JP2024055603A - 脈動低減装置、冷却装置、リソグラフィー装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却装置が組み込まれる装置の運用効率の向上に有利な技術を提供する。
【解決手段】脈動低減装置は、液体を循環させるためのポンプが設けられた循環経路に連通するように配置され、前記循環経路における液体の脈動が低減されるように液体および気体を貯留する緩衝タンクと、前記緩衝タンクの中の気体の量を調整するための調整機構と、前記緩衝タンクの中の液体の液面の高さを検出する検出器と、前記検出器の出力に基づいて前記液面の高さの変化を推定する演算器と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、脈動低減装置、冷却装置、リソグラフィー装置および物品製造方法に関する。

産業機器において振動の影響を抑制することは、産業機器の性能を維持するために重要である。リソグラフィー装置を例にとると、近年の半導体素子の微細化に伴い、より高い性能が要求されている。例えば、リソグラフィー装置においては、基板と原版との位置合わせ精度や、基板への原版のパターンの転写精度等をより高度化する必要がある。リソグラフィー装置の性能を確保するためには、装置内の各振動源が発生する振動の影響を抑制するとともに、装置への振動伝達を防ぐ必要がある。振動の原因の一例として脈動を挙げることができる。脈動は、ポンプによって発生する圧力変動である。種々の構成要素を冷却するための液冷循環系を備えるリソグラフィー装置では、ポンプの脈動による振動伝達が問題となる。

脈動低減装置としては、液体の循環経路の途中に液体と気体が貯留される空気室を設け、空気室内の空気を緩衝体として利用することで、圧力変動を抑制する手法が実用化されている。しかし、空気室の液面は、液体への気体の溶解、気体の漏洩、液体の気化等によって時間経過とともに変動する。そのため、脈動低減効果を維持するためには、液面を一定の範囲内に維持することが必要である。特許文献１には、液面が上限に達したことを検知する第１液面センサ、および、液面が下限に達したことを検知する第２液面センサを設けて、これらの液面センサの検出信号に基づいて液面を所定の範囲内に制御することが記載されている。しかしながら、特許文献１には、液面の変化を推定することは記載も示唆もされていない。

特開２０１１－２５８２１８号公報

特許文献１に記載された技術では、液面が上限に達したこと、又は、液面が下限に達したことに応答して液面の制御のための動作が実行されるに過ぎないので、液面の制御のための動作のタイミングを予測することができない。したがって、産業機器が製品の製造のために動作しているときに液面の制御のためのメンテナンスが突発的に要求され、これにより製造工程が停止される可能性がある。これにより、産業機器の運用効率が低下しうる。

本発明は、冷却装置が組み込まれる装置の運用効率の向上に有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、脈動低減装置に係り、前記脈動低減装置は、液体を循環させるためのポンプが設けられた循環経路に連通するように配置され、前記循環経路における液体の脈動が低減されるように液体および気体を貯留する緩衝タンクと、前記緩衝タンクの中の気体の量を調整するための調整機構と、前記緩衝タンクの中の液体の液面の高さを検出する検出器と、前記検出器の出力に基づいて前記液面の高さの変化を推定する演算器と、を備える。

本発明によれば、冷却装置が組み込まれる装置の運用効率の向上に有利な技術が提供される。

第１実施形態の冷却装置および脈動低減装置の構成を示す図。 脈動低減装置の第１動作例を示す図。 脈動低減装置の第２動作例を示す図。 脈動低減装置の第３動作例を示す図。 図５の工程Ｓ２１０の具体例を示す図。 緩衝タンクの中の液体の液面の高さの変化の傾向の一例を示す図。 緩衝タンクの中の液体の液面の高さの変化の傾向の一例を示す図。 緩衝タンクの中の液体の液面の高さの変化の傾向の一例を示す図。 図８に示された例において次のメンテナンスにおける目標高さを決定する例を示す図。 第２実施形態の冷却装置および脈動低減装置の構成を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１には、本開示の第１実施形態の冷却装置１００の構成が示されている。図１において、実線の矢印は、液体また気体の流れを示し、点線の矢印は、信号の流れを示している。冷却装置１００は、例えば、循環経路１２０と、循環経路１２０を通して液体（冷媒）を循環させるポンプ１０８と、循環経路１２０における液体の脈動を低減する脈動低減装置００１と、循環経路１２０に配置された熱交換器１０６とを備えうる。熱交換器１０６は、循環経路１２０を循環する液体を熱交換によって冷却するように構成される。

冷却装置１００は、循環経路１２０に配置された貯留タンク１０７を備えてもよい。貯留タンク１０７は、例えば、熱交換器１０６を通過して送られてくる液体を貯留し、貯留タンク１０７内の液体がポンプ１０８によって吸い出されるように配置されうる。冷却装置１００は、循環経路１２０を通る液体を加熱するヒータ１０９を備えてもよい。ヒータ１０９は、ポンプ１０８から送り出された液体を加熱して冷却対象１１０に供給するように配置されうる。冷却装置１００は、温度センサ１１１および制御器１１２を備えてもよい。温度センサ１１１は、例えば、冷却対象１１０を通過した直後の液体の温度を検出するように配置されうる。制御器１１２は、温度センサ１１１の出力に基づいて、冷却対象１１０が目標温度に維持されるように温度制御された液体が冷却対象１１０に供給されるようにヒータ１０９による液体の加熱を制御しうる。熱交換器１０６は、循環経路１２０を流れる液体を冷却対象１１０の目標温度より低い所定温度まで冷却し、ヒータ１０９は、所定温度まで冷却された液体を冷却対象１１０の目標温度まで加熱するように制御されうる。制御器１１２は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

脈動低減装置００１は、液体を循環させるためのポンプ１０８が設けられた循環経路１２０に連通するように配置された緩衝タンク１０１を備えうる。緩衝タンク１０１は、循環経路１２０における液体の脈動が低減されるように液体および気体を貯留するように構成されうる。緩衝タンク１０１は、例えば、ポンプ１０８から送り出される液体が緩衝タンク１０１に流入し、緩衝タンク１０１内の液体Ｒが冷却対象１１０に供給されるように配置されうる。緩衝タンク１０１内に液体Ｒの液面の上方には、空間部（気体空間部）ＳＰが形成される。脈動低減装置００１は、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整するための調整機構ＡＤを備えうる。調整機構ＡＤは、空間部ＳＰの気体の量を調整するように構成されうる。脈動低減装置００１は、緩衝タンク１０１の中の液体Ｒの液面の高さを検出する検出器１０２ａと、検出器１０２ａの出力に基づいて緩衝タンク１０１の中の液体Ｒの液面の高さの変化を推定する演算器１０４とを備えうる。演算器１０４は、制御器あるいはプロセッサとして理解されてもよく、演算器１０４は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。演算器１０４の機能の全部または一部は、制御器１１２によって実現されてもよい。

調整機構ＡＤは、例えば、バルブ１０３ａ、１０３ｂおよび圧力レギュレータ１０５を含みうる。バルブ１０３ａは、空間部ＳＰにおける気体を排出することによって空間部ＳＰの圧力、換言すると、緩衝タンク１０１の内部圧力を低下させる。圧力レギュレータ１０５は、圧力が調整された空気等の気体をバルブ１０３ｂに供給する。バルブ１０３ｂは、圧力レギュレータ１０５によって圧力が調整された気体を緩衝タンク１０１の空間部ＳＰに供給する。バルブ１０３ｂは、空間部ＳＰに気体を供給することによって空間部ＳＰの圧力、換言すると、緩衝タンク１０１の内部圧力を増加させる。バルブ１０３ａおよびバルブ１０３ｂは、演算器１０４によって制御されうる。バルブ１０３ａおよびバルブ１０３ｂは、オペレータによって操作されてもよい。

検出器１０２ａは、典型的には鉛直方向に沿った検出軸１０２ｂを有し、検出軸１０２上における液体Ｒの液面を検出するように構成されうる。図１において、Ａは、空間部ＳＰに気体を補充するべき目安となる液面の上限閾値、Ｂは、空間部ＳＰからの気体を排出すべき目安となる液面の下限閾値、Ｃは、メンテナンス時に液面を調整する基準位置（目標高さ）である。後述のように、基準位置Ｃは、緩衝タンク１０１内の液体の液面の変化の傾向に応じて決定されうる。

ポンプ１０８から送り出される液体は、ポンプ１０８の動作に起因する脈動を伴って脈動低減装置００１の緩衝タンク１０１に流入しうる。緩衝タンク１０１の空間部ＳＰに貯留された気体は、脈動を低減させる緩衝体として機能しうる。脈動によって液体の流量が変動しうる。液体の圧力が基準圧力よりも高い場合は、その差分に相当する液体が緩衝タンク１０１に流入する。一方、液体の圧力が基準圧力より低い場合には、その差分に相当する液体を補填するように、空間部ＳＰの気体の圧力によって液体Ｒが緩衝タンク１０１から押し出される。以上のメカニズムによって緩衝タンク１０１の下流側に伝わる脈動が低減され、冷却対象１１０に対して常に一定の流量で液体Ｒが供給される。

図２には、脈動低減装置００１の第１動作例が示されている。図２に示される動作は、演算器１０４によって制御されうる。工程Ｓ２０１では、演算器１０４は、検出器１０２ａの出力（即ち、液体Ｒの液面の検出結果）をサンプリングあるいは取得し、その出力を不図示のメモリに記録する。該メモリは、演算器１０４の内部に設けられていてもよいし、演算器１０４の外部に設けられていてもよい。工程Ｓ２０２では、演算器１０４は、検出器１０２ａの出力（より詳しくは、メモリに記録された検出器１０２ａの出力）に基づいて緩衝タンク１０１内の液体Ｒの液面の高さの変化を推定する。液体Ｒの液面の高さの変化の推定は、例えば、１次式または多項式等の近似式によって当該変化を近似することによって行われうる。

工程Ｓ２０３では、演算器１０４は、工程Ｓ２０２における推定結果、即ち、緩衝タンク１０１内の液体Ｒの液面の高さの変化に基づいて、緩衝タンク１０１内の液体Ｒの液面の高さが所定高さになるタイミングを推定する。ここで、所定高さは、緩衝タンク１０１内の液体Ｒの液面の高さを調整するためのメンテナンスを行うべき目安となる高さでありうる。工程Ｓ２０４では、演算器１０４は、現在時刻が工程Ｓ２０３で推定したタイミングに達したどうかを判断し、現在時刻が工程Ｓ２０３で推定したタイミングに達していなければ、工程Ｓ２０１～Ｓ２０３を繰り返す。これにより、検出器１０２ａの出力に基づいて、緩衝タンク１０１内の液体Ｒの液面の高が所定高さになると推定されるタイミングを随時更新する動作が実現される。

一方、現在時刻が工程Ｓ２０３で推定したタイミングに達したら、演算器１０４は、工程Ｓ２０５において、現在の冷却装置１００の使用状況が、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整する作業が許容される状況であるかどうかを判断する。例えば、冷却装置１００が組み込まれたリソグラフィー装置がデバイスの製造のための動作を実行中であるときは、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整する作業が許容されない状況でありうる。例えば、冷却装置１００が組み込まれたリソグラフィー装置が待機中であるときは、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整する作業が許容される状況でありうる。演算器１０４は、冷却装置１００が組み込まれたリソグラフィー装置から提供される情報に基づいて、このような判断を行うことができる。

演算器１０４は、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整する作業が許容されていないと判断した場合には、工程Ｓ２０１に戻り、そのような作業が許容されていると判断した場合には、工程Ｓ２０６に進みうる。工程Ｓ２０６では、演算器１０４は、気体の量の調整のための動作あるいは作業を許容する。一例において、演算器１０４は、不図示の出力装置を使ってオペレータに対して、気体の量の調整のためのメンテナンスを実行するように促しうる。メンテナンスの実行を促されたオペレータは、例えば、不図示の操作部を操作することによって、演算器１０４にメンテナンスの実行を指示しうる。これに応答して、演算器１０４は、調整機構ＡＤに緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整させうる。調整の際の液面の高さは、オペレータからの指令に従いうる。あるいは、メンテナンスの実行を促されたオペレータは、調整機構ＡＤを直接操作してもよい。

つまり、演算器１０４は、緩衝タンク１０１内の液体の液面の高さが所定高さになる時刻と、緩衝タンク１０１内の気体の量を調整する作業が許容されるかどうかを示す情報とに基づいて、調整機構ＡＤによる緩衝タンク１０１の中の気体の量の調整を許容しうる。

図３には、脈動低減装置００１の第２動作例が示されている。第２動作例は、第１動作例における工程Ｓ２０６を工程Ｓ２０６’で置き換えたものである。第２動作例では、工程Ｓ２０６’において、演算器１０４は、気体の量の調整のための動作として予め設定された制御情報に従って、調整機構ＡＤを制御することによって、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整しうる。あるいは、工程Ｓ２０６’において、演算器１０４は、工程Ｓ２０２で推定された液面の変化に応じて決定される制御情報に従って、調整機構ＡＤを制御することによって、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整しうる。つまり、演算器１０４は、緩衝タンク１０１内の液体の液面の高さが所定高さになる時刻と、緩衝タンク１０１の中の気体の量を調整する作業が許容されるかどうかを示す情報とに基づいて、該気体の量が調整されるように調整機構ＡＤを制御する。

図４には、脈動低減装置００１の第３動作例が示されている。図４に示される動作は、演算器１０４によって制御されうる。工程Ｓ２０１では、演算器１０４は、検出器１０２ａの出力をサンプリングあるいは取得し、その出力を不図示のメモリに記録する。該メモリは、演算器１０４の内部に設けられていてもよいし、演算器１０４の外部に設けられていてもよい。工程Ｓ２０２では、演算器１０４は、検出器１０２ａの出力（より詳しくは、メモリ記録された検出器１０２ａの出力）に基づいて緩衝タンク１０１内の液体Ｒの液面の高さの変化を推定する。

工程Ｓ２１０では、演算器１０４は、工程Ｓ２０２における推定結果に基づいて、調整機構ＡＤによって緩衝タンク１０１内の気体の量を調整するメンテナンスのタイミング、および該メンテナンスにおいて該液面の高さを調整する際の該液面の目標高さを決定する。工程Ｓ２１１では、演算器１０４は、現在時刻が工程Ｓ２１０で決定したタイミングに達したどうかを判断し、現在時刻が工程Ｓ２０３で決定したタイミングに達していなければ、工程Ｓ２０１、Ｓ２０２およびＳ２１０の処理を繰り返す。これにより、検出器１０２ａの出力に基づいて、演算器１０４は、メンテナンスのタイミング、および、該メンテナンスにおける目標高さを随時更新する動作が実現される。

一方、現在時刻が工程Ｓ２１０で決定したタイミングに達したら、演算器１０４は、工程Ｓ２１２において、現在の冷却装置１００の使用状況が、緩衝タンク１０１内の気体の量を調整する作業が許容されるかどうかを判断する。例えば、冷却装置１００が組み込まれたリソグラフィー装置がデバイスの製造のための動作を実行中であるときは、緩衝タンク１０１内の気体の量を調整する作業が許容されない状況でありうる。例えば、冷却装置１００が組み込まれたリソグラフィー装置が待機中であるときは、緩衝タンク１０１内の気体の量を調整する作業が許容される状況でありうる。演算器１０４は、冷却装置１００が組み込まれたリソグラフィー装置から提供される情報に基づいて、このような判断を行うことができる。

演算器１０４は、緩衝タンク１０１内の気体の量を調整する作業が許容されないと判断した場合には、工程Ｓ２０１に戻り、そのような作業が許容されると判断した場合には、工程Ｓ２１３に進みうる。工程Ｓ２１３では、演算器１０４は、工程Ｓ２１０で決定した目標高さに応じて、メンテナンスのための作業の少なくとも一部の実行を制御する。一例において、演算器１０４は、オペレータからの指示を受けることなく、工程Ｓ２１０で決定した目標高さに応じて、調整機構ＡＤを制御し、緩衝タンク１０１内の液体の液面の高さを調整しうる。他の例において、演算器１０４は、オペレータによる許可を受けて、そのような動作を実行しうる。

図５には、図４の工程Ｓ２１０の具体例が示されている。工程Ｓ３０２では、演算器１０４は、工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が変曲点を有するかどうかを判断し、変曲点を有しない場合には工程Ｓ３０３に進み、変曲点を有する場合には工程Ｓ３０６に進む。工程Ｓ３０３では、演算器１０４は、工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が増加傾向を示すかどうかを判断し、増加傾向を示す場合には工程Ｓ３０４に進み、減少傾向を示す場合には工程Ｓ３０５に進む。工程Ｓ３０６では、演算器１０４は、工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が変曲点の後に増加傾向を示すかどうかを判断し、変曲点の後に増加傾向を示す場合には工程Ｓ３０７に進み、変曲点の後に減少傾向を示す場合には工程Ｓ３０８に進む。

つまり、変曲点がなく増加傾向を示す場合には工程Ｓ３０４が実行され、変曲点がなく減少傾向を示す場合には工程Ｓ３０５が実行される。また、変曲点の後に増加傾向を示す場合には工程Ｓ３０７が実行され、変曲点の後に減少傾向を示す場合には工程Ｓ３０８が実行される。

図６には、工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点がなく増加傾向を示す例が示されている。図６におけるＡ、Ｂ、Ｃは、図１におけるＡ、Ｂ、Ｃに対応する。図６において、太線は、前回のメンテナンスから現在時刻ｔ１までの液面の高さの変化である。図６の例では、空間部ＳＰの気体が液体Ｒに溶解することで空間部ＳＰの気体の量が減少し、これによって液面が時間経過に従って上昇する。空間部ＳＰの気体の圧力は、ポンプ１０８の圧力と釣り合うため、高圧である。そのため、空間部ＳＰの気体が液体ＳＰに溶解する現象が促進される。工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が増加傾向を示す場合、工程Ｓ３０４において、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングを推定する。ここで、所定範囲の上限は、前述の上限閾値Ａであり、所定範囲の下限は、前述の上限閾値Ｂでありうる。工程Ｓ３０４では、演算器１０４は、更に、メンテナンスにおいて液体Ｒの液面の高さを調整する際の該液面の目標高さを決定しうる。ここで、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点がなく増加傾向を示す場合、図６に例示されるように、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングｔ２を決定しうる。また、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点がなく増加傾向を示す場合、演算器１０４は、次のメンテナンスにおける目標高さ（メンテナンス時に液面を調整する基準位置Ｃ）を下限閾値Ｂとすることが好ましい。この場合、次のメンテナンスから更に次のメンテナンスまでの期間を最大化することができる。

図７には、工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点がなく減少傾向を示す例が示されている。図７におけるＡ、Ｂ、Ｃは、図１におけるＡ、Ｂ、Ｃに対応する。図７において、太線は、前回のメンテナンスから現在時刻ｔ１までの液面の高さの変化である。図７の例では、緩衝タンク１０１内の液体Ｒが気化することによって空間部ＳＰの気体の量が増加し、これによって液面が時間経過に従って下降する。冷媒としての液体Ｒは、気化しやすい性質を持つものが多く、気化による気体の増加ペースが溶解による気体の減少ペースを上回る可能性がある。また、液体をどのような温度範囲で使用するかによって液面の変化の傾向が影響を受けうる。工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が減少傾向を示す場合、工程Ｓ３０５において、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングを推定する。ここで、所定範囲の上限は、前述の上限閾値Ａであり、所定範囲の下限は、前述の下限閾値Ｂでありうる。工程Ｓ３０５では、演算器１０４は、更に、メンテナンスにおいて液体Ｒの液面の高さを調整する際の該液面の目標高さを決定しうる。ここで、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点がなく減少傾向を示す場合、図７に例示されるように、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングｔ２を決定しうる。また、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点がなく減少傾向を示す場合、演算器１０４は、次のメンテナンスにおける目標高さ（メンテナンス時に液面を調整する基準位置Ｃ）を上限閾値Ａとすることが好ましい。この場合、次のメンテナンスから更に次のメンテナンスまでの期間を最大化することができる。

図８には、工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点の後に増加傾向を示す例が示されている。図８におけるＡ、Ｂ、Ｃは、図１におけるＡ、Ｂ、Ｃに対応する。まあ、図８におけるＤは、変曲点における液面の高さを示す。図８において、太線は、前回のメンテナンスから現在時刻ｔ１までの液面の高さの変化である。図８は、変曲点までは液体Ｒの気化による液面の下降が支配的であったが、変曲点の後は、液体Ｒへの気体の溶解による液面の上昇が支配的になる現象の一例を示している。空間部ＳＰの気体は閉鎖空間内に存在するため、液体の気化量に応じて空間部ＳＰの気体の濃度が上昇し、これによって気化のペースが鈍くなる可能性がある。また、液体をどのような温度範囲で使用するかによって液面の変化の傾向が影響を受けうる。工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化が下降傾向から変曲点を経て上昇傾向に転じた場合、工程Ｓ３０７において、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングを推定する。ここで、所定範囲の上限は、前述の上限閾値Ａであり、所定範囲の下限は、前述の下限閾値Ｂでありうる。工程Ｓ３０７では、演算器１０４は、更に、メンテナンスにおいて液体Ｒの液面の高さを調整する際の該液面の目標高さを決定しうる。ここで、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点の後に増加傾向を示す場合、図８に例示されるように、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングｔ２を決定しうる。また、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点の後に増加傾向を示す場合、図９に例示されるように、演算器１０４は、次のメンテナンスにおける目標高さ（基準位置Ｃ）を変曲点の高さＤが下限閾値Ｂに一致するように決定することが好ましい。この場合、次のメンテナンスから更に次のメンテナンスまでの期間を最大化することができる。

図示されていないが、工程Ｓ２０２で推定した液体Ｒの液面の高さの変化が上昇傾向から変曲点を経て下降傾向に転じた場合、工程Ｓ３０８において、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングを推定する。ここで、所定範囲の上限は、前述の上限閾値Ａであり、所定範囲の下限は、前述の上限閾値Ｂでありうる。工程Ｓ３０８では、演算器１０４は、更に、メンテナンスにおいて液体Ｒの液面の高さを調整する際の該液面の目標高さを決定しうる。ここで、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点の後に減少傾向を示す場合、演算器１０４は、液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングを決定しうる。また、液体Ｒの液面の高さの変化の傾向が、変曲点の後に減少傾向を示す場合、演算器１０４は、次のメンテナンスにおける目標高さ（基準位置Ｃ）を変曲点の高さがが上限閾値Ａに一致するように決定することが好ましい。この場合、次のメンテナンスから更に次のメンテナンスまでの期間を最大化することができる。

以上のような液体Ｒの液面の高さの変化の傾向は例示に過ぎず、液面の高さの変化は種々の傾向を示しうる。液面の高さの変化の示す近似式を得るために、演算器１０４は、種々の方法から選択される方法を採用することができる。例えば、演算器１０４は、検出器１０２ａの出力（または、それを処理して得られる信号）の移動平均に基づいて液面の高さの変化を示す近似式を生成することができる。

液面の高さの変化の要因は、上記の例に限定されず、種々の要因が存在しうる。例えば、送液による液面の変動、ポンプ１０８のＯＮ／ＯＦＦ等による循環経路１２０内の水柱分離によるウォータハンマー現象による急激な液面変動等を挙げることができる。そのため、移動平均等の平均化処理を行い、液面の長期的な変化の傾向を分析することで、最適なタイミングでメンテナンスを行うことができる。

以上のように、本実施形態によれば、緩衝タンク１０１内の液体の液面の高さの変化を推定することによって、例えば、それに基づいてメンテナンスのタイミングを適切に決定することができる。これにより、突発的なメンテナンスを防止し、産業機器の運用効率を向上させることができる。

図１０には、本開示の第２実施形態の冷却装置２００の構成が示されている。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。冷却装置２００は、１または複数の冷却対象１１０を備えるリソグラフィー装置ＬＡに組み込まれうる。冷却装置２００は、例えば、循環経路１２０と、循環経路１２０を通して液体（冷媒）を循環させるポンプ２０２と、循環経路１２０における液体の脈動を低減する脈動低減装置００１と、循環経路１２０に配置された熱交換器１０６とを備えうる。熱交換器１０６は、循環経路１２０を循環する液体を熱交換によって冷却するように構成される。

冷却装置２００は、メインタンク２０１、マニホールド２０３、液面センサ２０４、および、バルブ２０５を更に備えうる。バルブ２０５は、メインタンク２０１中の液体の量が低下した際に、メインタンク２０１に液体を供給するための経路に設けられている。バルブ２０５を開くことによって、メインタンク２０１に液体を補充することができる。冷却装置２００において、循環経路１２０を流れる液体は、熱交換器１０６によって熱交換によって冷却される。冷却された液体は、メインタンク２０１に貯留され、ポンプ２０２によってメインタンク２０１から吸い出されて、脈動を伴った液体となる。ポンプ２０２から供給される液体は、マニホールド２０３によって複数の系統に分岐され、その後、系統ごとに配置された脈動低減装置００１によって脈動が低減される。脈動低減装置００１を通過した液体は、系統ごとに配置された冷却対象１１０に供給される。各系統において、温度センサ１１１によって得られた温度情報に基づいて制御器１１２がヒータ１０９をフィードバック制御することによって冷却対象１１０が目標温度に維持されうる。個々の冷却対象１１０の目標温度は、任意に定められうる。

本実施形態のように、各系統に脈動低減装置を設けることで、流量が小さく、もともとの脈動が小さい部分に脈動低減装置を適用できるため、脈動低減に必要な気体の量を低減することができる。これにより、脈動低減装置を小型化し、省スペース化を実現することができる。このような構成は、フットプリントを小さくすることを求められるリソグラフィー装置への適用に有用である。脈動低減装置の数は系統数と同じであってもよいし、異なっていてもよく、脈動を低減させたい系統に応じて任意であり、その数は問わない。

冷却装置２００は、制御部２１０を備えうる。制御部２１０は、液面センサ２０４の出力の変化に基づいてメインタンク２０１の中の液体の液面の高さを推定しうる。あるいは、内部循環系である冷却装置２００において、各脈動低減装置００１の空間部ＳＰに貯留される液体の量に応じて、メインタンク２０１内の液体量が変化する。具体的には、各空間部ＳＰに流入する液体の増加量と、メインタンク２０１内に貯留された液体の減少量とは等しい。したがって、制御部２１０は、複数の脈動低減装置００１の演算器１０４の出力基づいて、メインタンク２０１内の液体の液面の高さを推定しうる。

リソグラフィー装置ＬＡは、半導体デバイス等の物品を製造する製造方法の実施において使用されうる。一実施形態の物品製造方法は、リソグラフィー装置ＬＡによって基板にパターンを形成する工程と、該パターンが形成された該基板を処理して物品を得る工程と、を含みうる。リソグラフィー装置ＬＡは、例えば、原版のパターンを投影光学系によって基板に投影することによって、基板上の感光材に該パターンを転写する露光装置でありうる。該露光装置は、１または複数の冷却対象の例として、例えば、原版を駆動する原版駆動機構、および、基板を駆動する基板駆動機構等を含みうる。リソグラフィー装置ＬＡは、あるいは、モールドのパターンを基板上のインプリント材に転写するインプリント装置でありうる。該インプリント装置は、１または複数の冷却対象の例として、例えば、モールドを駆動するモールド駆動機構、および、基板を駆動する基板駆動機構等を含みうる。

本開示は、以下の脈動低減装置、冷却装置、リソグラフィー装置および物品製造方法を含む。
（項目１）
液体を循環させるためのポンプが設けられた循環経路に連通するように配置され、前記循環経路における液体の脈動が低減されるように液体および気体を貯留する緩衝タンクと、
前記緩衝タンクの中の気体の量を調整するための調整機構と、
前記緩衝タンクの中の液体の液面の高さを検出する検出器と、
前記検出器の出力に基づいて前記液面の高さの変化を推定する演算器と、
を備えることを特徴とする脈動低減装置。
（項目２）
前記演算器は、前記液面の高さが所定高さになるタイミングを推定する、
ことを特徴とする項目１に記載の脈動低減装置。
（項目３）
前記演算器は、前記検出器の出力に基づいて前記タイミングを随時更新する、
ことを特徴とする項目２に記載の脈動低減装置。
（項目４）
前記演算器は、前記液面の高さが前記所定高さになる前記タイミングと、前記緩衝タンクの中の気体の量を調整する作業が許容されるかどうかを示す情報とに基づいて、前記調整機構による前記緩衝タンクの中の気体の量の調整を許容する、
ことを特徴とする項目２又は３に記載の脈動低減装置。
（項目５）
前記演算器は、前記液面の高さが前記所定高さになる前記タイミングと、前記緩衝タンクの中の気体の量を調整する作業が許容されるかどうかを示す情報とに基づいて、前記緩衝タンクの中の気体の量が調整されるように前記調整機構を制御する、
ことを特徴とする項目２又は３に記載の脈動低減装置。
（項目６）
前記演算器は、前記液面の高さの変化に基づいて、前記調整機構によって前記緩衝タンクの中の気体の量を調整するメンテナンスのタイミング、および、前記メンテナンスにおいて前記液面の高さを調整する際の前記液面の目標高さを決定する、
ことを特徴とする項目１に記載の脈動低減装置。
（項目７）
前記演算器は、前記タイミングおよび前記目標高さに応じて、前記メンテナンスのための作業の少なくとも一部の実行を制御する、
ことを特徴とする項目６に記載の脈動低減装置。
（項目８）
前記演算器は、前記液面の高さの変化が増加傾向を示す場合には、前記液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングを推定する、
ことを特徴とする項目１に記載の脈動低減装置。
（項目９）
前記演算器は、前記液面の高さの変化が減少傾向を示す場合には、前記液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングを推定する、
ことを特徴とする項目１に記載の脈動低減装置。
（項目１０）
前記演算器は、前記液面の高さの変化が減少傾向を示した後に増加傾向を示す場合には、前記減少傾向から前記増加傾向に転じた後に、前記液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングを推定する、
ことを特徴とする項目１に記載の脈動低減装置。
（項目１１）
前記演算器は、前記液面の高さの変化が増加傾向を示した後に減少傾向を示す場合には、前記増加傾向から前記減少傾向に転じた後に、前記液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングを推定する、
ことを特徴とする項目１に記載の脈動低減装置。
（項目１２）
前記演算器は、前記液面の高さの変化に基づいて、メンテナンス時に前記液面の高さを調整する際の前記液面の目標高さを決定する、
ことを特徴とする項目８乃至１１のいずれか１項に記載の脈動低減装置。
（項目１３）
前記演算器は、前記目標高さを示す情報を出力する、
ことを特徴とする項目１２に記載の脈動低減装置。
（項目１４）
循環経路と、
前記循環経路を通して液体を循環させるポンプと、
前記循環経路における液体の脈動が低減されるように前記緩衝タンクが配置された項目１乃至１３のいずれか１項に記載の脈動低減装置と、
前記循環経路に配置された熱交換器と、を備え、
前記循環経路を通して循環する液体によって冷却対象を冷却する冷却装置。
（項目１５）
冷却対象を備えるリソグラフィー装置であって、
前記冷却対象を冷却するように構成された項目１４に記載の冷却装置を備える、
ことを特徴とするリソグラフィー装置。
（項目１６）
項目１５に記載のリソグラフィー装置によって基板にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された前記基板を処理して物品を得る工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００：冷却装置、００１：脈動低減装置、１０１：緩衝タンク、ＡＤ：調整機構、１０２ａ：検出器、１０４：演算器、１２０：循環経路、１０８：ポンプ

Claims (16)

1. 液体を循環させるためのポンプが設けられた循環経路に連通するように配置され、前記循環経路における液体の脈動が低減されるように液体および気体を貯留する緩衝タンクと、
   前記緩衝タンクの中の気体の量を調整するための調整機構と、
   前記緩衝タンクの中の液体の液面の高さを検出する検出器と、
   前記検出器の出力に基づいて前記液面の高さの変化を推定する演算器と、
   を備えることを特徴とする脈動低減装置。
2. 前記演算器は、前記液面の高さが所定高さになるタイミングを推定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の脈動低減装置。
3. 前記演算器は、前記検出器の出力に基づいて前記タイミングを随時更新する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の脈動低減装置。
4. 前記演算器は、前記液面の高さが前記所定高さになる前記タイミングと、前記緩衝タンクの中の気体の量を調整する作業が許容されるかどうかを示す情報とに基づいて、前記調整機構による前記緩衝タンクの中の気体の量の調整を許容する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の脈動低減装置。
5. 前記演算器は、前記液面の高さが前記所定高さになる前記タイミングと、前記緩衝タンクの中の気体の量を調整する作業が許容されるかどうかを示す情報とに基づいて、前記緩衝タンクの中の気体の量が調整されるように前記調整機構を制御する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の脈動低減装置。
6. 前記演算器は、前記液面の高さの変化に基づいて、前記調整機構によって前記緩衝タンクの中の気体の量を調整するメンテナンスのタイミング、および、前記メンテナンスにおいて前記液面の高さを調整する際の前記液面の目標高さを決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の脈動低減装置。
7. 前記演算器は、前記タイミングおよび前記目標高さに応じて、前記メンテナンスのための作業の少なくとも一部の実行を制御する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の脈動低減装置。
8. 前記演算器は、前記液面の高さの変化が増加傾向を示す場合には、前記液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングを推定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の脈動低減装置。
9. 前記演算器は、前記液面の高さの変化が減少傾向を示す場合には、前記液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングを推定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の脈動低減装置。
10. 前記演算器は、前記液面の高さの変化が減少傾向を示した後に増加傾向を示す場合には、前記減少傾向から前記増加傾向に転じた後に、前記液面の高さが所定範囲の上限に到達するタイミングを推定する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の脈動低減装置。
11. 前記演算器は、前記液面の高さの変化が増加傾向を示した後に減少傾向を示す場合には、前記増加傾向から前記減少傾向に転じた後に、前記液面の高さが所定範囲の下限に到達するタイミングを推定する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の脈動低減装置。
12. 前記演算器は、前記液面の高さの変化に基づいて、メンテナンス時に前記液面の高さを調整する際の前記液面の目標高さを決定する、
    ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の脈動低減装置。
13. 前記演算器は、前記目標高さを示す情報を出力する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の脈動低減装置。
14. 循環経路と、
    前記循環経路を通して液体を循環させるポンプと、
    前記循環経路における液体の脈動が低減されるように前記緩衝タンクが配置された請求項１に記載の脈動低減装置と、
    前記循環経路に配置された熱交換器と、を備え、
    前記循環経路を通して循環する液体によって冷却対象を冷却する冷却装置。
15. 冷却対象を備えるリソグラフィー装置であって、
    前記冷却対象を冷却するように構成された請求項１４に記載の冷却装置を備える、
    ことを特徴とするリソグラフィー装置。
16. 請求項１５に記載のリソグラフィー装置によって基板にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を処理して物品を得る工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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