TW201735508A - 驅動裝置、光刻裝置、冷卻方法、及物品之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明相關的驅動裝置(200)，係具備：具有磁鐵(8)與線圈(10)，電流流過線圈(10)從而驅動物體(6)的電磁致動器；收容從液態氣化從而冷卻線圈(10)的第1冷媒(24)、和浸於液態的前述第1冷媒的前述線圈的收容手段；將氣態的第1冷媒(24)進行凝結的凝結手段(71)、(80)；和檢測第1冷媒(24)的溫度或體積的變化的檢測手段(38)；其中，凝結手段(71)、(80)，係具有基於檢測手段(38)的檢測結果而調整第1冷媒(24)的凝結量的調整手段(32)、(86)、(88)。

Description

驅動裝置、光刻裝置、冷卻方法、及物品之製造方法
本發明，係有關驅動裝置、光刻裝置、冷卻方法、及物品之製造方法。
於具有透過線圈與磁鐵而驅動的電磁致動器的驅動裝置方面，電流流過線圈時線圈會發熱。因此，例如在將形成於遮罩的圖案轉印於基板的光刻裝置等的載台裝置搭載該驅動裝置時，載台裝置周圍的空間的溫度會變動。將雷射干涉計等的計測器使用於載台裝置的位置計測時，此溫度變動成為位置計測的誤差因素。
於專利文獻1，係已揭露有關線圈的冷卻的技術。記載於專利文獻1的驅動裝置的定子，係具有收容線圈及第1冷媒的密閉容器的第1框體、設於第1框體之上表面的第2框體。第1冷媒係氣體與液體為平衡狀態的物質，在第2框體的內部循環的第2冷媒係被調溫為既定的溫度的冷媒。第1冷媒係一面吸走與液態的第1冷媒接觸的線圈的熱一面氣化。將所氣化的第1冷媒以第2冷媒進行冷卻，從而使第1冷媒再次返回液態。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本專利特開2006-6050
在專利文獻1，係第1冷媒從線圈吸收的第1冷媒的熱逐漸傳熱至第1框體之上表面，在第1框體與第2框體之間產生溫度差使第1冷媒開始凝結。此時，第1冷媒的凝結開始前的期間第1冷媒仍持續氣化。第1冷媒的壓力的變動響應性比往線圈的熱的移動快，故在凝結開始前的期間第1框體的內部的壓力會上升。
依表示蒸氣壓與沸點的關係的克勞修斯-克拉佩龍方程式，己知液體的沸點會隨著蒸氣壓之上升而上升。亦即，表示在記載於專利文獻1的驅動裝置係第1框體的內部的壓力上升使得第1冷媒的沸點上升。藉此，在由於第1冷媒的凝結使得第1框體的內部的壓力復始前的期間由於線圈的溫度容易上升因而具有容易發生線圈的溫度變動之虞。
本發明係鑒於上述課題而創作者，目的在於提供可減低線圈的溫度變動的驅動裝置、光刻裝置、冷卻方法。
本發明，係具備：具有磁鐵與線圈，電流流過前述線圈從而驅動物體的電磁致動器；收容從液態氣化從而冷卻前述線圈的第1冷媒、和浸於液態的前述第1冷媒的前述線圈的收容手段；將氣態的前述第1冷媒進行凝結的凝結手段；和檢測前述第1冷媒的溫度或體積的變化的檢測手段；其中，前述凝結手段，係具有基於前述檢測手段的檢測結果而調整前述第1冷媒的凝結量的調整手段。
2‧‧‧物體
4‧‧‧鏡
6‧‧‧載台
8‧‧‧磁鐵
10‧‧‧線圈
11‧‧‧電流源
12‧‧‧定子
13‧‧‧配線
14‧‧‧第1框體
16‧‧‧第2框體
16a‧‧‧供應口
16b‧‧‧排出口
18‧‧‧可動子
20‧‧‧軛
22‧‧‧導引器
24‧‧‧冷媒
25‧‧‧支撐材
26‧‧‧空間
28‧‧‧冷媒
30‧‧‧構材
32‧‧‧帕耳帖元件
34‧‧‧凝結片
36‧‧‧散熱片
38‧‧‧檢測手段
38a‧‧‧感測器
38b‧‧‧算出部
40‧‧‧控制部
60‧‧‧干涉計
62‧‧‧光源
64‧‧‧分束器
66‧‧‧鏡
68‧‧‧檢測器
70‧‧‧雷射光
71‧‧‧凝結器
71a‧‧‧空間
71b‧‧‧空間
72‧‧‧汽缸
72a‧‧‧活塞
73‧‧‧壓力控制部
74‧‧‧檢測手段
74a‧‧‧感測器
74b‧‧‧算出部
75‧‧‧空間
76‧‧‧空間
77‧‧‧空間
78‧‧‧配管
79‧‧‧配管
80‧‧‧循環系統
82‧‧‧冷卻器
84‧‧‧槽
86‧‧‧泵浦
88‧‧‧熱交換器
90‧‧‧感測器
100‧‧‧載台裝置
200‧‧‧驅動裝置
400‧‧‧驅動裝置
500‧‧‧驅動裝置
800‧‧‧光刻裝置
802‧‧‧光源
804‧‧‧導光部
806‧‧‧照明光學系統
808‧‧‧投影光學系統
810‧‧‧基板
812‧‧‧光罩
814‧‧‧座架
816‧‧‧設置面
817‧‧‧載台裝置
[圖1]針對第1實施形態相關的載台裝置及干涉計的構成進行繪示的圖。
[圖2]針對第1實施形態相關的驅動裝置的構成進行繪示的圖。
[圖3]針對第2實施形態相關的驅動裝置的構成進行繪示的圖。
[圖4]針對第3實施形態相關的驅動裝置的構成進行繪示的圖。
[圖5]針對第4實施形態相關的驅動裝置的構成進行繪示的圖。
[圖6]針對第5實施形態相關的光刻裝置的構成進行繪示的圖。
〔第1實施形態〕
圖1(a)，係針對第1實施形態相關的載台裝置(定位裝置)100及對載台裝置100的位置進行計測的干涉計60的構成進行繪示的正面圖。圖1(b)係從+Z方向視看載台裝置100時的圖。使鉛直方向的軸為Z軸，使在垂直於該Z軸的平面內彼此正交的2軸為X軸及Y軸。
載台裝置100係進行物體2的定位的裝置。載台裝置100，係具有：載置物體2與延伸於Y軸方向並將來自干涉計60的計測光進行反射的鏡4的載台(物體)6、將載台6予以驅動的驅動裝置200。
驅動裝置200，係具有電磁致動器，該電磁致動器係具有磁鐵8與線圈10，電流流過線圈10從而被驅動。本實施形態相關的電磁致動器，係採磁鐵可動式(動鐵式)，具有作為驅動裝置200的定子12的複數個線圈10，作為驅動裝置200的可動子18(圖1(b)中未圖示)而搭載磁鐵8。可動子18沿著作為複數個線圈10的配列方向的X軸方向而移動。
如示於圖1(b)，載台裝置100，係相對於1個載台6，具有被平行設置的2個定子12及2個可動子18。藉此，一面限制往繞Z軸的旋轉方向的傾斜一面使物 體2移動。
1個可動子18，係以與定子12對向的方式具有亦即相對於定子12位於-Y方向側與+Y方向側的2個磁鐵8、和與2個磁鐵8連接的1個軛20。於圖1(a)中+Y方向側的磁鐵係未圖示。電流依次流過既定位置的線圈10時，可動子18一面被導引器22導引一面在X軸方向上移動。透過可動子18的移動，使得與可動子18連接的載台6亦在X軸方向上移動。
驅動裝置200亦具有電流源11，電流源11係經由配線13而依載台6的目標位置對既定的位置的線圈10供應電流。
定子12，係具有收容複數個線圈10的第1框體(第1收容手段)14、設於第1框體14之上部的第2框體16。
第1框體14的構成係在後詳述。第2框體(第2收容手段)16係沿著第1框體而構成的框體，在其內部收容冷媒28。第2框體16係具有設於一端的供應冷媒28的供應口16a與設於另一端的排出冷媒28的排出口16b。冷媒28，係在第2框體16的內部及循環系統80(圖示於圖2)的流路中循環。亦即，冷媒28，係在與供應至第1框體的冷媒24(在後詳述)係獨立的系統中流動。
干涉計60，係具有光源62、分束器64、參照用鏡66、及檢測器68。針對從光源62所射出的雷射光 70，分束器64分支為朝向參照用鏡66及計測用鏡4的光。分束器64，係使在參照用鏡66所反射的光與在鏡4所反射的光入射至檢測器68。在檢測器68係對使各光重疊而產生的干涉條紋的強度進行計測，從而計測載台6的X位置。
圖2，係針對第1實施形態相關的驅動裝置200的構成進行繪示的圖。示出圖1(a)的A-A箭頭圖、在圖1(a)省略圖示的循環系統80。
驅動裝置200，係具有將由於氣化而成為氣態的冷媒24凝結的凝結手段。凝結手段，係具有一調整手段，該調整手段係基於對氣態的冷媒24的狀態的變化進行檢測的檢測手段38的檢測結果而調整冷媒24的凝結量。關於檢測手段38係後述。
調整手段，係對在第1框體14的內部及與第1框體14的內部連通的空間(連通空間)中的至少一者的氣態的冷媒24的熱(冷媒24具有的熱)進行調整的手段。
本實施形態相關的凝結手段，係使用在與冷媒24係獨立的系統中流動的冷媒28而使冷媒24凝結。凝結手段方面，具有循環系統80與作為調整手段的帕耳帖元件32。帕耳帖元件32，係將第1框體14的內部的熱散熱至冷媒28的流路。另外，在與冷媒24獨立的系統中流動，係表示在與冷媒24流動的空間隔開的空間流動。凝結手段，係另外亦可具有凝結片34、散熱片36。
第1框體14，係收容從液態氣化從而冷卻線圈10的冷媒(第1冷媒)24、浸於液態的冷媒24的線圈10。
第1框體14的內部，係被以氣體幾乎無法在第1框體14的內部與外部之間來往的方式而密封的閉空間。使用O環體等的密封構材時，與後述的檢測手段38連接的配線(未圖示)或配線13與第1框體14的內部連接，或亦可供於放入既定量的冷媒24用的可開閉的開口(未圖示)等被設於第1框體14。
冷媒24，係具有接近使用載台裝置100的環境的管理溫度的沸點，以液態與氣態的平衡狀態而存在。線圈10發熱的情況下，冷媒24氣化使得可立即冷卻線圈10。氣態的冷媒24係存在於第1框體14內之上側的空間26。另外，在本說明書，係對於液態的冷媒24以符號24表示。
冷媒24係直接接觸於線圈10故導電性低的冷媒為優選。採用導電性低的冷媒，使得可防止線圈10的短路。
冷媒24之例方面、只要管理溫度為室溫程度、則可採用水、酒精、醚、氫氟醚(以下、稱為HFE)、電子化學液(Fluorinert)等。
大氣壓的環境下冷媒24不會氣化的情況下，亦可將空間26預先減壓。據此可降低冷媒24的沸點。例如，在23℃的環境下使用HFE的情況下，將空間26減壓 至約60kPa(abs)，使得可將氣態與液態的平衡狀態下的HFE封入至第1框體14內。
第1框體14，係進一步收容供於支撐線圈10用的支撐材25與後述的凝結片34。
在第2框體16的外部的可動子18側係設置以隔熱材料而構成的構材30。即使定子12的熱變動的情況下，仍可防止(減低)熱傳至可動子18、物體2等。將第2框體16本身以隔熱材料而構成亦可。隔熱材料方面，可使用聚苯乙烯、聚胺甲酸酯等的發泡塑膠、玻璃毛料等。
循環系統80，係對供應口16a供應被調溫的冷媒28，具有以將從排出口16b所排出的冷媒28回收而再次供應至供應口16a的方式使冷媒28循環的機構。冷媒28可為載台裝置100的管理溫度下液態的材料亦可為氣態的材料。
循環系統80，係具有冷卻器82、槽84、泵浦86、熱交換器88、及對熱交換器88的溫度進行計測的感測器90。冷卻器82係一度將從第2框體16所回收的冷媒28冷卻。在冷卻時所產生的排熱係被捨至循環系統80的外部。透過冷卻器82而冷卻的冷媒28係在槽84內被暫時貯藏。泵浦86，係每單位時間各既定量將槽84內的冷媒28送至熱交換器88。
感測器90，係對被透過熱交換器88而調整的冷媒28的溫度進行計測，使熱交換器88對冷媒28進行 調溫，而使透過感測器90的計測結果顯示既定的溫度。
只要可對第2框體16供應被調溫的冷媒28，則循環系統80亦可非冷媒28循環的系統。
帕耳帖元件32，係設於第1框體14與第2框體16的接合部分，為如下元件：第1框體14的內部、或第2框體16的內部亦即第2冷媒之中，可使熱從一方移動至另一方。尤其，在本實施形態，係使基於檢測手段38的檢測結果透過後述的控制部40而算出的熱，依控制部40的指示從冷媒28移動至第1框體14。
另外，帕耳帖元件32亦可設於第1框體14的內部的第2框體16側、或第2框體16的內部的第1框體14側。
在第1框體14的帕耳帖元件32側係設置凝結片34，在第2框體16的帕耳帖元件32側係設置與凝結片34同形狀的散熱片36。以凝結片34的凝結部與散熱片36的散熱部相對於帕耳帖元件32彼此朝向相反方向的方式而設。凝結片34係凝結的冷媒24聚集的部分。散熱片36係將透過帕耳帖元件32從第1框體14內部移動的熱散熱至冷媒28中的部分。
如示於圖2、凝結片34及散熱片36係優選上被形成為複數個針狀。可增加與所氣化的冷媒24的接觸面積、可提高凝結效率。散熱片36的情況下、可提高往第2冷媒的排熱效率。在本實施形態係為了說明的簡易化、而使凝結片34與散熱片36為同形狀、惟亦可為凝結 片34與散熱片36的形狀不同。
本實施形態相關的檢測手段38，係檢測氣態的冷媒24的壓力變化的手段。檢測手段38，係具有感測器38a與算出部38b。感測器38a係設於第1框體14的內部的底部，依氣態的冷媒24的壓力變化而變化，對從液態的冷媒24所承受的壓力進行計測。連接於感測器38a的算出部38b，係算出感測器38a所檢測出的壓力與既定的壓力的差。既定的壓力，係指在線圈10未使電流流動的狀態(以下，稱為空閒狀態)下的冷媒24的飽和蒸氣壓。另外，算出部38b的功能亦可具備於控制部40。
控制部40，係具有CPU及記憶體(ROM、RAM等)。控制部40係與檢測手段38連接，基於檢測手段38的檢測結果，為了減低線圈10的溫度變動而決定與冷媒24的應凝結量(以下，稱為目標凝結量)對應的熱的熱量。進一步基於目標凝結量，而決定透過帕耳帖元件32從第2冷媒6予以移動至第1框體14的熱的熱量。
此處目標凝結量，係優選上為將檢測手段38所檢測出的壓力變化減低(使變化量接近零)的凝結量。在以下，係說明有關帕耳帖元件32將與檢測手段38所檢測出的壓力變化對應的熱予以移動的情況下的目標凝結量的算出方法。
使第1框體14的體積為V，使氣態的冷媒24的密度為ρ[g/l]，使空閒狀態下的第1框體14的內部的壓力為P0[Pa]，使在空閒狀態下的氣態的冷媒24的體積為 Vg。在控制部40的記憶體係預先記憶V、ρ、Vg、P0、冷媒24的潛熱L[J/g]的值。使感測器38a所計測的壓力的變化量為P[Pa]，伴隨壓力P從此壓力P0的變化，使所氣化的冷媒24的量為△m[g]、P0-P=△P。所氣化的量係微量而液態的冷媒24的體積V1不變時，
Vg=V-V1=固定會成立。
空閒狀態下，氣態的冷媒24的量G，係以式(1)表示。
G=P‧Vg‧ρ/P0[g]‧‧‧(1)
此外，由於波以耳的定律使得式(2)會成立。
(P+△P)‧Vg={P0‧Vg‧(ρ+△m)}/ρ‧‧‧(2)
目標凝結量M[g]，係與△m相等，故由於式(1)、(2)，以式(3)表示。
M=△m=ρ‧vg‧△P/P0‧‧‧(3)
利用潛熱L[J/g]、以帕耳帖元件32應移動的熱量Q[J]係以式(4)表示。
Q=M‧L=ρ‧vg‧△P‧L/P0‧‧‧(4)
(冷卻方法)
說明有關在驅動裝置200的線圈10的冷卻方法。為了將驅動裝置200予以驅動，電流源11使電流開始流過線圈10。使電流流動的期間，檢測手段38係頻繁或以既定時間間隔檢測冷媒24的壓力。線圈10發熱時，冷媒 24氣化而冷卻線圈10。氣態的冷媒24增加使得冷媒24的感測器38a檢測到壓力的增加時，算出部38b算出與既定的壓力的差。檢測手段38，係將所算出的壓力變化送至控制部40。
控制部40係基於式(4)算出應以帕耳帖元件32而移動的熱的熱量Q，對帕耳帖元件32進行指示。帕耳帖元件32移動熱量Q，冷媒24被凝結。
在第1框體14的內部成為氣態的冷媒24由於凝結而再度成為液體狀態，使得第1框體14的內部的壓力歸至既定的壓力。檢測手段38檢測到第1框體14的內部的壓力低於既定的壓力的情況下，亦得以帕耳帖元件32使第1框體14的內部的熱移動至第2冷媒而減低凝結量的方式進行調節。
另外，控制部40，係只要可取得熱量Q，則未必要每小時算出。亦可基於從算出部38b所算出的壓力變化與熱量Q的對應關係，而決定熱量Q。控制部40，係亦可透過PID控制而進行凝結量調整的追從控制。
作成如此，於驅動裝置200，基於檢測手段38的檢測結果使帕耳帖元件32調整冷媒24的凝結量。調整凝結量使得可將冷媒24的壓力及冷媒24的沸點保持為既定的值，可抑制冷媒24的沸點上升所致的線圈10的溫度上升。作成如此，依本實施形態相關的驅動裝置200及冷卻方法時，比起不使用檢測手段38及帕耳帖元件32調整冷媒24的凝結量的情況，可減低線圈10的溫度變 動。
一般而言，比起熱經由空間傳達既定距離的速度，氣體的壓力變化對於分離該既定距離的位置所傳達的速度較快。亦即，依本實施形態時，冷媒24的壓力變化，係響應性比線圈10的溫度上升份的熱經由空間26而往冷媒28傳達的速度快。基於響應快的壓力變化使冷媒24凝結，故比起記載於不透過檢測手段對冷媒24的狀態的變化進行檢測的專利文獻1的驅動裝置更為抑制冷媒24的沸點上升，可減低線圈10的溫度變動。
藉此，可減低：熱從線圈10傳播至載台裝置100存在的空間，在雷射光70的光路徑上的溫度變動所致的計測準確度的不良化。此外，可減低：熱經由可動子18傳播至載台6，物體2暫時變形。
感測器38a，係亦可不設於第1框體14的底部。亦可設於例如空間26。帕耳帖元件32係可將第1框體14的內部的熱散熱至第1框體14的外部，故不存在包含冷媒28的流路的循環系統80亦無妨。
驅動裝置200，係可在第1框體14的內部，設置將冷媒24攪拌的攪拌部。攪拌部，係使附羽根構材旋轉的方式、使具有孔的球體旋轉的方式等。攪拌部方面，優選上選擇發熱量小者。透過攪拌可抑制由於冷媒24的氣化而產生的氣泡附著於線圈10所致的冷媒24與線圈10的接觸面積的降低。
在載台裝置100的位置檢測方面、亦可代替 干涉計60使用編碼器(未圖示)。可減低編碼器以及保持編碼器標度的部分的溫度變動、可抑制載台裝置100的位置的計測準確度的不良化。
〔第2實施形態〕
圖3，係針對第2實施形態相關的驅動裝置300的構成進行繪示的圖。本實施形態相關的凝結手段，亦使用在與冷媒24係獨立的系統中流動的冷媒28而使冷媒24凝結。調整手段方面，在代替帕耳帖元件32使用控制冷媒28的溫度的溫度控制手段方面，與驅動裝置200不同。其他構成係如同驅動裝置200故省略說明。另外，於循環系統80，溫度控制手段係熱交換器88。
在驅動裝置300的線圈10的冷卻方法如下。
透過檢測手段38的壓力的檢測結果係傳至控制部40，控制部40係決定在第2框體16的內部流動的冷媒28的溫度。控制部40，係將該所決定的溫度對熱交換器88進行設定。以在檢測手段38檢測出壓力的第2框體16流動的冷媒28的溫度變低的方式進行調整。
熱交換器88使冷媒28的溫度降低，使得第2框體16的溫度係溫度變比第1框體14低。因此，熱從第1框體14移動至冷媒28，使得可使冷媒24的凝結增加。藉此，可使所變化的冷媒24的壓力接近或一致於空閒狀態的壓力。控制部40，係在檢測手段38所檢測出的壓力變化消失的時間點，使設定於熱交換器88的溫度，返回 變更前的溫度。
控制部40所決定的冷媒28的溫度，係可為比檢測手段38檢測出壓力變化前低既定的溫度的溫度，亦可依檢測手段38所檢測出的壓力變化而設定為不同的溫度。
如此，於驅動裝置300，基於檢測手段38的檢測結果使熱交換器88調整冷媒24的凝結量。調整凝結量使得可將冷媒24的壓力及冷媒24的沸點保持為既定的值，可抑制冷媒24的沸點上升所致的線圈10的溫度上升。作成如此，依本實施形態相關的驅動裝置300及冷卻方法時，比起不使用檢測手段38及熱交換器88調整冷媒24的凝結量的情況，可減低線圈10的溫度變動。
因此，可減低：熱從線圈10傳播至載台裝置100存在的空間，在雷射光70的光路徑上的溫度變動所致的計測準確度的不良化。此外，可減低：熱經由可動子18傳播至載台6，物體2暫時變形。
本實施形態，係比起使用帕耳帖元件的情況，可使大的熱量從第1框體14的內部移動至第2框體16的內部。因此，尤其適用為在線圈10流動的電流量大的載台裝置的驅動裝置。例如，載台裝置100具有微動台與以比該微動台大的移動量而移動的粗動台的情況下，係優選上用作為粗動台的驅動裝置。
〔第3實施形態〕
圖4，係針對第3實施形態相關的驅動裝置400的構成進行繪示的圖。本實施形態相關的凝結手段，亦使用在與冷媒24係獨立的系統中流動的冷媒28而使冷媒24凝結。調整手段方面，在除了熱交換器88以外進一步使用控制冷媒28的流量的流量控制手段方面，與驅動裝置300不同。其他構成係如同驅動裝置300故省略說明。另外，於循環系統80，流量度控制手段係泵浦86。
在驅動裝置400的線圈10的冷卻方法如下。
透過檢測手段38的壓力的檢測結果係傳至控制部40，控制部40決定在第2框體16的內部流動的冷媒28的流量。控制部40，係對熱交換器88指示而將冷媒28的溫度設定為低既定溫度，同時對泵浦86指示而使在第2框體16流動的冷媒28的流量增加。第2框體16的溫度係溫度變比第1框體14低，使得熱會從第1框體14移動至冷媒28。
控制部40，係在檢測手段38所檢測出的壓力變化消失的時間點，使對熱交換器88設定的溫度及對泵浦86設定的冷媒28的流量，返回變更前的值。
驅動裝置400，係具有與第2實施形態同樣的效果。再者，比起僅使用熱交換器88及感測器90而調整凝結量的情況，可透過使用泵浦86從而增加冷媒24的每單位時間的凝結量。
〔第4實施形態〕
圖5，係針對第4實施形態相關的驅動裝置500的構成進行繪示的圖。驅動裝置500，係與驅動裝置300相比，無第2框體16、凝結片34、及散熱片36。替而具有凝結器71、汽缸72、壓力控制部73、檢測手段74、及與框體14的內部連通的空間75。本實施形態相關的凝結手段，亦使用在與冷媒24係獨立的系統中流動的冷媒28而使冷媒24凝結。本實施形態相關的凝結手段，亦為使冷媒28循環的循環系統80與凝結器71。本實施形態相關的調整手段係熱交換器88。
活塞72a，係將亦為空間75的一部分的空間76、及透過壓力控制部73而控制壓力的空間77隔開。
空間75，係透過壓力控制部73而背壓為既定的壓力。
該既定的壓力，係在第1框體16的管理溫度下的冷媒24的飽和蒸氣壓(既定的壓力)。亦即，為線圈10未發熱的期間(未使電流在線圈10流動的期間)的框體16的內部的壓力。壓力控制部73，係優選上為例如可調整相對於空間77的壓縮空氣的輸出入的壓力調整閥。
藉此，隨著冷媒24的氣化進行，活塞72a的位置係移動為空間76與空間77的壓力被保持。亦即空間75，係體積可依冷媒24的體積而變動的空間。
冷媒24，係進行背逆於背壓而使活塞72a移動如此的機械作業。
冷媒24的封入量，係於空閒狀態下，優選上為空間75與空間76成為大致同體積的量。防止衝撞於活塞72a移動時的汽缸72的內壁，可使冷媒24具有的熱持續轉換於機械作業。
空間75，係包含與框體14的內部之上部連通且成為氣態的冷媒24通過的配管78、空間76、凝結器71之中冷媒24通過的空間71a、與框體14的內部的下部連通且液態的冷媒24凝結而通過的配管79。
凝結器71係分離為冷媒24流動的空間71a與冷媒28流動的空間71b，在冷媒28與空間75之間將熱交換(予以移動)。凝結器71係例如熱泵。
檢測手段74係具有檢測活塞72a的位置的感測器74a與將感測器74a所檢測的位置與基準位置的差算出的算出部74b。算出部74b，係將算出結果輸入至控制部40。亦即，檢測手段74係檢測活塞72a的位置變化，從而檢測氣態的冷媒24的狀態的變化，具體而言檢測第1冷媒的體積變化。基準位置，係指空閒狀態下的活塞72a的位置。
控制部40，係基於檢測手段74的檢測結果，而決定在第2框體16的內部流動的冷媒28的溫度。控制部40，係將該所決定的溫度對熱交換器88進行設定。
熱交換器88調整冷媒28的溫度，從而調整在凝結器71予以凝結的冷媒24的凝結量。
(冷卻方法)
電流在線圈10流動，發熱時，與線圈10接觸的冷媒24會吸收線圈10的熱而氣化。冷媒24氣化時，冷媒24的壓力會趨向增加。此時，氣態的冷媒24一面使活塞72a移動一面隔熱膨脹，使得可減低伴隨冷媒24的壓力的增加及冷媒24的壓力的增加的沸點之上升。
此外，在汽缸72的空間的體積方面具有上限故變得需要促進冷媒24凝結。所以，為了基於檢測手段74的檢測結果而使冷媒24的體積返回空閒狀態下的體積，控制部40係決定在第2框體16的內部流動的冷媒28的溫度。控制部40，係將該所決定的溫度對熱交換器88進行設定。
控制部40係可基於下述的演算而求出目標凝結量及與該目標凝結量對應的設定溫度，亦可設定預先決定的既定的溫度。
設明有關目標凝結量的算出方法。目標凝結量，係使冷媒24的潛熱為L[J/g]、使活塞72a的背壓面積為A、使空間77的壓力為P、活塞在微小時間△t之間移動△x時，目標凝結量C2係以式(2)表示。
C2=(P‧A‧△x/△t)/L[g/sec]‧‧‧(2)
算出與目標凝結量對應的冷媒28的設定溫度，熱交換器88係接收控制部40的指示而使冷媒28的溫度降低。藉此，使在凝結器71的冷媒24的凝結量增加，可使所變化的冷媒24的體積接近或一致於空閒狀態 的體積。活塞72a的位置係隨著冷媒24的體積減少而接近基準位置。控制部40，係在檢測手段74所檢測出的體積變化消失的時間點，使設定於熱交換器88的溫度，返回變更前的溫度。
檢測手段38檢測到冷媒24的體積變比空閒狀態小的情況下，係可使對熱交換器88設定的溫度上升而調整凝結量。
如此，於驅動裝置500，基於檢測手段74的檢測結果使熱交換器88調整冷媒24的凝結量。調整凝結量使得可將冷媒24的壓力及冷媒24的沸點保持為既定的值，可抑制冷媒24的沸點上升所致的線圈10的溫度上升。作成如此，依本實施形態相關的驅動裝置500及冷卻方法時，比起不使用檢測手段74及熱交換器88調整冷媒24的凝結量的情況，可減低線圈10的溫度變動。
因此，可減低：熱從線圈10傳播至載台裝置100存在的空間，在雷射光70的光路徑上的溫度變動所致的計測準確度的不良化。此外，可減低：熱經由可動子18傳播至載台6，物體2暫時變形。
再者在驅動裝置500，係冷媒24進行背逆於背壓而使活塞72a移動如此的機械作業。據此可將從線圈10吸收的熱轉變至機械作業而消耗。比起第1~第3的實施形態，可減低循環系統80下的排熱量。
再者於空間75使冷媒24凝結，故可在從可動子18分離的位置將冷媒24的熱放出。據此可使熱不易 傳至與可動子18同時移動的載台6。再者，空間75的位置係可自由決定，故無須如第1~第3實施形態般在窄的空間內設置第2框體16，可增加驅動裝置的設計的自由度。
凝結量的調整手段方面，可如第1實施形態般使用帕耳帖元件32，或如第3實施形態般使用泵浦86。或者，亦可酌情併用此等。
〔第5實施形態〕
圖6，係針對具有搭載驅動裝置200的載台裝置100的光刻裝置800的構成進行繪示的圖。光刻裝置800，係使基板810曝光的曝光裝置。
在基板810上形成圖案的圖案形成部方面，具有光源802、照明光學系統806、及投影光學系統808。
從光源802所出射的KrF準分子雷射光(波長248nm)，係通過導光部804、照明光學系統806、及投影光學系統808而照射於載置在載台裝置100上的基板810(對象物)。投影光學系統808，係將形成於光罩(遮罩)812的電路圖案等的圖案縮小投影至基板810。據此將光罩812的圖案轉印至基板810上。
載台裝置100，係將亦為前述的物體2的基板810定位。干涉計60，係對載台6的位置、姿勢等進行計測，從而計測基板810的位置。座架814，係為了來自設 置面816的振動不會傳至將投影光學系統進行支撐的支撐材而進行除振的裝置。載台裝置100係將光罩812定位。
控制部40，係基於透過干涉計60的計測，而控制光罩812與基板810的定位。
載台裝置100，係可與第1實施形態同樣地抑制線圈10的發熱。藉此，可抑制在線圈10產生的熱傳至基板，基板變形所致的重疊精度的降低。此外，可抑制因干涉計60的光路徑的空氣的溫度變動而發生的載台裝置100的定位精度的降低。
驅動裝置200，係亦可搭載於使光罩812移動的載台裝置817。此外，在載台裝置100、載台裝置817等，係亦可搭載驅動裝置300、400、500中的任一者、或將此等酌情組合的構成的驅動裝置。
光刻裝置800，係不限於前述的裝置。亦可為利用g線(波長436nm)、ArF雷射光(波長193nm)、EUV光(波長13nm)等的光線對基板進行曝光並形成圖案的各種曝光裝置。亦可為利用形成3維形狀的圖案的模具而形成抗蝕層的固化圖案的壓印裝置、或將帶電粒子束照射於基板而描繪圖案的描繪裝置。
〔其他實施形態〕
第1實施形態、第2實施形態、及第3實施形態之中，亦可組合2個以上的實施形態而實施。例如，調整冷媒24的凝結量的調整手段方面，亦可使用第2實施形態 的溫度控制手段及第3實施形態的流量控制手段雙方。亦可驅動裝置200~500係具有複數個第1框體14，各第1框體14收容1個線圈10。
收容於1個第1框體14內的線圈10的數量，係可不為定子12的線圈10全部。以收容各1個、或各既定個數個線圈10的被分割的第1框體14連接者，而構成定子12亦可。帕耳帖元件32亦不相對全部的線圈10設置1個長的帕耳帖元件32，亦可每1個軛20或每1個或既定個數的線圈10而設置。另外，第1框體14被分割的情況下，係僅至少第1框體14的個數需要帕耳帖元件32。
控制部40，係可不每次算出目標凝結量。具有關於與壓力變化或體積變化對應的目標凝結量的表的情況下，係亦可依該表而決定目標凝結量。
控制部40，係只要具備控制部40所執行的功能全部，則可為個別的控制基板的集合體，亦可為1個控制基板。
檢測氣態的冷媒24的狀態的變化的手段，係檢測手段38、74以外，為檢測氣態的冷媒24的壓力變化、體積變化、及溫度變動中至少1者的手段即可。
檢測溫度變動的情況下，檢測該溫度變化的手段的感測器，係優選上配置於第1框體14中的液態的冷媒24。可比線圈10的溫度變化份的熱經由空間26傳至冷媒28為止的時間快檢測線圈10的溫度上升。
驅動裝置200~500，係不限於可動子18進行移動的動鐵式，亦可為線圈10進行移動的動圈式。不限於使物體2直線移動的載台裝置，亦可為予以移動於旋轉方向的裝置。將基板810定位的載台裝置以外，亦可為例如進行光學元件的定位的載台裝置。
驅動裝置200~500，係不限於搭載於光刻裝置的載台裝置，亦可為搭載於其他被要求高精度的定位的裝置的驅動機構。例如，光刻裝置為半導體曝光裝置的情況下，係將曝光光進行遮光的遮光片、亦可為將伴隨載台裝置的移動的反作用力減低的反作用力消除器等的驅動機構。例如，光刻裝置為壓印裝置的情況下，係亦可為將形成3維形狀圖案的模具、供應壓印材的供應部等予以驅動的驅動機構。
〔物品的製造方法〕
利用光刻裝置而形成的圖案，係暫時使用於製造各種物品時。物品，係電路元件、光學元件、MEMS、記錄元件、感測器、或模具等。電路元件方面，係列舉如DRAM、SRAM、快閃記憶體、MRAM的揮發性或非揮發性的半導體記憶體、如LSI、CCD、影像感測器、FPGA的半導體元件等。模具方面，係列舉壓印用的模具等。
利用光刻裝置而形成的圖案，係為了物品的製造，於基板的加工程序進行蝕刻或離子注入等，之後抗蝕遮罩係被除去。光刻裝置方面使用曝光裝置、描繪裝置 等的情況下，係在前述的加工程序前對抗蝕層進行顯影。使用壓印裝置作為光刻裝置從而形成的抗蝕層的固化圖案，係亦可直接用作為上述物品的至少一部分的構材。前述加工程序後，亦可包含周知的加工程序(顯影、氧化、成膜、蒸鍍、平坦化、抗蝕層剝離、切割、接合、封裝等)。
本發明非限定於上述實施形態者，不脫離本發明的精神及範圍之下，可進行各種變更及變化。因此，附上以下的請求項以公開本發明的範圍。
8‧‧‧磁鐵
10‧‧‧線圈
12‧‧‧定子
14‧‧‧第1框體
16‧‧‧第2框體
18‧‧‧可動子
20‧‧‧軛
22‧‧‧導引器
24‧‧‧冷媒
25‧‧‧支撐材
26‧‧‧空間
28‧‧‧冷媒
30‧‧‧構材
32‧‧‧帕耳帖元件
34‧‧‧凝結片
36‧‧‧散熱片
38‧‧‧檢測手段
38a‧‧‧感測器
38b‧‧‧算出部
40‧‧‧控制部
80‧‧‧循環系統
82‧‧‧冷卻器
84‧‧‧槽
86‧‧‧泵浦
88‧‧‧熱交換器
90‧‧‧感測器
200‧‧‧驅動裝置

Claims (13)

  1. 一種驅動裝置，特徵在於：具有：具有磁鐵與線圈，電流流過前述線圈從而驅動物體的電磁致動器；收容從液態氣化從而冷卻前述線圈的第1冷媒、和浸於液態的前述第1冷媒的前述線圈的收容手段；將氣態的前述第1冷媒進行凝結的凝結手段；和檢測前述第1冷媒的溫度或體積的變化的檢測手段；其中，前述凝結手段，係具有基於前述檢測手段的檢測結果而調整前述第1冷媒的凝結量的調整手段。
  2. 如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中，前述調整手段，係對在前述收容手段的內部及與前述收容手段的內部連通的空間中的至少一者的氣態的前述第1冷媒的熱進行調整，從而調整前述凝結量。
  3. 如申請專利範圍第2項之驅動裝置，其中，前述凝結手段係使存在於前述空間的氣態的前述第1冷媒凝結。
  4. 如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其具有與前述收容手段的內部連通且體積依前述第1冷媒的狀態變化而改變的空間，前述檢測手段，係檢測前述空間的體積的變化從而檢測前述第1冷媒的體積的變化。
  5. 如申請專利範圍第4項之驅動裝置，其中，前述空間，係以既定的壓力而具有背壓。
  6. 如申請專利範圍第5項之驅動裝置，其中，前述既定的壓力，係與在前述線圈未發熱的期間的前述收容手段的內部的壓力相同。
  7. 如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中，前述調整手段，係使前述收容手段的內部的熱移動至未與前述收容手段的內部連通的空間的帕耳帖元件。
  8. 如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中，前述凝結手段，係使用在與前述第1冷媒係獨立的系統中流動的第2冷媒而將氣態的前述第1冷媒進行凝結，前述調整手段，係控制前述第2冷媒的流量的流量控制手段及控制前述第2冷媒的溫度的溫度控制手段中的至少一者。
  9. 如申請專利範圍第8項之驅動裝置，其中，前述調整手段係前述溫度控制手段，使前述第2冷媒的溫度降低而使前述凝結量增加。
  10. 如申請專利範圍第8項之驅動裝置，其中，前述調整手段係前述流量控制手段，使前述第2冷媒的流量增加而使每單位時間的凝結量增加。
  11. 一種光刻裝置，特徵在於：具有如申請專利範圍第1至10項中任1項的驅動裝置，並具有：將基板的位置進行定位的定位裝置；和對於前述基板形成圖案的圖案形成部。
  12. 一種線圈的冷卻方法，使電磁致動器的線圈浸於液態的冷媒，前述冷媒從液態氣化從而冷卻前述線圈，特徵在於：具有：檢測由於前述氣化成為氣態的前述第1冷媒的溫度或壓力的變化的檢測程序；和使氣態的前述第1冷媒凝結的凝結程序；其中，前述凝結程序，係具有基於在前述檢測程序的檢測結果而調整前述第1冷媒的凝結量的程序。
  13. 一種物品之製造方法，特徵在於：具有：利用如申請專利範圍第11項的光刻裝置，而在基板上形成圖案的程序；和對在前述程序形成圖案的基板進行加工的程序。
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