(57)【要約】【課題】  液浸露光方法においては、投影光学系と被露光基板の間隔を狭める必要があるが、これに伴い従来の露光方法で使用されていた斜入射光学式の被露光基板位置センサー（ＡＦセンサー）の配置が困難となる。  液浸露光方法においても採用可能な高性能な被露光基板位置検出方法を提供し、液浸露光方法の高解像性を十分に発揮可能な露光方法を提供する。【解決手段】  投影光学系またはその近傍に電気容量型位置検出装置の計測電極を設け、この計測電極とウエハの間に形成されるコンデンサーの電気容量を計測し、これに基づいて被露光基板のフォーカス制御を行なう。  被露光基板の表面に導電性の薄膜を形成することで、当該電気容量を計測電極とこの導電性の間に形成されるコンデンサーの電気容量に限定し、被露光基板の構造に伴う電気容量の変動を防止する。【選択図】    図１
2005175176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体上のパターンを投影光学系を介して第２物体上の感光膜に露光するための露光方法であって、
前記第２物体上に、前記感光膜を含む少なくとも１層の薄膜を形成する工程と、
前記第２物体上の薄膜と前記投影光学系との間の光路空間を液体で満たす工程と、
前記投影光学系に付設してまたはその近傍に設けられた計測電極と、前記少なくとも１層の薄膜が形成された前記第２物体との間に形成される電気容量を、前記液体が満たされた状態で計測する工程と、
前記電気容量の前記計測値に基づいて、前記投影光学系を介した前記第１物体と前記第２物体とのフォーカス関係を制御するフォーカス制御工程と、
前記第２物体上の前記薄膜と前記投影光学系との間に前記液体が満たされた状態で、前記第１物体に露光光を照射して、前記第１物体上のパターンを前記第２物体上の前記感光膜に露光する工程を含むとともに、
前記感光膜を含む少なくとも１層の薄膜のうちの少なくとも１層の薄膜は、導電性薄膜であることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記導電性薄膜は、有機材料からなる膜であることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記導電性薄膜は、前記感光膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記導電性薄膜は、前記感光膜より下層に形成される下層薄膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
【請求項５】
前記下層薄膜は、前記露光に用いる露光光の反射を防止する反射防止膜であることを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
前記導電性薄膜は、前記感光膜より上層に形成される上層薄膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
【請求項７】
前記上層薄膜は、前記露光光の反射を防止する反射防止膜であることを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記電気容量の計測は、前記第２物体上の前記導電性薄膜に、前記露光に用いる露光装置の少なくとも一部と導通した導電性部材を接触させた状態で行なうことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項９】
前記フォーカス制御工程は、前記電気容量の前記計測値と、前記薄膜の構成から定まる補正量とに基づいて行なうことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記計測電極と、前記第２物体との間隔が、３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１１】
前記計測電極は、前記投影光学系を構成する透過性光学部材の一部に設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１２】
前記計測電極は、前記投影光学系を構成する透過性光学部材うち、最も前記第２物体に近い位置に配置される透過性光学部材の前記第２物体側の表面に形成された薄膜電極であることを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。
【請求項１３】
前記薄膜電極は、前記露光光に対して透明であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の露光方法。
【請求項１４】
前記露光光は、波長１９３ｎｍの紫外光であるとともに、前記薄膜電極は酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする薄膜であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１５】
前記液体は、水であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１６】
前記フォーカス制御工程は、前記投影光学系に対する前記第２物体の位置及び角度を調整する工程を含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１７】
前記露光工程は、前記第１物体と前記第２物体を、前記投影光学系に対して相対走査しつつ行なう走査露光を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１８】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
請求項１から１７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、前記第１物体としてのマスク上のパターンの像を前記第２物体である被加工基板上の前記感光膜に露光する露光工程と、
前記露光工程後に、前記感光膜を現像する現像工程と、
前記露光工程及び前記現像工程を経て形成された前記感光膜からなるパターンに基づいて、前記被加工基板上に前記マスク上のパターンの前記像に対応するパターンを形成する加工工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１９】
前記現像工程あるいは前記加工工程は、前記導電性薄膜を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体集積回路（ＬＳＩ等）、撮像素子、又は液晶ディスプレイ等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程で使用される投影露光技術に関し、更に詳しくは、上記露光に際して、該露光に使用する投影光学系と上記各種デバイスを形成するための基板との間に液体を充填して行なう、いわゆる液浸投影露光技術に関する。また、本発明はその露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路又は液晶ディスプレイ等の電子デバイスの微細パターンの形成に際しては、形成すべきパターンを４〜５倍程度に比例拡大して描画したマスクとしてのレチクル（又はフォトマスク等）のパターンを、投影光学系を介して被露光基板としてのウエハ（又はガラスプレート等）上の感光膜（フォトレジスト）に縮小して露光転写する方法が用いられている。その露光転写に際して、ステッパー等の静止露光型及びスキャニング・ステッパー等の走査露光型の投影露光装置が用いられている。投影光学系の解像度は、露光波長を投影光学系の開口数（ＮＡ）で割った値に比例する。投影光学系の開口数（ＮＡ）とは、露光用の照明光のウエハヘの最大入射角の正弦（ｓｉｎ）に、その光束の通過する媒質の屈折率を乗じたものである。
【０００３】
従って、半導体集積回路等の微細化に対応するために、投影露光装置の露光波長は、より短波長化されてきた。現在、露光波長はＫｒＦエキシマーレーザーの２４８ｎｍが主流であるが、より短波長のＡｒＦエキシマーレーザーの１９３ｎｍも実用化段階に入りつつある。そして、更に短波長の波長１５７ｎｍのＦ2 レーザーや、波長１２６ｎｍのＡｒ2 レーザー等の、いわゆる真空紫外域の光源を使用する投影露光装置の提案も行なわれている。
【０００４】
しかし、露光波長の短波長化のためには、その露光波長を良好に透過するレンズ材料の開発や、その露光波長で良好な性能を発揮するフォトレジストの開発が必要である。この結果、露光波長の短波長化は、長期の開発期間を要するものとなっている。
【０００５】
また、短波長化のみでなく、投影光学系の大開口数化（大ＮＡ化）によっても高解像度化は可能であるので、投影光学系をより一層大ＮＡ化するための開発もなされており、現在の最先端の投影光学系のＮＡは、０．８程度である。ただし、投影光学系とウエハとの間の露光光の光路が、屈折率がほぼ１の気体で満たされている限りその理論的上限は１であり、現在のＮＡはその理論的上限に近い。
【０００６】
そこで、投影光学系とウエハの間の光路空間に所定の屈折率を有する液体を充填して露光を行なう液浸露光方法が提案されている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）。上述の如く、投影光学系のＮＡとはウエハヘの最大入射角の正弦にその光束の通過する媒質の屈折率を乗じたものであるから、液浸露光方法は、投影光学系とウエハの間の光路空間に所定の屈折率を有する液体を充填することで、投影光学系のＮＡをその屈折率倍だけ増大させ、解像度の向上を図るものである。
【特許文献１】国際公開ＷＯ９９／４９５０４号公報
【非特許文献１】B. J. Lin: "Semiconductor Foundry Lithography, and       Partners", SPIE（米国）Vol.4688, PP 11-24（2002）
【０００７】
なお、これらの露光方法において、レチクル上のパターンの良好な投影像が得られる焦点深度は、例えば０．５μｍ程度以下と極めて狭いため、露光に際してはウエハを投影光学系の焦点位置に正確に合致させるためのフォーカス制御が必要である。従来においては、このフォーカス制御は、斜入射光学式位置センサーを用いたウエハ表面位置（正確にはウエハ上に形成されたフォトレジスト表面の位置）の計測値に基づいて行なわれていた。
【０００８】
これは、投影光学系とウエハの間の光路空間を経由してウエハの表面に位置検出光を斜入射で照射し、その戻り光を投影光学系とウエハの間の光路空間を経由して検出し、ウエハ表面等の、投影光学系光軸方向についての位置（以下「Ｚ位置」と呼ぶ）を検出するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の如き斜入射光学式位置センサーを構成するには、上記照射光と戻り光の光路を確保するために、投影光学系とウエハの間の距離が比較的長距離であることが必要である。
しかしながら、上記の液浸露光方法においては、投影光学系とウエハの間の距離を長距離にすることが難しい。
【００１０】
例えばＡｒＦレーザから発せられる波長１９３ｎｍの露光光であっても、これに対して吸収の無い液体は存在せず、また、露光光の光路を満たす液体に生じる温度または密度の揺らぎは、露光光束に波面収差を与えることから、液体中の露光光の光路長は、極力短いことが望ましいためである。
【００１１】
この結果、液浸露光方法においては、従来の斜入射光学式位置センサーを構成することが難しく、これに代わるウエハのＺ位置の計測方法が必要となる。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高精度なウエハＺ位置計測手法及びＺ位置制御手法を有する液浸露光方法を提供することを第１の目的とする。
【００１３】
また、本発明は、上記露光技術を用いて、高性能のデバイスを製造できるデバイス製造技術を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の露光方法は、第１物体（Ｒ）上のパターンを投影光学系（７）を介して第２物体（Ｗ）上の感光膜（５３）に露光するための露光方法であって、その第２物体上に、その感光膜を含む少なくとも１層の薄膜を形成する工程と、その第２物体上の薄膜とその投影光学系との間の光路空間（３１）を液体で満たす工程と、その投影光学系に付設してまたはその近傍に設けられた計測電極（３０ａ，３０ｂ）と、その少なくとも１層の薄膜が形成されたその第２物体との間に形成される電気容量（キャパシタンス）を、その液体が満たされた状態で計測する工程と、その電気容量のその計測値に基づいて、前記投影光学系を介した前記第１物体と前記第２物体とのフォーカス関係を制御するフォーカス制御工程と、その第２物体上の薄膜とその投影光学系との間にその液体が満たされた状態で、その第１物体に露光光を照射して、その第１物体上のパターンをその第２物体上の前記感光膜に露光する工程を含むとともに、その感光膜を含む少なくとも１層の薄膜のうちの少なくとも１層の薄膜は、導電性薄膜（５３，５４，５５）であるものとした。
【００１５】
斯かる本発明においては、その計測電極とその少なくとも１層の薄膜が形成されたその第２物体とが形成する電気容量が、両者の間隔に応じて変化することを利用して、その電気容量に基づいて、その投影光学系に対するその第２物体のＺ位置を制御し、あるいはその投影光学系に対するその第１物体のＺ位置を制御し、その第１物体上のパターンの投影像を、その焦点位置またはその近傍においてその第２物体上に形成された感光膜上に投影することが可能になる。
【００１６】
さらに、本発明においては、その第２物体上に形成するその感光膜を含む少なくとも１層の薄膜のうちの少なくとも１層の薄膜は、導電性薄膜であるものとしたため、その計測された電気容量を、その第２物体上のその導電性薄膜とその計測電極との間隔に応じたものとすることができる。すなわち、その導電性薄膜より下層のその第２物体等の構造に依存しないものとすることができる。この結果、その第２物体のＺ位置の計測精度及びＺ位置計測精度を高精度化することが可能となる。
【００１７】
この場合、その導電性薄膜を、有機材料からなる膜とすることができる。
また、一例として、その導電性薄膜は、その感光膜より下層（第２物体に近い側）に形成される下層薄膜とすることもできる。そしてこの場合、さらにその下層薄膜は、その露光に用いる露光光の反射を防止する反射防止膜とすることもできる。
【００１８】
あるいは、一例として、その導電性薄膜は、その感光膜より上層に形成される上層薄膜であるとすることもできる。そしてこの場合、さらにその上層薄膜は、その露光光の反射を防止する反射防止膜とすることもできる。
【００１９】
これらの反射防止膜により、本発明の露光方法の解像度や焦点深度を一層向上することができる。
また、一例として、その電気容量の計測は、その第２物体上のその導電性薄膜に、その露光装置の少なくとも一部と導通した導電性部材を接触させた状態で行なうこともできる。
【００２０】
また、そのフォーカス制御工程は、その電気容量の計測値に加え、さらに、その薄膜の構成から定まる補正量とに基づいて行なうこともできる。従って、上述の如く、その導電性薄膜が、その感光膜とは異なる薄膜である場合には、その導電性薄膜とその感光膜との間の距離や各材料の誘電率から求まる補正値を考慮して、そのフォーカス制御を行なうことができる。
【００２１】
これにより、一層高精度のフォーカス制御（Ｚ位置の制御）を行なうことができる。
なお、一例として、その計測電極とその第２物体との間隔を３ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、上記電気容量の計測精度を向上することができる。
【００２２】
また、一例として、その計測電極は、その投影光学系を構成する透過性光学部材の一部に設けたものを使用することができる。さらに、その計測電極は、その投影光学系を構成する透過性光学部材うち、最もその第２物体に近い位置に配置される透過性光学部材の、その第２物体側の表面に形成された薄膜電極を使用することもできる。
【００２３】
また、その透過性光学部材に設けた薄膜電極は、その露光光に対して透明であるものを使用することもできる。その場合において、一例として、その露光光は波長１９３ｎｍの紫外光であるとともに、その薄膜電極は酸化マグネシウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする薄膜とすることができる。
【００２４】
また、その液体は、水とすることができる。
また、そのフォーカス制御工程は、その投影光学系に対するその第２物体の位置及び角度を調整する工程を含むことができる。
【００２５】
また、その露光工程は、その第１物体とその第２物体を、その投影光学系に対して相対走査しつつ行なう走査露光による露光工程を含むことができる。
次に本発明のデバイス製造方法は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、本発明の露光方法を用いて、その第１物体としてのマスク上のパターンの像を、その第２物体である被加工基板上のその感光膜に露光する露光工程と、その露光工程後に、その感光膜を現像する現像工程と、その露光工程及びその現像工程を経て形成されたその感光膜からなるパターンに基づいて、その被加工基板上にそのマスク上のパターンのその像に対応するパターンを形成する加工工程を含むデバイス製造方法である。
【００２６】
これにより、液浸露光方法であっても良好なフォーカス制御性を実現することが可能となり、液浸露光方法の高解像性を損なうことなく、より微細かつ高性能なデバイスの製造が可能となる。
【００２７】
また、必要に応じて、その現像工程あるいはその加工工程中に、その導電性薄膜を除去する工程を含めることができる。これにより、製造されたデバイス中の不必要な導電性を除去し、信頼性の高いデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、液浸露光方法において、投影光学系と所定の感光膜等形成された第２物体（ウエハ）とのＺ位置関係を、投影光学系に付設して、あるいは投影光学系の近傍に設けた計測電極と、第２物体上に設けた導電性薄膜との間に形成される電気容量の計測値に基づいて算出するとしたため、高精度なウエハＺ位置計測が可能となる。
【００２９】
従って、従来の斜入射光学式位置センサーの構成が困難な液浸露光方法においても、高精度なフォーカス制御性を実現することができる。この結果、液浸露光方法の高解像性を遺憾なく発揮できる高解像度の露光方法を提供できる。
【００３０】
また、リソグラフィ工程において本発明の露光方法を用いることにより、より微細なパターンを有する高性能のデバイスを製造可能とするデバイス製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は、上記特許文献１に開示される如く、投影光学系と第２物体であるウエハ等との間の光路空間に、局所的に液体を供給して液浸露光方法を実現する、いわゆる局所液浸方式の液浸露光装置で液浸露光を行なう場合に本発明を適用したものである。また、本例で使用するの露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式よりなる走査露光型の投影露光装置（スキャニング・ステッパー）であるとしている。
【００３２】
図１は、本例の露光方法に使用して好適な露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図であり、投影露光装置は、光源１、照明光学系２と投影光学系７とを備えている。
照明光学系２は、光源１からの照明光（露光光）を整形及び照度均一化して、レチクル（フォトマスクまたは単にマスクともいう）Ｒに照射する。ここで、レチクルＲの図中下面には、露光転写すべきパターンが形成されている。
【００３３】
投影光学系７は、上記露光光で照明されたレチクルＲの照明視野内のパターンを投影倍率Ｍ（Ｍは例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で縮小した像を、半導体ウエハまたはガラスプレート等の被加工基板（ウエハ）Ｗ上に形成された不図示の感光性薄膜上の一つのショット領域上の露光領域に投影する。レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物体ともみなすことができる。
【００３４】
本例の投影露光装置は局所液浸型の液浸露光装置であり、投影光学系７とウエハＷの間の光路空間は局所液浸機構８で覆われ、その内部には所定の液体が満たされる。例えば半導体工場の用力供給設備から露光装置に供給された液体は、液体供給機構９により所定の温度に温度調整され、供給管１０を介して局所液浸機構８に供給される。また、局所液浸機構８内で露光光路空間の充填に使用された液体は、回収管１１を介して回収機構１２に回収され、露光装置外に廃棄される。
【００３５】
レチクルＲはレチクルステージ３により吸着等の手段により保持される。本例の投影露光装置はスキャニング・ステッパーであるため、レチクルステージ３はレチクルベース５上でＹ方向に走査可能であり、かつＸ方向にも微小距離移動可能となっている。従って、レチクルＲもＹ方向に走査可能であるとともに、Ｘ方向にも微小距離移動可能となっている。
【００３６】
一方、ウエハＷはウエハステージ１４上に吸着等の手段により保持される。そして、ウエハステージ１４も、ウエハベース１７上でＹ方向に走査可能であり、かつＸ方向にも移動（ステッピング動作）可能であるため、ウエハＷもＹ方向に走査可能であるとともに、Ｘ方向にも移動可能となっている。また、ウエハステージ１４はウエハＷをＺ方向にも微少量移動可能とするＺ微動機構を有するとともに、ＸＹ面に対してウエハＷの表面がなす角（傾斜角）を微調整可能なチルト機構も有する。その詳細については後述する。
【００３７】
そして、ウエハＷ上の感光性薄膜への露光は、レチクルステージ３とウエハステージ１４によりレチクルＲとウエハＷを、投影光学系７を介して結像関係を保ちながらＹ方向に走査しつつ、光源１及び照明光学系２によりレチクルＲに照明光を照射して行なう。
【００３８】
このとき、レチクルＲとウエハＷの投影光学系７を介しての結像関係の維持は、主制御系１９と、不図示のレチクルステージ駆動機構及びレチクルステージ制御系２０、並びに不図示のウエハステージ駆動機構及びウエハステージ制御系２１等により行なわれる。
【００３９】
このうちＸ方向及びＹ方向についての位置関係の制御は、レチクルレーザ干渉計６により、レチクル固定鏡４を介して計測されるレチクルステージ３及びそれに保持されたレチクルＲの位置情報と、ウエハレーザ干渉計１６により、ウエハ固定鏡１５を介して計測されるウエハステージ１４及びそれに保持されたウエハＷの位置情報とに基づいて行なわれる。
【００４０】
すなわち、レチクルレーザ干渉計６の計測値はレチクルステージ制御系２０に伝達され、主制御系１９から送られる指定値との差が比較検討され、レチクルステージ３をより指定値に近づけるようにレチクルステージ駆動機構に指令が伝達される。一方、ウエハレーザ干渉計１６の計測値はウエハステージ制御系２１に伝達され、主制御系１９から送られる指定値との差が比較検討され、ウエハステージ１４をより指定値に近づけるようにウエハステージ駆動機構に指令が伝達される。
【００４１】
上記の走査露光によりウエハＷ上の１つのショット領域への露光が完了した後、ウエハステージをＸ方向またはＹ方向に所定量移動して、ウエハＷ上の各ショット領域への露光を行ない、この動作を繰り返してウエハＷ上の全てのショット領域への露光を完了する。
【００４２】
なお、図１は断面図であるため、レチクル干渉計６、ウエハ干渉計１６ともにＹ方向の位置計測を行なう干渉計のみ表示し、Ｘ方向の位置計測を行なう干渉計が表示されていないが、レチクル干渉計６、ウエハ干渉計１６ともにＸ方向の位置を計測する干渉計をも備えることは言うまでもない。
【００４３】
ところで、ウエハＷ上に既存のパターンが存在する場合には、本露光工程で露光転写すべきパターンを、その既存のパターンに対して所定の位置関係を保って露光する必要がある。そこで、露光に先立ってウエハＷ上の既存のパターンの位置を投影光学系７の近傍に設けた位置センサ１３で検出し、一方、レチクルＲ上のパターンの位置についても、不図示の位置センサを用いて検出し、これらの位置情報に基づいてレチクルＲ上のパターンの投影像を、ウエハＷ上に存在する既存のパターンに対して所定の関係となる位置に位置合せして露光することが好ましい。
【００４４】
また、Ｚ方向の位置関係（フォーカス関係）については、電気容量型位置計測機構制御部１８から出力されるウエハＷのＺ方向位置に関する情報に基づいて、この制御（フォーカス制御）を行なう。すなわち、主制御系は電気容量型位置計測機構制御部１８からの出力信号に基づき、結像関係を維持するために必要なウエハＷのＺ方向位置の補正量や傾斜角の補正量を算出し、これをウエハステージ制御系２１に伝達する。そして、ウエハステージ制御系２１は、伝達された補正量に基づいてウエハステージ１４中の上記Ｚ微動機構及びチルト機構を駆動して、ウエハＷの表面を所定のＺ位置及び所定の傾斜角に設定する。これにより、レチクルＲとウエハＷの所定のフォーカス関係が維持される。
【００４５】
以下、本発明で使用する局所液浸機構８の第１の実施例について図２を用いて説明する。図２は、局所液浸機構の第１の実施例を表わす断面図であり、本例の局所液浸機構は露光光路空間３１を取り囲むように配置される内壁２４ａ，２４ｂと、下端面２９ａ，２９ｂを主な構成要素とする。
【００４６】
なお、図２は断面図であるため、内壁２４ａ，２４ｂ及び下端面２９ａ，２９ｂは、それぞれ分断して表示されているが、実際の形状は円筒形状および円環形状等の、それぞれ露光光路空間３１を取り囲む一体的な形状を有している。下端面２９ａ，２９ｂには露光光を透過させるために開口部ＡＰが設けられている。
【００４７】
内壁２４ａ，２４ｂの一方２４ａには供給管１０が接続され、上述の液体供給機構９から温度調整された液体が上流予備室２５内に供給される。そして、上流整流部材２２を経由して、投影光学系７を構成するレンズ等の透明光学部材のうち最もウエハＷの近くに配置される透明光学部材４０とウエハＷの間の露光光路空間３１に充填される。
【００４８】
この液体は、露光光がＡｒＦレーザから発せられる波長１９３ｎｍの光束であるなら、この波長に対して比較的透明で、かつ低廉な水を使用することが望ましい。また、露光光がこれより長波長である場合にも水を使用することが望ましい。一方、露光光がこれより短波長である場合には、その露光光に対する吸収性が増大するため、フッ素系オイル等の他の液体を使用することが望ましい。
【００４９】
一方、他方の内壁２４ｂには回収管１１が接続され、上記回収機構１２に接続される。
そして回収機構１２による減圧吸引により、露光光路空間３１内の液体は、下流整流部材２３を経由して下流予備室２６内に吸引され、回収管１１を経由して回収機構１２に吸引される。
【００５０】
ここで、上流整流部材２２及び下流整流部材２３は、例えばセラミックや金属を材料とする多孔質の物体であり、多孔質の各孔を経由して液体を通過させるものと使用する。
あるいは、上流整流部材２２及び下流整流部材２３として、金属等のメッシュからなるものを使用することもできる。
【００５１】
なお、下端面２９ａ，２９ｂの開口部ＡＰを通ってウエハＷに達した液体の一部は、下端面２９ａ，２９ｂとウエハＷの間に形成される間隙３２ａ，３２ｂを通って、周囲に漏れ出す可能性がある。そこで、例えば円筒形状である内壁２４ａ，ｂの外側に、例えば同じく円筒形状の外壁２７ａ，２７ｂを設け排気空間３３ａ，３３ｂを形成するとともに、その一部に吸引管２８ａ，２８ｂを設け間隙３２ａ，３２ｂを通って周囲に漏れ出す上記液体を、この吸引管２８ａ，ｂの吸引作用により吸引廃棄する構成とすることもできる。
【００５２】
なお、液体の漏れ出しを完全に防止するために、上記外壁２７ａ，２７ｂよりも更に外側（光路空間３１より遠い側）に、庇部材３４ａ，３４ｂを設けることもできる。また、吸引管２８ａ，ｂは、図１中の回収機構１２に接続することも可能であり、また、露光装置に備えられる機構を介さずに、露光装置が設置される半導体工場の真空排気設備に直接接続することもできる。
【００５３】
また、透明光学部材４０は、気密性のホールド機構４１ａ，ｂにより保持され、これにより投影光学系７内部への液体の流入が防止できる。
第１の実施例では、本発明の特徴である計測電極３０ａ，３０ｂは、上記局所液浸機構の下端面２９ａ，２９ｂに設置される。そして、計測電極３０ａ，ｂは、これに対向して配置されるウエハＷとの間でコンデンサーを形成し、これにより電気容量（キャパシタンス）が形成される。計測電極３０ａ，ｂがそれぞれ形成するコンデンサーの電気容量は、計測電極３０ａ，ｂの面積と、計測電極３０ａ，３０ｂとウエハＷとの間の間隙３２ａ，３２ｂを満たす液体の誘電率に比例し、計測電極３０ａ，ｂとウエハＷの間隔に反比例する。
【００５４】
ここで、計測電極３０ａ，ｂの面積と液体の誘電率は一定であるので、計測電極３０ａ，ｂが形成するコンデンサーの電気容量を計測することにより、計測電極３０ａ，ｂとウエハＷとの間隔の計測が可能である。
【００５５】
計測電極３０ａ，ｂは不図示の導線により図１中の電気容量型位置計測機構制御部１８に接続される。
電気容量型位置計測機構制御部１８は、上記コンデンサーの電気容量を計測するための、例えば上記コンデンサーを含むＬＣ回路（所定のインダクタンスを有し上記コンデンサーを含む電気回路）の共振周波数を計測する回路や、所定の周波数・位相を有する電気信号を上記コンデンサーに入力し、その信号を構成する電圧と電流の位相関係の相違を検出する電気回路を有する。
【００５６】
なお、電気容量型位置計測機構制御部１８が有する電気回路は、これに限定されず、他の如何なる方式のものであっても良い。また、電気容量型位置計測機構制御部１８が主制御系１９に対して出力する情報も、上記のウエハＷと計測電極の間隔（長さ）情報であっても良く、単に電気容量や共振周波数、あるいは電圧信号と電流信号の位相差情報であっても良い。その出力が間隔情報以外のものである場合には、主制御系１９側でその情報を間隔情報に変換すればよい。
【００５７】
上述の通り、主制御系１９は電気容量型位置計測機構制御部１８からの上記情報に基づき、ウエハステージ１４中の上記Ｚ微動機構及びチルト機構を駆動して、ウエハＷの表面を所定のＺ位置及び所定の傾斜角に設定する。これにより、レチクルＲとウエハＷの所定のフォーカス関係が維持されることになる。
【００５８】
なお、第１の実施例においては、計測電極３０ａ，３０ｂは投影光学系７自体にではなく、投影光学系７の近傍である局所液浸機構の下端面２９ａ，２９ｂに設置されているため、計測電極３０ａ，３０ｂにより計測される上記間隔は、必ずしも投影光学系７とウエハＷとの間隔を表わすものではない。
【００５９】
しかしながら、例えば下端面２９ａ，２９ｂを含む局所液浸機構８を投影光学系７に強固に固設することにより、投影光学系７と計測電極３０ａ，３０ｂとの相対位置変動を排除することにより、固定のオフセット値は有するものの、実質的に投影光学系７とウエハＷとの間隔を計測することが可能である。
【００６０】
また、計測電極３０ａ，３０ｂは、このように投影光学系７との関係が固定された部材であれば、上記の局所液浸機構の下端面２９ａ，２９ｂに限定されることなく、他の部材に設定することもできることは言うまでもない。従って、例えば投影光学系７が、その温度を調整するための不図示の恒温化機構等で覆われている場合には、その恒温化機構と投影光学系７の位置関係が少なくとも所定の時間以内においては固定されたものであるならば、計測電極３０ａ，３０ｂをその恒温化機構等に設けることもできる。
【００６１】
ここで、所定の時間とは、例えばウエハＷの１ロット（処理単位）の露光に要する時間である。
本例で用いる計測電極３０ａ，３０ｂは、金属等からなる平板等を使用することができる。なお、計測電極３０ａ，３０ｂは、露光光路空間３１を満たす液体に曝されることになるため、この液体に対して腐食されない物質を用いることが望ましい。具体的には、例えば白金や金等を用いることが好ましい。
【００６２】
続いて、本発明で使用する局所液浸機構８の第２の実施例について図３を用いて説明する。本第２の実施例を構成する部材は、上記第１の実施例を構成する部材と共通する物が多いため、同一の部材については同一の番号を振り説明を省略する。
【００６３】
本第２の実施例においては、投影光学系７を構成するレンズ等の透明光学部材のうち最もウエハＷの近くに配置される透明光学部材４０は、ウエハＷに対して近接して配置される。これにより、上流整流部材２２を上記第１の実施例と同様に配置する余地が無くなるため、本例においては上流整流部材２２、下流整流部材２３を、図３に示す如くウエハＷに対して、平行な向きに配置するものとしている。
【００６４】
従って、露光光路空間３１を満たす液体は、上流予備室２５から上流整流部材２２を下方に透過して上流側の間隙３２ａに至り、そこから図中右方向に流れて露光光路空間３１を満たし、さらに図中右方向に流れて下流側の間隙３２ｂを通り下流整流部材２３により上方に吸引されて下流予備室２６に至ることになる。
【００６５】
本第２の実施例においては、計測電極３０ａ，３０ｂは、透明光学部材４０のウエハ側の面４０ａ上に形成される。面４０ａに配置された計測電極３０ａ，３０ｂの例を図４を用いて説明する。図４は、透明光学部材４０を図３中の下方から見た図であり、その中心である投影光学系７の光軸ＡＸから＋Ｙ方向に所定距離離れた位置に、Ｘ方向に沿って５個の計測電極３０ｇ，３０ｉ，３０ａ，３０ｃ，３０ｅが並んで配置され、光軸ＡＸから−Ｙ方向に所定距離離れた位置に、Ｘ方向に沿って５個の計測電極３０ｈ，３０ｊ，３０ｂ，３０ｄ，３０ｆが並んで配置された状態を表わす。
【００６６】
また、計測電極３０ａ〜ｊには、その電極へ電気信号を伝達する導線３５ｇ，３５ｉ，３５ａ，３５ｃ，３５ｅ及び３５ｈ，３５ｊ，３５ｂ，３５ｄ，３５ｆが形成されている。そして、導線３５ａ〜ｊは不図示の配線部材により電気容量型位置計測機構制御部１８に接続される。
【００６７】
ここで、破線で示した部分は、ウエハＷ上における投影光学系７の露光視野４３であり、そこから所定の距離以内にある斜線を付した部分は、面４０ａにおいて露光視野４３に対する露光光束が透過する露光光透過領域４２である。
【００６８】
本例においては、計測電極３０ａ〜ｊは、そのいずれもが面４０ａ上の露光光透過領域４２以外に配置されるとした。従って、計測電極３０ａ〜ｊとして、露光光に対して不透明な、例えば白金や金等の液体に対する腐食耐性の強い電極を使用することができる利点がある。
【００６９】
一方、露光光に対して不透明な計測電極は、ウエハＷ上の露光視野４３の直上の位置に配置することはできないため、露光視野４３内でのウエハＷと投影光学系７と間隔（Ｚ位置）を計測することができないという問題が生じる。
【００７０】
しかし、本実施形態の露光装置は、走査露光型の投影露光装置であるため、ウエハＷは露光視野４３に配置される前に、ウエハステージ１４の走査方向（Ｙ方向）にそって、露光視野４３よりも＋Ｙ側または−Ｙ側に配置されることになる。従って、ウエハＷ上の露光すべきショット領域が、露光視野４３よりも＋Ｙ側に配置される計測電極３０ｇ，３０ｉ，３０ａ，３０ｃ，３０ｅに対向する位置に、あるいは露光視野４３よりも−Ｙ側に配置される計測電極３０ｈ，３０ｊ，３０ｂ，３０ｄ，３０ｆに対向する位置に配置された際にそのＺ位置を計測かつ記憶し、ショット領域が走査により投影光学系７の露光視野４３に移動してきた際に、その記憶したＺ位置計測値に基づいてウエハステージ中のＺ微動機構及びチルト機構を駆動して、ウエハＷのそのショット領域の表面を所定のＺ位置及び所定の傾斜角に設定すれば良い。
【００７１】
なお、このようなフォーカス動作は、上記第１の実施例による局所液浸機構８を用いる走査露光型の投影露光装置においても、採用可能であることは言うまでもない。
ところで上記実施例においては、露光視野４３の中心は投影光学系７の光軸と一致するものとしたが、これらは必ずしも一致していなくても良い。特に投影光学系７が反射屈折光学系である場合には、露光視野４３の中心が投影光学系７の光軸ＡＸと一致しない場合が多い。
【００７２】
このような場合には、露光視野４３の投影光学系光軸ＡＸからの偏心に従って、露光光透過領域４２の中心も、投影光学系光軸ＡＸから偏心した位置に配置されることになる。従って、露光光に対して不透明な計測電極３０ａ〜ｊも、光軸ＡＸに対して対称でなく配置する必要が生じる。
【００７３】
なお、計測電極３０ａ〜ｊは露光光に対して不透明な材質に限られる訳ではなく、露光光に対して透明な材質を使用するのであれば、計測電極を露光光透過領域４２内に配置することも可能である。そして、計測電極を露光視野４３の直上に配置することも可能となる。
【００７４】
露光光がＡｒＦレーザから発せられる波長１９３ｎｍの紫外光である場合には、光学部材４０上の面４０ａ上に形成する露光光に対して透明な電極として、例えば、酸化マグネシウムを主成分とする薄膜や、酸化アルミニウムを主成分とする薄膜を用いることができる。これらの薄膜は、波長１９３ｎｍの紫外光に対して透明であり、かつ、適当な金属を不純物として混入させることにより十分な導電性を持たせることが可能である。また、透明計測電極に電気信号を伝達する導線の材料としても、このような薄膜を使用することができる。
【００７５】
なお、これらの露光光に対して透明でありかつ導電性を有する薄膜が、露光光路空間３１を充填する液体に対しての十分な腐食耐性を備えていない場合には、計測電極を構成するその薄膜の表面に、計測電極を腐食から保護するための保護層を形成すると良い。この保護層は、必要に応じて上記導線上にも形成することができる。
【００７６】
この保護層は、露光光に対して透明な計測電極によって露光光束に生じる波面収差を打ち消すように、透明な計測電極の形状に応じて、所定の形状かつ厚さの分布をもって形成することも可能である。
【００７７】
なお、上記第２の実施例においては、計測電極３０ａ〜ｊは投影光学系７を構成する透明光学部材のうち最もウエハＷの近くに配置される透明光学部材４０のウエハＷ側の面に配置されるものとしたが、計測電極３０ａ〜ｊを投影光学系７に付設して配置する場合のその配置もこれに限定されるものではなく、例えばホールド部材４１ａ，ｂに配置することも可能である。
【００７８】
また、ウエハＷに最近接の透明光学部材が形状等の制約により計測電極の配置に不適当である場合には、その次にウエハＷに近い透明光学部材に設けても良い。
次に、本発明の特徴である、ウエハＷ上に形成する少なくとも１層の導電性薄膜について説明する。
【００７９】
図５は、図３に示した如き局所液浸機構８の近傍の、投影光学系７を構成する透過性部材のうちのウエハＷに最近接の透明光学部材４０とその下面に形成された計測電極３０ａ，ｂ、及びウエハＷを表わす拡大断面図である。
【００８０】
ここで、ウエハＷ上には以前の露光工程及びエッチング等のパターン形成工程（加工工程）を含むリソグラフィー工程で形成された、金属または半導体等の電導体からなる導電性パターン５１が部分的に形成され、それ以外の部分には電気的に絶縁性を有する誘電体５０が形成されている。そして、その上層には本発明の露光方法を用いる露光工程を含むリソグラフィー工程にてパターンを形成すべき膜として、一例として誘電体薄膜５２が形成されている。
【００８１】
本発明の露光方法では、このパターン形成をすべき誘電体薄膜５２等よりも上層に、感光膜（フォトレジスト）を含む少なくとも１層の薄膜を形成し、かつ、そのフォトレジストを含むその少なくとも１層の薄膜のうちの少なくとも１層の薄膜を、導電性薄膜とする。導電性薄膜とは電気伝導性を有する薄膜であり、導電性の有機材料からなる膜や金属微粒粉を含む有機膜あるいは導電性の半導体薄膜等である。
【００８２】
図５に示した導電性薄膜の第１の実施例は、ウエハＷ上のパターン形成をすべき誘電体薄膜５２等の上に塗布されたフォトレジスト５３自体を導電性を有するものとする例である。このような導電性を有するフォトレジストは、電子線露光技術用のレジスト材料としては一般的なものであり、本発明で用いるフォトレジスト５３も、この電子線露光技術用の導電性レジストを使用することも可能である。
【００８３】
なお、上記電子線露光技術においては、導電性レジストは、主としてレジスト及びそれが塗布されたウエハに対する電子線の照射に伴うレジストの帯電を防止するために使用されるものであるが、光による露光を前提とする本発明においては露光による帯電が生じることはなく、当然ながらその使用目的は異なる。
【００８４】
本発明においては、導電性レジスト５３は、ウエハＷと計測電極３０ａ，３０ｃとの対向により形成されるコンデンサーのウエハＷ側の電極の位置を、感光膜である導電性レジスト５３自体に実質的に特定するために形成するものである。
【００８５】
以下、この目的とその効果について簡単に説明する。
図５において、もし導電性レジスト５３が導電性のない通常のフォトレジストであるとすると、ウエハＷと計測電極３０ａ，３０ｃとの対向によりそれぞれ形成されるコンデンサーのウエハＷの電極は、フォトレジスト５３及び誘電体薄膜５２はともに誘電体であり導電性を持たないことから、導電性材料であるウエハＷ自身または導電性パターン５１となる。
【００８６】
この結果、ウエハＷと計測電極３０ａが対向する部分に形成されるコンデンサーのウエハＷ側の電極は実質的に導電性パターン５１とウエハＷとが合成されたものとなり、一方の、ウエハＷと計測電極３０ｃが対向する部分に形成されるコンデンサーのウエハＷ側の電極は実質的にウエハＷとなり、両コンデンサーの電気容量が異なる結果となる。
【００８７】
従って、計測電極３０ａ等とウエハＷとの間に形成されるコンデンサーの電気容量が、フォトレジスト５３より下層の、ウエハＷ上に形成されたパターン構造により変動することになり、計測電極３０ａ等により計測されるこの電気容量の計測値に基づいてウエハＷ上のフォトレジスト５３を、高精度に所定のＺ位置に制御する（フォーカス制御する）ことは困難である。
【００８８】
これに対し本発明においては、フォトレジスト５３を導電性レジスト５３とするため、ウエハＷと計測電極３０ａ及び計測電極３０ｃが対向する部分にそれぞれ形成されるコンデンサーのウエハＷ側の電極は、いずれも実質的に導電性レジスト５３の表面となる。そして、このコンデンサーの電気容量はこの導電性レジスト５３よりも下層にあるウエハＷ上のパターン構造による悪影響を受けなくなる。
【００８９】
このため、両コンデンサーの電気容量は、それぞれ計測電極３０ａ及び計測電極３０ｃの面積と、計測電極３０ａ及び計測電極３０ｃと導電性レジスト５３との間隔Ｄａ，Ｄｃと、当該間隔Ｄａ，Ｄｃを有する部分を含む露光光路空間３１に満たされる液体の誘電率により定まることになる。
【００９０】
従って、本発明においては、導電性レジスト５３を採用することにより、計測電極３０ａ等及び電気容量型位置計測機構制御部１８により計測されるこの電気容量等の計測値に基づいてウエハＷ上の導電性レジスト５３を、高精度に所定のＺ位置に制御する（フォーカス制御する）ことが可能となる。
【００９１】
ここで、上記のフォーカス制御を行なうためのウエハステージ１４の構成及びウエハステージ１４上にウエハＷを載置するウエハテーブル１４Ｔの構成について、図６を用いて説明する。
【００９２】
図６（Ａ）はウエハステージ１４の上面図であり、図６（Ｂ）はウエハステージ１４の側面図を表わす。ウエハＷは、ウエハステージ１４の上部構成部材であるウエハテーブル１４Ｔ上に真空吸着等の手段により固定される。ウエハテーブル１４ＴのうちウエハＷが載置されない部分はカバー部材ＴＰが配置され、局所液浸機構８における液体の供給及び回収が円滑に行なわれるように、また液体が不用意に流出しないように、その高さがウエハＷの表面と一致する様に設定される。また、同様の目的のためウエハ移動鏡１５についてもその上端面がウエハＷの表面と一致する様に設定される。
【００９３】
ウエハテーブル１４Ｔは、３個の支持部材ＡＺ１，ＡＺ２，ＡＺ３によりウエハステージ１４の下部構造部材１４Ｂにより保持される。ここで支持部材ＡＺ１〜３は、例えばピエゾ素子や板ばね構造を含み、上下方向（Ｚ方向）にそれぞれ微少量伸縮可能な構造である。この構造により、ウエハテーブル１４Ｔおよびそれに載置されるウエハＷは、下部構造部材１４Ｂに対してＺ方向に移動可能であり、各支持部材ＡＺ１〜３の独立した伸縮により、その表面をＸＹ面に対して所定角度だけ傾けること（チルト）も可能となっている。
【００９４】
そして、これらの支持部材ＡＺ１〜３は、上記計測電極３０ａ等及び電気容量型位置計測機構制御部１８により計測される上記電気容量等の計測値に基づいて発せられる主制御系１９及びウエハステージ制御系２１からの指令信号に基づいて、ウエハＷ上の導電性レジスト（フォトレジスト）５３の位置が、レチクルＲ上のパターンの投影光学系７による投影像の焦点位置と合致する様に、そのＺ位置の制御（フォーカス制御）を行なう。
【００９５】
なお、ウエハステージ１４ではなく、レチクルステージ３にこのような機構を設け、レチクル３を微小量上下動及び微少量チルトすることにより、フォーカス制御を行なうものとすることもできる。また、フォーカス制御は、投影光学系７を構成する光学部材の一部を移動またはチルトすることにより行なうこともできる。
【００９６】
なお、ウエハテーブル１４Ｔ上に設けられた導電ピンＧＰ１，ＧＰ２，ＧＰ３，ＧＰ４は、ウエハＷ上に形成した導電レジスト５３等の本発明による導電性薄膜とウエハテーブル１４Ｔ内に設けられた不図示の導線部材との間に電気的導通性を持たせるための電気接触端子である。この不図示の導線部材は、下部構造部材１４Ｂ等を経て電気容量型位置計測機構制御部１８に接続される。
【００９７】
ただし、上記の様に不図示の導線部材を電気容量型位置計測機構制御部１８まで直接接続しなくとも、これを投影露光装置を構成する構造架台（ボディフレーム）等に接続し、
一方、電気容量型位置計測機構制御部１８に対しても、この構造架台から導線を配線することにより、上記導線部材と電気容量型位置計測機構制御部１８とを実質的に電気的に接続することもできる。
【００９８】
次に、本発明の導電性薄膜の第２の実施例について図７（Ａ）を用いて説明する。
本例においては、導電性薄膜を有する薄膜は、パターンを形成すべき薄膜５２とフォトレジスト５３との間に形成された下層薄膜５４である。下層薄膜５４についても、その材料を導電性の有機材料とすることもでき、また金属微粒分を含有する膜あるいは半導体からなる膜とすることもできる。
【００９９】
本例においては、図５に示した上記導電性の薄膜の第１の実施例と同様に、当該ウエハＷが計測電極３０ａ，３０ｃと対向して配置された場合には、計測電極３０ａ，３０ｃとウエハＷの間に形成されるコンデンサーのウエハＷ側の電極は、導電性の下層薄膜５４となる。そして、本第２の実施例においても、下層薄膜５４よりも下層のウエハＷ上の構造である誘電体薄膜５２及び導電パターン５１等の構造は、上記コンデンサーの容量には、何ら影響を及ぼさないため、計測電極３０ａ，３０ｃ等を用いて、投影光学系７等に対するウエハＷ上の下層薄膜５４のＺ位置を正確に計測することが可能となる。
【０１００】
なお、本第２の実施例においては、計測電極３０ａ，３０ｃ等と下層薄膜５４が形成するコンデンサーの電極間には、露光光路空間を満たす液体のみでなく、フォトレジスト５３も存在するため、計測電極３０ａ等及び電気容量型位置計測機構制御部１８により計測される上記電気容量の計測値には、フォトレジスト５３の誘電率及び厚さによって生じる補正量も含まれることになる。
【０１０１】
しかし、フォトレジスト５３の誘電率及び厚さは、ウエハＷ上の全面において、及び少なくとも同一のロット（処理単位）のウエハ間においては一定しているため、この補正量も上記の範囲内で一定している。従って、例えばロットの先頭において、試し露光を行なう等によりその補正量を計測し、この結果に基づいてフォーカス制御の目標値を補正することにより、高精度なフォーカス制御を実現することが可能となる。
【０１０２】
なお、フォトレジスト５３の厚さや誘電率の数値が判明している場合には、上記補正量は理論値として求まるので、上記の試し等を行なうことなく、理論値に基づいてフォーカス制御の目標値を補正することもできる。
【０１０３】
次に、導電性薄膜についての本第２の実施例を採用する場合の、デバイス製造方法の例について、図７（Ａ），図７（Ｂ），図７（Ｃ），図７（Ｄ）を用いて説明する。
図７（Ａ）は、上記の通りパターンを形成すべき薄膜５２とフォトレジスト５３との間に導電性薄膜である下層薄膜５４が形成されたものである。この下層薄膜５４の形成は、例えばスピンコートやスプレイコートによる塗布やＣＶＤ（化学的気相成長法：Chemical Vapor Deposition）により行なう。また、フォトレジスト５３の形成も例えばスピンコートやスプレイコートによる塗布により行なう。
【０１０４】
本発明による露光方法を用いた露光工程により、フォトレジスト５３には所定のパターンが投影される。そして、現像工程を経ることにより、図７（Ｂ）に示す如くフォトレジスト５３は、その一部が除去され、レジストパターン５３ｐ部分が残膜する。そして、続くエッチング工程（加工工程）において、このレジストパターン５３ｐをエッチングマスクとして、下層薄膜５４及び加工すべき誘電体薄膜５２をパターニングする。その状態のウエハＷの断面を図７（Ｃ）に示す。
【０１０５】
そして、さらに除去工程において、レジストパターン５３ｐ及び下層薄膜５４に形成された下層薄膜パターン５４ｐを除去し、図７（Ｄ）に示す如く、加工すべき誘電体薄膜５２へのパターン５２ｐのパターニングが完了する。
【０１０６】
このような導電性薄膜５４およびフォトレジスト５３の形成、露光工程、現像工程、エッチング工程、除去工程を含む一連の工程は、一般にリソグラフィー工程と呼ばれる。
本第２の実施例においては、導電性を有する薄膜をフォトレジスト５３とは異なる下層薄膜５４としたため、フォトレジスト５３は解像度や感度といった結像性能を最優先して選択することが可能となり、より高性能なフォトレジスト５３を使用可能となるいう利点がある。また、下層薄膜５４に例えば露光光を吸収する有機または無機の色素を添加し、これを反射防止層としても積極的に活用することも可能である。そして、これにより本発明の露光方法の解像度や焦点深度等の結像性能を一層向上することも可能となる。
【０１０７】
また、下層薄膜５４をいわゆるハードマスクとしても活用することもできる。すなわち、上記エッチング工程を、レジストパターン５３ｐをエッチングマスクとして下層薄膜５４をエッチングする工程と、このエッチングによりパターンニングされた下層薄膜パターン５４ｐをエッチングマスクとして加工すべき誘電体薄膜５２をエッチングする工程とに分けるとともに、両エッチングで異なるエッチングガスを採用することもできる。
【０１０８】
これにより、フォトレジスト５３の膜厚を薄くすることもでき、本発明の露光方法の解像度、焦点深度を一層向上することも可能となる。
一方、第１の実施例の様にフォトレジスト５３自体を導電性とする方式では、第２の実施例に比べリソグラフィー工程全般に掛かるコストを削減することができる利点がある。
【０１０９】
なお、第２の実施例においては、導電性薄膜５４はウエハＷ上の最上層には配置されない。しかし、図６で示した導電ピンＧＰ１〜４のウエハＷへの接触部分を針状とし、かつ
ある程度の押し付け力を持ってウエハＷに押し付けることにより、導電ピンＧＰ１〜４を最上層のフォトレジスト５３を貫通して導電性薄膜５４に導通させることは可能である。
【０１１０】
次に、本発明の導電性薄膜の第３の実施例について図８（Ａ）を用いて説明する。
本例においては、導電性薄膜を有する薄膜は、フォトレジスト５３よりも上層に形成された上層薄膜５５である。上層薄膜５５についても、その材料を導電性の有機材料とすることもでき、また金属微粒分を含有する膜あるいは半導体からなる膜とすることもできる。そしてその形成にも、スピンコートやスプレイコートによる塗布を採用することができる。
【０１１１】
本第３の実施例においても、上層薄膜５５よりも下層のウエハＷ上の構造である誘電体薄膜５２及び導電パターン５１等の構造は、上記コンデンサーの容量には、何ら影響を及ぼさないため、計測電極３０ａ，３０ｃ等を用いて、投影光学系７等に対するウエハＷ上の上層薄膜５５のＺ位置を正確に計測することが可能となる。
【０１１２】
なお、実際に露光すべきフォトレジスト５３はこの上層薄膜５５より上層薄膜５５の厚さだけ下（ウエハＷに近い側）にあるが、この厚さは既知であるため、上記フォーカス制御に際してこの厚さ分を補正して制御することにより高精度なフォーカス制御が実現できる。
【０１１３】
続いて、導電性薄膜についての本第３の実施例を採用する場合の、デバイス製造方法の例について、図８（Ａ），図８（Ｂ），図８（Ｃ），図８（Ｄ）を用いて説明する。
図８（Ａ）は、上記の通りフォトレジスト５３より上に導電性薄膜である上層薄膜５５が形成されたものである。
【０１１４】
本発明による露光方法を用いた露光工程により、フォトレジスト５３には所定のパターンが投影露光される。そして、現像工程において上層薄膜５５は溶解し、かつ、図８（Ｂ）に示す如くフォトレジスト５３はその一部が除去され、レジストパターン５３ｐ部分が残膜する。そして、続くエッチングにおいて、このレジストパターン５３ｐをエッチングマスクとして加工すべき誘電体薄膜５２をパターニングする。その状態のウエハＷの断面を図８（Ｃ）に示す。
【０１１５】
そして、除去工程においてレジストパターン５３ｐを除去し、図８（Ｄ）に示す如く、加工すべき誘電体薄膜５２へのパターン５２ｐのパターニングが完了する。
本第３の実施例においても、導電性を有する薄膜をフォトレジスト５３とは異なる上層薄膜５５としたため、フォトレジスト５３は解像度や感度といった結像性能を最優先して選択することが可能となり、より高性能なフォトレジスト５３を使用可能となるいう利点がある。また、上層薄膜５５の厚さや屈折率を、それより上層に満たされる液体の屈折率やフォトレジスト５３の屈折率との関係において反射防止膜となる条件に設定することもできる。
【０１１６】
これにより本発明の露光方法の解像度や焦点深度等の結像性能を一層向上することも可能となる。
また、フォトレジスト５３が化学増幅型レジスト等の環境変化に対して敏感なフォトレジストである場合には、上層薄膜５５によりフォトレジスト５３が直接液体に接することを防止でき、液体との接触によるフォトレジスト５３の感度や解像性能の劣化を防止できることも本例の利点である。
【０１１７】
ところで、導電性薄膜をフォトレジスト５３自体とする本発明の導電性薄膜の第１の実施例については、これを用いたデバイス製造方法を説明しなかったが、この場合のデバイス製造方法においては、現像工程後は第３の実施例の場合と同様になる。従って、図８（Ｂ），図８（Ｃ），図８（Ｄ）に示した方法と同様の方法によりデバイスを製造することができる。
【０１１８】
上記の第１から第３の導電性薄膜の実施例において、各導電性薄膜の電気伝導性は、その抵抗値が小さければ小さいほど好ましいが、１つの基準としてシート抵抗値として２００Ω／ｃｍ2 程度以下であることが望ましい。抵抗値がこれより大きい場合には、導電性が十分でなく、計測電極３０ａ等により計測される電気容量が、導電性薄膜より下層のウエハＷ上の構造物の影響を受ける恐れが生じる。
【０１１９】
なお、計測電極３０ａ等とウエハＷとの間に形成される電気容量は、上述の通り両者の間隔に反比例する。従って、その間隔の変化を計測するには、両者の間隔を可能な限り小さく設定する方が好都合である。距離の変動に対する電気容量の変動が大きくなるからである。
【０１２０】
そこで、本発明に於いては、計測電極３０ａ等とウエハＷとの間隔は、例えば３ｍｍ程度以下に設定することが望ましい。両者の間隔がこれより増大すると、上記の通り距離の変動に対する電気容量の変動が小さくなり計測分解能が減少することに加え、両者の間を満たす液体の熱変動や圧力変動に伴う誘電率の変動による計測誤差を受けやすくなるからである。
【０１２１】
通常のデバイスは、上記リソグラフィー工程を複数回経ることにより形成されるが、本発明によるデバイス製造方法においては、必ずしもその各リソグラフィー工程の全てに於いて本発明の露光方法を用いた露光工程を採用する必要はなく、その一部について本発明の露光方法を用いた露光工程を経て形成するものであっても良いことは言うまでもない。
【０１２２】
また、本発明によるデバイス製造方法は、上記のリソグラフィー工程以外に、上記の加工すべき誘電体膜５２や半導体薄膜等をＣＶＤ等で形成する成膜工程やイオン注入工程、ＣＶＤやメッキあるいはスパッタリングにより金属配線の形成工程を含むものであっても構わない。
【０１２３】
本例のデバイス製造方法によれば、上記の実施形態の投影方法で露光を行なうため、露光工程においてフォーカス制御性の良好な露光を行なうことが可能となり、液浸露光方法の高解像性を十分に発揮した微細パターンの露光転写が可能となる。従って、微細パターンを含む、より高集積で高性能な半導体集積回路を、高い歩留まりで安価に製造することが可能となる。
【０１２４】
また、本発明の露光方法は、走査露光型の投影露光装置のみならず、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置にも適用することができる。また、使用される投影光学系の倍率は、縮小倍率のみならず、等倍や拡大倍率であってもよい。
【０１２５】
また、液浸露光方法の実現手段についても、実施例中で述べた特許文献１に記載される如き局所液浸方式の露光装置に限定されるものではなく、非特許文献１に開示されるようにウエハ全体を液体中に装填する全体液浸方式の露光装置に適用することもできる。
【０１２６】
なお、本発明の露光方法においても、従来の露光方法で採用されている斜入射光学式位置センサーを併用して、ウエハＷのフォーカス制御を行なうこともできる。例えば、斜入射光学式位置センサーを上記位置センサ１３等の位置に配置し、上記露光工程に先立ってこの斜入射光学式位置センサーでウエハＷの全面に亘ってその凹凸形状を計測及び記憶しておき、露光工程において、その記憶値と上記の計測電極３０ａ等とウエハＷとの間に形成されるコンデンサー容量の計測値の双方を用いて、フォーカス制御を行なうこともできる。
【０１２７】
また、本発明の投影露光方法の用途としては上記のウエハＷを用いる半導体デバイス製造用の露光方法に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光方法や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光方法にも広く適用できる。
【０１２８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の露光方法によれば、いわゆる液浸露光方法においても高精度なフォーカス制御を実現し、液浸露光方法の高解像性能を十分発揮した高解像度の露光方法を実現することができ、被露光基板上に微細なパターンの投影像を投影露光することが可能となる。
【０１３０】
また、本例のデバイス製造方法によれば、上記の実施形態の投影露光方法で露光を行なうため、露光工程においてフォーカス制御性の良好な露光を行なうことが可能となり、液浸露光方法の高解像性を十分に発揮した微細パターンの露光転写が可能となる。従って、微細パターンを含む、より高集積で高性能な半導体集積回路を、高い歩留まりで安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の露光方法に用いて好適な投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図２】本発明の露光方法に用いて好適な投影露光装置の局所液浸機構８の第１の実施例を表わす拡大断面図である。
【図３】本発明の露光方法に用いて好適な投影露光装置の局所液浸機構８の第２の実施例を表わす拡大断面図である。
【図４】本発明の露光方法に用いて好適な投影光学系７におけるウエハＷに最近接の透過光学部材４０上に形成した計測電極３０ａ〜ｊを表わす図である。
【図５】本発明によるウエハＷ上の導電性薄膜の第１の実施例（フォトレジスト５３）を表わす図。
【図６】（Ａ）は本発明の露光方法に用いて好適な投影露光装置のウエハステージ１４の上面図を表わす図、（Ｂ）はそのウエハステージ１４の側面図を表わす図である。
【図７】（Ａ）は本発明によるウエハＷ上の導電性薄膜の第２の実施例（下層薄膜５４）を表わす図、（Ｂ）は導電性薄膜の第２の実施例を用いたデバイス製造工程において現像工程後のウエハＷの断面を表わす図、（Ｃ）は同じくエッチング工程後のウエハＷの断面を表わす図、（Ｄ）は同じく除去工程後のウエハＷの断面を表わす図である。
【図８】（Ａ）は本発明によるウエハＷ上の導電性薄膜の第３の実施例（上層薄膜５５）を表わす図、（Ｂ）は導電性薄膜の第３の実施例を用いたデバイス製造工程において現像工程後のウエハＷの断面を表わす図、（Ｃ）は同じくエッチング工程後のウエハＷの断面を表わす図、（Ｄ）は同じく除去工程後のウエハＷの断面を表わす図である。
【符号の説明】
【０１３２】
Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、１…光源、２…照明光学系、７…投影光学系、ＡＸ…投影光学系光軸、８…局所液浸機構、９…液体供給機構、１２…回収機構、１４…ウエハステージ、１８…電気容量型位置計測機構制御部、１９…主制御系、２２…上流整流部材、２３…下流整流部材、３０ａ，ｂ…計測電極、５１…導電パターン、５２…加工すべき誘電体膜、５３…フォトレジスト、５４…下層薄膜、５５…上層薄膜、ＧＰ１〜４…導電ピン
【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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