JP2008270566A - Temperature controller, device manufacturing device, exposure and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温度制御対象に供給すべき冷媒の温度を制御する温度制御装置、それを備えるデバイス製造装置および露光装置、並びに、デバイス製造方法に関する。 The present invention relates to a temperature control apparatus that controls the temperature of a refrigerant to be supplied to a temperature control target, a device manufacturing apparatus and an exposure apparatus including the temperature control apparatus, and a device manufacturing method.
半導体デバイス等のデバイスを製造するためのデバイス製造装置、特に露光装置では、装置内で発生する熱を回収し、装置内の各部の温度を安定させるために、一定温度に調整された2次冷却水を循環させる温度制御装置が用いられている。近年、半導体ウエハのウエハサイズは大口径化し、このため、半導体露光装置のステージも大型化してきた。また、生産性向上に対する要求により、ステージのスキャン速度や加速度が増大してきた。したがって、露光装置における発熱量も増大してきた。また、半導体ウエハに転写するパターンが微細化し、露光装置の構成要素の熱膨張や温度変動は許されない。このため、温度制御装置の温調性能が、露光装置の露光性能に重大な影響を与えるようになってきた。 2. Description of the Related Art In a device manufacturing apparatus for manufacturing a device such as a semiconductor device, particularly an exposure apparatus, secondary cooling adjusted to a constant temperature is performed to recover heat generated in the apparatus and stabilize the temperature of each part in the apparatus. A temperature control device for circulating water is used. In recent years, the wafer size of a semiconductor wafer has become large, and for this reason, the stage of a semiconductor exposure apparatus has also been enlarged. In addition, the scanning speed and acceleration of the stage have increased due to demands for improving productivity. Accordingly, the amount of heat generated in the exposure apparatus has also increased. Further, the pattern to be transferred onto the semiconductor wafer is miniaturized, and thermal expansion and temperature fluctuation of the constituent elements of the exposure apparatus are not allowed. For this reason, the temperature control performance of the temperature control apparatus has come to have a significant influence on the exposure performance of the exposure apparatus.
しかしながら、露光装置を使用する工場設備側では、クリーンルームや工場設備の大型化、省エネルギー化や、高効率化のために、クリーンルームの室温の温調精度や工場設備側である1次冷却水の温調精度が悪化する傾向にある。すなわち、露光装置の温度環境を悪化させる要因が増えてきた。 However, on the factory equipment side that uses the exposure apparatus, the temperature adjustment accuracy of the clean room room temperature and the temperature of the primary cooling water on the factory equipment side are required in order to increase the size, energy saving, and efficiency of the clean room and factory equipment. The accuracy tends to deteriorate. That is, there are increasing factors that deteriorate the temperature environment of the exposure apparatus.
従来、この種の露光装置の温度制御装置は、図5のように構成されている。発熱源を有するデバイス製造装置本体1は、温度制御装置2により温度が制御される。温度制御装置2は、所定の温度に温度が制御された2次冷却水をデバイス製造装置本体1の内部を通して循環させて、発熱源が発生する熱を回収する。 Conventionally, a temperature control device of this type of exposure apparatus is configured as shown in FIG. The temperature of the device manufacturing apparatus main body 1 having a heat source is controlled by a temperature control device 2. The temperature control device 2 circulates secondary cooling water whose temperature is controlled to a predetermined temperature through the inside of the device manufacturing apparatus main body 1 to recover heat generated by the heat source.
以下、温度制御装置2の構成および動作を説明する。冷凍機3は、デバイス製造装置1で加熱された2次冷却水の熱を工場設備からの1次冷却水に排熱する。2次冷却水タンク4は、冷凍機3で冷却された2次冷却水を蓄える。循環ポンプ5は、2次冷却水タンク4内の2次冷却水を熱交換器6を通して半導体製造装置1に所定の流量で送出する。熱交換器6は、冷凍機3で加熱された1次冷却水の一部を用いて2次冷却水を目標温度まで加熱する。温度センサ7は、半導体製造装置本体1に供給される2次冷却水の温度を計測する。
Hereinafter, the configuration and operation of the temperature control device 2 will be described. The
制水弁10は、1次冷却水の温度が一定になるように流量を調整する。これにより、冷凍機3の冷凍能力が一定に維持される。電動三方弁11は、電動弁ドライバ23によって開閉駆動され、冷凍機3によって加熱された1次冷却水の一部を開閉度指令値MVに従って最大流量の0%から100%の流量で熱交換器側流路12へ供給し、残りの流量をバイパス流路13へ供給する。手動弁14は、バイパス流路13の配管抵抗を変更することで電動三方弁11から熱交換器6に供給される1次冷却水の流量範囲を増減することを可能とする。
The
温度制御部20は、電動三方弁11の開閉度を調整し、2次冷却水を所定の温度に制御するために、以下のように構成される。差分器21は、予め設定された目標温度T0と温度センサ7で計測された現在温度T1との差分、つまり温度誤差Terrを演算する。温度フィードバックループ(以下、FBループとも記載する)の一部を構成するフィードバック制御演算器22は、温度誤差Terrを用いて適宜PID制御演算を行い、電動三方弁11の弁開閉度指令値MVを出力する。電動弁ドライバ23は、弁開閉度指令値MVに応じて電動三方弁11を開閉駆動する。
The
このように、温度センサ7、差分器21、FB制御演算器22、電動弁ドライバ23、電動三方弁11、熱交換器6でフィードバックループが構成される。このフィードバックループは、温度センサ7によって計測される温度T1が目標温度T0より低い場合は、熱交換器6に供給される1次冷却水の流量を増加させる方向に電動三方弁11を駆動し、温度が高い場合は反対に駆動する。
As described above, the
上記の半導体露光装置の温度制御装置2では、2次冷却水の温度制御に用いられるフィードバック制御演算器22に設定されるゲインは、温度制御装置2の設置環境や負荷状況に合わせて調整される。ここで、フィードバック制御演算器22に設定されるゲインは、比例ゲインP、積分ゲインI、微分ゲインDを含む。設置環境は、工場設備から供給される1次冷却水の温度及び流量である。負荷状況は、半導体製造装置の発熱量、すなわち、2次冷却水の温度(温度上昇した温度)及び流量である。
In the temperature control device 2 of the semiconductor exposure apparatus described above, the gain set in the
したがって、従来の温度制御装置では、使用時の設置環境や負荷状況が初期調整時の状態に対して大幅に変化した場合において、フィードバック制御演算器のゲインが最適なゲインではなくなる。制御ゲインが高すぎると1次冷却水の温度変動をきっかけとして2次冷却水の温度が発振を起こし、また、制御ゲインが低すぎると1次冷却水の温度変動が外乱として伝わり2次冷却水温度が変動することになる。 Therefore, in the conventional temperature control device, the gain of the feedback control arithmetic unit is not an optimum gain when the installation environment and the load situation at the time of use change significantly with respect to the state at the time of initial adjustment. If the control gain is too high, the temperature of the secondary cooling water will oscillate due to the temperature fluctuation of the primary cooling water, and if the control gain is too low, the temperature fluctuation of the primary cooling water will be transmitted as a disturbance and the secondary cooling water will be transmitted. The temperature will fluctuate.
このような温度制御装置の補償方法が特許文献1に記載されている。同文献には、1次冷却水と2次冷却水の温度差を検知し、その温度差に応じて流量調節弁の感度を変更することが記載され、また、1次冷却水の流量を検知し、その流量に応じて流量調節弁の感度を変更することが記載されている。ここで、流量調節弁の感度とは、制御ループの制御ゲインと理解してよい。
1次冷却水が一定の温度(又は、1次冷却水と2次冷却水の温度差が一定)、かつ、一定流量の場合は一定の制御ゲインでよい。しかしながら、以下で説明するように、制御ゲインを変更する必要性がある。 When the primary cooling water has a constant temperature (or the temperature difference between the primary cooling water and the secondary cooling water is constant) and a constant flow rate, a constant control gain may be used. However, as described below, there is a need to change the control gain.
電動三方弁11は、熱交換器6に流す1次冷却水の流量を最大流量の0%から100%までの範囲で変更する。当然ながら、最大流量の100%のような流量の可変範囲のリミット近傍で温度制御を行うと、そのリミットで出力は変化しなくなり、温度制御は正常に行えない。したがって、バイパス流路の手動弁14を操作して、電動三方弁11の適正制御範囲内、例えば最大流量の15%から85%までの範囲で制御を行うように調整することになる。なお、2次冷却水は冷凍機3で十分に冷却されているため必ず再加熱が必要であり、熱交換器6に流す1次冷却水の流量が0%であることは、通常はない。
The electric three-
バイパス流路の手動弁14を開閉してパイバス流路側の管路抵抗を操作することによって、電動三方弁11から熱交換器6に供給される1次冷却水の流量範囲を変更する例を説明する。熱交換器6で必要な1次冷却水の流量が20リッター毎分であるとする。電動三方弁11から熱交換器6に供給される1次冷却水の流量を最大流量(すなわち100%の時の流量)を手動弁14の操作により、例えば150リッター毎分から100リッター毎分に変更したとする。この場合、熱交換器6に供給すべき1次冷却水の流量すなわち20リッター毎分の流量に対応する電動三方弁11の開閉度は、13%から20%に変更され、電動三方弁11の適正制御範囲で制御されることになる。
An example in which the flow range of the primary cooling water supplied from the electric three-
図3において、電動三方弁11の最大流量が150リッター毎分のときの適正ゲインが点線で、100リッター毎分のときの適正範囲が実線で示されている。図3に示すように、適正ゲインは、電動三方弁の最大流量(流量範囲)を変更することによって変化し、特に流量が少量の場合は適正ゲインの変化の度合いが大きい。図3において、電動三方弁11の最大流量が150リッター毎分である場合における20リッター毎分に対する適正ゲインは約83である。一方、電動三方弁11の最大流量を100リッター毎分に変更した場合は、20リッター毎分に対する適正ゲインは50に下がり、30%も変化したことになる。
In FIG. 3, the appropriate gain when the maximum flow rate of the electric three-
このようにバイパス流路の手動弁14を用いて電動三方弁11の流量範囲を変更すると、1次冷却水が同じ温度かつ同じ流量、すなわち同じ熱交換量でも電動三方弁11の開閉度が異なるため異なるゲイン設定が必要になる。熱交換器6の流量が大きい場合は適正ゲインの変化量は少なく、制御において大きな問題にならないが、特に、熱交換器の流量が少ない場合は適正ゲインが大きく異なり問題となる。
Thus, when the flow range of the electric three-
上記のような例は、旧式設備の半導体製造工場において、例えば夏と冬の気温変化に影響されて工場設備側である1次冷却水の温度が大幅に変化することによって発生しうる。この場合は、手動弁14を開閉してバイパス流路に流れる1次冷却水の流量を増減することにより、熱交換器6へ供給される1次冷却水の温度を変更すると同時に熱交換器6に供給される1次冷却水の最大流量(流量範囲)を増減させることが可能となる。しかし、この場合にもフィードバック制御演算器22に設定される比例ゲインP、積分ゲインI、微分ゲインDは、同じ温度差、同じ流量であっても変化し、調整しなければならないという欠点があった。
The above-described example can occur when the temperature of the primary cooling water on the factory equipment side changes greatly in the semiconductor manufacturing factory of the old-style equipment, for example, affected by temperature changes in summer and winter. In this case, the temperature of the primary cooling water supplied to the
また、特許文献1では、流量センサを使用して制御ゲインの補正を行うが、流量センサを使用すると、以下のような問題も生じる。液体流量センサとしては、流路に支柱等の抵抗体を設け、抵抗体の下流のカルマン渦の周波数を測定するカルマン渦式が主に利用されている。この方式の流量センサは、その計測方式から、抵抗体の導入部に直線流路を必要とし、したがって装置寸法が大きくなる。計測範囲に最低流量があり、最低流量以下は計測できない。流量が少なくなると計測値が振動して安定しなくなり、計測誤差が大きくなる。 In Patent Document 1, the control gain is corrected using a flow rate sensor. However, when the flow rate sensor is used, the following problem occurs. As the liquid flow rate sensor, a Karman vortex method is mainly used in which a resistor such as a support is provided in the flow path and the frequency of the Karman vortex downstream of the resistor is measured. This type of flow rate sensor requires a straight flow path at the introduction portion of the resistor because of its measurement method, and thus the size of the apparatus increases. There is a minimum flow rate in the measurement range, and below the minimum flow rate cannot be measured. When the flow rate decreases, the measurement value vibrates and becomes unstable, and the measurement error increases.
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、例えば、環境や負荷の変動による影響を受けにくく安定的に温度を制御することができる温度制御装置およびその応用例を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of the above-mentioned problem recognition, and provides, for example, a temperature control device capable of stably controlling temperature and being hardly affected by changes in the environment and load, and an application example thereof. With the goal.
本発明の第1の側面は、1次冷媒と2次冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に流入する1次冷媒の流量を変更する電動弁と、前記電動弁の開度を制御することによって前記熱交換器から流出する2次冷媒の温度を制御するフィードバックループとを備える温度制御装置に関する。前記温度制御装置は、前記フィードバックループは、目標温度と前記熱交換器から流出する2次冷媒の温度との誤差に基づいて前記電動弁の開度を決定するフィードバック制御演算器と、前記電動弁の開度に応じて前記フィードバック制御演算器のゲインを設定するフィードバック制御ゲイン設定器とを含む。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger that exchanges heat between a primary refrigerant and a secondary refrigerant, an electric valve that changes a flow rate of the primary refrigerant that flows into the heat exchanger, and the electric motor The present invention relates to a temperature control device including a feedback loop that controls the temperature of a secondary refrigerant flowing out of the heat exchanger by controlling the opening of a valve. In the temperature control device, the feedback loop determines a degree of opening of the motor-operated valve based on an error between a target temperature and a temperature of the secondary refrigerant flowing out of the heat exchanger, and the motor-operated valve And a feedback control gain setting device for setting the gain of the feedback control computing device in accordance with the opening degree.
本発明の第2の側面は、デバイス製造装置(例えば、露光装置)に係り、前記デバイス製造装置は、デバイス製造装置本体と、前記デバイス製造装置本体の少なくとも一部の構成要素の温度を制御するように構成された上記の温度制御装置とを備える。 A second aspect of the present invention relates to a device manufacturing apparatus (for example, an exposure apparatus), and the device manufacturing apparatus controls temperatures of a device manufacturing apparatus main body and at least a part of components of the device manufacturing apparatus main body. The temperature control device configured as described above is provided.
本発明によれば、例えば、環境や負荷の変動による影響を受けにくく安定的に温度を制御することができる温度制御装置およびその応用例を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature control apparatus which can control temperature stably, being hard to be influenced by the fluctuation | variation of an environment or load, and its application example can be provided.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1実施形態のデバイス製造装置の概略構成を示す図である。本発明の第1実施形態のデバイス製造装置は、デバイス製造装置本体(例えば、露光装置本体)1と温度制御装置50とを備えている。なお、図5と同一の構成要素には、同一の符号が付されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a device manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The device manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a device manufacturing apparatus main body (for example, an exposure apparatus main body) 1 and a
図5における温度制御装置2は、図1において温度制御装置50によって置き換えられている。温度制御装置50は、図5における温度制御部20を温度制御部200で置き換えた構成を有し、温度制御部200は、図5における温度制御部20にフィードバック制御ゲイン設定器24を追加した構成を有する。
The temperature control device 2 in FIG. 5 is replaced by the
発熱源を有するデバイス製造装置本体(例えば、露光装置本体)1は、その少なくとも一部が温度制御装置50により温度が制御される。温度制御装置50は、所定の温度に温度が制御された2次冷却水を半導体製造装置本体1の内部を通して循環させて、発熱源が発生する熱を回収する。
The temperature of at least a part of the device manufacturing apparatus main body (for example, the exposure apparatus main body) 1 having a heat source is controlled by the
以下、温度制御装置50の構成および動作を説明する。冷凍機3は、デバイス製造装置本体1で加熱された2次冷却水(2次冷媒)の熱を工場設備からの1次冷却水(1次冷媒)に排熱する。2次冷却水タンク(2次冷媒タンク)4は、冷凍機3で冷却された2次冷却水を蓄える。循環ポンプ5は、熱交換器6を通して2次冷却水タンク4内の2次冷却水をデバイス製造装置1に所定の流量で送出する。熱交換器6は、冷凍機3で加熱された1次冷却水の一部を用いて2次冷却水を目標温度まで加熱する。温度センサ7は、デバイス製造装置本体1に供給される2次冷却水の温度を計測する。
Hereinafter, the configuration and operation of the
制水弁10は、1次冷却水の温度が一定になるように流量を調整する。これにより、冷凍機3の冷凍能力が一定に維持される。電動三方弁(電動弁)11は、電動弁ドライバ23によって開閉駆動され、冷凍機3によって加熱された1次冷却水の一部を開閉度指令値MVに従って最大流量の0%から100%の流量で熱交換器側流路12へ供給し、残りの流量をバイパス流路13へ供給する。電動三方弁11は、2つの出口の一方が熱交換器6に接続され、他方がバイパス流路13に接続され、熱交換器6に流入する1次冷却水の流量を変更する電動弁の一例である。手動弁14は、バイパス流路13の配管抵抗を変更することで電動三方弁11から熱交換器6に供給される1次冷却水の流量範囲を増減することを可能とする。
The
温度制御部200は、電動三方弁11の開閉度を調整し、熱交換器6から流出する2次冷却水を所定の温度に制御するために、以下のように構成される。差分器21は、予め設定された目標温度T0と温度センサ7で計測された現在温度T1との差分、つまり温度誤差Terrを演算する。フィードバックループの一部を構成するフィードバック制御演算器22は、温度誤差Terrを用いてPID制御演算を行い、電動三方弁11の弁開閉度を指令する指令値MVを出力する。電動弁ドライバ23は、指令値MVに応じて電動三方弁11を開閉駆動する。
The
このように、温度センサ7、差分器21、FB制御演算器22、電動弁ドライバ23、電動三方弁11、熱交換器6でフィードバックループが構成される。このフィードバックループは、温度センサ7によって計測される温度T1が目標温度T0より低い場合は、熱交換器6に供給される1次冷却水の流量を増加させる方向に電動三方弁11を駆動し、温度が高い場合は反対に駆動する。
As described above, the
フィードバック制御ゲイン設定器24は、指令値MVに対応するFB制御演算器22のゲインをテーブル又は関数として記憶している。フィードバック制御ゲイン設定器24は、電動三方弁11の弁開閉度を指令する指令値MVをサンプリングして、そのサンプリングした指令値MVに基づいてFB制御演算器22のゲインを決定してそれをFB制御演算器22に設定する。ここで、FB制御演算器22のゲインには、例えば、比例ゲイン(P)、積分ゲイン(I)、微分ゲイン(D)が含まれうる。
The feedback control
指令値MVのサンプリング方法としては、例えば、所定時間毎に指令値MVを積算して平均化しても良いし、指令値MV値を所定時間の移動平均として平均化しても良いし、所定時間内の指令値MV値の最大値と最小値との中間値としても良い。 As a method of sampling the command value MV, for example, the command value MV may be integrated and averaged at every predetermined time, or the command value MV value may be averaged as a moving average of a predetermined time, or within a predetermined time The command value MV may be an intermediate value between the maximum value and the minimum value.
図4は、電動三方弁11の開閉度(0〜100%)に応じたFB制御演算器22に設定すべきゲインの最適値を示す図である。例えば、サンプリングされた指令値MV(つまり、電動三方弁11の開閉度)が50%であれば、FB制御演算器22に設定すべき制御ゲインとして20を設定すればよい。ここで、1次冷却水の温度変動に応じて手動弁14を操作して熱交換器6に流す1次冷却水の最大流量を変更した場合に、FB制御演算器22に設定すべき制御ゲインは図3に例示したように大きく変化しうる。一方、図4に例示されるように、電動三方弁11の開閉度に応じた適正な制御ゲインは、熱交換器6に流す1次冷却水の最大流量に依存しない。
FIG. 4 is a diagram showing an optimum value of the gain to be set in the
本発明の好適な実施形態の温度制御装置50は、電動三方弁の開度、即ち、電動弁指令値MVに応じたゲインをフィードバック制御演算器に設定するフィードバック制御ゲイン設定器24を有する。これにより、設置環境や負荷状況が変化しても、工場設備側の1次冷却水の温度に応じて電動三方弁の流量を設定することができ、しかも、最適なゲインで2次冷却水の温度を制御することができる。
The
したがって、手動弁14の操作に応じたゲインテーブルを多種類持つ必要がなく、制御上で自動的に変更することができない手動弁の操作量に応じて手動で適切なゲインの選択を行う必要がなくなり、柔軟で確実な温度制御が実現される。
Therefore, it is not necessary to have many types of gain tables according to the operation of the
また、本発明の好適な実施形態によれば、流量センサなどの高価な計測器を用いる必要がない。これにより、計測範囲の制限がなくなるので、流量が少なくなると計測値が振動して安定しなくなって計測誤差が大きくなる流量センサを用いた流量サーボを行わなくてよくなる。また、圧損を生じる流量センサの除去は、ポンプの負荷の軽減にも寄与する。 Moreover, according to a preferred embodiment of the present invention, it is not necessary to use an expensive measuring instrument such as a flow rate sensor. This eliminates the limitation of the measurement range, so that it is not necessary to perform flow rate servo using a flow rate sensor in which the measured value oscillates and becomes unstable when the flow rate decreases and the measurement error increases. Further, the removal of the flow sensor that causes the pressure loss also contributes to the reduction of the load on the pump.
図2は、本発明の第2実施形態のデバイス製造装置の概略構成を示す図である。本発明の第2実施形態のデバイス製造装置は、デバイス製造装置本体(例えば、露光装置本体)1と温度制御装置50'とを備えている。なお、図1と同一の構成要素には、同一の符号が付されている。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a device manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The device manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a device manufacturing apparatus main body (for example, an exposure apparatus main body) 1 and a
図1における温度制御装置50は、図2において温度制御装置50'によって置き換えられている。温度制御装置50'は、図1における温度制御部200を温度制御部210で置き換えた構成を有し、温度制御部210は、図1における温度制御部200に温度フィードフォワード制御系を追加した構成を有する。
The
温度フィードフォワード制御系は、温度センサ17、温度フィードフォワード(以下、FFとも記載する)制御演算器25、フィードフォワード制御ゲイン設定器27、加算器26を含む。
The temperature feedforward control system includes a
温度制御部210は、電動三方弁11の開閉度を調整し、2次冷却水を所定の温度に制御するために、以下のように構成される。温度センサ17は、1次冷却水の温度T2を計測する。フィードフォワード制御演算器25は、温度センサ17で計測された1次冷却水の温度T2を入力し、その温度変動を補償するフィードフォワードPID演算を行う。加算器26は、FB制御演算器22からの指令値と、フィードバック制御演算器22からの補償値とを加算し、指令値MVを出力する。
The
このように、温度センサ17、FF制御演算器25、加算器26、電動弁ドライバ23、電動三方弁11によって温度フィードフォワード制御系が構成される。この制御系は、温度センサ17の温度T2が下がる方向に変動した場合は、熱交換器への1次冷却水の流量を増加させる方向に電動三方弁11を動作させ、上昇する方向に変動した場合は反対に動作させる。
Thus, the
フィードフォワード制御ゲイン設定器27は、指令値MVに対応するフィードフォワード制御演算器25のゲイン(むだ時間を含みうる)をテーブル又は関数として記憶している。FF制御ゲイン設定器27は、電動三方弁11の弁開閉度指令値MVをサンプリングして、そのサンプリングした指令値MVに基づいてゲインを決定してそれをFF制御演算器25に設定する。ここで、FF制御演算器27のゲインには、例えば、比例ゲイン(P)、積分ゲイン(I)、微分ゲイン(D)、むだ時間が含まれうる。
The feedforward control
指令値MVのサンプリング方法としては、例えば、所定時間毎に指令値MVを積算して平均化しても良いし、指令値MV値を所定時間の移動平均として平均化しても良いし、所定時間内の指令値MV値の最大値と最小値との中間値としても良い。 As a method of sampling the command value MV, for example, the command value MV may be integrated and averaged at every predetermined time, or the command value MV value may be averaged as a moving average of a predetermined time, or within a predetermined time The command value MV may be an intermediate value between the maximum value and the minimum value.
上記の実施形態において、2次冷却水として説明している流体としては、例えば、純水、ブラインを混入した冷却水、フロリナート(商品名)、ガルデン(商品名)が好適であるが、他の流体でもよい。 In the above embodiment, as the fluid described as the secondary cooling water, for example, pure water, cooling water mixed with brine, Fluorinert (trade name), and Galden (trade name) are preferable. It may be a fluid.
次に上記のデバイス製造装置、ここでは露光装置を利用したデバイス製造方法を説明する。図6は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(レチクル作製)では設計した回路パターンに基づいてレチクル(原版またはマスクともいう)を作製する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハ(基板ともいう)を製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のレチクルとウエハを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ7)する。
Next, a device manufacturing method using the above-described device manufacturing apparatus, here, an exposure apparatus will be described. FIG. 6 is a diagram showing a flow of an entire manufacturing process of a semiconductor device. In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (reticle fabrication), a reticle (also referred to as an original or a mask) is fabricated based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer (also referred to as a substrate) is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the reticle and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in
図7は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(CMP)ではCMP工程によって絶縁膜を平坦化する。ステップ16(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ17(露光)では上記の露光装置を使って、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ18(現像)ではウエハ上のレジストに形成された潜像パターンを現像してレジストパターンを形成する。ステップ19(エッチング)ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。ステップ20(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。 FIG. 7 shows a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (CMP), the insulating film is planarized by a CMP process. In step 16 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 17 (exposure), the above exposure apparatus is used to expose a wafer coated with a photosensitive agent through a mask on which a circuit pattern is formed, thereby forming a latent image pattern on the resist. In step 18 (development), the latent image pattern formed on the resist on the wafer is developed to form a resist pattern. In step 19 (etching), the layer or substrate under the resist pattern is etched through the portion where the resist pattern is opened. In step 20 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
1:半導体製造装置本体、2:温度制御装置、3:冷凍機、4:2次冷却水タンク、5:循環ポンプ、6:熱交換器、7:温度センサ、8:2次冷却水供給管、9:2次冷却水回収管、10:制水弁、11:電動三方弁、12:熱交換器側流路、13:バイパス流路、14:手動弁、15:1次冷却水供給管、16:1次冷却水回収管、17:温度センサ、20:温度制御部、21:差分器、22:フィードバック制御演算器、23:電動弁ドライバ、24:フィードバック制御ゲイン設定器、25:フィードフォワード制御演算器、26:加算器、27:フィードフォワード制御ゲイン設定器、50、50':温度制御装置、200、210:温度制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Semiconductor manufacturing apparatus main body, 2: Temperature control apparatus, 3: Refrigerator, 4: Secondary cooling water tank, 5: Circulation pump, 6: Heat exchanger, 7: Temperature sensor, 8: Secondary cooling water supply pipe 9: Secondary cooling water recovery pipe, 10: Water control valve, 11: Electric three-way valve, 12: Heat exchanger side flow path, 13: Bypass flow path, 14: Manual valve, 15: Primary cooling water supply pipe , 16: primary cooling water recovery pipe, 17: temperature sensor, 20: temperature controller, 21: subtractor, 22: feedback control calculator, 23: electric valve driver, 24: feedback control gain setting device, 25: feed Forward control computing unit, 26: adder, 27: feedforward control gain setting unit, 50, 50 ′: temperature control device, 200, 210: temperature control unit
Claims (7)
前記フィードバックループは、目標温度と前記熱交換器から流出する2次冷媒の温度との誤差に基づいて前記電動弁の開度を決定するフィードバック制御演算器と、前記電動弁の開度に応じて前記フィードバック制御演算器のゲインを設定するフィードバック制御ゲイン設定器とを含む、
ことを特徴とする温度制御装置。 By controlling a heat exchanger that exchanges heat between the primary refrigerant and the secondary refrigerant, an electric valve that changes a flow rate of the primary refrigerant flowing into the heat exchanger, and an opening degree of the electric valve A temperature control device comprising a feedback loop for controlling the temperature of the secondary refrigerant flowing out of the heat exchanger,
The feedback loop includes a feedback control arithmetic unit that determines an opening degree of the motor-operated valve based on an error between a target temperature and a temperature of the secondary refrigerant flowing out of the heat exchanger, and the feedback loop according to the opening degree of the motor-operated valve. A feedback control gain setting unit for setting a gain of the feedback control computing unit;
A temperature control device characterized by that.
前記フィードバック制御演算器の出力と前記フィードフォワード制御演算器の出力とに基づいて前記電動弁の開度が制御される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の温度制御装置。 The feedforward control system includes a feedforward control computing unit that feeds forward the temperature of the primary refrigerant flowing into the heat exchanger in order to control the opening of the motor-operated valve, and the opening of the motor-operated valve. A feedforward control gain setting unit for setting a gain of the feedforward control computing unit;
The opening degree of the motor-operated valve is controlled based on the output of the feedback control calculator and the output of the feedforward control calculator.
The temperature control apparatus according to claim 1 or 2, wherein
デバイス製造装置本体と、
前記デバイス製造装置本体の少なくとも一部の構成要素の温度を制御するように構成された請求項1乃至4のいずれか1項に記載の温度制御装置と、
を備えることを特徴とするデバイス製造装置。 A device manufacturing apparatus,
A device manufacturing apparatus body;
The temperature control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature control apparatus is configured to control a temperature of at least a part of a component of the device manufacturing apparatus main body.
A device manufacturing apparatus comprising:
露光装置本体と、
前記露光装置本体の少なくとも一部の構成要素の温度を制御するように構成された請求項1乃至4のいずれか1項に記載の温度制御装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus,
An exposure apparatus body;
The temperature control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature control apparatus is configured to control a temperature of at least a part of components of the exposure apparatus body;
An exposure apparatus comprising:
感光剤が塗布された基板を請求項6に記載の露光装置を使って露光する露光工程と、
該感光剤を現像する現像工程と、
を備えることを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method comprising:
An exposure step of exposing a substrate coated with a photosensitive agent using the exposure apparatus according to claim 6;
A developing step of developing the photosensitive agent;
A device manufacturing method comprising:
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