(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロードロック室を含むロードロック装置であって、
前記ロードロック室を真空状態にするポンプと、
前記ロードロック室にガスを供給するガス供給手段と、
前記ロードロック室に供給されるガスを冷却する冷却手段と、を有し、
前記冷却手段は、真空状態にされた前記ロードロック室に前記ガス供給手段によりガスが供給されて当該ガスの温度が前記ロードロック室の基準温度より上昇する分だけ前記基準温度より低い温度にガスを冷却する、ことを特徴とするロードロック装置。
【請求項２】
前記基準温度をＴ０［℃］、前記ロードロック室に供給されるガスの温度をＴｇ［℃］とすると、
前記冷却手段は、Ｔ０−１０［℃］≦Ｔｇ≦Ｔ０−０．０１［℃］を満足するように、ガスを冷却する、ことを特徴とする請求項１に記載のロードロック装置。
【請求項３】
前記上昇する分を予め求める、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロードロック装置。
【請求項４】
リソグラフィー装置であって、
請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載のロードロック装置を有する、ことを特徴とするリソグラフィー装置。
【請求項５】
請求項４に記載のリソグラフィー装置を用いて被処理体にパターンを転写するステップと、
前記ステップでパターンを転写された前記被処理体を現像するステップと、を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、半導体ウェハ等の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光する露光装置及び方法に関する。本発明は、極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を光源として利用する露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、マスク（レチクル）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する。
【０００３】
投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められている。例えば、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）というように用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。
【０００４】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線光よりも更に波長が短いＥＵＶ光（波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度）を用いた露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。
【０００５】
ＥＵＶ光の波長領域では、気体によるエネルギーの減衰が非常に大きいため、ＥＵＶ露光装置は、真空雰囲気に配置される。また、空気中の酸素と不純物との光化学反応によって光学素子に炭素化合物（コンタミ）が付着してしまうため、ＥＵＶ露光装置内の炭素化合物の分圧を小さくする必要がある。特に、投影光学系を収納する空間（以下、「投影光学系空間」と称する。）は、炭素化合物の分圧を非常に小さくする必要がある。
【０００６】
一方、投影光学系空間への炭素化合物の流入を防止するために、投影光学系空間と周囲の空間（例えば、ステージを収納する空間）とを隔離したＥＵＶ露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかるＥＵＶ露光装置は、投影光学系空間の圧力を周囲の圧力よりも高く維持し、ステージ空間から流入する炭素化合物を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５２９９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
投影光学系空間の圧力を周囲の圧力よりも高く維持するためには、投影光学系空間に気体を供給する必要がある。投影光学系空間に気体を供給する手段としては、装置外部から配管及びノズルを介して気体を供給することが考えられる。
【０００９】
一般的には、大気圧空間から真空中に導入された気体は断熱膨張により温度低下すると考えられるが、投影光学系空間に気体を供給すると、供給した気体の温度が上昇することがシミュレーションにより確認された。大気圧の状態から１００Ｐａ以下の投影光学系空間に気体を供給すると、オリフィスや絞りを用いたとしても、かなりの速度で気体が投影光学系空間に流入する。これにより、供給するガスの温度が上昇すると考えられる。
【００１０】
投影光学系空間は、一定速度で排気され、一方では、配管及びノズルを介して、一定量の気体が供給される。従って、ある程度の時間が経つと気体の流れは平衡状態に達する。ここでは、説明を簡単にするために１次元において考えると、定常断熱流れにおけるエネルギーの保存式は、以下の数式１で表される。但し、ｈはエントロピー、Ｃｐは比熱、Ｔは絶対温度、ｕは気体の速度とする。
【００１１】
【数１】
0005518015.tif 000002
【００１２】
また、エントロピーと比熱との関係は、以下の数式２で表される。
【００１３】
【数２】
0005518015.tif 000003
【００１４】
従って、数式１及び２から、気体の温度と速度は、以下の数式３で示される関係となる。
【００１５】
【数３】
0005518015.tif 000004
【００１６】
数式３は、配管内で高速であった気体が投影光学系空間に供給され、速度が低下すると温度が上昇することを示している。温度が上昇した気体が投影光学系空間に流入すると、光学素子の温度上昇や保持部材（構造部材）の熱膨張によるミラー位置の変動などが生じ、パターンの転写精度の劣化を引き起こす。
【００１７】
また、真空状態にある露光装置にウェハを搬送するためのロードロックチャンバに気体を供給し、装置内の圧力を大気圧にする場合においても、供給したガスの温度が上昇する。
【００１８】
圧力をＰ、温度をＴ、比熱比をγ、チャンバ体積をＶ、チャンバ内の初期状態（圧力が低い状態）を１、チャンバに気体を供給した後の状態を２とし、流入する気体の運動エネルギーは、気体のエンタルピーに比べて小さいと仮定する。この場合、以下の数式４で示される関係が導き出せる。
【００１９】
【数４】
0005518015.tif 000005
【００２０】
例えば、Ｔ０＝Ｔ１＝２９６Ｋ、Ｐ２＝０．１ＭＰａ、Ｐ１＝１００Ｐａ、γ＝１．４とした場合、装置内の気体の温度は４１４Ｋとなる。かかる結果は、様々な仮定を含めて計算しているが、実際の実験においても、温度が上昇することが分かっている。
【００２１】
ロードロックチャンバを大気圧に開放する際に温度上昇が生じると、ロードロックチャンバの温度が上昇した状態でウェハを搬送することになり、ウェハを基準温度に安定させるまでに時間がかかってしまう。
【００２２】
そこで、本発明は、ロードロック室に供給した気体の温度が上昇した場合でも、スループットの点で有利なロードロック装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのロードロック装置は、ロードロック室を含むロードロック装置であって、前記ロードロック室を真空状態にするポンプと、前記ロードロック室にガスを供給するガス供給手段と、前記ロードロック室に供給されるガスを冷却する冷却手段と、を有し、前記冷却手段は、真空状態にされた前記ロードロック室に前記ガス供給手段によりガスが供給されて当該ガスの温度が前記ロードロック室の基準温度より上昇する分だけ前記基準温度より低い温度にガスを冷却する、ことを特徴とする。
【００２４】
本発明の別の側面としてのリソグラフィー装置は、上述のロードロック装置を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述のリソグラフィー装置を用いて被処理体にパターンを転写するステップと、前記ステップでパターンを転写された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、例えば、ロードロック室に供給した気体の温度が上昇した場合でも、スループットの点で有利なロードロック装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す露光装置の露光動作（露光方法）を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示す露光装置の変形例である露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図４】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略断面図である。
【００３０】
露光装置１は、露光光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）ＥＬを用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式でマスク２０に形成された回路パターンを被処理体４０に露光する投影露光装置である。露光装置１は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置であるが、その他の露光方式を適用することができる。
【００３１】
露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、マスク２０を載置するマスクステージ２５と、投影光学系３０と、被処理体４０を載置するウェハステージ４５と、隔壁５０と、ガス供給手段６０と、ガス冷却手段７０と、制御部８０とを有する。
【００３２】
また、露光装置１は、図１に示すように、少なくともＥＵＶ光ＥＬが通る光路を真空又は減圧環境に維持するため、真空チャンバーＶＣを有する。真空チャンバーＶＣには、ターボ分子ポンプＴＰが設けられ、真空チャンバーＶＣの内部を排気する。ＥＵＶ光ＥＬは、大気に対する透過率が低く、また、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分との反応によってコンタミを生成してしまうからである。
【００３３】
照明装置１０は、投影光学系３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光ＥＬによりマスク２０を照明する照明装置であって、図示しないＥＵＶ光源と、図示しない照明光学系とを有する。ＥＵＶ光源は、例えば、レーザープラズマ光源を用いる。但し、ＥＵＶ光源は、放電プラズマ光源を用いてもよく、当業界周知のいかなる構成も適用可能である。照明光学系は、マスク２０を照明する光学系であり、集光ミラー、オプティカルインテグレーター、アパーチャなどを有する。
【００３４】
マスク２０は、ミラーの上に転写されるべき回路パターン（又は像）が形成された反射型マスクであり、マスクステージ２５に支持及び駆動される。マスク２０から発せられた回折光は、投影光学系３０で反射されて被処理体４０上に投影される。マスク２０と被処理体４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク２０と被処理体４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク２０のパターンを被処理体４０上に転写する。
【００３５】
マスクステージ２５は、マスク２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ２５は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ２５を駆動することで、マスク２０を移動させることができる。露光装置１は、マスク２０と被処理体４０とを同期した状態で走査する。ここで、マスク２０又は被処理体４０面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、マスク２０又は被処理体４０面内に垂直な方向をＺとする。
【００３６】
投影光学系３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）３２を用いて、マスク２０のパターンを像面である被処理体４０上に縮小投影する。投影光学系３０は、４枚乃至６枚程度の反射ミラー３２を有する。少ない枚数の反射ミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク２０と被処理体４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系３０の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程度である。
【００３７】
被処理体４０は、本実施形態では、ウェハであるが、ガラス基板、その他の被処理体を広く含む。被処理体４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００３８】
ウェハステージ４５は、図示しないウェハチャックを介して被処理体４０を支持する。ウェハステージ４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体４０を移動する。また、マスクステージ２５の位置とウェハステージ４５の位置とは、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００３９】
隔壁５０は、投影光学系３０を収納する投影光学系空間（第１の空間）ＰＯＳを形成する。換言すれば、隔壁５０は、投影光学系３０を囲み、投影光学系空間ＰＯＳと、マスク２０及び被処理体４０が収納されたステージ空間（第２の空間）ＳＴＳとを隔離する。また、投影光学系空間ＰＯＳ及びステージ空間ＳＴＳは、それぞれ基準温度に維持される。ここで、基準温度とは、投影光学系空間ＰＯＳ及びステージ空間ＳＴＳに収納された光学部材に影響（変形など）を与えない（即ち、露光装置１の露光性能を低下させない）温度から選択される。
【００４０】
ガス供給手段６０は、供給配管６２を介して、投影光学系空間ＰＯＳにガス（例えば、窒素などの不活性ガス）を供給する。これにより、投影光学系空間ＰＯＳの圧力をステージ空間ＳＴＳの圧力よりも高く維持することが可能となり、ステージ空間ＳＴＳからの炭素化合物の流入を低減又は防止することができる。本実施形態では、投影光学系空間ＰＯＳは数Ｐａ程度、ステージ空間ＳＴＳは１０−４Ｐａ程度に維持される。
【００４１】
投影光学系空間ＰＯＳは、ターボ分子ポンプＴＰによって一定速度で排気されると共に、ガス供給手段６０から供給配管６２を介して一定量のガスが供給される。従って、ある程度の時間が経つとガスの流れは平衡状態に達し、上述したように、数式１乃至数式３に示した関係が導かれる。即ち、供給配管６２を介して投影光学系空間ＰＯＳに供給されたガスが投影光学系空間ＰＯＳで減速し、ガスの温度が上昇してしまう。換言すれば、供給配管６２におけるガスの速度と、投影光学系空間ＰＯＳにおける（供給配管６２の供給口近傍）ガスの速度との速度差によって、供給されるガスの温度が上昇する。
【００４２】
そこで、本実施形態の露光装置１は、ガス冷却手段７０を有し、投影光学系空間ＰＯＳに供給したガスの温度が上昇することによって、投影光学系空間ＰＯＳの温度が基準温度よりも高くなることを防止している。ガス冷却手段７０は、ガス供給手段６０が投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスを冷却する。ガス冷却手段７０は、例えば、ペルチェ素子やコンプレッサーなどで構成される。ペルチェ素子でガス冷却手段７０を構成した場合、ガス供給手段６０が供給するガスの温度を１／１００［℃］単位で温調（冷却）することができる。なお、本実施形態では、ステージ空間ＳＴＳにガスを供給する図示しないガス供給手段とステージ空間ＳＴＳとの間にもガス冷却手段７０を有し、ステージ空間ＳＴＳに供給されるガスも冷却する。
【００４３】
制御部８０は、図示しないＣＰＵ、メモリを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部８０は、照明装置１０、マスクステージ２５、ウェハステージ４５及びガス冷却手段７０と制御可能に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置１を動作するファームウェアを格納する。
【００４４】
制御部８０は、本実施形態では、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスの温度を制御する。具体的には、制御部８０は、投影光学系空間ＰＯＳの基準温度及び供給配管６２の配管径と、ガス供給手段６０が投影光学系空間POSに供給するガス量に基づいて、投影光学系空間ＰＯＳに供給されるガスの温度を制御する。なお、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスは、シミュレーションによって、場所によっては１０℃程度上昇することがわかっている。そこで、制御部８０は、ガス冷却手段７０を介して、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスの温度を温度上昇分だけ冷却して供給する。これにより、投影光学系空間ＰＯＳに供給されたガスは、投影光学系空間ＰＯＳにおいて、略基準温度となる。例えば、制御部８０は、投影光学系空間ＰＯＳの基準温度をＴ０［℃］、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスの温度をＴｇ［℃］とすると、以下の数式５を満足するように、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスの温度を制御する。換言すれば、投影光学系空間ＰＯＳに供給されるガスは、基準温度に対して、０．０１℃乃至１０℃だけ下げた温度で供給される。
【００４５】
【数５】
0005518015.tif 000006
【００４６】
このように、投影光学系空間ＰＯＳに供給されるガスの温度上昇分をガス冷却手段７０で冷却して、投影光学系空間ＰＯＳにガスを供給することによって、投影光学系空間ＰＯＳの温度を基準温度に維持することができる。なお、Ｔ０−０．０１［℃］としているのは、０．０１℃程度のガスの温度変化であれば、投影光学系空間ＰＯＳの光学部材の温度変化は０．０１℃以下となるからでる。例えば、鏡筒構造物の温度が０．０１℃変化した場合、ミラー間隔の変化量は３０ｎｍ程度であり、この程度の変化量であれば補正することができる。
【００４７】
実際には、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスの温度は、圧力も関係するため、上述したほど上昇しない。但し、シミュレーション結果から、供給するガスの量が少ない場合で０．０１℃、供給するガスの量が多い場合で１０℃上昇するため、ガス冷却手段７０は、ガスの供給量に応じて、ガスの温度を０．０１℃乃至１０℃下げる。
【００４８】
また、冷却されたガスが流れることによって、供給配管６２は、基準温度よりも低くなり、周囲の部材を冷却してしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、供給配管６２に断熱部材６４を設け、周囲の部材が冷却されることを防止している。なお、周辺の部材が冷却されることを防止するために、供給配管６２を二重配管で構成し、内側の配管にガスを流してもよい。
【００４９】
ここで、図２を参照して、露光装置１の露光動作（露光方法）について説明する。図２は、露光装置１の露光動作を説明するためのフローチャートであって、図２（ａ）は、露光装置１の全体の露光動作を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すステップ１０３０を詳細に示している。まず、被処理体４０が、露光装置１に搬送され、ウェハステージ４５に載置される（ステップ１０１０）。被処理体４０がウェハステージ４５に載置されると、ターボ分子ポンプＴＰによってステージ空間ＳＴＳが排気されると共に、図示しないガス供給手段を介してステージ空間ＳＴＳにガスが供給される（ステップ１０２０）。なお、ステージ空間ＳＴＳを排気する際に、投影光学系空間ＰＯＳも同時に排気してもよい。
【００５０】
ステージ空間ＳＴＳにおけるガスの流れが平衡状態に達すると、投影光学系空間ＰＯＳが排気されると共に、ガス供給手段６０を介して投影光学系空間ＰＯＳにガスが供給される（ステップ１０３０）。なお、投影光学系空間ＰＯＳに供給されるガスは、ガス冷却手段７０によって、投影光学系空間ＰＯＳに供給した際に上昇する温度量だけ冷却されている。具体的には、図２（ｂ）に示すように、予め、投影光学系空間ＰＯＳに供給した際に上昇するガスの温度量を取得する（ステップ１０３２）。ガスの温度量は、実際の実験から取得してもよいし、シミュレーションから取得してもよい。なお、シミュレーションからガスの温度量を取得する場合には、上述したように、投影光学系空間ＰＯＳの基準温度及び供給配管６２の配管径およびガス供給量から、上昇するガスの温度量を算出すればよい。そして、ステップ１０３２で取得した温度量に基づいて（即ち、かかる温度量だけ）、投影光学系空間ＰＯＳに供給されるガスを冷却する（ステップ１０３４）。
【００５１】
投影光学系空間ＰＯＳにおけるガスの流れが平衡状態に達すると、マスク２０のパターンを被処理体４０に露光する（ステップ１０４０）。この際、投影光学系空間ＰＯＳの圧力は、ステージ空間ＳＴＳの圧力よりも高く維持され、ステージ空間ＳＴＳから投影光学系空間ＰＯＳにコンタミが流入することを防止している。また、投影光学系空間ＰＯＳに供給されるガスは、上述したように冷却されているため、投影光学系空間ＰＯＳにおいて略基準温度となり、投影光学系空間ＰＯＳの内部の温度上昇を防止する。換言すれば、投影光学系空間ＰＯＳに供給されるガスは、投影光学系空間ＰＯＳに収納された光学部材に影響を与えることなく、露光装置１の露光性能の低下を防止する。
なお、本実施形態では、予め取得した上昇するガスの温度量に基づいて、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスを冷却している。但し、投影光学系空間ＰＯＳに供給されたガス（又は投影光学系空間ＰＯＳ）の温度を測定し、かかる測定結果をフィードバックさせながら、投影光学系空間ＰＯＳに供給するガスを冷却してもよい。
【００５２】
露光において、照明装置１０から射出されたＥＵＶ光は、マスク２０を照明する。マスク２０を通過してマスクパターンを反映するＥＵＶ光は、投影光学系３０を介して、被処理体４０に結像される。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク２０と被処理体４０とを走査することにより、マスク２０の全面を露光する。露光装置１は、上述したように、優れた露光性能（高転写精度）を実現し、高いスループットで経済性よく、従来よりも高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００５３】
図３は、露光装置１の変形例である露光装置１Ａの構成を示す概略断面図である。露光装置１Ａは、露光装置１と同様の構成を有し、更に、ロードロック室１００を有する。
【００５４】
ロードロック室１００は、露光装置１Ａの外部から被処理体４０を搬入し、露光された被処理体４０を露光装置１Ａの外部に搬出するために設けられている。露光装置１Ａの内部は真空又は減圧環境であるため、真空チャンバーＶＣに被処理体４０を搬入しようとすると、露光装置１の真空又は減圧環境を破壊しなければならない。
【００５５】
そこで、本実施形態では、ロードロック室１００を用いる。露光装置１Ａの外部から被処理体４０を搬入する際は、ロードロック室１００と露光装置１Ａの真空チャンバーＶＣの間に配置されたゲート弁１０２を閉じ、ロードロック室１００を大気圧に解放する。次いで、ロードロック室１００と外部とをつなぐゲート弁１０４を開き、ゲート弁１０４から被処理体４０を搬入する。ロードロック室１００に被処理体４０を搬入した後、ゲート弁１０４を閉じ、ター分子ポンプＴＰによってロードロック室１００を排気し、ロードロック室１００を真空状態にする。ロードロック室１００が真空状態になった後、ゲート弁１０２を開くことで、真空チャンバーＶＣの真空状態を破壊することなく、被処理体４０を搬入することができる。真空チャンバーＶＣに被処理体４０を搬入した後、ゲート弁１０２を閉じ、ガス供給手段１２０から供給配管１２２を介して、ロードロック室１００にガスを供給する。ロードロック室１００の圧力が大気圧になったらゲート弁１０４を開き、被処理体４０をロードロック室１００に搬入する。
【００５６】
真空又は減圧環境にあるロードロック室１００にガスを供給し、大気圧まで圧力を戻す際には、投影光学系空間ＰＯＳに供給したガスと同様に、ロードロック室１００に供給したガスの温度が上昇する。圧力をＰ、温度をＴ、比熱比をγ、ロードロック室１００の体積をＶ、ロードロック室１００の初期状態を１（圧力が低い状態）、ロードロック室１００にガスを供給した後の状態を２とする。この場合、ロードロック室１００に供給するガスの温度をＴＲとし、供給するガスの運動エネルギーはガスのエンタルピーに比べて小さいと仮定すると以下の数式６が成り立つ。
【００５７】
【数６】
0005518015.tif 000007
【００５８】
数式６は、ロードロック室１００に供給されるガスの温度が上昇することを示している。数式６は、様々な仮定によって計算されているが、実際の実験においてもロードロック室１００に供給されるガスの温度が上昇することが分かっている。
【００５９】
ロードロック室１００に供給されるガスの温度が上昇すると、ロードロックチャンバ室１００に収納されている部材の温度が上昇してしまう。従って、被処理体４０をロードロック室１００に搬入した（被処理体４０を保持部に載置した）際に、被処理体４０の温度が基準温度よりも上昇し、基準温度に戻すまでの時間が長くなってしまう。これにより、ロードロック室１００から真空チャンバーＶＣに被処理体４０を搬送するまでの時間が長くなり、スループットの低下を招いてしまう。
【００６０】
そこで、本実施形態では、上述したように、ロードロック室１００に供給されるガスの温度上昇量を予め実験又はシミュレーションで求め、ガス冷却手段１３０を用いて、かかる温度上昇量を冷却したガスを供給する。これにより、ロードロック室１００に供給したガスの温度が基準温度よりも高くなることを防止することができる。なお、ガス冷却手段１３０の構成は、ガス冷却手段７０と同様な構成であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６１】
ガス冷却手段１３０がガスを冷却する量は、ロードロック室１００の圧力及び大気開放時間によって決まる。なお、ロードロック室１００に供給するガスは、実験やシミュレーションによって、６℃程度上昇することがわかっている。
ガス冷却手段１３０は、ガスの温度を０．０１℃乃至１０℃下げることができるため、ロードロック室１００に供給するガスの温度を十分に冷却することができ、ロードロック室１００に供給された際のガスの温度は、略基準温度となる。このように、大気開放時のロードロック室１００の温度は略基準温度となるため、ロードロック室１００において被処理体４０が基準温度で安定するまで待つ時間が短くなり、スループットの低下を防止することができる。
【００６２】
次に、図４及び図５を参照して、露光装置１又は１Ａを利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェ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）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６３】
図５は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１又は１Ａによってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（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ェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１又は１Ａを使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１                          露光装置
１０                        照明装置
２０                        マスク
２５                        マスクステージ
３０                        投影光学系
４０                        被処理体
４５                        ウェハステージ
５０                        隔壁
６０                        ガス供給手段
６２                        供給配管
６４                        断熱部材
７０                        ガス冷却手段
８０                        制御部
１Ａ                        露光装置
１００                      ロードロック室
１０２及び１０４            ゲート弁
１２０                      ガス供給手段
１２２                      供給配管
１３０                      ガス冷却手段
ＰＯＳ                      投影光学系空間
ＳＴＳ                      ステージ空間
ＶＣ                        真空チャンバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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