JP2009212240A - 駆動装置、産業機械、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱の排出のために必要なスペースを削減する。
【解決手段】
駆動装置２００は、産業機械に備えられた部品を電気的に駆動するように構成され、給気口２０１および排気口２０２を有する筐体２７０と、給気口２０１を通して筐体２７０の内部に空気が取り込まれ、排気口２０２を通して筐体２７０の内部から空気が排出されるように空気の流れを形成するファン２１０と、前記空気の流れによって冷却されるように筐体２７０の内部に配置され、前記部品を電気的に駆動する駆動回路ブロック１０５と、給気口２０１を通して筐体２７０の内部に取り込まれる空気と排気口２０２を通して筐体２７０の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、排気口２０２を通して筐体２７０の内部から排出される空気の温度を調整する冷却ユニットＣＵとを備え。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動装置、該駆動装置を含む産業機械および露光装置、ならびに、該露光装置を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。

産業機械の一例として、半導体デバイスや液晶デバイス等のデバイスを製造するための露光装置を挙げることができる。露光装置には生産性向上のためにスループットの向上が絶えず求められており、それによりウエハテージやレチクルステージの更なる高速駆動が不可欠となる。

ウエハステージやレチクルステージを駆動するアクチュエータは、一般に、リニアモータが用いられている。高速駆動のためには、ウエハステージやレチクルステージの加速度を上げる必要があるが、そのためには、リニアモータに流す電流を大きくするか、リニアモータを多重化するなどして、大推力を得る必要がある。これらの要求に対応するために、ウエハステージやレチクルステージを駆動するためのリニアモータの駆動回路は、出力の大容量化されるとともに出力数が増加される傾向にある。しかしながら、このような傾向は、駆動回路や当該駆動回路用の高圧電源からの発熱量の増大をもたらす。

温度管理されたクリーンルーム内で使用される露光装置のような産業機械が発生する熱がそのまま排出されると、クリーンルーム設備に大きな負担がかかる。そこで、通常は、駆動回路や電源などが発生する熱は、一箇所に集めて排気ダクトを通してクリーンルーム外に排出されうる（参考：特許文献１）。
特開２００５−２６８５４６号公報

しかしながら、総発熱量が大きくなると、その熱をクリーンルーム外に排出するための排気ダクトの断面積を大きくする必要がある。これにより、クリーンルームの有効スペースが奪われてしまう。また、ダクトを通して熱をクリーンルーム外に排出する方式では、そのための大掛かりな設備が必要になる。

また、通常は、クリーンルーム設備は、最も厳しい場合を想定して排気ダクトの断面積やそれに流す空気の風量が決定される。しかし、すべての露光装置が常に最大発熱量で動作することは少なく、露光ショットサイズや露光パターン等の露光条件に応じてウエハステージやレチクルステージの駆動に伴う発熱量が変動する。例えば、露光ショットサイズが大きい場合、それが小さい場合と比較して、１枚の基板の露光回数が減るということになる。つまり、その分、ウエハステージやレチクルステージの駆動は少なく済み、総発熱量は減ることを意味する。極端な例では、インターロックなどで露光装置が停止する場合は、ウエハステージやレチクルステージが停止するため、駆動回路からの発熱はほとんどなくなる。これらを考慮すると、クリーンルームの設備は、必要以上の用力を供給し続けていることになる。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、熱の排出のために必要なスペースを削減することを目的とする。

本発明の第１の側面は、産業機械に備えられた部品を電気的に駆動する駆動装置に係り、前記駆動装置は、給気口および排気口を有する筐体と、前記給気口を通して前記筐体の内部に空気が取り込まれ、前記排気口を通して前記筐体の内部から空気が排出されるように空気の流れを形成するファンと、前記空気の流れによって冷却されるように筐体の内部に配置され、前記部品を電気的に駆動する駆動回路ブロックと、前記給気口を通して前記筐体の内部に取り込まれる空気と前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気の温度を調整する冷却ユニットとを備える。

本発明の第３の側面は、部品、および、前記部品を電気的に駆動する駆動装置を備える産業機械に係り、前記駆動装置は、給気口および排気口を有する筐体と、前記給気口を通して前記筐体の内部に空気が取り込まれ、前記排気口を通して前記筐体の内部から空気が排出されるように空気の流れを形成するファンと、前記空気の流れによって冷却されるように筐体の内部に配置され、前記部品を電気的に駆動する駆動回路ブロックと、前記給気口を通して前記筐体の内部に取り込まれる空気と前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気の温度を調整する冷却ユニットとを備える。

本発明の第３の側面は、原版ステージによって保持された原版のパターンを基板ステージによって保持された基板に縮小投影して該基板を露光する露光ユニットと、前記露光ユニットに備えられた部品を駆動する駆動装置とを有する露光装置に係り、前記駆動装置は、給気口および排気口を有する筐体と、前記給気口を通して前記筐体の内部に空気が取り込まれ、前記排気口を通して前記筐体の内部から空気が排出されるように空気の流れを形成するファンと、前記空気の流れによって冷却されるように筐体の内部に配置され、前記部品を電気的に駆動する駆動回路ブロックと、前記給気口を通して前記筐体の内部に取り込まれる空気と前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気の温度を調整する冷却ユニットとを備える。

本発明によれば、例えば、熱の排出のために必要なスペースを削減することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

図１は、本発明の産業機械の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。本発明の好適な実施形態の露光装置は、露光ユニットＥＸと、露光ユニットＥＸの部品を電気的に駆動する駆動装置２００と、主制御部３１０とを備える。

露光ユニットＥＸは、概略的には、レチクルステージ（原版ステージ）１０によって保持されたレチクル（原版）Ｒのパターンをウエハステージ（基板ステージ）２０によって保持されたウエハ（基板）Ｗに投影してウエハＷを露光する。

レチクルＲは、パルスレーザー等の光源が発生する光を使って照明系３０によって照明される。照明されたレチクルＲのパターンは、投影光学系３１によってウエハＷに投影されウエハＷが露光される。この露光によって、ウエハＷに塗布されている感光剤に潜像が形成される。潜像は、現像工程を経て物理的なパターンとなる。

ウエハステージ(第１要素）２０は、第１駆動機構（第１部品）２２によって駆動される。第１駆動機構２２は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、駆動装置２００に備えられた第１駆動回路１１０によって電気的に駆動される。レチクルステージ(第２要素）１０は、第２駆動機構（第２部品）１２によって駆動される。第２駆動機構１２は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、駆動装置２００に備えられた第２駆動回路１００によって電気的に駆動される。露光装置が走査露光装置として構成される場合は、ウエハステージ２０とレチクルステージ１０とが互いに同期して走査駆動される。

ウエハステージ２０とレチクルステージ１０は、それぞれ不図示のレーザ干渉計によって位置が継続的に検出される。制御部３００は、該レーザ干渉計によって検出された位置に基づいて、ウエハステージ２０とレチクルステージ１０が目標位置に位置決めされ又は目標軌跡に沿って移動するように、駆動装置２００の第１駆動回路１１０、第２駆動回路１００に駆動指令を送る。

一般に、ウエハステージ２０、レチクルステージ１０は、空圧または磁力等で定盤の上に浮上させられ、第１駆動機構２２、第２駆動機構１２としてのリニアモータによって駆動させうる。近年、生産性向上のため、ウエハステージ２０、レチクルステージ１０の加速度および走査速度が増加する傾向にある。ウエハステージ（第１要素）２０の加速度、走査速度は、それぞれ１．５Ｇ、６００ｍｍ／ｓ、レチクルステージ（第２要素）１０の加速度、走査速度は、それぞれ６Ｇ、２４００ｍｍ／ｓにもなる。

ここで、半導体デバイスを製造するための露光装置においては、投影光学系３１は、典型的には縮小投影光学系として構成されるので、ウエハステージ（第１部品）２０よりもレチクルステージ（第２要素）１０の方が高速に駆動される。よって、ウエハステージ２０のための第１駆動機構（第１部品）２２を電気的に駆動する第１駆動回路１１０の発熱量よりもレチクルステージ１０のための第２駆動機構（第２部品）１２を駆動する第２駆動回路１００の発熱量が大きくなりうる。上記のような加速度、速度を得るために、駆動回路１１０、１００としては、一般的に、高出力かつ高効率が可能なＤ級アンプを含む回路が好適である。

主制御部３１０は、露光ジョブにしたがって制御部３００に対して、ウエハステージ２０、レチクルステージ１０の駆動のための指令を送る。１つの露光ジョブ（１つのロット）において、例えば２５枚のウエハが露光される。１つの露光ジョブが終了すると、露光装置は、主制御部３１０が次の露光ジョブの開始指令を受けるまで待機状態となる。

図２は、露光ジョブのシーケンスの一例を示す図である。このシーケンスは、主制御部３１０によって制御される。露光ジョブの開始指令を受けると、ステップＳ１において、不図示のウエハ搬送システムによってウエハキャリア内のウエハが取り出されて、位置合わせが行われた後に、ウエハステージ２０に搭載されたウエハチャックの上に配置される。このウエハは、ウエハチャックの上に吸着によって保持される。

ステップＳ２では、ウエハに形成されている複数のグローバルマーク（アライメントマークともいう）の位置が計測され、その計測結果に基づいてウエハの位置、回転、倍率等が計算される。

ステップＳ３では、ウエハの露光すべきショット領域が位置決めされ、ステップＳ４では、当該ショット領域が露光される。

ステップＳ５では、ウエハの全てのショット領域の露光が完了したか否かが判断され、完了したらステップＳ６においてウエハが回収され、完了してなかったら、ステップＳ３に戻る。

ステップＳ７では、ロットのすべてのウエハの露光が完了したか否かが判断され、完了したら露光ジョブが終了し、完了していなかったらステップＳ１に戻る。露光ジョブが終了すると、次の露光ジョブの開始が指令されるまで、露光装置は、待機状態を続ける。

以上のような露光ジョブにおいて、制御部３００は、主制御部３１０から提供される露光ジョブを制御するための情報に基づいて決定される駆動プロファイルに従って第１駆動回路１１０、第２駆動回路１００を制御する。ここで、駆動プロファイルは、第１駆動回路１１０、第２駆動回路１００が出力するべき電流値の時間的な変化でありうる。ウエハステージ２０、レチクルステージ１０を等速で移動させる等速区間は、ウエハステージ２０、レチクルステージ１０が空圧等によって定盤上に浮上しているので、摩擦力を考慮しなくてもよい。したがって、等速区間では、理論的には推力を発生する必要がないので、第１駆動回路１１０、１００が出力する電流を無視してもよい。

ウエハステージ２０へのウエハの配置（ステップＳ１）およびウエハステージ２０からのウエハの回収（ステップＳ６）に関するウエハステージ２０の駆動に伴う第１駆動回路１１０、第２駆動回路１００の発熱量は、全てのウエハについて共通である。

グローバルマーク計測に伴うウエハステージ２０の駆動（ステップＳ２）に伴う第１駆動回路１１０、第２駆動回路１００の発熱量は、露光ジョブで指定されたグローバルマーク計測対象のサンプルショット数に依存する。

ステップＳ３〜Ｓ５における駆動回路ブロック１０５の発熱量は、露光ジョブで指定された露光ショット領域のサイズ、ステージ１０、２０の露光前後の加速、減速の大きさや、露光前後の加速・減速時間と露光中の等速時間とのデューティー比に依存する。

以上より、露光ジョブのステップＳ１〜Ｓ６において第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００を含む駆動回路ブロック１０５が必要とする電力の時間平均（露光ジョブにおける平均電力）は、（１）式に基づいて概算することができる。

｛（Ｑ１＋Ｑ３×Ｍ３＋Ｑ２×Ｍ２）×Ｍ１｝／Ｔ・・・（１）
Ｑ１：ウエハステージへのウエハの配置およびウエハの回収時の加速、減速に要する電力
Ｑ２：グローバルマーク計測時の加速、減速に要する１ショットあたりの電力
Ｑ３：露光時の加速、減速に要する１ショットあたりの電力
Ｍ１：ウエハ枚数
Ｍ２：グローバルマーク計測時のサンプルショット数
Ｍ３：ショット数
Ｔ：Ｓ１〜Ｓ６の所要時間
第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００を含む駆動回路ブロック１０５の発熱量（電力損失）Ｐｄｉｓｓは、これらがＰＷＭ方式のＤ級アンプである場合は、（２）式で算出することができる。

Ｐｄｉｓｓ ＝ Ｐｏｕｔ／Ａ − Ｐｏｕｔ・・・（２）
ここで、Ｐｏｕｔは、ウエハステージ２０およびレチクルステージ１０の駆動のために第１駆動機構２２および第２駆動機構１２を含む駆動回路ブロック１０５に供給する電力の合計である。Ａは、第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００を含む駆動回路ブロック１０５の全体の効率である。

効率Ａは、駆動回路ブロック１０５の電流負荷特性に依存するものであり、出力電流をパラメータとした多項式で近似することができる。したがって、制御部３００は、上記の露光ジョブにおいて消費される平均電力に基づいて駆動回路ブロック１０５の全体の発熱量を推定することができる。

図３は、駆動装置２００の構成例を示す図である。駆動装置２００は、筐体２７０と、ファン２１０と、駆動回路ブロック１０５と、冷却ユニットＣＵとを備えている。筐体２７０は、給気口２０１および排気口２０２を有する。ファン２１０は、筐体２７０の内部もしくは外部、または内部および外部に配置され、給気口２０１を通して筐体２７０の内部に空気が取り込まれ、排気口２０２を通して筐体２７０の内部から空気が排出されるように空気の流れ２６０を形成する。駆動回路ブロック１０５は、ファン２１０が形成する空気の流れ２６０によって冷却されるように筐体２７０の内部に配置される。この実施形態では、駆動回路ブロック１０５は、第１駆動機構２２を電気的に駆動する第１駆動回路１１０と、第２駆動機構１２を電気的に駆動する第２駆動回路１００とを含む。

前述のように、ウエハステージ２０のための第１駆動機構２２を電気的に駆動する第１駆動回路１１０の発熱量よりもレチクルステージ１０のための第２駆動機構１２を駆動する第２駆動回路１００の発熱量が大きくなりうる。そこで、第２駆動回路１００が第１駆動回路１１０よりも筐体２７０の内部における空気の流れ２６０の上流側、すなわち、空気の温度が低い側に配置されることが好ましい。

冷却ユニットＣＵは、給気口２０１を通して筐体２７０の内部に取り込まれる空気と排気口２０２を通して筐体２７０の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、排気口２０２を通して筐体２７０の内部から排出される空気の温度を調整する。冷却ユニットＣＵは、熱交換器２２０と、熱交換器２２０に冷却液を供給し熱交換器２２０から冷却液を回収する流路２５０とを含みうる。熱交換器２２０では、それを通り抜ける空気の熱が冷却液によって奪われることによって該空気の温度が低下する。

熱交換器２２０は、好ましくは外部空間（駆動装置２００が配置される空間、典型的にはクリーンルーム内の空間）と同一の温度の空気が筐体２７０から排出されるように空気を冷却する。そこで、熱交換器２２０は、排気口２０２の近く、換言すると、駆動回路ブロック１０５と排気口２０２との間に配置されることが好ましい。

駆動回路ブロック１０５等が塵埃を排出しうる場合には、熱交換器２２０と排気口２０２との間の位置、または、排気口２０２など、適所にフィルタが配置されることが好ましい。

駆動装置２００は、冷却ユニットＣＵの冷却能力を制御するための構成として、流路２５０を流れる冷却液の流量を制御する電磁弁２３０と、流路２５０を流れる冷却液の流量を検出する流量センサ２４０とを含む。

ここで、電磁弁２３０は、その開度と熱交換量（冷却能力）との関係が線形であるもの、すなわち、比例制御が可能なものであることが好ましいが、これは必須ではない。

熱交換器２２０に供給される冷却液の温度は一定であることが好ましいが、これは必須ではない。露光装置においては、露光ユニットＥＸ内の精密温度制御のために使用されるブライン、Ｃ−ＯＩＬ、純水などの冷却液を流用することが好ましい。一方、このような条件が整わない産業機器、例えば検査用機械においては、一般的な工場設備冷却水が使用されうる。また、熱交換器２２０に供給される流体として、冷却液（液体）に代えて気体が使用されてもよい。さらに、冷却ユニットＣＵとして、ヒートポンプも使用されうる。

駆動装置２００は、給気口２０１を通して筐体２７０の内部に取り込まれる空気と排気口２０２を通して筐体２７０の内部から排出される空気との温度差を検出するために、温度センサ２０３、２０４を備えることが好ましい。電磁弁２３０は、温度センサ２０３、２０４を使って検出された温度差に基づいて、当該温度差が低減されるようにフィードバック制御されうる。一方の温度センサ２０３は、給気口２０１の近傍などの外部空間の温度（外部温度）を検出することができる位置に配置されうる。他方の温度センサ２０４は、排気口２０２の近傍などの筐体２７０から排出される空気の温度を検出することができる位置に配置されうる。

駆動装置２００の外部空間への影響を低減するためには、排気口２０２から排出される空気の温度は、給気口２０１から筐体２７０の内部に取り込まれる空気の温度、すなわち、駆動装置２００の外部空間と同じ温度であることが好ましい。しかしながら、排気口２０２から排出される空気の温度は、任意に設定される温度に制御されてもよい。

冷却ユニットＣＵの冷却能力、すなわち、熱交換器２２０の熱交換能力は、冷却液の物性値と、熱交換器２２０の入口側の温度と、ファン２１０の送風量とで決まる。冷却液の温度が一定かつファン２１０の送風量が一定の場合、冷却液の必要な流量は、駆動回路ブロック１０５が発生する熱量のみに依存する。そこで、駆動回路ブロック１０５の負荷条件を振ったときの発熱量と排気口２０２から排出される空気の温度が外部温度となる冷却液の流量との関係を得ることにより、その関係に基づいて、推定される発熱量に対する冷却液の流量を決定することができる。

排気口２０２から排出される空気の温度の制御が上記のような関係から外れる要因として、冷却液の温度の変動、ファン２１０の送風量の変動、熱交換器２２０や電磁弁２３０の非線形特性を挙げることができる。これに関しては、温度センサ２０３、２０４を用いた温度フィードバックにより熱交換器２２０を流れる冷却液の流量を調整することによって、排気口２０２から排出される空気の温度変動を低減することができる。

図４は、図１に示す露光装置に組み込まれている温度制御システムのブロック図である。第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００は、ファン２１０が外部空間から筐体２７０の内部に空気を取り込むことによって冷却される。第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００が発生する熱を奪うことで温度が上昇した空気は、熱交換器２２０によって冷却されて外部空間に排出される。

熱交換器２２０を流れる冷却液の流量は、流量センサ２４０によって検出され、電磁弁２３０によって制御される。例えば、目標流量ＴＦに対する流量センサ２４０によって検出された流量の偏差に基づいて電磁弁２３０の開度が制御されうる。熱交換器２２０の冷却能力は、冷却液の流量を制御することによってなされうる。

制御部３００は、フィードフォワード制御部（以下、ＦＦ制御部）３３０を含む。ＦＦ制御部３３０は、発熱量推定部３３１と、流量指令部３３２とを含む。発熱量推定部３３１は、第１駆動回路１１０、第２駆動回路１００の駆動プロファイルに従って、（１）、（２）式に基づいて第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００を含む駆動回路ブロック１０５の発熱量を算出（推定）する。駆動プロファイルは、主制御部３１０から提供される露光ジョブを制御するための情報に基づいて制御部３００において決定されうる。この発熱量は、前述のように、時間平均値として求められうる。流量指令部３３２は、発熱量推定部３３１が推定した発熱量に基づいて、筐体２７０の内部での当該発熱量による空気の温度上昇を低減または相殺するための流量指令値を電磁弁２３０に送る。これによって、筐体２７０から排出される空気の温度が駆動プロファイルに基づいてフィードフォワード制御される。

発熱量推定部３３１が出力する発熱量は、駆動プロファイルに基づく推定値であるので、第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００を含む駆動回路ブロック１０５の実際の発熱量との間に若干の誤差を有しうる。したがって、ＦＦ制御部３３０による電磁弁２３０のフィードフォワード制御のみでは、筐体２７０から排出される空気の温度の制御精度が十分に得られない可能性がある。

また、熱交換器２２０に流す冷却液の温度に変動が生じる可能性もある。或いは、ファン２１０による送風量が劣化等によって変動する可能性もある。

これらを考慮し、筐体２７０から排出される空気の温度を検出する温度センサ２０４の出力と、外部空間の温度を検出する温度センサ２０３の出力とに基づいてフィードバック制御部（以下、ＦＢ制御部）３２０が流量指令値を電磁弁２３０に送る。これによって、筐体２７０から排出される空気の温度がフィードバック制御される。ＦＢ制御部３２０は、例えば、温度センサ２０４および温度センサ２０３の出力の差分（つまり、温度偏差）をＰＩＤ演算して流量指令値を発生するＰＩＤ補償器を含みうる。

この実施形態では、ＦＦ制御部（第１制御部）３３０から出力される流量指令値とＦＢ制御部（第２制御部）３２０から出力される流量指令値とが加算されて最終目標流量ＴＦが生成される。

駆動回路ブロック１０５の発熱量は、駆動回路ブロック１０５の状態によって異なる。駆動回路ブロック１０５の状態には、複数の状態が含まれうる。状態の数は、ＦＦ制御部３３０による流量制御の精度に対する要求に応じて任意に決定されうるものである。該流量制御の精度を高くしたい場合には、駆動回路ブロック１０５の状態をより細かく分類すればよい。

図５は、駆動回路ブロック１０５の状態遷移を示す図である。なお、駆動回路ブロック１０５の状態は、露光装置の状態として把握することもできる。駆動回路ブロック１０５の状態は、図５に示す例では、第１状態ＳＴ１、第２状態ＳＴ２、第３状態ＳＴ３および第４状態ＳＴ４を含みうる。

露光装置の電源がオンされることによって駆動回路ブロック１０５を制御するための電源がオンされ、これによって駆動回路ブロック１０５の状態が第１状態ＳＴ１に遷移する。第１状態ＳＴ１において駆動回路ブロック１０５の主電源がオンされると、駆動回路ブロック１０５の状態は、第１状態ＳＴ１から第２状態ＳＴ２に遷移する。第２状態においてウエハステージ２０およびレチクルステージ１０の位置決め機構（サーボ機構）がオンされると、駆動回路ブロック１０５が第２状態ＳＴ２から第３状態ＳＴ３に遷移する。第３状態ＳＴ３において露光ジョブが開始すると、駆動回路ブロック１０５の状態は、第３状態ＳＴ３から第４状態ＳＴ４に遷移する。露光ジョブが終了すると、駆動回路ブロック１０５の状態は、第４状態ＳＴ４から第３状態ＳＴ３に遷移する。その他、露光装置がインターロック条件に陥った場合は、駆動回路ブロック１０５の主電源がオフされて（第１状態ＳＴ１へ遷移）、ウエハステージ２０およびレチクルステージ１０にブレーキがかけられたり、サーボ機構が停止されたりしうる。

第１状態ＳＴ１は、制御部３００によって駆動回路ブロック１０５が制御されるために必要な電源がオンされた状態である。第２状態ＳＴ２は、駆動回路ブロック１０５の主電源がオンされた状態である。第１状態ＳＴ１では、駆動回路ブロック１０５の発熱量は一定であり、第２状態ＳＴ２でも、駆動回路ブロック１０５の発熱量は一定である。そこで、ＦＦ制御部３３０は、第１状態ＳＴ１では第１流量指令値、第２状態では第２流量指令値を流量指令値として電磁弁２３０に送ることが好ましい。これにより、第１状態ＳＴ１および第２状態ＳＴ２において筐体２７０から排出される空気の温度上昇を低減または相殺するための流量指令値が電磁弁２３０に送られる。第１流量指令値および第２流量指令値は、例えば、計算または実測に基づいて推定値として決定されうる。

第３状態ＳＴ３は、ウエハステージ２０およびレチクルステージ１０の位置決め機構（サーボ機構）がオンされた状態である。この状態では、第１駆動機構２２、第２駆動機構１２は、それぞれウエハステージ２０、レチクルステージ１０を目標位置に位置決めするように、第１駆動回路１１０、第２駆動回路１００によって電気的に駆動される。ただし、第３状態ＳＴ３では、ウエハステージ２０、レチクルステージ１０が静止状態に維持されるので、第１駆動回路１１０および第２駆動回路１００を含む駆動回路ブロック１０５の消費電力は、第４状態ＳＴ４よりも小さい。

第３状態ＳＴ３では、駆動回路ブロック１０５の消費電力はほぼ一定であり、ＦＦ制御部３３０は、第３状態ＳＴ３では第３流量指令値を流量指令値として電磁弁２３０に送る。これにより、第３状態ＳＴ３において筐体２７０から排出される空気の温度上昇を低減または相殺するための流量指令値が電磁弁２３０に送られる。第３流量指令値、例えば、計算または実測に基づいて推定値として決定されうる。

第４状態ＳＴ４は、図２に例示されるような露光ジョブを実行する状態である。第４状態ＳＴ４では、当該露光ジョブに応じて個別に定まる駆動プロファイルに従ってウエハステージ２０およびレチクルステージ１０が駆動され、その駆動に応じた熱を駆動回路ブロック１０５が発生する。そこで、ＦＦ制御部３３０は、発熱量推定部３３１が駆動回路ブロック１０５の発熱量を推定し、流量指令部３３２がその発熱量に応じた流量指令値を電磁弁２３０に送る。

以上のように、この実施形態では、産業機械に備えられた部品を電気的に駆動する駆動装置において温度を低下させた後に駆動装置の外部に空気を排出するので、熱の排出のために必要なスペースを削減することができる。また、駆動回路の筐体の内部に配置された駆動回路ブロックの発熱量に基づいて駆動装置の冷却ユニットの冷却能力を調整することによって、駆動装置が外部空間に与える影響を低減することができる。更に、駆動回路ブロックの発熱量の推定値に基づいて駆動装置の冷却ユニットの冷却能力を調整することによって、駆動回路ブロックの発熱量の変動に対応する冷却ユニットの冷却能力調整の応答性を高めることができる。

上記の例では、説明の簡単化のために、冷却液の温度およびファン２１０の送風量が一定であるものとしたが、これらを可変にすることにより温度制御の制度を更に向上させることができる。

本発明において、産業機械は、露光装置に限られるものではなく、本発明は、熱を発生する要素を有するあらゆる産業機械に適用することができる。そのような産業機械としては、例えば、ボンディング装置、プローバ等の半導体製造装置、産業用ロボットおよびＮＣマシンを挙げることができる。

次に上記の露光装置を利用したデバイス製造方法を説明する。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形態の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、該工程で露光された基板を現像する工程と、他の周知の工程とを経て製造されうる。

本発明の産業機械の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。 露光ジョブのシーケンスの一例を示す図である。 駆動装置の構成例を示す図である。 図１に示す露光装置に組み込まれている温度制御システムのブロック図である。 駆動回路ブロックの状態遷移を示す図である。

符号の説明

１０ レチクルステージ
２０ ウエハステージ
３０ 照明系
３１ 投影光学系
１００ 第２駆動回路
１０５ 駆動回路ブロック
１１０ 第１駆動回路
２００ 駆動装置
２０１ 吸気口
２０２ 排気口
２０３、２０４ 温度センサ
２１０ ファン
２２０ 熱交換器
２３０ 電磁弁
２４０ 流量センサ
２５０ 流路
２７０ 筐体
３００ 制御部
３１０ 主制御部
３２０ 流量制御部
ＣＵ 冷却ユニット

Claims (10)

1. 産業機械に備えられた部品を電気的に駆動する駆動装置であって、
   給気口および排気口を有する筐体と、
   前記給気口を通して前記筐体の内部に空気が取り込まれ、前記排気口を通して前記筐体の内部から空気が排出されるように空気の流れを形成するファンと、
   前記空気の流れによって冷却されるように筐体の内部に配置され、前記部品を電気的に駆動する駆動回路ブロックと、
   前記給気口を通して前記筐体の内部に取り込まれる空気と前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気の温度を調整する冷却ユニットと、
   を備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動回路ブロックの発熱量に基づいて前記冷却ユニットの冷却能力を制御する第１制御部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記第１制御部は、前記駆動回路ブロックの状態に応じた前記駆動回路ブロックの発熱量の推定値に基づいて前記冷却ユニットの冷却能力を制御することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサの出力に基づいて前記冷却ユニットの冷却能力を制御する第２制御部とを更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動装置。
5. 前記冷却ユニットは、熱交換器を含み、前記熱交換器に供給される流体の流量によって冷却能力が制御される、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 前記産業機械に備えられた部品は、第１要素を駆動する第１部品と、第２要素を前記第１部品よりも高速に駆動する第２部品とを含み、
   前記駆動回路ブロックは、前記第１部品を電気的に駆動する第１駆動回路と、前記第２部品を電気的に駆動する第２駆動回路とを含み、
   前記第２駆動回路は、前記第１駆動回路よりも前記筐体の内部における前記空気の流れの上流側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動装置。
7. 前記産業機械は、原版ステージによって保持された原版のパターンを基板ステージによって保持された基板に投影して該基板を露光する露光ユニットを含み、
   前記第１部品は、前記基板ステージを駆動する第１駆動機構を含み、前記第２部品は、前記原版ステージを駆動する第２駆動機構を含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
8. 部品、および、前記部品を電気的に駆動する駆動装置を備える産業機械であって、
   前記駆動装置が、
   給気口および排気口を有する筐体と、
   前記給気口を通して前記筐体の内部に空気が取り込まれ、前記排気口を通して前記筐体の内部から空気が排出されるように空気の流れを形成するファンと、
   前記空気の流れによって冷却されるように筐体の内部に配置され、前記部品を電気的に駆動する駆動回路ブロックと、
   前記給気口を通して前記筐体の内部に取り込まれる空気と前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気の温度を調整する冷却ユニットと、
   を備えることを特徴とする産業機械。
9. 原版ステージによって保持された原版のパターンを基板ステージによって保持された基板に投影して該基板を露光する露光ユニットと、前記露光ユニットに備えられた部品を駆動する駆動装置とを有する露光装置であって、
   前記駆動装置が、
   給気口および排気口を有する筐体と、
   前記給気口を通して前記筐体の内部に空気が取り込まれ、前記排気口を通して前記筐体の内部から空気が排出されるように空気の流れを形成するファンと、
   前記空気の流れによって冷却されるように筐体の内部に配置され、前記部品を電気的に駆動する駆動回路ブロックと、
   前記給気口を通して前記筐体の内部に取り込まれる空気と前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気との温度差が低減されるように、前記排気口を通して前記筐体の内部から排出される空気の温度を調整する冷却ユニットと、
   を備えることを特徴とする露光装置。
10. デバイス製造方法であって、
    請求項９に記載の露光装置によって基板を露光する工程と、
    前記工程で露光された基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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