(57)【要約】      （修正有）【課題】基板および液体保持部の上に液体が残留することを低減するために有利な技術を提供する。【解決手段】原版２のパターンを投影光学系４および液体１７を介して基板５に投影し該基板を露光する液浸露光装置は、基板５を保持するステージ６が、該基板５を取り囲むように配置される第１液体保持部８と、該基板と前記第１液体保持部との間に配置される第２液体保持部２３とを含む。前記第２液体保持部２３の表面に対する前記液体１７の接触角は、前記第１液体保持部８の表面に対する前記液体１７の接触角よりも小さい。【選択図】図１
2011035074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影し該基板を露光する液浸露光装置であって、
基板を保持するステージが、該基板を取り囲むように配置される第１液体保持部と、該基板と前記第１液体保持部との間に配置される第２液体保持部とを含み、
前記第２液体保持部の表面に対する前記液体の接触角が、前記第１液体保持部の表面に対する前記液体の接触角よりも小さい、
ことを特徴とする液浸露光装置。
【請求項２】
前記第２液体保持部の表面に対する前記液体の接触角が、基板に塗布されている層の表面に対する前記液体の接触角と前記第１液体保持部の表面に対する前記液体の接触角との間の値を有するように、前記第１液体保持部および前記第２液体保持部を複数の第１液体保持部候補および複数の第２液体保持部候補の中からそれぞれ選択する制御部を更に備え、
前記制御部によって選択された前記第１液体保持部および前記第２液体保持部が前記ステージに固定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置。
【請求項３】
前記第２液体保持部の表面に対する前記液体の接触角が、基板に塗布されている層の表面に対する前記液体の接触角と前記第１液体保持部の表面に対する前記液体の接触角との間の値を有するように、前記第２液体保持部を複数の第２液体保持部候補の中から選択する制御部を更に備え、
前記制御部によって選択された前記第２液体保持部が前記ステージに固定される、
ことを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置。
【請求項４】
原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影し該基板を露光する液浸露光装置であって、
基板を保持するステージが、該基板を取り囲むように配置される第１液体保持部と、該基板と前記第１液体保持部との間に配置される第２液体保持部とを含み、
前記第２液体保持部の表面に対する前記液体の後退接触角が、前記第１液体保持部の表面に対する前記液体の後退接触角よりも小さい、
ことを特徴とする液浸露光装置。
【請求項５】
前記第２液体保持部の表面に対する前記液体の後退接触角が、基板に塗布されている層の表面に対する前記液体の後退接触角と前記第１液体保持部の表面に対する前記液体の後退接触角との間の値を有するように、前記第１液体保持部および前記第２液体保持部を複数の第１液体保持部候補および複数の第２液体保持部候補の中からそれぞれ選択する制御部を更に備え、
前記制御部によって選択された前記第１液体保持部および前記第２液体保持部が前記ステージに固定される、
ことを特徴とする請求項４に記載の液浸露光装置。
【請求項６】
前記第２液体保持部の表面に対する前記液体の後退接触角が、基板に塗布されている層の表面に対する前記液体の後退接触角と前記第１液体保持部の表面に対する前記液体の後退接触角との間の値を有するように、前記第２液体保持部を複数の第２液体保持部候補の中から選択する制御部を更に備え、
前記制御部によって選択された前記第２液体保持部が前記ステージに固定される、
ことを特徴とする請求項４に記載の液浸露光装置。
【請求項７】
前記制御部によって選択された前記第１液体保持部および前記第２液体保持部を前記ステージに搬送する搬送機構を更に備える、
ことを特徴とする請求項２又は５に記載の液浸露光装置。
【請求項８】
前記制御部によって選択された前記第２液体保持部を前記ステージに搬送する搬送機構を更に備える、
ことを特徴とする請求項３又は６に記載の液浸露光装置。
【請求項９】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
基板に塗布されたレジストを請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液浸露光装置を用いて露光する工程と、
該レジストを現像する工程と、
を含む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、液浸露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い解像力で原版（レチクル）のパターンを基板に転写する露光装置として液浸露光装置が知られている。液浸露光装置では、投影光学系と基板との間の空間を液体で満たして基板を露光する。特許文献１は、液浸露光装置に関するものであり、同文献には、基板の周囲に液体保持部を配置すること、および、液体と基板の表面との接触角が液体と液体保持部の表面との接触角以下になるように液体保持部の表面が処理されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７００５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板ステージの速度が速くなると、投影光学系の下の液膜から千切れた液体が基板または液体保持部の上に残留しうる。残留した液体が蒸発すると、気化熱によって基板、液体保持部、周囲の空間の温度を低下させる。これにより、例えば基板ステージの位置計測の精度が低下しうる。
【０００５】
基板には様々なレジストが塗布されうる。投影光学系の下で基板を移動させることができる最大速度は、液体と該レジストとの接触角に依存する。接触角が小さいと、投影光学系と基板との間の液膜が千切れて液体が基板上に残り易くなるので速度を速くしにくい。一方、接触角が大きいと、投影光学系と基板との間の液膜が千切れにくくなるので、速度を速くすることができる。しかしながら、接触角が大きいレジストを選択することは難しい。
【０００６】
基板のロードおよびアンロードのための移動、基準マークの計測などにおいては、投影光学系の下を液体保持部が通過しうる。このとき、液体保持部の上を液体が相対的に移動することになる。スループットの向上を図る上で、基板のロードおよびアンロード、基準マークの計測などのための基板ステージの移動においては、その速度を速くすることが有利である。そのためには、液体と液体保持部の表面との接触角が大きくなるように液体保持部の表面を形成するべきである。
【０００７】
本発明者は、基板上のレジストと液体との接触角と液体保持部の表面と液体との接触角との差が大きいと、液体が基板の上と液体保持部の上との間で相対的に移動する際に液体の千切れが生じやすくなることを発見した。
【０００８】
本発明は、以上の背景に基づいてなされたものであり、基板および液体保持部の上に液体が残留することを低減するために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの側面は、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影し該基板を露光する液浸露光装置において、基板を保持するステージが、該基板を取り囲むように配置される第１液体保持部と、該基板と前記第１液体保持部との間に配置される第２液体保持部とを含み、ここで、前記第２液体保持部の表面に対する前記液体の接触角が、前記第１液体保持部の表面に対する前記液体の接触角よりも小さい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板および液体保持部の上に液体が残留することを低減するために有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】投影光学系の最終レンズの下に液膜を形成しながら基板ステージを移動させる軌跡の一例を示す図である。
【図３】接触角に対するウエハステージの最高速度の関係を例示する図である。
【図４】接触角の差に対するウエハステージの最高速度の悪化の関係を例示する図である。
【図５】表面の接触角に依存するウエハステージの最高速度を例示する図である。
【図６】同一接触角を液体が移動するときの液体の挙動を示した図である。
【図７】相互に異なる接触角をもつ２つの表面を跨いで液体が移動するときの液体の挙動を示した図である。
【図８】後退接触角に対するウエハステージの最高速度の関係を例示する図である。
【図９】後退接触角の差に対するウエハステージの最高速度の悪化の関係を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明を適用できるステップ・アンド・スキャン型の露光装置ＥＸの好適な実施形態の構成を概略的に示す図である。ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２エキシマレーザーなどの露光光源（不図示）から射出された光が照明光学系１に提供される。照明光学系１は、露光光源から提供された光を用いて、レチクル（原版）２の一部をスリット光（スリットを通過したような断面形状を有する光）により照明する。スリット光によってレチクル２を照明している間、レチクル２を保持しているレチクルステージ（原版ステージ）３とウエハ（基板）５を保持しているウエハステージ（基板ステージ）６は、一方が他方に同期しながらスキャン移動する。このような同期スキャンを通して、結果としてレチクル２上のパターン全体が投影光学系４を介してウエハ５上に連続的に結像し、ウエハ５表面に塗布されたレジストを感光させる。
【００１４】
ウエハステージ６は、ウエハステージ定盤７の上で移動するように構成されている。ウエハステージ６には、Ｘ方向測長用ミラー９が設けられている。ウエハステージ６のＸ方向の位置は、Ｘ方向測長用ミラー９を用いてＸ方向レーザー干渉計１０によって計測される。ウエハステージ６にはまた、Ｙ方向測長用ミラー（不図示）が設けられていて、ウエハステージ６のＹ方向の位置は、Ｙ方向測長用ミラーを用いてＹ方向レーザー干渉計（不図示）によって計測される。同様に、レチクルステージ３にも測長用ミラー（不図示）が設けられ、レチクルステージ３の位置は、その測長用ミラーを用いてレーザー干渉計（不図示）によって計測される。
【００１５】
レチクルステージ３とウエハステージ６の位置は、上記の構成によりリアルタイムに計測される。この計測値に基づいて、制御装置（不図示）により、レチクル２（レチクルステージ３）とウエハ５（ウエハステージ６）のそれぞれの位置決め制御や、同期制御がなされる。ウエハステージ６には、ウエハ５のＺ方向の位置、回転、傾きを調整する駆動機構が内蔵されている。露光時は、この駆動機構により投影光学系４の焦点面にウエハ５上の露光領域が常に高精度に位置決めされる。ここで、ウエハ５表面の位置（Ｚ方向の位置、および傾き）は、不図示のフォーカスセンサーによって計測され、制御装置（不図示）に提供される。
【００１６】
ウエハステージ６および投影光学系４の最終レンズを取り巻く空間は、密閉空間とされ、この空間内には、空調装置（不図示）から所定の温度および湿度に制御された気体が吹き込まれる。これにより、ウエハステージ６および投影光学系４の最終レンズを取り巻く空間は、所定の温度および湿度に保たれる。また、レチクルステージ３を取り巻く空間についても、同様に、密閉空間が形成され、空調された気体が吹き込まれる。これにより、レチクルステージ３周りの空間は、所定の温度および湿度に保たれる。
【００１７】
本実施形態の露光装置では、投影光学系４の最終面とウエハ５との間の空間のみを液体１７で満たすローカルフィル法が採用されている。ローカルフィル法は、ウエハ５（ウエハステージ６）の上方かつ投影光学系４の最終レンズの周囲に配置された液体供給ノズル１１と、投影光学系４を挟んで液体供給ノズル１１の反対側に配置された液体回収ノズル１４とによって実現される。液体供給ノズル１１は、供給管１２を介して液体供給装置１３と接続され、投影光学系４とウエハ５（ウエハステージ６）との間の空間に液体１７を供給する。液体回収ノズル１４は、回収管１５を介して液体回収装置１６と接続され、投影光学系４とウエハ５（ウエハステージ６）との間の空間から液体１７を回収する。この際に、ウエハステージ６の周囲の気体が液体１７に混入しうる。液体供給ノズル１１および液体回収ノズル１４は、例えば、ステンレス鋼、フッ素樹脂、セラミック、または石英ガラス等の化学的に汚染されにくく清浄度を保ちやすい材質で製作されうる。
【００１８】
液体供給装置１３は、例えば、液体を貯めるタンク、液体を送り出す圧送機構、液体の供給流量を制御する流量制御器を含みうる。液体供給装置１３は、更に、液体の温度を制御するための温度制御器を含みうる。液体回収装置１６は、回収した液体から気体を除去し、液体を一時的に貯めるタンク、液体および気体を吸引する吸引機構、液体および気体の吸引流量を制御するための流量制御器を含みうる。
【００１９】
液浸用の液体は、露光光の吸収が少ないものから選ばれる。具体的には、液浸用の液体としては、純水、機能水、フッ化液（例えば、フルオロカーボン）、有機液体などが候補として掲げられる。また、液浸用の液体としては、予め脱気装置を用いて溶存ガスが十分に取り除かれたものが用いられる。これにより、気泡の発生が抑制され、また、気泡が発生しても即座に液体中に吸収される。例えば、環境気体中に多く含まれる窒素、酸素を対象とし、液体に溶存可能なガス量の８０％以上を除去すれば、十分に気泡の発生を抑制することができる。不図示の脱気装置を露光装置に備えて、常に液体中の溶存ガスを取り除きながら液体供給装置１３に液体を供給しても良いし、液体供給装置１３に脱気装置を配置しても良い。脱気装置としては、ガス透過性の膜を隔てて一方に液体を流し、もう一方を真空にして液体中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す、真空脱気装置が好適である。
【００２０】
ウエハ５が配置される領域の周囲には、ウエハ５とほぼ同じ高さの第１液体保持部８が配置されている。第１液体保持部８は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、フッ素樹脂、セラミック、石英ガラス等で製作されうる。第１液体保持部８は、例えば、円形の穴を有しうる。第１液体保持部８は、ウエハステージ６に固定されうる。
【００２１】
ウエハ５と第１液体保持部８との間には、第２液体保持部２３が配置されている。第２液体保持部２３の表面に対する液体１７の接触角は、第１液体保持部８の表面に対する液体１７の接触角とウエハ５に塗布されるべきレジストを含む層の表面に対する液体１７の接触角との間の値であるべきである。本実施形態では、第２液体保持部２３の表面に対する液体１７の接触角は、第１液体保持部８の表面に対する液体１７の接触角よりも小さい。また、ウエハ５に塗布されるべきレジストを含む層は、その表面に対する液体１７の接触角が第１液体保持部８の表面に対する液体１７の接触角よりも小さくなるように決定されうる。
【００２２】
第２液体保持部２３は、ウエハ５の全周を取り囲む形状、例えばリング形状を有しうる。第１液体保持部８は、第２液体保持部２３の全周を取り囲む形状を有しうる。第２液体保持部２３は、第１液体保持部８またはウエハステージ６に固定されうる。
【００２３】
図２は、液浸露光を行う際に投影光学系４の最終レンズの下に液体１７の膜を形成した状態でウエハステージ６が移動する軌跡を例示している。ここで、図２は、ウエハ５およびそれを保持しているウエハステージ６を上方から見た図である。ウエハステージ６には、基準マーク１８が配置されている。基準マーク１８は、例えば、ウエハステージ６とウエハ５との位置関係を計測するために使用されうる。図２に示された例では、投影光学系４の最終レンズの下に形成された液体１７の膜は、ステージ待機位置であるＡ点から基準マーク１８上の位置であるＢ点へ、ウエハステージ６の移動に伴って軌跡１９に沿って第１液体保持部８の上を相対的に移動する。なお、実際には、液体１７の膜ではなく、ウエハステージ６が移動している。
【００２４】
液体１７の膜がＢ点の上にある状態で、基準マーク１８の位置が計測される。この計測結果は、以降の処理において、ウエハステージ６の位置決めのために使用される。ここで、既にパターンが形成されているウエハ５に重ねて新たなパターンを形成するための露光を行う場合には、グローバルアライメントのための計測がなされる。なお、露光ステーションおよび計測ステーションを有し、露光ステーションにおける基板の露光と計測ステーションにおける他の基板の計測とを並行して実行する露光装置では、グローバルアライメントのための計測は、計測ステーションにおいて実行されうる。
【００２５】
ここでは、一例として、基準マーク１８の位置の計測に次いでウエハ５の露光が実行される場合について説明する。液体１７の膜は、Ｂ点からＣ点へ軌跡２０に沿って第１液体保持部８の上を相対的に移動する。その後、ウエハ５の複数のショット領域が順に露光される。この際に、液体１７の膜は、Ｃ点からＤ点まで軌跡２１に沿って第１液体保持部８、第２液体保持部２３およびウエハ５の上を相対的に移動する。次に、液体１７の膜は、Ｄ点からＡ点へ軌跡２０に沿ってウエハ５、第２液体保持部２３および第１液体保持部８の上を相対的に移動する。その後、ウエハ５が次のウエハ５に交換される。
【００２６】
１つの実施形態において、液浸用の液体１７として超純水が使用され、第２液体保持部２３の表面がポリパラキシリレン樹脂（パリレン）で構成され、第１液体保持部８の表面がＰＦＡで構成される。ＰＦＡは、超純水に対する接触角が約１１８°、パリレンは約８８°であり、第１液体保持部８の表面の接触角と第２液体保持部２３の表面の接触角との差は３０°であり、十分に小さい。接触角の差がこのように小さければ、第１液体保持部８と第２液体保持部２３との間で液体１７の膜が移動する場合でも、当該膜から液体１７が千切れて第１液体保持部８および／または第２液体保持部２３の上に残留する可能性を低減することができる。
【００２７】
ウエハ５に塗布されるレジスト層、あるいはその上に塗布されるトップコート層には様々な材料が用いられうる。ウエハ５に塗布されるレジストを含む層の表面（レジスト層の表面、あるいはトップコート層を有する場合にはその表面）に対する超純水の接触角は、通常は、６５°以上１２３°以下の範囲内にある。ここで、ウエハ５に塗布される層の表面に対する液体の接触角が最も小さい６５°であったとしても、第２液体保持部２３の表面に対する液体の接触角との差は２３°であり、十分に小さい。したがって、ウエハ５と第２液体保持部２３との間で液体１７の膜が移動する場合でも、当該膜から液体１７が千切れてウエハ５および／または第１液体保持部８の上に残留する可能性を低減することができる。ここで、ウエハ５に塗布される層の表面の接触角＜第２液体保持部２３の表面の接触角＜第１液体保持部８の表面の接触角の関係が満たされるように、第２液体保持部２３の表面および第１液体保持部８の表面を構成する材料が選択される。複数種類の第１液体保持部８および複数種類の第２液体保持部２３を準備しておき、ウエハ５に塗布されるべき層の表面に応じて第１液体保持部８および第２液体保持部２３が選択されうる。
【００２８】
図３は、投影光学系４の最終レンズの下に保持された液体の膜が、接触角が均一な表面の上を、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度を実験した結果を示している。図３において、横軸は接触角であり、縦軸は液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度である。図３は、接触角が大きいほど、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度を速くすることができることを示している。
【００２９】
図４は、接触角が異なる２つの表面に跨って液体の膜が移動する場合において、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度の悪化率を示している。このような接触角が異なる２つの表面に跨って液体の膜が移動する典型的な例は、図２における軌跡２２である。図４は、接触角の小さい第１表面（ウエハ５に塗布された層の表面）から接触角の大きい第２表面（第２液体保持部２３の表面）へと液体の膜が移動した場合におけるウエハステージ６の最高速度の悪化率を実験した結果を示している。図４において、横軸は接触角の差（第１表面に対する液体の接触角と第２表面に対する液体の接触角との差）であり、縦軸はウエハステージ６の最高速度の悪化率である。図４は、２つの表面の間における接触角の差が大きいほどウエハステージ６の最高速度の悪化率が大きくなることを示している。図４はまた、接触角の差が３５°で悪化率が２０％を超え、それを超えると急激に悪化する。
【００３０】
具体例として、接触角の大きい第２表面を接触角が約１１８°の四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）とし、接触角の小さい様々な表面（第１表面）から第２表面（ＰＦＡ表面）に液体が移動した時の実験結果を図５に示す。図５では、第２表面の接触角が約８８°のパリレンの場合についても示している。図５において、横軸は第１表面の接触角であり、縦軸は液体が残留することなく接触角の小さい第１表面から接触角の大きい第２表面へと移動することができるウエハステージの最高速度をとって示している。また、図５には、参考として、第１表面上のみを液体が移動した場合において、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度についても示されている。図５を参照するに、第１表面の接触角が小さくなると、すなわち第１表面と第２表面の接触角の差が大きくなると、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度が遅くなる。第２表面がＰＦＡの場合、第１表面の接触角が８３°以下になると、第１表面と第２表面の接触差が３５°以上となり、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度が著しく小さくなる。一方、第２表面がパリレンの場合、第１表面の接触角が８３°以下でも、第１表面と第２表面の接触差は小さいため、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度の悪化は小さい。したがって、第２表面がパリレンの場合、第１表面の接触角が小さい領域において、第２表面がＰＦＡの場合よりも、ウエハステージの速度が速くても、液体が残留するリスクを低減することができる。
【００３１】
次いで、図６および図７を用いて、接触角の小さい表面から接触角の大きい表面に液体１７の膜が移動する場合の挙動について説明する。図６および図７は、図１に示す露光装置における液体回収ノズル１４近傍を示した概略構成図である。図６は、液体１７が接触角の小さい表面を有する層が塗布されたウエハ５上を移動しているときの液体１７の挙動を示している。図７は、液体１７が接触角の小さい表面を有する層が塗布されたウエハ５の表面から接触角の大きい第２液体保持部２３の表面へと移動しているときの液体１７の挙動を示している。図６および図７において、移動速度は同じである。
【００３２】
図６において、ウエハステージ６の−Ｘ方向への移動に伴い、液体１７は相対的に＋Ｘ方向に移動する。この時、図６に示すように、液体１７の−Ｘ側の大気との境界面は、ウエハ５に引っ張られて伸びる。ウエハ５に引っ張られて液体１７が伸びる量は、ウエハステージ６の移動速度に依存し、ウエハステージ６の移動速度が遅い場合は、伸びる量が小さい。この時、表面張力によって液体１７の形状が維持され、液体１７の膜は千切れない。したがって、ウエハ５上に残留することなく液体１７は移動できる。図６では、表面張力によって液体１７の形状が維持された状態が示されている。一方、ウエハステージ６の移動速度が速くなると、液体１７が伸びる量が大きくなり、ウエハステージ６の移動速度が表面張力で保持できる限界を超えると、液体１７の膜が千切れて液体１７が残留することとなる。
【００３３】
液体１７の膜が、接触角の小さい表面を有する層が塗布されたウエハ５の上から接触角の大きい表面を有する第２液体保持部２３の上へと移動する場合、図７に示すように、液体１７が伸びる量は大きくなる。これは、接触角が小さな表面上と接触角の大きな表面上に液体がまたがって存在する場合、接触角の大きな表面から小さな表面へと向かう液体の流れが発生することに起因する。図７に示した状態において、液体１７がウエハ５および第２液体保持部２３にまたがっているため、接触角差に起因する−Ｘ方向へと向かう液体１７の流れが発生する。これは、ウエハステージ６の速度が速くなるということに相当する。したがって、液体１７の伸びる量が大きくなり、液体が残留する可能性が増大する。ウエハ５に塗布された層の表面の接触角と第２液体保持部２３の表面の接触角との差が大きければ大きいほど、ウエハ５に塗布された層の表面から第２液体保持部２３へと向かう液体１７の速度が大きくなり、液体が残留する可能性が大きくなる。
【００３４】
ところで、露光装置の生産性を向上させるためには、ウエハステージ６の移動速度を速くする必要がある。ウエハステージ６の移動速度を速くするためには、図３に示すとおり、液体が移動する表面の接触角を高くする必要がある。ウエハステージ６の移動速度を速くすることを目的として、第１液体保持部８および第２液体保持部２３の接触角を大きくすることが考えられる。しかしながら、ウエハ５に塗布される層に対する超純水の接触角は、一般に６５°以上１２３°以下の範囲内の値をとりうる。したがって、例えば接触角が１１８°のＰＦＡで第２液体保持部２３の表面を構成した場合、接触角の小さなレジスト層あるいはトップコート層を使用すると、ウエハ５から第２液体保持部２３へと液体１７が移動する場合に、液体が残留する可能性が高くなる。そのため、ウエハステージの移動速度を速くすることができず、結果として露光装置のスループットを悪化させることになってしまう。一方、接触角が８８°のパリレンで第２液体保持部２３の表面を構成した場合、接触角の小さなレジスト層あるいはトップコート層を使用しても、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度の悪化を小さくすることができる。したがって、ウエハ５から第２液体保持部２３へと液体１７の膜が移動する場合に、液体が残留する可能性を低減することができる。さらに、第２液体保持部２３の接触角と第１液体保持部８の接触角との差も３０°と小さいため、第２液体保持部２３から第１液体保持部８へと液体１７の膜が移動する場合に、液体が残留する可能性を低減することができる。
【００３５】
図４〜図７では、接触角が小さい表面から接触角が大きい表面への液体の膜の移動に例として、図２の軌跡２２に沿った移動を挙げたが、接触角が小さい表面から接触角が高い表面への移動の軌跡は、軌跡２２に限定されない。液浸露光を行う軌跡２１において、ウエハ５の外周部を露光しているとき、ウエハ５から第２液体保持部２３、更には第１液体保持部８へと液体の膜が移動する場合がある。この場合についても、図４〜図７で説明した結果および液体の挙動が適用される。もちろん、その他の軌跡についても同様である。
【００３６】
また、パリレンで第２液体保持部２３の表面を構成した場合、ウエハ５に塗布されるレジスト層あるいはその上層に塗布されるトップコート層の接触角の方が第２液体保持部２３の表面の接触角より高くなる場合がある。その場合は、図２の軌跡２２ではなく、液浸露光を行う軌跡２１において、ウエハ５の外周部を露光しているときに第２液体保持部２３からウエハ５へと液体の膜が移動する場合に、図４〜図７で説明した結果および液体の挙動が適用される。
【００３７】
本実施形態では、ウエハ５に塗布されるレジスト層あるいはその上層に塗布されるトップコート層に対する超純水の接触角は６５°以上１２３°以下の範囲内にある。また、本実施形態では、第２液体保持部２３の表面にはパリレンがコーティングされている。パリレンに対する超純水の接触角は約８８°であるため、本実施形態の露光装置で使用されるレジスト層あるいはトップコート層に対する超純水の接触角との差を最大でも３５°以下にすることができる。また、第２液体保持部２３に対する超純水の接触角と第１液体保持部８に対する超純水の接触角との差は３０°である。したがって、液体が残留することなく移動することができるウエハステージ６の最高速度の悪化率を２０％以下に抑えることができる。よって、本実施形態の露光装置では、接触角の異なる表面の上を液体１７が移動する場合でも、ウエハ上への液体の残留を低減することができ、液浸露光を円滑に行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態の露光装置では、ウエハステージ６には、基準マーク１８が配置されている（図２参照）。上記で説明した接触角の差については、基準マーク１８と第１液体保持部８にも適用することができる。基準マーク１８の表面の接触角と第１液体保持部８の表面の接触角との差が大きい場合、図２で示す軌跡１９、２０または２２に沿って液体１７の膜が移動するときに、第１液体保持部８または基準マーク１８の上に液体１７が残留する可能性が大きくなる。そこで、基準マーク１８の表面の接触角と第１液体保持部８の表面の接触角との差を小さくすればよい。具体的には、ウエハ５と第１液体保持部８との関係のように、接触角の差を３５°以下にすることが好ましい。接触角の差を３５°以下にすることで、第１液体保持部８または基準マーク１８の上に液体１７が残留する可能性を低減することができる。その他、基準マーク１８以外の部品、例えば照度ムラセンサが液体１７の移動する領域に配置されることも考えられる。この場合も、同様に、照度ムラセンサの表面の接触角とそれに隣り合う部材の表面の接触角との差を３５°以下にすることが好ましい。
【００３９】
以上では、２つの表面の間における接触角の差が、液体が残留することなく移動することができるウエハステージ６の最高速度に与える影響について説明した。ウエハステージ６の駆動時における液体１７の挙動は、動的接触角による影響も受ける。次に、動的接触角である後退接触角の影響について説明する。
【００４０】
本実施形態において第２液体保持部２３の表面を構成するパリレンに対する超純水の後退接触角は、約８０°である。一方、ウエハ５に塗布されるレジスト層あるいはその上に塗布されるトップコート層に対する超純水の後退接触角は、６０°以上１１５°以下の範囲内にある。
【００４１】
図８は、投影光学系４の最終レンズの下に保持された液体の膜が、後退接触角が均一な表面の上を、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度を実験した結果を示している。図８において、横軸は後退接触角であり、縦軸は液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度である。図８は、後退接触角についても接触角と同様に、後退接触角が大きいほど、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度を速くすることができることを示している。
【００４２】
図９は、後退接触角が異なる２つの表面に跨って液体の膜が移動する場合において、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度の悪化率を示している。また、図９は、後退接触角の小さい第１表面から後退接触角の大きい第２表面へと液体の膜が移動した場合におけるウエハステージの最高速度の悪化率を示している。図９において、横軸は後退接触角の差であり、縦軸はウエハステージの最高速度の悪化率である。図９は、２つの表面の間における後退接触角の差が大きいほどウエハステージの最高速度の悪化率が大きくなることを示している。図９はまた、後退接触角の差が２５°で悪化率が２０％を超え、それを超えると急激に悪化することを示している。
【００４３】
以上より、２つの表面の間における後退接触角の差が３５°以下であれば、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度の悪化率を２０％以下に抑えることができ、液体が残留する可能性を低減することができる。
【００４４】
本実施形態では、第２液体保持部２３の表面がパリレンで構成されている。また、ウエハ５に塗布されるレジスト層あるいはその上に塗布されるトップコート層に対する超純水の接触角は６５°以上１２３°以下の範囲内にあり、後退接触角は６０°以上１１５°以下の範囲内にある。図３および図８を参照すると、液体が残留することなく移動することができるウエハステージの最高速度を上げるためには、接触角あるいは後退接触角を上げることが好ましい。したがって、レジスト層あるいはトップコート層として、接触角あるいは後退接触角が大きいものを使用することがあらかじめ分かっている場合は、必ずしも第２液体保持部２３の表面をパリレンで構成する必要はない。例えば、ウエハ５に塗布されるレジスト層の接触角が９５°であると分かっている場合は、第１液体保持部８と同様に、接触角が１１８°のＰＦＡで第２液体保持部２３の表面を構成すればよい。この場合、ＰＦＡの接触角とレジスト層の接触角との差は２３°であるため、液体が残留する可能性を低減することができ、かつウエハステージ６の速度を上げることが可能となる。
【００４５】
本実施形態の露光装置では、ウエハ５の表面に塗布される層と第２液体保持部２３との間、第１液体保持部８と第２液体保持部２３との間における接触角または後退接触角の差が小さくなるように第１液体保持部８と第２液体保持部２３の表面の材料が選択される。
【００４６】
一つの実施形態では、ウエハ５に塗布された層の表面と第２液体保持部２３の表面との間における接触角の差を小さくするために、第２液体保持部２３の表面がパリレンで構成される。これによって、ウエハ５と第２液体保持部２３とを跨いで液体１７の膜が移動するときに、液体１７が残留する可能性が低減される。しかしながら、液体１７がウエハ５と第２液体保持部２３とを跨ぎ、第２液体保持部２３と第１液体保持部８とを跨いだ後は、接触角が変化しない表面の上における移動となる。接触角が変化しない表面の上における移動においても、液体１７がウエハ５と第２液体保持部２３とを跨ぐときの速度で液体１７の膜が移動すると、露光装置のスループットの向上は制限される。そこで、相互に異なる接触角を有する２つの表面を液体１７の膜が跨ぐ場合と、接触角が変化しない表面の上を液体１７の膜が移動する場合とおけるウエハステージ６の速度の情報を露光装置の制御部４０に格納しておくことが好ましい。或いは、相互に異なる後退接触角を有する２つの表面を液体１７が跨ぐ場合と、後退接触角が変化しない表面の上を液体１７が移動する場合とおけるウエハステージ６の速度の情報を露光装置の制御部４０に格納しておくことが好ましい。この情報に応じて、制御部４０は、相互に異なる接触角（または後退接触角）を有する２つの表面を跨ぐ場合や接触角（または後退接触角）が変化しない表面の上を液体１７が移動する場合などの条件に応じて最適なウエハステージ６の速度を決定することができる。
【００４７】
第２液体保持部２３は、例えば、真空吸着等の着脱可能な機構により、第１液体保持部８またはウエハステージ６に固定されうる。第２液体保持部２３を着脱可能な構成にすることで、ウエハ５に対する液体の接触角に応じて、ウエハ５に対する液体の接触角と第１液体保持部８に対する液体の接触角との間で、最適な接触角を持つ第２液体保持部を選択し使用することができる。
【００４８】
露光装置は、ライブラリ３０と、制御部４０とを備えうる。ライブラリ３０は、複数の第１液体保持部候補および複数の第２液体保持部候補を収納する。制御部４０は、ライブラリ３０に収納された複数の第１液体保持部候補および複数の第２液体保持部候補の中から第１液体保持部および第２液体保持部を選択する。制御部４０は、第２液体保持部の表面に対する液体の接触角がウエハに塗布されている層の表面に対する液体の接触角と第１液体保持部の表面に対する液体の接触角との間の値を有するように第１液体保持部および第２液体保持部を選択する。或いは、制御部４０は、第２液体保持部の表面に対する液体の後退接触角がウエハに塗布されている層の表面に対する液体の後退接触角と第１液体保持部の表面に対する液体の後退接触角との間の値を有するように第１液体保持部および第２液体保持部を選択する。ウエハに塗布されている層の表面に対する液体の接触角または後退接触角に関する情報は、例えば、露光動作を制御するためのレシピファイルに含めらうる。制御部４０は、レシピファイルから当該情報を抽出し、それを第１液体保持部および第２液体保持部の選択のために利用することができる。制御部４０によって選択された第１液体保持部および第２液体保持部は、搬送機構５０によってライブラリ３０からウエハステージ６に搬送され、ウエハステージ６に固定されうる。或いは、制御部４０によって選択された第１液体保持部および第２液体保持部を特定する情報を不図示のディスプレイに表示し、オペレータに該当する第１液体保持部および第２液体保持部をウエハステージ６に取り付けさせてもよい。
【００４９】
或いは、第１液体保持部を固定とし、第２液体保持部をウエハに塗布されている層の表面に応じて複数の第２液体保持部候補の中から選択するようにしてもよい。この場合、制御部４０は、第２液体保持部の表面に対する液体の接触角（後退接触角）がウエハに塗布されている層の表面に対する液体の接触角と第１液体保持部の表面に対する液体の接触角（後退接触角）との間の値を有するように第２液体保持部を選択する。この場合、搬送機構５０は、制御部４０によって選択された第２液体保持部をライブラリ３０からウエハステージ６に搬送するように構成される。或いは、制御部４０によって選択された第２液体保持部を特定する情報を不図示のディスプレイに表示し、オペレータに該当する第２液体保持部をウエハステージ６に取り付けさせてもよい。
【００５０】
上記の実施形態では、ウエハ５と第１液体保持部８との間に第２液体保持部２３が配置される。これに加えて、第２液体保持部２３と第１液体保持部８との間に、少なくとも１つの他の液体保持部を配置し、接触角の変化の段数を増加させてもよい。
【００５１】
本実施形態の露光装置では、第２液体保持部２３はウエハ５の全周を取り囲むように配置されている。しかしながら、第２液体保持部２３は、必ずしもウエハ５の全周を取り囲むように配置する必要はなく、ウエハ５と第１液体保持部８との間に第２液体保持部２３が配置されない部分があってもよい。第２液体保持部２３は、例えば、液体の膜が通過する領域にのみ配置されうる。
【００５２】
第２液体保持部２３の形状は円形には限定されず、任意の形状に変更することが可能である。例えば、ウエハ５のノッチまたはオリフラの部分において、第２液体保持部２３を同様の形状に加工しても良い。このように、第２液体保持部２３をウエハ５の形状に合わせることで、液体が残留する可能性をより確実に低減することができる。
【００５３】
以上、図１〜図９を用いて本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、第１液体保持部８の表面の材料は、上記の例ではＰＦＡであるが、これをポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に変更してもよいし、その他のフッ素樹脂に変更してもよいし、他の材料に変更してもよい。さらには、レジスト層やトップコート層を第１液体保持部８または第２液体保持部２３に設けてもよい。これらの材料を用いても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１液体保持部８および第２液体保持部２３の表面は、コーティングによって構成されてもよいし、例えば、ＰＦＡまたはＰＴＦＥのシート状部材が接着層を介して第１液体保持部８または第２液体保持部２３に接着されてもよい。
【００５４】
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、基板に塗布されたレジストを上記の露光装置を用いて露光する工程と、該露光されたレジストを現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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