧ポンプ１を同時に所定出力に達せさせる。これにより、供給ポンプ１７と減圧ポンプの出力バランスが崩れず、コイル１３を覆うジャケット１１にかかる圧力がジャケット１１の耐圧を超えることを防ぐことができる。【選択図】  図１
2009206112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を覆うジャケットと、該ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、該ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプとを含む冷却装置であって、
前記供給ポンプと前記減圧ポンプの運転を所定の時間差をもって開始させるポンプ出力制御手段を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時まず前記供給ポンプに通常運転時より低い出力にて運転を行わせることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
発熱体を覆うジャケットと、該ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、該ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプとを含む冷却装置であって、
液送開始時前記供給ポンプに通常運転時より低い出力にて運転を行わせるポンプ出力制御手段を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時まず前記供給ポンプが通常運転時より低い出力にて運転を開始した後、前記減圧ポンプに運転を開始させることを特徴とする請求項２または３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時まず前記供給ポンプが通常運転時より低い出力にて運転を開始した後、前記減圧ポンプも通常運転時より低い出力にて運転を開始させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項６】
前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時に供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力を、所定の時間をかけて徐々に上げていく所定の出力上昇時間を設け、供給ポンプと減圧ポンプの出力を同時に通常運転状態の出力に達せさせることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項７】
前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時まず前記供給ポンプに通常より低い出力にて運転を開始させ、前記供給ポンプの出力が安定した後、前記減圧ポンプに通常運転時より低い出力で運転を開始させ、前記減圧ポンプの出力が安定した後、前記供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力を所定の時間をかけて徐々に上げていき、供給ポンプと減圧ポンプの出力を同時に通常運転状態の出力に達せさせることを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記ポンプ出力制御手段は、前記供給ポンプ並びに前記減圧ポンプの前記出力上昇時間を設定する手段を備えていることを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項９】
前記ポンプ出力制御手段は、前記供給ポンプ並びに前記減圧ポンプのどちらか、または両方の前記通常運転時より低い出力にて運転する時間を設定する手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記ポンプ出力制御手段は、前記供給ポンプ並びに前記減圧ポンプのどちらか、または両方の前記通常運転より低い出力にて運転する際の出力を設定する手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の冷却装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、露光した前記基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１３】
発熱体を覆うジャケットと、該ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、該ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプとを含む冷却装置の運転方法であって、
通常運転時よりも低い出力で前記供給ポンプの運転を開始する工程と、
前記供給ポンプが運転を開始した後、通常運転時よりも低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始する工程と、
前記供給ポンプの出力と前記減圧ポンプの出力とを前記通常運転時の出力に到達させる工程とを含むことを特徴とする運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関し、特に露光装置の装置本体を恒温維持する環境制御装置に用いて好適な冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、本発明の適用対象の一例である露光装置の概略図を示す。同図において、２９は半導体製造等に用いられる露光装置の光源である。光源２９は、露光パターンの微細化に伴い短波長化が進みｉ線からエキシマレーザへとシフトし、更にはそのレーザ光源もＫｒＦからＡｒＦへとシフトしてきた。現在更なる微細化への要求を満足するためにＦ２レーザやＥＵＶ光の使用が検討されている。
【０００３】
光源２９から出た光は、導入部３０を経て照明光学系３１に送られた後、照明光学系３１にて照度むらの除去並びにビームの成形が行われ照明光となり、露光パターンの原版となるレチクル３２に照射される。レチクル３２は、レチクルステージ３３に配置されている。レチクル３２を経た光は、パターン光となり投影光学系３４を介してレチクル３２と光学的共役面に配置されたウエハ３５に縮小投影される。
【０００４】
ウエハ３５はリニアモータ駆動のウエハステージ３６に配置され、ステップアンドリピート方式による繰り返し露光が行われる。
また近年集積回路線幅の微細化に伴い、ステップアンドスキャン方式の半導体露光装置が開発されている。この露光装置は、レチクルステージ３３もリニアモータ駆動させウエハステージ３６とレチクルステージ３３を同期させて最適な結像が行える投影光学系３４の中心部で露光エリアをスリット状に絞り込みスキャンしながら露光するものである。
【０００５】
このウエハステージ３６（ステップアンドスキャン方式の露光装置であればレチクルステージ３３も）は高速および高加速度で駆動させるため、ステージ駆動源のリニアモータに構成されるコイルは発熱量が多くなる。このため通常コイルをジャケットで覆い、内部に液体冷媒を循環させ冷却を行っている。
【０００６】
図６に流体でステージ駆動源のリニアモータのコイルを冷却し、流体を循環し温度制御を行う温調装置の従来例を示す。コイル１３の排熱および温調を行うために、温調循環装置１２とコイル１３を覆うジャケット１１を配管１４で連結し、冷媒１５の循環系が設けられている。温調循環装置１２は、タンク１６と供給ポンプ１７から成る冷媒循環手段と加熱器１８と冷却器１９と温度センサ２０と温調器２１から成る冷媒温調手段を有している。
【０００７】
タンク１６内の冷媒１５は供給ポンプ１７により加熱器１８へ送られ加熱温調されコイル１３へ供給される。加熱温調は温度センサ２０の冷媒１５の温度が常に一定の温度になる様に温調器２１によりＰＩＤフィードバックによる加熱器１８の出力を調整することにより行われる。
【０００８】
温調された冷媒１５は、コイル１３とジャケット１１を通して熱交換を行うことによりコイル１３の排熱を行う。コイル１３の熱を吸収した冷媒１５は冷却器１９に送られ循環系外に熱を放出後再びタンク１６に戻される。
従来は以上のような冷媒循環系により、コイル１３の排熱ならびに温調が行われていた。
【０００９】
しかし、近年の高スループット対応化に伴いリニアモータの発熱量は増加の一途を辿り、リニアモータの発熱は露光装置内部の温度揺らぎを発生させる。一般にステージの位置計測にはレーザ干渉計が用いられるが、ステージ空間内に温度揺らぎが発生するとレーザ干渉計の計測精度悪化や構造体の熱膨張による計測誤差を招く要因となる。熱影響を低減させるには冷媒の流量を上げる必要が生じるが、冷媒流量の増加はジャケットにかかる圧力の増加を招き、更に圧力増分は流量増分の２乗となるため、ジャケット耐圧による流量の制限が生じる。構造上ジャケットの耐圧を上げられない場合、流量を制限し熱影響の生じない運転を強いられ、本来のステージが有するスピード性能を発揮できずスループットの低下を招いてしまう。
【００１０】
また、簡便なジャケットの圧力低減策として熱源の下流側に液送ポンプを配置する方法もある。この場合タンク、発熱体、ポンプの順の循環系配置となり、一般にタンクは密閉されていないため、タンク部は大気圧となりポンプ吸い込み口は圧力損失分負圧となる。しかし、冷媒の蒸気圧並びにポンプの所要ＮＰＳＨ（Ｎｅｔ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｓｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｄ）により、ポンプ吸込み口の圧力（負圧）に制限が有り、損失の大きな系では多くの流量を流すことは出来ない。
【００１１】
この対策として、ジャケット上流側に供給ポンプ並びにジャケット下流側に減圧ポンプを設ける方法がある。ジャケット上流側に供給ポンプ並びにジャケット下流側に減圧ポンプを設けることにより、減圧ポンプによってジャケットにかかる圧力が低減される。それとともに、供給ポンプによって減圧ポンプの所要ＮＰＳＨを下回らないように減圧ポンプの吸込み口圧力を増加させることができるため、耐圧が低いジャケットに対しても、圧力上昇を招くことなく冷媒流量を上げることができる。
【特許文献１】特開２００７−１２３２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
液体冷媒循環系を前記構成とした場合、供給ポンプと減圧ポンプの２つのポンプがそれぞれ所定の出力に達して運転している状態では、ジャケットにかかる圧力を低く保ちながら、多くの流量を循環させることが可能となる。しかし、液送開始時に供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力が上昇している際は、供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力のバランスが崩れる。そのため、ジャケットにかかる圧力がジャケットの耐圧を超えてしまいジャケットが破損したり、減圧ポンプの吸込み圧力が減圧ポンプの所要ＮＰＳＨを下回ってしまいポンプが破損するといった虞がある。
【００１３】
本発明者の知見によると、供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力バランスが崩れるのは、供給ポンプ並びに減圧ポンプに運転のための給電が開始されてから、ポンプが運転を開始するまでの時間が変化してしまうためである。また、供給ポンプ並びに減圧ポンプが、運転を開始してから設定出力に達するまでの時間が変化してしまうためである。
ポンプに運転のための給電が開始されてから、ポンプが運転を開始するまでの時間が変化してしまう要因としては、通常ポンプ運転用に必要となるインバータ内に構成されているコンデンサの充電状態（放電状態）の変化などがある。また、ポンプが運転を開始してから、設定出力に達するまでの時間が変化する要因としては、設定出力や、ポンプに供給される電源電圧の変動などがある。
【００１４】
また、長期間液送を停止していた場合などに、前記減圧ポンプ内が流体によって満たされていない状態となりうるが、この場合、前記減圧ポンプ運転開始時に、前記減圧ポンプが空運転状態となり前記減圧ポンプを破損してしまう虞もある。
【００１５】
本発明は、発熱体の上流側に供給ポンプを、発熱体下流に減圧ポンプを構成した液体冷媒循環系における上記従来技術の課題を鑑みてなされたものである。そして、液送開始時に過度な圧力上昇や圧力降下を抑制するとともに、ポンプが空運転状態となることを防止し、ジャケットや液送ポンプの破損を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記問題を解決するために、本発明に係る第１の冷却装置は、発熱体を覆うジャケットと、該ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、該ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプとを含む冷却装置であって、前記供給ポンプと前記減圧ポンプの運転を所定の時間差をもって開始させるポンプ出力制御手段を有することを特徴とする。
また、本発明に係る第２の冷却装置は、発熱体を覆うジャケットと、該ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、該ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプとを含む冷却装置であって、液送開始時前記供給ポンプに通常運転時より低い出力にて運転を行わせるポンプ出力制御手段を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る冷却装置の運転方法では、発熱体を覆うジャケットと、該発熱体の上流側に設けられた該ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、該発熱体の下流側に設けられた該ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプとを含む冷却装置の運転方法であって、通常運転時よりも低い出力で前記供給ポンプの運転を開始する工程と、前記供給ポンプが運転を開始した後、通常運転時よりも低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始する工程と、前記供給ポンプの出力と前記減圧ポンプの出力とを前記通常運転時の出力に到達させる工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液送開始時にもジャケット構造の発熱体に対して、圧力上昇を招くことなく、また、減圧ポンプの所要ＮＰＳＨを下回る圧力低下を招くことなく液送を開始することができる。したがって、液送開始時の過度な圧力上昇や圧力降下によるジャケットやポンプの破損を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明において、前記ポンプ出力制御手段は、前記供給ポンプと前記減圧ポンプの運転を所定の時間差をもって開始させる。または、液送開始時前記供給ポンプに通常運転時より低い出力にて運転を行わせる。
このように、前記供給ポンプ及び減圧ポンプ両方の運転開始時の出力を所定の関係に制御する。
本発明の好ましい実施の形態において、前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時まず前記供給ポンプが通常運転時より低い出力にて運転を開始した後、前記減圧ポンプに運転を開始させる。前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時まず前記供給ポンプが通常運転時より低い出力にて運転を開始した後、前記減圧ポンプも通常運転時より低い出力にて運転を開始させることが好ましい。
【００１９】
前記ポンプ出力制御手段は、液送開始時に供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力を、所定の時間をかけて徐々に上げていく所定の出力上昇時間を設け、供給ポンプと減圧ポンプの出力を同時に通常運転状態の出力に達せさせることが好ましい。
本実施形態において、より好ましくは、ジャケット、供給ポンプ、減圧ポンプで構成される液体冷媒循環系は、前記ポンプ出力制御手段により、以下のように動作する。すなわち、前記液送開始時に前記供給ポンプが通常運転時より低い出力にて運転を開始した後に、前記減圧ポンプも通常運転時より低い出力にて運転を開始する。さらに、供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力を、所定の時間をかけて徐々に上げていく所定の出力上昇時間を有し、供給ポンプと減圧ポンプが同時に所定出力に達する。
【実施例】
【００２０】
以下、好適な実施の形態を実施例に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る冷却装置における液体冷媒循環系の概念図を示す。また、図２は図１の冷却装置を図５の露光装置に適用した場合のウエハステージの概略構成図を示す。前述した図５の従来例の構成と共通する部分は同じ番号で示している。
【００２２】
ウエハステージ３６は、ウエハ３５を搭載した可動子２５と、可動子２５をＹ方向に案内するＹガイドバー２４と、可動子２５をＸ方向に案内するＸガイドバー２３とを有する。また、可動子２５をＸＹ方向で移動自在に案内し、かつ支持するステージ定盤２６と、Ｘガイドバー及び２３Ｙガイドバー２４をそれぞれ駆動するリニアモータとを有する。リニアモータはＸガイドバー２３をＹ方向に駆動し、Ｙガイドバー２４をＸ方向に駆動する。可動子２５は、Ｘガイドバー２３とともにＹ方向に移動し、Ｙガイドバー２４とともにＸ方向に移動する。
【００２３】
リニアモータはＸガイドバー２３及びＹガイドバー２４の両端に設けられた磁石ユニット２８（可動子）と、磁石ユニット２８と対向して設けられた固定子２７内のコイル１３とを有する所謂ムービング・マグネット型のリニアモータである。そして、コイル１３に通電することによって、推進力が発生するとともに発熱する。発熱体であるコイル１３はジャケット１１にて覆われている。コイル１３の排熱および温調を行うために、温調循環装置１２を設け、コイル１３を覆ったジャケット１１を配管１４で連結し、冷媒１５の循環系を設けている。
【００２４】
温調循環装置１２は、タンク１６に貯められた冷媒１５を適切な流量でコイル１３に供給するためにコイル１３の上流側に配置された供給ポンプ１７からなる冷媒供給手段を有する。また、冷媒１５を適切な温度でコイル１３に供給するために、加熱器１８と冷却器１９と循環経路内に設けられた温度センサ２０と温調器２１から成る冷媒温調手段を有する。更にコイル１３を覆うジャケット１１にかかる圧力を低減するためにコイル１３下流に配置された減圧ポンプ１によるジャケット圧力減圧手段を有する。冷媒１５の温調方法は従来と同様である。
【００２５】
減圧ポンプ１の吸い込み口の圧力は、減圧ポンプ１からタンク１６までの圧力損失ΔＰｒから減圧ポンプ１の持つヘッドΔＰｈを引いた圧力となる。したがって減圧ポンプ１が生成するヘッドが下流の圧力損失より大きければ負圧となる。更にタンク１６より減圧ポンプ１の配置が高い場合、その高低差をｈ、液体冷媒密度をρ、重力加速度をｇとするとρｇｈ分減圧される。
【００２６】
しかしながら、ポンプ液送を行う場合、使用温度における液体の蒸気圧並びにポンプの持つ所要ＮＰＳＨにより負圧限界が生じる。そして、その負圧限界値を下回るとキャビテーションが発生し、液送が出来なくなり更には循環系機器類に大きなダメージを与えてしまう。
【００２７】
そこで、キャビテーション発生を防止するために、圧力が最も低くなる減圧ポンプ１の吸い込み口の圧力を検知する圧力センサ２と減圧ポンプ１下流に配置された背圧調整弁３からなる減圧ポンプ吸い込み圧力調整手段を新たに設ける。そして、吸い込み口の圧が負圧限界を超えないように背圧調整弁３にて減圧ポンプ１の下流側の圧力損失を調整する。
また、供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の起動時の出力を、ポンプ出力制御系２２により制御する。
【００２８】
図３は本実施例における、液送開始時の供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力およびジャケット圧力の一例と時間の経過の関係を示した図である。また、図４は本実施例における液送開始時の供給ポンプ並びに減圧ポンプの運転フロー図である。
【００２９】
前記液冷循環系において、供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の通常運転状態の出力をそれぞれ所定出力ＰＨ１、ＰＨ２とする。通常運転状態の出力とは、コイル１３から発生する熱を一定に保つときに必要とされる出力であり、その出力は予め設定されていても良いし、所定の設定手段によって運転開始ごとに設定されても良い。
前記液体冷媒循環系において、液送開始時まずステップＳ１において供給ポンプ１７が所定出力ＰＨ１より低い出力である低出力ＰＬ１で運転を開始する。この際の供給ポンプ１７の低出力ＰＬ１はジャケット１１部にかかる圧力が耐圧を超えない出力とする。ステップＳ１においてジャケット１１の圧力は、ジャケットの耐圧を超えない圧力ＪＰ２まで上昇する。
【００３０】
供給ポンプ１７が低出力ＰＬ１にて運転を開始してから、供給ポンプ１７のみの低出力運転時間Ｔ１が経過した後、ステップＳ２にて減圧ポンプ１が減圧ポンプの所定出力ＰＨ２より低い出力である低出力ＰＬ２にて運転を開始する。この際の減圧ポンプ１の低出力ＰＬ２は減圧ポンプ１の吸込み圧力が、減圧ポンプ１の所要ＮＰＳＨを下回らない出力とする。ステップＳ２において、ジャケット１１の圧力は、減圧ポンプ１の吸込み圧が所要ＮＰＳＨを下回らない範囲で、ＪＰ１まで低下する。
【００３１】
また、供給ポンプ１７が運転を開始してからの供給ポンプ１７のみの低出力ＰＬ１による運転時間Ｔ１は、次のように設定する。すなわち、供給ポンプ１７の出力が低出力ＰＬ１に達するまでの時間（図３では瞬間）、または液体冷媒循環系に冷媒が満たされるまでの時間のどちらか長い方より長い時間に設定する。
【００３２】
減圧ポンプ１の低出力運転時間Ｔ２が経過した後、ステップＳ３において所定の出力上昇時間Ｔ３をかけ、供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の出力を時間に比例して上げていく。供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の出力が徐々に上昇し始めてから、所定の出力上昇時間Ｔ３後に、ステップＳ４にて供給ポンプ並びに減圧ポンプがそれぞれ所定出力ＰＨ１、ＰＨ２に到達し、通常運転状態となる。これらの出力上昇速度及び出力上昇時間は、該出力上昇時間Ｔ３経過後、供給ポンプと減圧ポンプの出力が同時に通常運転状態の出力に達するように設定することが好ましい。
ステップＳ３においてジャケット圧力は、徐々に上がっていき、ステップＳ４にて最終的に所定の圧力ＪＰ３にて安定する。
【００３３】
供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の出力上昇時間Ｔ３は供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の出力上昇特性に合わせて設定する。
【００３４】
供給ポンプ１７の低出力運転時間Ｔ１、減圧ポンプ１の低出力運転時間Ｔ２、供給ポンプ１７及び減圧ポンプ１の出力上昇時間Ｔ３、供給ポンプ１７の所定出力ＰＨ１は不図示のコンソール画面より、設定することが可能となっている。また、減圧ポンプの所定出力ＰＨ２、供給ポンプの低出力ＰＬ１、減圧ポンプの低出力ＰＬ２も不図示のコンソール画面より、設定することが可能となっている。これにより、ポンプの設定出力や、配管１４の長さなどに応じた、最適な値を容易に設定できる。
【００３５】
本実施例では、供給ポンプ１７を低出力ＰＬ１にて所定の時間Ｔ１運転させてから減圧ポンプ１の運転を開始する。これにより、供給ポンプ１７を運転するための不図示のインバータ内に含まれるコンデンサの充電状態（放電状態）の影響を排除することができる。
なお、コンデンサの充電状態（放電状態）の影響を排除するためには、コンデンサへの給電のみ予め行ってから、供給ポンプ並びに減圧ポンプの運転を開始してもよい。あるいは、コンデンサを放電させる回路を設け、運転を開始する前にコンデンサを放電させてから、運転を開始さてもよい。
【００３６】
また、液送開始時にまず供給ポンプ１７を低出力運転させることにより、長期間液送を停止していた場合などに、減圧ポンプ１内に流体が満たされていない状態になっていても、供給ポンプ１７のみで一旦液送を行うことになる。これにより、減圧ポンプ１内に流体が満たされるため、減圧ポンプ１が空運転状態となることを防ぐことができる。
なお、減圧ポンプ１内に流体を満たすために行う低出力運転と、不図示のインバータ内に含まれるコンデンサの充電状態（放電状態）の影響を排除するための低出力運転を分けて行ってもよい。
【００３７】
さらに、減圧ポンプ１を低出力ＰＬ２にて所定の時間Ｔ２運転させることにより、減圧ポンプ１を運転するための不図示のインバータ内に含まれるコンデンサの充電状態（放電状態）の影響も排除することができる。
【００３８】
さらに、供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１それぞれの出力を所定出力ＰＨ１およびＰＨ２へ徐々に上げていく所定の出力上昇時間Ｔ３を設けることにより、次の効果を奏する。すなわち、供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の設定出力や供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１に給電される電源電圧の変動などの影響を受けず、出力上昇時間Ｔ３の供給ポンプ並びに減圧ポンプの出力上昇率は常に一定となる。
【００３９】
なお、上述した実施例では、ムービング・マグネット型のリニアモータについて適用された場合について説明したが、ムービング・コイル型のリニアモータにも本発明は適用することができる。
また、上述した実施例では、ウエハステージ駆動用リニアモータのコイルの冷却について説明したが、レチクルステージ駆動用リニアモータのコイルの冷却にも適用することができる。
また、上述の説明では特に言及しなかったが、本発明はステッパおよび、走査型（スキャン）方式の露光装置のいずれにも適用することができる。
【００４０】
上述の発熱体の冷却を液体冷媒で行う液体冷媒循環系を有し、発熱体の上流側に供給ポンプ並びに発熱体下流に減圧ポンプを構成した液体冷媒循環系を有する本実施例は、以下に記載する効果を奏する。すなわち、液送開始時にもジャケット構造の発熱体に対して、圧力上昇を招くことなく、また、減圧ポンプの所要ＮＰＳＨを下回る圧力低下を招くことなく液送を開始することができる。これにより、液送開始時の過度な圧力上昇や圧力降下によるジャケットやポンプの破損を防ぐことができる。
【００４１】
［デバイス製造方法の実施例］
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の冷却装置を用いた露光装置を使用して感光剤を塗布した基板（ウエハ、ガラス基板等）を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例に係る露光装置の液体冷媒循環系の概念図である。
【図２】本発明の一実施例に係る露光装置のウエハステージの概略構成図である。
【図３】図１における供給ポンプ１７と減圧ポンプ１の出力およびジャケットにかかる圧力の一例と時間経過の関係を示した図である。
【図４】図１における液体冷媒循環系が液送を開始する際の運転フロー図である。
【図５】露光装置の一例を示す概略図である。
【図６】従来の露光装置の温調装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：減圧ポンプ
２：圧力センサ
３：背圧調整弁
４：流量調整弁
５：流量センサ
１１：ジャケット
１２：温調循環装置
１３：コイル
１４：配管
１５：冷媒
１６：タンク
１７：供給ポンプ
１８：加熱器
１９：冷却器
２０：温度センサ
２１：温調器
２２：ポンプ出力制御系
２３：Ｘガイドバー
２４：Ｙガイドバー
２５：可動子
２６：ウエハステージ定盤
２７：固定子
２８：磁石ユニット
２９：光源
３０：導入部
３１：照明光学系
３２：レチクル
３３：レチクルステージ
３４：投影光学系
３５：ウエハ
３６：ウエハステージ
Ｔ１：供給ポンプ１７のみの低出力運転時間
Ｔ２：減圧ポンプ１の低出力運転時間
Ｔ３：出力上昇時間
ΔＰｒ：減圧ポンプ下流圧力損失
ΔＰｈ：ポンプヘッド
ｇ：重力加速度
ｈ：減圧ポンプ〜タンク間高低差
ρ：液体冷媒密度
【図１】
2009206112.tif 000003
【図２】
2009206112.tif 000004
【図３】
2009206112.tif 000005
【図４】
2009206112.tif 000006
【図５】
2009206112.tif 000007
【図６】
2009206112.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、
前記発熱体を覆うジャケットと、
前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、
前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、
前記供給ポンプの運転を開始させた後、前記減圧ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記供給ポンプの運転開始から前記減圧ポンプの運転開始までの時間を設定する設定手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、
前記発熱体を覆うジャケットと、
前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、
通常運転時の出力より低い出力で前記供給ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
前記供給ポンプの該低出力運転時間を設定する設定手段と、をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、  前記発熱体を覆うジャケットと、
前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、
前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、
通常運転時の出力より低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
前記減圧ポンプの該低出力運転時間を設定する設定手段と、をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、  前記発熱体を覆うジャケットと、
前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、
前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、
前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの運転を制御する制御手段と、
前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの運転時間を設定する設定手段と、を有し、
前記制御手段は、前記設定手段により設定された時間内で徐々に前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を上げていくことを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、
前記発熱体を覆うジャケットと、
前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、
前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、
通常運転時の出力より低い出力で前記供給ポンプの運転を開始させた後、通常運転時の出力より低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの運転時間を設定する設定手段と、をさらに有し、
前記制御手段は、前記設定手段により設定された時間内で徐々に前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を上げていき、前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を通常運転時の出力に到達させることを特徴とする請求項８に記載の冷却装置。
【請求項１０】
レチクルステージに配置されたレチクルのパターンをウエハステージに配置されたウエハに露光する露光装置において、
前記レチクルステージおよび前記ウエハステージのうち少なくとも１つを駆動させるリニアモーターを発熱体として、該発熱体を冷却するための請求項１〜９のいずれかに記載の冷却装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
露光された前記基板を現像する工程と、を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１２】
発熱体を覆うジャケットと、前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、を有する冷却装置の運転方法であって、
通常運転時の出力より低い出力で前記供給ポンプの運転を開始する工程と、
前記供給ポンプの運転を開始した後、通常運転時より低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始する工程と、
前記減圧ポンプの運転を開始した後、設定された時間内で徐々に前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を上げていき、前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を通常運転時の出力に到達させる工程と、を有することを特徴とする運転方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
図６に流体でステージ駆動源のリニアモータのコイルを冷却し、流体を循環し温度制御を行う温調装置の従来例を示す。コイルの排熱および温調を行うために、温調循環装置１２とコイルを覆うジャケット１１を配管１４で連結し、冷媒１５の循環系が設けられている。温調循環装置１２は、タンク１６と供給ポンプ１７から成る冷媒循環手段と加熱器１８と冷却器１９と温度センサ２０と温調器２１から成る冷媒温調手段を有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
タンク１６内の冷媒１５は供給ポンプ１７により加熱器１８へ送られ加熱温調されコイルへ供給される。加熱温調は温度センサ２０の冷媒１５の温度が常に一定の温度になる様に温調器２１によりＰＩＤフィードバックによる加熱器１８の出力を調整することにより行われる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
温調された冷媒１５は、コイルとジャケット１１を通して熱交換を行うことによりコイルの排熱を行う。コイルの熱を吸収した冷媒１５は冷却器１９に送られ循環系外に熱を放出後再びタンク１６に戻される。
従来は以上のような冷媒循環系により、コイルの排熱ならびに温調が行われていた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記問題を解決するために、本発明の冷却装置は、露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体を覆うジャケットと、前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、前記供給ポンプの運転を開始させた後、前記減圧ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の冷却装置は、さらに、露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体を覆うジャケットと、前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、通常運転時の出力より低い出力で前記供給ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の冷却装置は、さらに、露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体を覆うジャケットと、前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、
通常運転時の出力より低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の冷却装置は、さらに、露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、  前記発熱体を覆うジャケットと、前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、
前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの運転を制御する制御手段と、前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの運転時間を設定する設定手段と、を有し、前記制御手段は、前記設定手段により設定された時間内で徐々に前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を上げていくことを特徴とする。
本発明の冷却装置は、さらに、露光装置における発熱体を冷却するための冷却装置であって、前記発熱体を覆うジャケットと、前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、  通常運転時の出力より低い出力で前記供給ポンプの運転を開始させた後、通常運転時の出力より低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始させる制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の運転方法は、発熱体を覆うジャケットと、前記ジャケットに冷媒を供給する供給ポンプと、前記ジャケットにかかる圧力を低減する減圧ポンプと、を有する冷却装置の運転方法であって、通常運転時の出力より低い出力で前記供給ポンプの運転を開始する工程と、前記供給ポンプの運転を開始した後、通常運転時より低い出力で前記減圧ポンプの運転を開始する工程と、前記減圧ポンプの運転を開始した後、設定された時間内で徐々に前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を上げていき、前記供給ポンプおよび前記減圧ポンプの出力を通常運転時の出力に到達させる工程と、を有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明によれば、液送開始時にもジャケットに対して、圧力上昇を招くことなく、または、減圧ポンプの所要ＮＰＳＨを下回る圧力低下を招くことなく液送を開始することができる。したがって、液送開始時の過度な圧力上昇や圧力降下によるジャケットやポンプの破損を防ぐことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
リニアモータはＸガイドバー２３及びＹガイドバー２４の両端に設けられた磁石ユニット２８（可動子）と、磁石ユニット２８と対向して設けられた固定子２７内のコイルとを有する所謂ムービング・マグネット型のリニアモータである。そして、コイルに通電することによって、推進力が発生するとともに発熱する。発熱体であるコイルはジャケット１１にて覆われている。コイルの排熱および温調を行うために、温調循環装置１２を設け、コイルを覆ったジャケット１１を配管１４で連結し、冷媒１５の循環系を設けている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
温調循環装置１２は、タンク１６に貯められた冷媒１５を適切な流量でコイルに供給するためにコイルの上流側に配置された供給ポンプ１７からなる冷媒供給手段を有する。また、冷媒１５を適切な温度でコイルに供給するために、加熱器１８と冷却器１９と循環経路内に設けられた温度センサ２０と温調器２１から成る冷媒温調手段を有する。更にコイルを覆うジャケット１１にかかる圧力を低減するためにコイル下流に配置された減圧ポンプ１によるジャケット圧力減圧手段を有する。冷媒１５の温調方法は従来と同様である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
前記液冷循環系において、供給ポンプ１７並びに減圧ポンプ１の通常運転状態の出力をそれぞれ所定出力ＰＨ１、ＰＨ２とする。通常運転状態の出力とは、コイルから発生する熱を一定に保つときに必要とされる出力であり、その出力は予め設定されていても良いし、所定の設定手段によって運転開始ごとに設定されても良い。
前記液体冷媒循環系において、液送開始時まずステップＳ１において供給ポンプ１７が所定出力ＰＨ１より低い出力である低出力ＰＬ１で運転を開始する。この際の供給ポンプ１７の低出力ＰＬ１はジャケット１１部にかかる圧力が耐圧を超えない出力とする。ステップＳ１においてジャケット１１の圧力は、ジャケットの耐圧を超えない圧力ＪＰ２まで上昇する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
１：減圧ポンプ
２：圧力センサ
３：背圧調整弁
４：流量調整弁
５：流量センサ
１１：ジャケット
１２：温調循環装置
１３：ジャケット内の配管
１４：配管
１５：冷媒
１６：タンク
１７：供給ポンプ
１８：加熱器
１９：冷却器
２０：温度センサ
２１：温調器
２２：ポンプ出力制御系
２３：Ｘガイドバー
２４：Ｙガイドバー
２５：可動子
２６：ウエハステージ定盤
２７：固定子
２８：磁石ユニット
２９：光源
３０：導入部
３１：照明光学系
３２：レチクル
３３：レチクルステージ
３４：投影光学系
３５：ウエハ
３６：ウエハステージ
Ｔ１：供給ポンプ１７のみの低出力運転時間
Ｔ２：減圧ポンプ１の低出力運転時間
Ｔ３：出力上昇時間
ΔＰｒ：減圧ポンプ下流圧力損失
ΔＰｈ：ポンプヘッド
ｇ：重力加速度
ｈ：減圧ポンプ〜タンク間高低差
ρ：液体冷媒密度