JP2010192779A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】描画装置に対して所望のパターンを高精度で描画させる。
【解決手段】キャビネット５１内に収容した状態の基板Ｐにビーム出力部５２から出力した描画用ビームを照射する描画装置５０に対して冷却水Ｗ（冷却液）を供給してビーム出力部５２を冷却する冷却装置１であって、冷凍サイクル２における蒸発器で構成されると共に冷却水Ｗを導入可能に構成されて冷却水Ｗを冷却する冷却器３と、冷却器３によって冷却した冷却水Ｗを描画装置５０に向けて圧送するポンプ６と、ポンプ６によって圧送される冷却水Ｗの一部および空気Ａをそれぞれ導入可能に構成されて導入した冷却水Ｗによって空気Ａを冷却する空調部４と、空調部４によって冷却した空気Ａをキャビネット５１内に向けて圧送するファン８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、描画装置に冷却液を供給してビーム出力部を冷却する冷却装置に関するものである。

この種の冷却装置として、露光描画装置（以下、「描画装置」ともいう）の光源ユニットに対して所定温度に冷却した冷媒を供給する冷却装置（チラー）が特開２００６−１８４５３８号公報に開示されている。この場合、この冷却装置の冷却対象である描画装置は、ガラス基板などの表面に感光材料が塗布された描画対象基板にレーザ光を照射して所望のパターンを描画可能に構成されている。また、この描画装置は、描画対象基板を保持する移動ステージや露光ヘッドユニットなどの主要機構と、レーザ光を出力する光源ユニットとが別体に構成されると共に、光源ユニットから出力したレーザ光を光ファイバーによって露光ヘッドユニットに伝送して描画対象基板に照射する構成が採用されている。一方、冷却装置は、上記の光源ユニットに設けられた４つの光源装置にそれぞれ対応して配設された４つのラジエータ（冷却部材）に接続されており、冷却した冷媒を各ラジエータに供給することで各光源装置をそれぞれ冷却可能に構成されている。また、この冷却装置は、光源装置を冷却することで高温となった冷媒を回収した後に、再び冷却して各ラジエータに供給する。これにより、描画装置における光源ユニット（光源装置）が一定温度に維持されて、温度特性によるレーザ光の出力のばらつきが生じる事態が回避される。

特開２００６−１８４５３８号公報（第６−１０頁、第１−２図）

ところが、従来の冷却装置には、以下の解決すべき問題点が存在する。すなわち、従来の冷却装置では、供給した冷媒によって描画装置の光源ユニットを冷却する（一定温度に維持する）構成が採用されている。この場合、従来の冷却装置の冷却対象である描画装置では、描画対象基板に対する塵埃の付着や描画処理時の安全性等の観点から、描画対象基板をキャビネット内に収容した状態において描画用ビーム（レーザ光）を照射する構成が一般的となっている。このため、この種の描画装置では、描画対象基板を保持する移動ステージや露光ヘッドユニットなどの主要機構がキャビネットによって閉鎖された空間内に設置された状態となっている。

このため、この種の描画装置では、描画処理時において、伝送された描画用ビームによって生じる露光ヘッドユニットの発熱や、移動機構（上記の例では、移動ステージ）等の駆動源から生じる発熱によってキャビネット内が温度上昇する。この結果、描画処理の開始時点と、開始時点から所定時間が経過した時点とで、キャビネット内の温度に大きな差が生じることとなる。このため、処理開始時点と所定時間経過時点とで描画対象基板の熱膨張量に大きな差が生じる結果、描画対象基板上の所望の位置に描画用ビームを正確に照射するのが困難となっている。したがって、従来の冷却装置は、冷媒の供給によって光源ユニットを一定温度に維持して描画用ビームを安定して出力させることができるものの、その描画用ビームを照射する対象の描画対象基板の熱膨張量に処理開始時点と所定時間経過時点とで大きな差が生じることに起因して、描画装置に所望のパターンを高精度で描画させることが困難となっているという問題点がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、描画装置に対して所望のパターンを高精度で描画させ得る冷却装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の冷却装置は、キャビネット内に収容した状態の描画対象基板にビーム出力部から出力した描画用ビームを照射する描画装置に対して冷却液を供給して当該ビーム出力部を冷却する冷却装置であって、冷凍サイクルにおける蒸発器で構成されると共に前記冷却液を導入可能に構成されて当該冷却液を冷却する冷却器と、当該冷却器によって冷却した前記冷却液を前記描画装置に向けて圧送するポンプと、当該ポンプによって圧送される前記冷却液の一部および空気をそれぞれ導入可能に構成されて当該導入した冷却液によって当該空気を冷却する空調部と、当該空調部によって冷却した前記空気を前記キャビネット内に向けて圧送するファンとを備えている。なお、本発明における描画装置には、ビーム出力部から出力した描画用ビームを描画対象基板の基板面に沿って走査することで所望のパターンを描画する描画装置だけでなく、マスク処理が施された描画対象基板に対してビーム出力部から出力した描画用ビームを走査せずに照射して所望のパターンを描画する露光装置がこれに含まれる。

また、請求項２記載の冷却装置は、請求項１記載の冷却装置において、前記冷却液の流路に配設されて当該冷却液の流量を制御する制御弁を備えている。

さらに、請求項３記載の冷却装置は、請求項２記載の冷却装置において、前記空調部によって温度調整された前記空気の温度および前記キャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度を検出する温度センサと、前記制御弁を制御して前記流量を調整する流量制御部とを備え、前記制御弁は、前記空調部内に導入する前記冷却液の前記流量を制御可能に前記流路に配設され、前記流量制御部は、前記少なくとも一方の温度が目標温度範囲内となるように前記温度センサのセンサ信号に基づいて前記制御弁を制御する。

また、請求項４記載の冷却装置は、請求項１から３のいずれかに記載の冷却装置において、前記空調部内に配設されたヒータと、前記空調部によって温度調整された前記空気の温度および前記キャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度を検出する温度センサと、前記少なくとも一方の温度が目標温度範囲内となるように前記温度センサのセンサ信号に基づいて前記ヒータを制御して前記空気を加熱させる温度制御部とを備えている。

請求項１記載の冷却装置によれば、冷却液を冷却する冷却器と、冷却した冷却液を描画装置に向けて圧送するポンプと、圧送される冷却液の一部および空気をそれぞれ導入可能に構成されて導入した冷却液によって空気を冷却する空調部と、冷却した空気をキャビネット内に向けて圧送するファンとを備えたことにより、冷却液の供給によってビーム出力部を冷却する（一定温度に維持する）ことができるだけでなく、空調部によって冷却された空気をキャビネット内に供給することで、描画装置による描画処理の開始時点から所定時間経過時点までキャビネット内を一定温度に維持することができる。これにより、この冷却装置によれば、描画処理の開始時点から所定時間経過時点まで基板の熱膨張量に大きな差異を生じさせることなく描画装置に対して描画処理を実行させることができる結果、基板上に所望のパターンを高精度で描画させることができる。また、この冷却装置によれば、１台で冷却液および空気の双方を描画装置に供給することができる。このため、例えば、冷却液を供給するための冷却装置と、空気を供給するための冷却装置とを別個独立して設置して冷却液および空気を描画装置に供給するのと比較して、描画装置の冷却に要する機器の導入コストを大幅に低減することができるだけでなく、消費電力を低減することができ、しかも、設置スペースについても十分に有効活用することができる。

請求項２記載の冷却装置によれば、冷却液の流量を制御する制御弁を冷却液の流路に配設したことにより、例えば、空調部に冷却液を供給するための供給用配管に制御弁を配設することで、空調部内に導入する冷却液の流量を調整することができるため、空調部内において冷却液によって冷却する空気の温度を任意に調整することができる。また、描画装置（ビーム出力部）に冷却液を供給するための供給用配管に制御弁を配設することで、描画装置に供給する冷却液の流量を調整することができるため、描画装置（ビーム出力部）の温度を任意に調整することができる。さらに、空調部に冷却液を供給するための供給用配管と、描画装置（ビーム出力部）に冷却液を供給するための供給用配管との分岐点に制御弁を配設することで、空調部内に導入する冷却液の流量、および描画装置に供給する冷却液の流量の双方を１つの制御弁で調整することができるため、空調部内において冷却液によって冷却する空気の温度、および描画装置（ビーム出力部）の温度を１つの制御弁によって任意に調整することができる。

請求項３記載の冷却装置によれば、空調部によって温度調整された空気の温度およびキャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度を検出する温度センサと、制御弁を制御して流量を調整する流量制御部とを備えると共に、制御弁が空調部内に導入する冷却液の流量を制御可能に流路に配設され、流量制御部が上記の少なくとも一方の温度が目標温度範囲内となるように温度センサのセンサ信号に基づいて制御弁を制御することにより、キャビネットの内部温度を目標温度範囲内に自動的に維持することができるため、基板に対する描画処理の精度を一層高精度とすることができる。

請求項４記載の冷却装置によれば、空調部内に配設されたヒータと、空調部によって温度調整された空気の温度およびキャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度を検出する温度センサと、少なくとも一方の温度が目標温度範囲内となるように温度センサのセンサ信号に基づいてヒータを制御して空気を加熱させる温度制御部とを備えたことにより、キャビネットの内部温度を目標温度範囲内に自動的に維持することができるため、基板に対する描画処理の精度を一層高精度とすることができる。

描画システムＳ１（冷却装置１および描画装置５０）の構成を示す構成図である。 冷却装置１の側面図である。 給気温度調整処理６０のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る冷却装置の実施の形態について説明する。

最初に、描画システムＳ１について、図面を参照して説明する。

図１に示す描画システムＳ１は、本発明に係る冷却装置の一例である冷却装置１によって本発明における描画装置の一例である描画装置５０を冷却する構成が採用されている。

描画装置５０は、本発明における描画対象基板に相当する基板Ｐ（一例として、プリント基板製造用の基板）に描画用ビームを照射するビーム出力部５２と、基板Ｐを保持可能に構成されると共にビーム出力部５２の下方（描画処理位置）に基板Ｐを移動させる移動機構５３とがキャビネット５１内に収容されて構成されている。この場合、キャビネット５１は、安全性確保のために、ビーム出力部５２や移動機構５３などを覆うようにして密閉箱状に形成されている。したがって、この描画装置５０では、ビーム出力部５２や移動機構５３（移動機構５３によって保持された基板Ｐ）がキャビネット５１によって閉鎖された１つの空間Ｓ内に配設された状態となる。また、この種の描画装置５０に搭載されているビーム出力部５２は、描画用ビームの照射時（出力時）に発熱して高温となる。したがって、この種の描画装置５０では、基板Ｐに対する描画処理時において、ビーム出力部５２が高温に至って破損する事態を回避するために、冷却装置１から冷却液の供給を受けて、冷却液によってビーム出力部５２を冷却しつつ描画用ビームを照射する構成が採用されている。

なお、本発明についての理解を容易とするために、本実施の形態において説明する描画装置５０では、描画用ビームを出力するビーム出力部（従来の描画装置における「光源ユニット」に相当）と、ビーム出力部から出力した描画用ビームを基板Ｐに向けて照射するビーム照射部（従来の描画装置における「露光ヘッドユニット」に相当）とが一体構成されてビーム出力部５２としてキャビネット５１内に収容されているものとして以下に説明するが、本発明における描画装置の構成はこれに限定されない。具体的には、ビーム出力部およびビーム照射部を別個独立して形成して光ファイバー等によって描画用ビームを伝送する構成の描画装置を冷却対象とする冷却装置に本発明を適用することもできる。また、本発明についての理解を容易とするために、描画装置５０における上記の構成要素以外の構成要素に関する説明および図示や、描画装置５０による基板Ｐに対する描画処理についての詳細な説明を省略する。

一方、冷却装置１は、予め規定された温度（一例として、２０℃±１℃）に温度調整した（冷却した）冷却水Ｗ（「水」：本発明における「冷却液」の一例）を上記の描画装置５０におけるビーム出力部５２に供給すると共に、予め規定された温度（一例として、２０℃±１℃）に温度調整した（冷却した）空気Ａを上記の描画装置５０におけるキャビネット５１に供給する。なお、本発明における冷却液は、上記の冷却水Ｗに限定されるものではなく、各種液体がこれに含まれる。この冷却装置１は、冷凍サイクル２、空調部４、貯液槽５、ポンプ６、制御弁７、ファン８、温度センサ９，１０、記憶部１１および制御部１２を備えている。

冷凍サイクル２は、冷却器３と、この冷却器３内に冷媒を吐出させるための圧縮機２２、凝縮器２３および膨張弁２４とを備えている。冷却器３は、本発明における冷却器の一例であって、いわゆる蒸発器で構成されると共に、接続用配管４７を介して貯液槽５に接続され、かつ供給用配管４５を介して描画装置５０および空調部４に接続されている。この冷却器３は、接続用配管４７に配設されたポンプ６によって貯液槽５から圧送される冷却水Ｗの通過（導入）が可能に構成されると共に、膨張弁２４から吐出された冷媒の気化熱によって冷却水Ｗを冷却して供給用配管４５に排出する。この場合、供給用配管４５は、供給用配管４５ａ，４５ｂの２つに分岐させられると共に、供給用配管４５ａが描画装置５０に接続され、供給用配管４５ｂが空調部４に接続されている。なお、この冷却装置１では、一例として、プレート式熱交換器で冷却器３が構成されている。

圧縮機２２は、制御部１２の制御に従って冷却器３において冷却水Ｗと熱交換して温度上昇させられた気化冷媒を凝縮器２３に向けて圧送する。凝縮器２３は、圧縮機２２によって圧送された高温高圧の気化冷媒を冷却することで凝縮させる（液化させる）。この場合、この冷却装置１では、凝縮器２３による冷媒の冷却効率を高めるためのファン（図示せず）が取り付けられている。膨張弁２４は、一例として、電子膨張弁で構成されて、制御部１２の制御に従って冷却器３内に液化冷媒を吐出させることで冷却器３内において冷媒を気化させる。なお、本発明における冷凍サイクルに採用する膨張弁は電子膨張弁に限定されるものではなく、キャピラリチューブや機械式膨張弁を採用することもできる。なお、実際の冷凍サイクル２には、圧縮機２２によって圧送される高温冷媒の一部を膨張弁２４と冷却器３との間に戻すための補助冷媒配管などを備えているが、本願発明についての理解を容易とするために、これらについての説明および図示を省略する。

空調部４は、本発明における空調部の一例であって、冷却器４ａおよびヒータ４ｂが収容されて描画装置５０に供給する空気Ａの温度を調整可能に構成されると共に、空気Ａを描画装置５０に供給するための給気ダクト４８が接続されている。この場合、冷却器４ａは、冷却器３によって冷却されて供給用配管４５ｂを介して圧送された冷却水Ｗの通過（導入）が可能に構成されると共に、導入した冷却水Ｗによって空調部４内の空気Ａを冷却する。なお、この冷却装置１では、一例として、フィンアンドチューブ式熱交換器で冷却器４ａが構成されている。この場合、空気Ａを冷却することで温度上昇させられた冷却水Ｗは、冷却器４ａから回収用配管４６ｂに排出された後に、描画装置５０から回収用配管４６ａに排出された冷却水Ｗと合流して回収用配管４６を通過して貯液層５に回収（貯留）される。ヒータ４ｂは、本発明におけるヒータの一例であって、制御部１２の制御に従って空調部４内の空気Ａを加熱する。この場合、この冷却装置１では、制御部１２の制御に従ってファン８（本発明における「ファン」の一例）が周囲の空気を空調部４内に吸引すると共に、空調部４内において冷却器４ａやヒータ４ｂによって温度調整された空気Ａを描画装置５０のキャビネット５１に向けて給気ダクト４８を介して圧送する構成が採用されている。

貯液層５は、描画装置５０や空調部４（冷却器４ａ）に供給する（描画装置５０や空調部４から戻された）冷却水Ｗを一時的に貯留する。ポンプ６は、本発明における「ポンプ」の一例であって、上記したように、貯液層５と冷却器３とを接続する接続用配管４７に配設されている。このポンプ６は、後述するように、制御部１２の制御に従って貯液槽５内の冷却水Ｗを圧送することによって冷却器３を通過させた後に描画装置５０や空調部４（冷却器４ａ）に供給する。この場合、この冷却装置１では、供給用配管４５，４５ａ，４５ｂ、回収用配管４６，４６ａ，４６ｂおよび接続用配管４７によって本発明における「冷却液の流路」が構成されている。なお、実際の冷却装置１では、描画装置５０や空調部４において冷却水Ｗを受け入れられない事態が生じたとき（例えば、供給用配管に詰まりが生じたとき）などに、供給用配管やポンプ６などに過剰なストレスが加わる事態を回避するために、供給対象体に向けて供給する冷却水Ｗの一部、またはすべてを貯液槽５に戻すためのバイパス用配管が配設されている。また、実際の冷却装置１では、貯液槽５内から冷却水Ｗがオーバーフローする事態を回避するための液面計、フロートスイッチおよびドレーン配管も配設されている。本願発明についての理解を容易とするために、これらについての説明および図示を省略する。

制御弁７は、本発明における制御弁の一例であって、供給用配管４５ｂに配設され、後述するように、制御部１２の制御に従って空調部４に導入させる冷却水Ｗの流量を調整する。温度センサ９は、冷却器３によって冷却された冷却水Ｗの温度を検出してセンサ信号を制御部１２に出力する。温度センサ１０は、本発明における温度センサの一例であって、一例として、給気ダクト４８内に配設されると共に、空調部４によって温度調整された空気Ａの温度を検出してセンサ信号を制御部１２に出力する（本発明における「空調部によって冷却された空気の温度およびキャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度」が「空調部によって冷却された空気の温度」である構成の例）。なお、温度センサ１０の配設位置は、給気ダクト４８内に限定されるものではなく、図１に破線で示すように、描画装置５０におけるキャビネット５１内に配設することもできる（本発明における「空調部によって冷却された空気の温度およびキャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度」が「キャビネット内の空気の温度」である構成の例）。

記憶部１１は、描画装置５０を対象とする冷却処理の処理手順を記録した制御用データＤや制御部１２の動作プログラムなどを記憶する。この場合、制御用データＤは、空気Ａの目標温度範囲における下限（以下、「下限温度ＴＬ」ともいう）および上限（以下、「上限温度ＴＵ」ともいう）と、描画装置５０に供給する空気Ａの温度（温度センサ１０によって検出される温度：以下、「給気温度ＴＮ」ともいう）と、給気温度ＴＮを下限温度ＴＬから上限温度ＴＵの範囲内とするための制御弁７の開弁率（すなわち、空調部４（冷却器４ａ）内に導入させる冷却水Ｗの流量）やヒータ４ｂの動作タイミングなどを特定するための情報とで構成されている。制御部１２は、冷却装置１を総括的に制御する。具体的には、制御部１２は、温度センサ９からのセンサ信号に基づいて冷凍サイクル２における圧縮機２２や膨張弁２４の動作を制御して冷却器３内において冷却水Ｗを目標温度範囲内の温度に冷却させる。また、制御部１２は、本発明における流量制御部および温度制御部として機能し、後述するようにして、図３に示す給気温度調整処理６０を実行して、温度センサ１０からのセンサ信号に基づいて制御弁７やヒータ４ｂを制御して描画装置５０に供給する空気Ａの温度を目標温度範囲内の温度に調整する。

この場合、図２に示すように、この冷却装置１では、上記した各構成要素が本体ケース４１内に収容されて設置面Ｘ上に設置されている。また、この冷却装置１では、本体ケース４１が下側収容部４２および上側収容部４３の２つの収容部を備え、下側収容部４２内には、冷凍サイクル２（冷却器３）、貯液槽５、ポンプ６、制御弁７、温度センサ９、記憶部１１および制御部１２などをパッケージングした冷却機本体４４が収容され、上側収容部４３内には、空調部４（冷却器４ａおよびヒータ４ｂ）、ファン８および温度センサ１０などが収容されている。さらに、この冷却装置１では、冷凍サイクル２等のメンテナンスや冷却水Ｗの補充作業に際して同図に実線で示すように、下側収容部４２から冷却機本体４４を引き出して容易に作業することができると共に、作業完了時には、同図に破線で示すように、冷却機本体４４を下側収容部４２内（本体ケース４１内）に収容することができるように構成されている。

次に、描画システムＳ１の動作に関し、主として冷却装置１の動作について、図面を参照して説明する。

この描画システムＳ１では、描画装置５０による基板Ｐへの描画処理の開始に連動して、冷却装置１が、所定温度に冷却した冷却水Ｗおよび空気Ａを描画装置５０に供給してビーム出力部５２やキャビネット５１内の移動機構５３および基板Ｐ等を冷却する冷却処理を開始する。具体的には、描画装置５０による描画処理が開始されたときに、制御部１２は、まず、冷凍サイクル２の圧縮機２２を制御して冷凍サイクル２を稼働させると共に、ポンプ６を制御して冷却水Ｗの圧送を開始させる。この際には、ポンプ６によって圧送された冷却水Ｗが冷却器３を通過する際に冷却されて供給用配管４５，４５ａを介して描画装置５０のビーム出力部５２に供給される。また、描画装置５０に対する冷却水Ｗの供給に伴い、ビーム出力部５２において温度上昇させられた（ビーム出力部５２を冷却した）高温の冷却水Ｗが回収用配管４６ａ，４６を介して冷却装置１に戻されて貯液槽５に貯留される。このように、この冷却装置１では、描画装置５０と貯液槽５との間において冷却水Ｗを循環させる構成が採用されている。また、制御部１２は、温度センサ９からのセンサ信号に基づき、冷却水Ｗが冷却器３によって目標温度範囲の温度に冷却されるように冷凍サイクル２における圧縮機２２や膨張弁２４の動作を制御する。これにより、ビーム出力部５２が一定温度に維持されて描画用ビームが安定出力される。なお、冷凍サイクル２の動作原理については公知のため、詳細な説明を省略する。

一方、この冷却装置１では、描画装置５０（ビーム出力部５２）に対する冷却水Ｗの供給処理と並行して、所定温度に冷却した空気Ａを描画装置５０のキャビネット５１内に供給する処理が実行される。具体的には、制御部１２が制御弁７を制御することにより、ポンプ６によって圧送されて冷却器３によって冷却された冷却水Ｗの一部を供給用配管４５ｂを介して空調部４に導入させる。また、制御部１２は、ファン８を制御して、周囲の空気Ａを空調部４内に吸引すると共に給気ダクト４８を介して描画装置５０のキャビネット５１内に圧送する。この際には、ファン８によって空調部４内に吸引された空気Ａが空調部４内において冷却器４ａ内の冷却水Ｗによって冷却される。これにより、描画装置５０内に低温の空気Ａが供給されて基板Ｐが過剰に温度上昇させられる事態が回避される。この際に、制御部１２は、図３に示す給気温度調整処理６０を実行して、描画装置５０（キャビネット５１内）に供給する空気Ａの温度を一定温度に維持する。

この給気温度調整処理６０では、制御部１２は、まず、記憶部１１から制御用データＤを読み出すと共に、描画装置５０（キャビネット５１内）に供給すべき空気Ａの目標温度範囲（下限温度ＴＬおよび上限温度ＴＵ）を制御用データＤに基づいて特定する（ステップ６１）。次いで、制御部１２は、給気ダクト４８内に配設された温度センサ１０からのセンサ信号に基づき、空調部４によって温度調整された空気Ａの温度（給気温度ＴＮ）を取得する（ステップ６２）。続いて、制御部１２は、描画装置５０に対する冷却水Ｗや空気Ａの供給を停止する停止指示（描画装置５０による描画処理の終了）の有無を判別する（ステップ６３）。この際には、停止指示がないと判別し、制御部１２は、一例として、給気温度ＴＮが下限温度ＴＬよりも低温であるか否かを判別する（ステップ６４）。

この際に、給気温度ＴＮが下限温度ＴＬよりも低温のときには、制御部１２は、制御弁７を制御して空調部４（冷却器４ａ）への冷却水Ｗの導入量（すなわち、制御弁７を通過させる冷却水Ｗの流量）を減少させる（ステップ６５）。これにより、ファン８によって空調部４内に吸引された空気Ａが空調部４を通過する際に冷却器４ａ（冷却水Ｗ）によって冷却される度合いが小さくなり、給気ダクト４８を介して描画装置５０（キャビネット５１内）に供給される空気Ａの温度が制御弁７による冷却水Ｗの流量調整前の温度よりも高くなる。この後、制御部１２は、温度センサ１０からのセンサ信号に基づき、空調部４によって温度調整された空気Ａの温度（給気温度ＴＮ）を再び取得して（ステップ６２）、この給気温度調整処理６０を継続して実行する。この場合、制御部１２は、制御弁７を全閉状態（冷却水Ｗの流量をゼロにした状態）に制御しても給気温度ＴＮが下限温度ＴＬよりも低温のときには（ステップ６４）、ヒータ４ｂを制御して空調部４内において空気Ａを加熱させる。これにより、給気ダクト４８を介して描画装置５０（キャビネット５１内）に供給される空気Ａの温度が目標温度範囲の下限温度ＴＬ以上の温度となる。

一方、給気温度ＴＮが下限温度ＴＬ以上の温度のときには（ステップ６４）、制御部１２は、給気温度ＴＮが上限温度ＴＵよりも高温であるか否かを判別する（ステップ６６）。この際に、給気温度ＴＮが上限温度ＴＵよりも高温のときには、制御部１２は、まず、ヒータ４ｂがオン状態か否かを判別し、ヒータ４ｂがオン状態のときにはオフ状態に制御する（ステップ６７）。これにより、空調部４内におけるヒータ４ｂによる空気Ａの加熱が停止する結果、給気ダクト４８を介して描画装置５０（キャビネット５１内）に供給される空気Ａの温度がヒータ４ｂのオフ制御前の温度よりも低くなる。この後、制御部１２は、温度センサ１０からのセンサ信号に基づき、空調部４によって温度調整された空気Ａの温度（給気温度ＴＮ）を再び取得して（ステップ６２）、この給気温度調整処理６０を継続して実行する。

また、制御部１２は、給気温度ＴＮが上限温度ＴＵよりも高温であって、かつヒータ４ｂがオフ制御されている状態のときには、制御弁７を制御して空調部４（冷却器４ａ）への冷却水Ｗの導入量（すなわち、制御弁７を通過させる冷却水Ｗの流量）を増加させる（ステップ６７）。これにより、ファン８によって空調部４内に吸引された空気Ａが空調部４を通過する際に冷却器４ａ（冷却水Ｗ）によって冷却される度合いが大きくなり、給気ダクト４８を介して描画装置５０（キャビネット５１内）に供給される空気Ａの温度が目標温度範囲の上限温度ＴＵ以下の温度となる。この後、制御部１２は、温度センサ１０からのセンサ信号に基づき、空調部４によって温度調整された空気Ａの温度（給気温度ＴＮ）を再び取得して（ステップ６２）、この給気温度調整処理６０を継続して実行する。

また、給気温度ＴＮが下限温度ＴＬ以上の温度であって（ステップ６４）、かつ給気温度ＴＮが上限温度ＴＵ以下の温度のとき（ステップ６６）には、制御部１２は、制御弁７による冷却水Ｗの流量制御やヒータ４ｂの動作状態を維持する。この結果、給気温度ＴＮの測定時（ステップ６２）における空気Ａの温度が目標温度範囲内（下限温度ＴＬ以上、上限温度ＴＵ以下の温度）に維持されて、その空気Ａが描画装置５０（キャビネット５１）に供給される。この後、停止指示があったときには（描画装置５０による描画処理が終了したとき：ステップ６３）、制御部１２は、この給気温度調整処理６０を終了すると共に、冷凍サイクル２（圧縮機２２）、ポンプ６およびファン８をそれぞれ停止させて冷却水Ｗおよび空気Ａの描画装置５０に対する供給を停止させる。

このように、この冷却装置１によれば、冷却水Ｗを冷却する冷却器３と、冷却した冷却水Ｗを描画装置５０に向けて圧送するポンプ６と、圧送される冷却水Ｗの一部および空気Ａをそれぞれ導入可能に構成されて導入した冷却水Ｗによって空気Ａを冷却する空調部４と、冷却した空気Ａをキャビネット５１内に向けて圧送するファン８とを備えたことにより、冷却水Ｗの供給によってビーム出力部５２を冷却する（一定温度に維持する）ことができるだけでなく、空調部４によって冷却された空気Ａをキャビネット５１内に供給することで、描画装置５０による描画処理の開始時点から所定時間経過時点までキャビネット５１内を一定温度に維持することができる。これにより、この冷却装置１によれば、描画処理の開始時点から所定時間経過時点まで基板Ｐの熱膨張量に大きな差異を生じさせることなく描画装置５０に対して描画処理を実行させることができる結果、基板Ｐ上に所望のパターンを高精度で描画させることができる。また、この冷却装置１によれば、１台で冷却水Ｗおよび空気Ａの双方を描画装置５０に供給することができる。このため、例えば、冷却水Ｗを供給するための冷却装置と、空気Ａを供給するための冷却装置とを別個独立して設置して冷却水Ｗおよび空気Ａを描画装置５０に供給するのと比較して、描画装置５０の冷却に要する機器の導入コストを大幅に低減することができるだけでなく、消費電力を低減することができ、しかも、設置スペースについても十分に有効活用することができる。

また、この冷却装置１によれば、冷却水Ｗの流量を制御する制御弁７を冷却水Ｗの流路（この例では、供給用配管４５ａ）に配設したことにより、空調部４内に導入する冷却水Ｗの流量を調整することができる。これにより、空調部４内において冷却水Ｗによって冷却する空気Ａの温度を任意に調整することができる。

さらに、この冷却装置１によれば、空調部４によって温度調整した空気Ａの温度を検出する温度センサ１０と、制御弁７を制御して流量を調整する制御部１２とを備えると共に、制御弁７が空調部４内に導入する冷却水Ｗの流量を制御可能に冷却水Ｗの流路（この例では、供給用配管４５ｂ）に配設され、制御部１２が空調部４によって温度調整した空気Ａの温度が目標温度範囲内となるように温度センサ１０のセンサ信号に基づいて制御弁７を制御することにより、キャビネット５１の内部温度を目標温度範囲内に自動的に維持することができるため、基板Ｐに対する描画処理の精度を一層高精度とすることができる。

また、この冷却装置１によれば、空調部４内に配設されたヒータ４ｂと、空調部４によって温度調整された空気Ａの温度を検出する温度センサ１０と、空気Ａの温度が目標温度範囲内となるように温度センサ１０のセンサ信号に基づいてヒータ４ｂを制御して空気Ａを加熱させる制御部１２とを備えたことにより、キャビネット５１の内部温度を目標温度範囲内に自動的に維持することができるため、基板Ｐに対する描画処理の精度を一層高精度とすることができる。

なお、本発明は、上記した構成に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、制御弁７による冷却水Ｗの流量調整と、ヒータ４ｂによる空気Ａの加熱とを組み合わせて使用して描画装置５０（キャビネット５１内）に供給する空気Ａの温度を目標温度範囲内の温度（下限温度ＴＬ以上、上限温度ＴＵ以下の温度）に調整する構成を採用しているが、本発明に係る冷却装置の構成はこれに限定されない。具体的には、空調部４内にヒータ４ｂを設けずに、制御弁７による冷却水Ｗの流量調整だけで描画装置５０に供給する空気Ａの温度を調整する構成や、制御弁７による冷却水Ｗの流量調整を行わず一定量の冷却水Ｗを空調部４（冷却器４ａ）内に導入しつつ、ヒータ４ｂによる空気Ａの加熱量を調整して描画装置５０に供給する空気Ａの温度を調整する構成を採用することもできる。

また、空調部４に冷却水Ｗを供給する供給用配管４５ｂに制御弁７を配設した冷却装置１を例に挙げて説明したが、本発明における制御弁の配設位置は上記の例示に限定されず、冷却水Ｗの流路における任意の位置（この例では、供給用配管４５，４５ａ，４５ｂ、回収用配管４６，４６ａ，４６ｂおよび接続用配管４７のいずれか）に１つ以上を配設することができる。具体的には、一例として、供給用配管４５ａに制御弁を配設することにより、描画装置５０（ビーム出力部５２）に供給する冷却水Ｗの流量を調整することができる。これにより、描画装置５０（ビーム出力部５２）の温度を任意に調整することができる。なお、描画装置５０（ビーム出力部５２）に供給する冷却水Ｗの流量を調整するのを主目的として制御弁を配設するときには、供給用配管４５ｂに配設した上記の制御弁７を不要とすることができる。一方、供給用配管４５ａ，４５ｂの双方に制御弁を配設した場合には、供給用配管４５ａ側の制御弁、および供給用配管４５ｂ側の制御弁（上記の制御弁７）のいずれかを選択して止水制御することで供給用配管４５ａ，４５ｂのいずれか一方を完全に遮断することができる。また、供給用配管４５ａ側の制御弁、および供給用配管４５ｂ側の制御弁を連動制御することで供給用配管４５ａ，４５ｂに対する冷却水Ｗの流量配分をスムーズに応答性良く調整することができる。

また、供給用配管４５ａ，４５ｂの分岐点（供給用配管４５と、供給用配管４５ａ，４５ｂとの接続部位）に制御弁（例えば三方弁）を配設することもできる。このような構成を採用することにより、空調部４内に導入する冷却水Ｗの流量、および描画装置５０（ビーム出力部５２）に供給する冷却水Ｗの流量の双方を１つの制御弁で調整することができる。これにより、空調部４内において冷却水Ｗによって冷却する空気Ａの温度、および描画装置５０（ビーム出力部５２）の温度を１つの制御弁によって任意に調整することができる。

さらに、空調部４１を下側収容部４２および上側収容部４３の２つの収容部に区分けして両収容部に各構成要素を分割して収容した冷却装置１を例に挙げて説明したが、本発明に係る冷却装置の構成はこれに限定されず、単一のキャビネット（本体ケース）内に各構成要素を一体的に収容する構成を採用することもできる。さらに、温度センサ１０を給気ダクト４８内およびキャビネット５１内のいずれかに配設して空気Ａの給気温度ＴＮを検出する構成を採用した冷却装置１について説明したが、給気ダクト４８内およびキャビネット５１内の双方に温度センサを配設して、両温度センサからのセンサ信号に基づいて空気Ａの給気温度ＴＮを検出する構成を採用することもできる。

Ｓ１ 描画システム
１ 冷却装置
２ 冷凍サイクル
３ 冷却器
４ 空調部
４ａ 冷却器
４ｂ ヒータ
６ ポンプ
７ 制御弁
８ ファン
１０ 温度センサ
１２ 制御部
５０ 描画装置
５１ キャビネット
５２ ビーム出力部
６０ 給気温度調整処理
Ａ 空気
Ｐ 基板
Ｓ 空間
ＴＬ 下限温度
ＴＮ 給気温度
ＴＵ 上限温度
Ｗ 冷却水

Claims (4)

1. キャビネット内に収容した状態の描画対象基板にビーム出力部から出力した描画用ビームを照射する描画装置に対して冷却液を供給して当該ビーム出力部を冷却する冷却装置であって、
   冷凍サイクルにおける蒸発器で構成されると共に前記冷却液を導入可能に構成されて当該冷却液を冷却する冷却器と、当該冷却器によって冷却した前記冷却液を前記描画装置に向けて圧送するポンプと、当該ポンプによって圧送される前記冷却液の一部および空気をそれぞれ導入可能に構成されて当該導入した冷却液によって当該空気を冷却する空調部と、当該空調部によって冷却した前記空気を前記キャビネット内に向けて圧送するファンとを備えている冷却装置。
2. 前記冷却液の流路に配設されて当該冷却液の流量を制御する制御弁を備えている請求項１記載の冷却装置。
3. 前記空調部によって温度調整された前記空気の温度および前記キャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度を検出する温度センサと、前記制御弁を制御して前記流量を調整する流量制御部とを備え、
   前記制御弁は、前記空調部内に導入する前記冷却液の前記流量を制御可能に前記流路に配設され、
   前記流量制御部は、前記少なくとも一方の温度が目標温度範囲内となるように前記温度センサのセンサ信号に基づいて前記制御弁を制御する請求項２記載の冷却装置。
4. 前記空調部内に配設されたヒータと、前記空調部によって温度調整された前記空気の温度および前記キャビネット内の空気の温度の少なくとも一方の温度を検出する温度センサと、前記少なくとも一方の温度が目標温度範囲内となるように前記温度センサのセンサ信号に基づいて前記ヒータを制御して前記空気を加熱させる温度制御部とを備えている請求項１から３のいずれかに記載の冷却装置。

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