(57)【要約】【課題】Ｆ２レーザを用いた液浸投影露光技術において、スループットの向上および半導体装置の製造歩留まりを向上することができる技術を提供する。【解決手段】半導体基板上に形成された被加工膜上にレジスト膜を塗布する（Ｓ１０１）。そして、プリベーク処理を施した後（Ｓ１０２）、液浸投影露光装置内に半導体基板を搬入する（Ｓ１０３）。次に、投影レンズと半導体基板の間に液浸液を満たす（Ｓ１０４）。この液浸液として、直鎖パーフルオロエーテルの、酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基を結合したフッ素化合物（ポリマー化）を用いる。続いて、Ｆ２レーザによる露光処理を行なった後（Ｓ１０５）、パーフルオロアルカンをリンス液として用いて、半導体基板に付着した液浸液を除去する（Ｓ１０６）。その後、ＰＥＢ処理（Ｓ１０７）および現像処理（Ｓ１０８）を施してレジストパターンを得る。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆ２レーザを露光光として使用する液浸投影露光装置の投影レンズと半導体基板との間に充填する液浸液であって、
前記液浸液は、空気よりも屈折率が高く、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物であることを特徴とする液浸液。
【請求項２】
前記液浸液は、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物をポリマー化したものであることを特徴とする請求項１記載の液浸液。
【請求項３】
投影レンズと半導体基板との間に充填する液浸液を備え、かつ、Ｆ２レーザを露光光として使用する液浸投影露光装置であって、
前記液浸液は、空気よりも屈折率が高く、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物であることを特徴とする液浸投影露光装置。
【請求項４】
前記液浸液は、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物をポリマー化したものであることを特徴とする請求項３記載の液浸投影露光装置。
【請求項５】
（ａ）半導体基板上に被加工膜を形成する工程と、
（ｂ）前記被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、
（ｃ）前記レジスト膜を形成した半導体基板を液浸投影露光装置内に搬入する工程と、
（ｄ）前記液浸投影露光装置の投影レンズと前記半導体基板の間に空気よりも屈折率の高い液浸液を充填する工程と、
（ｅ）前記液浸投影露光装置の露光光源からマスクおよび前記液浸液を介して前記半導体基板へＦ２レーザを照射することにより、前記マスクに形成されているパターンを前記半導体基板上に形成されている前記レジスト膜に転写する工程と、
（ｆ）前記半導体基板に対して加熱処理を実施する工程と、
（ｇ）前記半導体基板上に形成されている前記レジスト膜に対して現像処理を実施する工程とを備え、
前記液浸液は、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記液浸液は、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物をポリマー化したものであることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記（ｅ）工程後、前記（ｆ）工程前に、前記半導体基板に付着した前記液浸液をリンス液でリンスすることにより除去する工程を備えることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記リンス液は、フッ素化合物であることを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記フッ素化合物は、水よりも沸点が低いことを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記フッ素化合物は、パーフルオロアルカンであることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、液浸投影露光装置を使用したフォトリソグラフィ工程に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、フォトリソグラフィ工程において、レジストパターンの解像性能向上を目的として、投影レンズと半導体基板（半導体ウェハ）との間を、空気より屈折率の高い液浸液で満たしてレジスト膜の露光を行なう液浸投影露光技術が確立され始めている。特に、露光光源にＡｒＦエキシマレーザを用いる技術は、実用化に近いところまできている。
【０００３】
しかし、液浸投影露光技術を用いても解像限界は存在し、さらなる解像性能を向上させるには、露光光源の短波長化が必要となる。ＡｒＦエキシマレーザより波長の短いＦ２レーザを露光光に用いるフォトリソグラフィ工程においても、液浸投影露光技術が導入することができれば、フォトリソグラフィ工程における解像性能をさらに向上することができる。
【０００４】
Ｆ２レーザは、波長が短く（１５７ｎｍ）、そのエネルギーが大きいため、物質における光の吸収が大きくなる。Ｆ２レーザを露光光に用いるフォトリソグラフィ工程に対して液浸投影露光技術を導入するためには、Ｆ２レーザに対して吸収の少ない、透明な液浸液の開発が必要となる。これまでに、分子内にフッ素原子を含有するフッ素化合物が、Ｆ２レーザに対して比較的透明であることがわかっている。フッ素化合物の中でも、直鎖アルカンの水素原子をすべてフッ素原子に置換し、かつ、エーテル結合を持たせた直鎖パーフルオロエーテルは、Ｆ２レーザに対して吸収係数が１．０／ｃｍと小さく、Ｆ２レーザを用いた液浸投影露光技術の液浸液として有力な候補となっている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
特開２００５−１０１４９８号公報（特許文献１）には液浸露光においてレジスト膜に対して不活性であり、レジスト成分を溶出させず、沸点が７０度以上で揮発による液成分の変動が少なく、また沸点が２７０度以下でレジスト膜からの液浸液の除去が簡易な液浸液として、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を用いて液浸によりパターン形成方法の開示がある。
【０００６】
特開２００５−７９２３８号公報（特許文献２）にはレーザ光源を用いてフォトレジストを液浸露光する方法において露光装置の先端部分の腐食を防止するために液浸液にフッ素イオンあるいはフッ化物イオンを含ませた液浸液を用いるパターン形成方法の開示がある。
【０００７】
特開２００５−７９１４０号公報（特許文献３）には光学系が液浸液に接触する場合に光学系の部材の液中への溶解を防止するために液浸液に光学系部材の元素の１つを含ませた液浸液を用いたパターン形成方法の開示がある。
【非特許文献１】Proceedings Of SPIE Vol.5754 p435-p446
【特許文献１】特開２００５−１０１４９８号公報（〔００２５〕〜〔００２７〕）
【特許文献２】特開２００５−７９２３８号公報（〔００４１〕〜〔００４２〕、図１）
【特許文献３】特開２００５−７９１４０号公報（〔００４０〕〜〔００４５〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した直鎖パーフルオロエーテルはＦ２レーザに対して、比較的透明であるけれども液浸液中の光の光路長を１ｍｍとすると、その透過率は７９．４％となり、２０％近い光が液浸液に吸収されてしまう。液浸液で光が吸収されてしまうと、レジスト膜に到達する光の光量が減少し、露光時間が余計に必要となるため、スループットが低下する問題点がある。さらに、液浸液に光が吸収されることにより、光のエネルギーが熱エネルギーに変換され、液浸液の温度が上昇する。液浸液の屈折率は温度によって変化するため、液浸液の温度が上昇すると、液浸液の屈折率が変化するおそれがある。液浸液の屈折率が変化すると、焦点位置（フォーカス位置）が変化するため、焦点がずれることによるパターン形成不良が発生し、半導体装置の製造歩留まりが低下する。以上のことから、Ｆ２レーザに対して吸収の小さい液浸液を開発する必要がある。
【０００９】
また、液浸液に蒸気圧の高い物質を使用した場合、液浸液が光を吸収することで、液浸液の温度が上昇する。液浸液の温度が上昇すると、液浸液が気化し、気化した液浸液が投影レンズに付着してレンズ性能を劣化させるおそれがある。すなわち、投影レンズは複数枚のレンズから構成されており、一番下に形成されているレンズは液浸液に接触しているが、その他のレンズは液浸液から離れている。したがって、液浸液に接触していないその他のレンズには、気化した液浸液が付着する可能性があり、気化した液浸液が付着すると、レンズ性能が劣化するおそれがある。液浸液のアウトガス（気化した液浸液）を減らしてレンズ性能の劣化を防ぐためには、液浸液の蒸気圧を低くする必要がある。
【００１０】
液浸液の蒸気圧を低くするには、液浸液の分子量を大きくする方法が考えられる。しかし、液浸液の分子量を大きくして蒸気圧を低くした場合、その液浸液は結果として粘度が高くなってしまう可能性が高い。粘度の高い液浸液を使用して露光を行なうと、露光後、半導体基板に付着した粘度の高い液浸液を除去する必要が出てくる。
【００１１】
このように、Ｆ２レーザを露光光に用いた液浸投影露光技術を実現するためには、Ｆ２レーザに対して吸収が小さく透明な液浸液を開発する必要がある。また、蒸気圧の比較的小さい液浸液を開発する必要がある。さらに、蒸気圧の比較的小さい液浸液を半導体基板から除去する技術も開発する必要もある。
【００１２】
本発明の目的は、Ｆ２レーザを用いた液浸投影露光技術において、スループットの向上および半導体装置の製造歩留まりを向上することができる技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１５】
本発明による液浸液は、Ｆ２レーザを露光光として使用する液浸投影露光装置の投影レンズと半導体基板との間に充填する液浸液であって、前記液浸液は、空気よりも屈折率が高く、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明による液浸投影露光装置は、投影レンズと半導体基板との間に充填する液浸液を備え、かつ、Ｆ２レーザを露光光として使用する液浸投影露光装置であって、前記液浸液は、空気よりも屈折率が高く、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物であることを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、本発明による半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体基板上に被加工膜を形成する工程と、（ｂ）前記被加工膜上にレジスト膜を形成する工程と、（ｃ）前記レジスト膜を形成した半導体基板を液浸投影露光装置内に搬入する工程と、（ｄ）前記液浸投影露光装置の投影レンズと前記半導体基板の間に空気よりも屈折率の高い液浸液を充填する工程とを備える。そして、（ｅ）前記液浸投影露光装置の露光光源からマスクおよび前記液浸液を介して前記半導体基板へＦ２レーザを照射することにより、前記マスクに形成されているパターンを前記半導体基板上に形成されている前記レジスト膜に転写する工程と、（ｆ）前記半導体基板に対して加熱処理を実施する工程とを備える。さらに、（ｇ）前記半導体基板上に形成されている前記レジスト膜に対して現像処理を実施する工程とを備え、前記液浸液は、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１９】
液浸液を直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合しているフッ素化合物より構成したので、Ｆ２レーザを用いた液浸投影露光技術において、スループットの向上および半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２１】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２２】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２３】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２４】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするため、平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２５】
本実施の形態における液浸投影露光装置について図面を参照しながら説明する。まず、通常の投影露光装置と同様部分の構成について説明する。図１は本実施の形態で使用する液浸投影露光装置（スキャナ）の構成を示した図である。図１は、スキャナ１の一例を示している。スキャナ１は、例えば縮小比４：１の走査型縮小投影露光装置である。図１において、露光光源１ａから発する露光光ＥＸＬは、フライアイレンズ１ｂ、アパーチャ１ｃ、コンデンサレンズ１ｄ１、１ｄ２およびミラー１ｅを介してマスク（レチクル）２を照明する。本実施の形態では、露光光源１ａから発する露光光ＥＸＬとして、波長が１５７ｎｍのＦ２レーザを用いている。照明条件としては、レンズ開口数が１．３５で、シグマが０．８の通常照明光源を用いている。光学条件のうち、コヒーレントファクタはアパーチャ１ｆの開口部の大きさを変化させることにより調整した。マスク２上には異物付着によるパターン転写不良などを防止するためのペリクルＰＥが設けられている。マスク２上に描かれたマスクパターンは、投影レンズ１ｇを介して試料基板である半導体基板（半導体ウェハ）３の主面上に形成されたレジスト膜に投影される。なお、マスク２は、マスク位置制御手段１ｈおよびミラー１ｉ１で制御されたマスクステージ１ｉ２上に配置され、その中心と投影レンズ１ｇの光軸とは正確に位置合わせがなされている。
【００２６】
半導体基板３は、試料台１ｊ上に真空吸着されている。試料台１ｊは、投影レンズ１ｇの光軸方向、すなわち、試料台１ｊのウェハ配置面に垂直な方向に移動可能なＺステージ１ｋ上に配置され、さらにＺステージ１ｋは、試料台１ｊのウェハ配置面に平行な方向に移動可能なＸＹステージ１ｍ上に配置されている。
【００２７】
Ｚステージ１ｋおよびＸＹステージ１ｍは、主制御系１ｎからの制御命令に応じて、それぞれの駆動手段１ｐ、１ｑにより駆動されるので、半導体基板３を所望の露光位置に移動することができる。所望の露光位置はＺステージ１ｋに固定されたミラー１ｒの位置として、レーザ測長機１ｓで正確にモニタされている。また、半導体基板３の表面位置は、通常の露光装置が有する焦点位置検出手段で計測される。そして、計測結果に応じてＺステージ１ｋを駆動させることにより、半導体基板３の主面は常に投影レンズ１ｇの結像面と一致させることができる。
【００２８】
マスク２と半導体基板３とは、縮小比に応じて同期して駆動される。そして、露光領域がマスク２の主面を走査することにより、マスクパターンが半導体基板３の主面に形成されたレジスト膜に縮小転写される。このとき、半導体基板３の主面の位置も上述した手段により、半導体基板３の走査に対して動的に駆動制御される。半導体基板３に形成された回路パターンに対してマスク２上のマスクパターンを重ね合わせ露光する場合、半導体基板３上に形成されたマークパターンの位置を、アライメント検出光学系１ｔを用いて検出し、その検出結果から半導体基板３の位置決めをして重ね合わせ転写をする。なお、主制御系１ｎはネットワーク装置１ｕと電気的に接続されており、スキャナ１の状態を遠隔監視することができるようになっている。
【００２９】
図２は、スキャナ１のスキャンニング露光動作を模式的に示した説明図である。
【００３０】
スキャナ１を使用したスキャンニング露光処理では、マスク２と半導体基板３とをそれぞれの主面を平行に保ちながら相対的に逆方向に移動させる。すなわち、マスク２と半導体基板３とは鏡面対称の関係となるので、露光処理に際し、マスク２の走査（スキャン）方向と半導体基板３の走査（スキャン）方向とは、図２の矢印で示すステージスキャン方向Ｇ、Ｈに示すように逆向きになる。駆動距離は縮小比が４：１の場合、マスク２の移動量を４とすると、半導体基板３の移動量は１になる。このとき、露光光ＥＸＬをアパーチャ１ｆの平面長方形状のスリット１ｆｓを通じてマスク２に照射する。すなわち、投影レンズ１ｇの有効露光領域内に含まれるスリット状の露光領域を実効的な露光領域として使用する。
【００３１】
特に限定されないが、スリット１ｆｓの幅（短方向寸法）は、通常半導体基板３上において、例えば４ｍｍ〜７ｍｍ程度である。そして、そのスリット状の露光領域をスリット１ｆｓの幅方向（短方向）、すなわち、スリット１ｆｓの長手方向に対して直交または斜めに交差する方向に連続移動（走査）させ、さらに結像光学系（投影レンズ１ｇ）を介して半導体基板３の主面上に露光光を照射する。これにより、マスク２のマスクパターンを半導体基板３上にある複数のチップ領域ＣＡのそれぞれに転写することができる。なお、ここでは、スキャナ１の機能を説明するために必要な部分のみを示したが、その他の通常のスキャナに必要な部分は通常の範囲で同様である。
【００３２】
次に、液浸投影露光装置の主要部分について説明する。一般に、投影露光装置の解像度Ｒは、光源波長λと開口度ＮＡ（投影レンズの明るさ）を用いて、以下に示す式で与えられる。
【００３３】
Ｒ＝ｋ×λ/ＮＡ ・・・（１）
ここで、ｋはプロセス係数である。（１）式より、光源の波長λが短いほど、投影レンズの開口度ＮＡが大きいほど高い解像度Ｒが得られることがわかる。
【００３４】
また、開口度ＮＡは、ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθで与えられる。ここで、ｎは露光光が通過する媒質の屈折率であり、θは露光光が形成する角度である。通常の露光は大気中で行われるためｎ＝１である。これに対して液浸投影露光装置では、投影レンズと半導体ウェハの間に、屈折率 ｎが１よりも大きな液体を満たすことができるので、開口度ＮＡを１よりも大きくすることができる。したがって、露光を大気中で行うよりも高解像度を得ることができる。
【００３５】
液浸投影露光装置において、通常の投影露光装置と同一の角度θでは、最小解像寸法を１／ｎに縮小（改善）することができる。一方、通常の投影露光装置と同一の開口度ＮＡの場合、θを小さくできるため、焦点深度をｎ倍に拡大（改善）することが可能になる。このような観点から液浸投影露光装置の使用が検討されている。
【００３６】
図３は、本実施の形態における液浸投影露光装置の主要部分を示した構成図である。図３において、本実施の形態における液浸投影露光装置は、ウェハステージ５、投影レンズ６、液浸液７、圧力流量調整部８、圧力計９ａ、９ｂ、差圧計１０および流量計１１を有している。
【００３７】
ウェハステージ５は、半導体基板３を配置できるように構成されており、上下に移動できるような駆動機構を備えている。この駆動機構は、非常に精度良く半導体基板３の位置を調整できるようになっている。
【００３８】
投影レンズ６は、投影レンズ６の上部に配置されたマスク（図示せず）のパターンを半導体基板３上に投影するための光学部品であり、例えばＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）よりなる露光光源を使用してマスクのパターンを半導体基板３上に縮小投影できるように構成されている。図３において、投影レンズ６は、１つのレンズから構成されるように記載されているが、実際には、レンズによる収差を補正するため、複数枚のレンズから構成されている。そして、一番下側（一番半導体基板３に近い側）に配置されているレンズは、後述する液浸液に接触することになるが、その他のレンズは液浸液に接触していない。
【００３９】
半導体基板３と投影レンズ６との間には、液浸液７が充填されている。液浸液７は、空気（ｎ＝１）よりも屈折率の大きな液体から構成されている。このように半導体基板３と投影レンズ６との間を空気よりも屈折率の大きい液浸液７で満たすことにより、以下に示す効果が得られる。
【００４０】
投影露光装置の解像度は、露光光の波長に比例するとともに開口度に反比例する。つまり、開口度が大きいほど高解像度を得ることができる。開口度は、屈折率×ｓｉｎθ（θは露光光が形成する角度）で決定されるが、液浸投影露光装置では、空気に比べて屈折率の大きな液浸液７を使用しているので、同じｓｉｎθの値であれば、空気を使用した通常の投影露光装置よりも開口度が大きくなる。このため、液浸投影露光装置では、高解像度を得ることができる。また、空気を使用した投影露光装置と同じ開口度である場合、液浸投影露光装置では、屈折率が大きいため、露光光が形成する角度θを小さくできる。したがって、露光光が形成する角度を小さくすることができるので、投影レンズにおける焦点深度を増加させることができる。つまり、空気を使用した投影露光装置に比べて、半導体基板の位置合わせの精度を緩くしても、正確にマスクのパターンを転写することができる。言い換えれば、半導体基板１の位置が焦点位置から多少ずれていても、焦点深度が大きいので、そのずれをカバーできる。
【００４１】
液浸液７は、供給側から回収側に流れている。すなわち、液浸液７は、半導体基板３と投影レンズ６との間を満たしながら流れている。この液浸液７の流量および圧力は、供給側および回収側に設けられた圧力流量調節部８によって調節されている。また、液浸液７の供給側には、圧力計９ａが設けられており、この圧力計９ａによって、液浸液７の供給圧力が測定できるようになっている。同様に、液浸液７の回収側には、圧力計９ｂが設けられており、この圧力計９ｂによって、液浸液７の回収圧力が測定できるようになっている。また、液浸液７の供給側と回収側の間には、供給圧力と回収圧力との差圧を測定できるように、差圧計１０が設けられている。なお、本実施の形態では、圧力計９ａ、９ｂと差圧計１０とを両方備えるように構成しているが、必須ではなく、例えば圧力計９ａ、９ｂだけを設けてもよいし、差圧計１０だけを設けるようにしてもよい。
【００４２】
液浸液７の供給側および回収側には、さらに流量計１１が設けられている。この流量計１１は、半導体基板３と投影レンズ６との間を流れる液浸液７の流量値を測定できるようになっている。
【００４３】
本実施の形態における液浸投影露光装置の主要部は上記のように構成されている。液浸投影露光装置に使用する露光光源としては、ＡｒＦエキシマレーザが第１に挙げられる。しかし、さらなる液浸投影露光装置の解像性能を向上させるためには、露光光源の短波長化が必要となる。そこで、本実施の形態では、ＡｒＦエキシマレーザの波長（１９３ｎｍ）より波長の短いＦ２レーザ（１５７ｎｍ）を露光光源として使用している。このように本実施の形態では、Ｆ２レーザを露光光源に使用しているため、液浸投影露光装置の解像性能を向上させることができる。
【００４４】
Ｆ２レーザを使用する液浸投影露光装置では、液浸液を介して半導体基板にＦ２レーザを照射するため、液浸液としてＦ２レーザに対して透明な物質を使用する必要がある。しかし、Ｆ２レーザの波長は短く、そのエネルギーが大きいため、物質における光の吸収が大きくなる。したがって、できるだけＦ２レーザに対して透明な液浸液を開発する必要がある。これまでに、分子内にフッ素原子を有するフッ素化合物がＦ２レーザに対して比較的透明であることがわかっている。特に、フッ素化合物の中でも、直鎖アルカンの水素原子をすべてフッ素原子に置換し、かつ、エーテル結合を持たせた直鎖パーフルオロエーテルは、Ｆ２レーザに対して吸収係数が１．０／ｃｍと小さいことがわかっている。
【００４５】
しかし、直鎖パーフルオロエーテルは、Ｆ２レーザに対して比較的透明であるけれども、液浸液中の光の光路長を１ｍｍとするとその透過率は７９．４％となり、２０％近い光が液浸液に吸収されてしまう。液浸液に光が吸収されると、レジスト膜に到達する光の光量が減少し、レジスト膜を感光するための露光時間が余計に必要となる。このため、液浸投影露光装置におけるスループットが低下してしまう。さらに、液浸液に光が吸収されると、液浸液の温度が上昇し、液浸液の屈折率が変化するおそれが生じる。液浸液の屈折率が変化すると、焦点位置が変化するため、焦点がずれることによるパターン形成不良が発生し、半導体装置の製造歩留まりが低下する。以上のことから、比較的Ｆ２レーザに対して透明とされる直鎖パーフルオロエーテルであっても充分ではなく、さらにＦ２レーザに対して吸収の小さい液浸液を開発する必要がある。
【００４６】
そこで、本発明者が検討した結果、液浸液として直鎖パーフルオロエーテルよりも透明度の高い物質を見出した。以下に、この物質について説明する。図４は、６個の炭素原子と２個の酸素原子をもつ直鎖パーフルオロエーテルと、この直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子の１個にトリフルオロメチル基を結合させた分子に関して吸収ピークの波長を求めたものである。つまり、上述した物質のそれぞれについて、半経験的分子軌道法によって吸収スペクトルを計算し、求めた吸収スペクトルのうち、Ｆ２レーザの波長（１５７ｎｍ）に最も近い吸収ピークの波長を求めている。
【００４７】
図４に示すように、一番左側の物質が直鎖パーフルオロエーテルであり、吸収ピークの波長が１３９ｎｍである。図４のうち一番左側に示す直鎖パーフルオロエーテル以外の物質は、直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子にトリフルオロメチル基を結合させた分子である。左側から二番目の分子は、直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子のうち、右側の酸素原子に結合している炭素原子にトリフルオロメチル基が結合されたフッ素化合物を示している。この分子の場合、吸収ピークの波長は１５４ｎｍである。さらに、中央の分子は、直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子のうち、２個の酸素原子に結合している炭素原子にトリフルオロメチル基が結合されたフッ素化合物を示している。この分子の場合、吸収ピークの波長は１４３ｎｍである。また、右側から二番目の分子は、直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子のうち、左側の酸素原子に結合している炭素原子にトリフルオロメチル基が結合されたフッ素化合物を示している。この分子の場合、吸収ピークの波長は１５９ｎｍである。最後に、一番右側の分子は、直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子のうち、酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合されたフッ素化合物を示している。この分子の場合、吸収ピークの波長は１３７ｎｍである。このように、直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子のうち、トリフルオロメチル基を結合させる炭素原子を変えることによって吸収ピークの波長が変化することがわかる。
【００４８】
ここで、図４は、吸収ピークの波長が１５７ｎｍより離れるほど、その物質におけるＦ２レーザの吸収が小さくなり、吸収ピークの波長が１５７ｎｍに近づくほど、Ｆ２レーザの吸収が大きくなることを示している。つまり、吸収ピークの波長が１５７ｎｍよりも離れている物質の方がＦ２レーザに対して透明であることを示している。
【００４９】
図４に示すように、直鎖パーフルオロエーテルにトリフルオロメチル基を導入することで、直鎖パーフルオロエーテルより、１５７ｎｍの波長での吸収が少なくなる場合があることがわかる。すなわち、直鎖パーフルオロエーテルよりも吸収ピークの位置が、１５７ｎｍよりも離れている物質があることがわかる。そして、直鎖パーフルオロエーテルより１５７ｎｍの波長で吸収が少なくなる場合とは、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基を結合させたフッ素化合物であることがわかった。つまり、図４の一番右側の物質である。この物質の吸収ピークの波長は、１３７ｎｍであり、一番左側の直鎖パーフルオロエーテル（吸収ピーク１３９ｎｍ）に比べて、吸収ピークの波長が１５７ｎｍから離れていることがわかる。
【００５０】
このことから、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基を結合させたフッ素化合物を液浸液に使用することにより、直鎖パーフルオロエーテルを液浸液に使用する場合に比べて、液浸液における光の吸収を少なくすることができる。したがって、露光光源から照射されるＦ２レーザの液浸液中でのエネルギー損失を低減できるので、レジスト膜を感光するのに必要な露光時間を短縮することができ、液浸投影露光装置内におけるスループットを向上させることができる。上述したように、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基を結合させた液浸液を使用することにより、直鎖パーフルオロエーテルを使用する場合に比べて、液浸液がＦ２レーザに対して透明になるので、液浸液の屈折率の変化を抑制できる。このため、液浸液に直鎖パーフルオロエーテルを使用する場合よりも、焦点がずれることによるパターン形成不良を抑制できる。したがって、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
【００５１】
液浸液に要求される性質は、上述したようにＦ２レーザに対して透明であることであるが、さらに蒸気圧を低くする必要もある。液浸液に蒸気圧の高い物質を使用した場合、液浸液が光を吸収することで、液浸液の温度が上昇すると、容易に液浸液が気化し、気化した液浸液が投影レンズに付着してレンズ性能を劣化させるおそれがある。すなわち、投影レンズは複数枚のレンズから構成されており、一番下に形成されているレンズは液浸液に接触しているが、その他のレンズは液浸液から離れている。したがって、液浸液に接触していないその他のレンズには、気化した液浸液が付着する可能性があり、気化した液浸液が付着すると、レンズ性能が劣化するおそれがある。レンズ性能が劣化すると、レジスト膜のパターニング不良が発生し、半導体装置の製造歩留まりが低下することになる。このため、液浸液のアウトガス（気化した液浸液）を減らしてレンズ性能の劣化を防ぐためには、液浸液の蒸気圧を低くする必要がある。
【００５２】
液浸液として直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基を結合したフッ素化合物を使用すると、Ｆ２レーザに対して透明度を高めることができる。さらに、このフッ素化合物を使用する場合に蒸気圧を低くする方法として、このフッ素化合物をポリマー化して分子量を増加させることが有効である。このように液浸液として、上述したフッ素化合物をポリマー化した物質を使用することにより、Ｆ２レーザに対する透明度を向上させることができるとともに、蒸気圧を低くすることができるので、液浸投影露光装置のスループットの向上およびさらなる半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
【００５３】
次に、以下では、半導体装置の一例としてＣＭＩＳＦＥＴ（Complementary Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）を製造する工程に本実施の形態における液浸投影露光技術を適用する例について説明する。
【００５４】
図５に示すように、ｐ型不純物を導入したシリコン単結晶からなる半導体基板（半導体ウェハ）２１上に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより素子分離溝を形成する。そして、素子分離溝を埋め込むように、例えば酸化シリコン膜を半導体基板２１上に形成する。酸化シリコン膜は、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。その後、化学的機械的研磨法（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing）により半導体基板２１上に形成されている酸化シリコン膜を除去し、図５に示すように、素子分離溝内にだけ酸化シリコン膜が残るようにする。これにより、素子分離溝内に酸化シリコン膜を埋め込んだ素子分離領域２２を形成することができる（ＳＴＩ：Shallow Trench Isolation）。
【００５５】
続いて、図５に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）形成領域にｐ型ウェル２３を形成する。ｐ型ウェル２３は、例えばホウ素（Ｂ）などのｐ型不純物を半導体基板２１内に導入することにより形成することができる。同様にして、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にｎ型ウェル２４を形成する。ｎ型ウェル２４は、例えばリン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）などのｎ型不純物を半導体基板２１内に導入することにより形成することができる。
【００５６】
次に、図６に示すように、例えば熱酸化法を使用することにより、半導体基板２１の主面上にゲート絶縁膜２５を形成する。ゲート絶縁膜２５は、例えば酸化シリコン膜から形成されるが、酸化シリコン膜より誘電率の高い高誘電体膜から形成してもよい。
【００５７】
従来、絶縁耐性が高い、シリコン−酸化シリコン界面の電気的・物性的安定性が優れているとの観点から、ゲート絶縁膜２５として酸化シリコン膜が使用されている。
【００５８】
しかし、素子の微細化に伴い、ゲート絶縁膜の膜厚について極薄化が要求されるようになってきている。このように薄い酸化シリコン膜をゲート電極として使用すると、ＭＩＳＦＥＴのチャネルを流れる電子が酸化シリコン膜によって形成される障壁をトンネルしてゲート電極に流れる、いわゆるトンネル電流が発生してしまう。
【００５９】
そこで、酸化シリコン膜より誘電率の高い材料を使用することにより、容量が同じでも物理的膜厚を増加させることができる高誘電体膜が使用されるようになってきている。高誘電体膜によれば、容量を同じにしても物理的膜厚を増加させることができるので、リーク電流を低減することができる。
【００６０】
例えば、高誘電体膜として、ハフニウム酸化物の一つであるハフニウムアルミネート膜（ＨｆＡｌＯＮ膜）が使用されるが、ハフニウムアルミネート膜に代えて、酸化ハフニウム膜、ＨｆＯＮ膜、ＨｆＳｉＯ膜、ＨｆＳｉＯＮ膜、ＨｆＡｌＯ膜のような他のハフニウム系絶縁膜を使用することもできる。さらに、これらのハフニウム系絶縁膜に酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化イットリウムなどの酸化物を導入したハフニウム系絶縁膜を使用することもできる。ハフニウム系絶縁膜は、ハフニウムアルミネート膜と同様、酸化シリコン膜や酸窒化シリコン膜より誘電率が高いので、ハフニウムアルミネート膜を用いた場合と同様の効果が得られる。
【００６１】
さらに、高誘電体膜として、Ｌａ２Ｏ３、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｙ２Ｏ３、Ｙ−Ｓｉ−Ｏ、Ｙ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｇｄ２Ｏ３、Ｇｄ−Ｓｉ−Ｏ、Ｇｄ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのいずれかを主成分とする膜から形成するようにしてもよい。
【００６２】
続いて、ゲート絶縁膜２５上にポリシリコン膜２６を形成する。このポリシリコン膜２６は、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。その後、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、ポリシリコン膜２６のｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にｎ型不純物を導入する。一方、ポリシリコン膜２６のｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にｐ型不純物を導入する。
【００６３】
次に、ポリシリコン膜２６を加工してゲート電極を形成するが、ゲート電極を形成するには、フォトリソグラフィ技術によりゲート電極形成用のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクにしたエッチングが行なわれる。以下では、始めにゲート電極用のレジストパターンを形成する工程について説明し、その後、このレジストパターンをマスクにしたエッチング工程について説明する。
【００６４】
図７は、レジストパターンの形成工程を示したフローチャートである。まず、図８に示すように、ポリシリコン膜２６上に、例えば有機絶縁膜からなる反射防止膜２７を塗布した後、この反射防止膜２７上にレジスト膜２８を塗布する（図７のＳ１０１）。反射防止膜２７は、その後行われる露光工程において、レジスト膜２８を透過してレジスト膜２８とポリシリコン膜２６（下地）との境界で反射する反射光を抑制するため、レジスト膜２８とポリシリコン膜２６との間に設けられる膜である。レジスト膜２８は、例えば化学増幅型のポジレジスト膜が使用され、主に保護基を結合したベース樹脂、酸を発生させる酸発生剤、酸の拡散を抑制するクエンチャーから構成される。レジスト膜２８として、例えばフッ素主鎖ポジレジストを使用することができる。
【００６５】
続いて、レジスト膜２８を形成した半導体基板２１を加熱してレジスト膜２８に含まれる溶剤を除去することによりレジスト膜２８を半硬化させる（プリベーク処理）（図７のＳ１０２）。そして、レジスト膜２８を形成した半導体基板２１を本実施の形態における液浸投影露光装置内に搬入する（図７のＳ１０３）。
【００６６】
次に、液浸投影露光装置内の投影レンズと半導体基板の間に液浸液を満たす。この液浸液は、空気より屈折率の高い物質から構成される。ここでは、本実施の形態における液浸液である、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基を結合したフッ素化合物を用いている。そして、このフッ素化合物はポリマー化されている。したがって、このフッ素化合物の構造式は、図７のＳ１０４に記載したような構造をしている（図７のＳ１０４）。
【００６７】
そして、本実施の形態における液浸投影露光装置を用いて、レジスト膜２８の所定領域を感光する（図７のＳ１０５）。レジスト膜２８の所定領域を感光するには、図９に示すように、半導体基板２１上に形成されたレジスト膜２８に対し、パターンが形成されたマスク２９を介して露光光を照射することにより行なわれる。マスク２９は、例えば、透明な石英基板から構成されるブランクスに、例えばクロム膜などによりゲート電極形成用のパターンが形成されている。マスク２９において、クロム膜によるパターンが形成された領域では、露光光が遮断され、クロム膜によるパターンが形成されていない領域では、露光光が透過し、レジスト膜２８に照射される。さらに、本実施の形態１では、マスク２９としてレベンソン型位相シフトマスクが使用されている。レベンソン型位相シフトマスクとは、クロム膜によるパターンがない領域のブランクスの一部を削ることで、透過する光の位相をシフトさせる。これにより、露光光の干渉効果を利用して解像度を上げているマスクである。
【００６８】
マスク２９には、クロム膜によりゲート電極形成パターンが形成されており、ポリシリコン膜２６のゲート電極形成領域上に塗布されているレジスト膜２８には、露光光が照射されない一方、ゲート電極形成領域以外の領域に塗布されているレジスト膜２８には、露光光が照射されるようになっている。
【００６９】
本実施の形態において、露光光源にはＦ２レーザが使用され、このＦ２レーザがマスク２９および投影レンズを介して、投影レンズと半導体基板との間に充填された液浸液に入射する。液浸液は上述したように直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合したフッ素化合物であって、このフッ素化合物をポリマー化した物質から構成されている。したがって、液浸液は、直鎖パーフルオロエーテルよりもＦ２レーザに対して透明であるため、Ｆ２レーザの液浸液によるエネルギー損失を少なくすることができ、効率良く、半導体基板２１上に形成されたレジスト膜２８にＦ２レーザが照射される。このため、露光時間を短縮することができ、液浸投影露光装置における露光工程のスループットを向上することができる。また、液浸液によるＦ２レーザの吸収が少なくなるので、液浸液の屈折率の変化を抑制することができる。このことから、露光工程を通じて焦点位置の変動を抑制できるので、焦点位置の合った状態を維持しながら露光することができる。したがって、焦点位置ずれに伴うパターン形成不良を防止でき、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合したフッ素化合物をポリマー化しているので、分子量が大きくなり蒸気圧を低くすることができる。このため、気化した液浸液が投影レンズに付着してレンズ性能を劣化させることを抑制でき、レンズ性能の劣化に伴う半導体装置の歩留まり低下を防止できる。なお、本実施の形態では、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合したフッ素化合物をポリマー化したものを液浸液として使用しているが、このフッ素化合物をポリマー化していないものを使用してもよい。
【００７１】
本実施の形態では、液浸液として、直鎖パーフルオロエーテルの酸素原子に結合していない炭素原子にトリフルオロメチル基が結合したフッ素化合物をポリマー化したものを用いている。しかし、物質の分子量を増加させて蒸気圧を低くした場合、一般的に、この物質（液体）は粘度が高くなる。露光工程後に行なわれる露光後加熱処理（ＰＥＢ処理；post exposure bake）や現像処理を安定して行なうためには、露光工程の際に付着した粘度の高い液浸液をＰＥＢ処理および現像処理の前に除去する必要がある。一般的に、フッ素化合物は多くの物質に対して不活性であるが、同じ種類であるフッ素化合物には相溶することが多い。そこで、水よりも沸点が低く揮発性が高いフッ素化合物をリンス液として使用し、露光工程で付着した粘度の高い液浸液を、リンス液でリンスし（洗い流し）、乾燥させることで、液浸液を除去することが可能となる。したがって、露光工程終了後、半導体基板２１を液浸投影露光装置から搬出し、その後、図１０に示すように、半導体基板２１に付着した液浸液をリンス液３０によってリンスする（図７のＳ１０６）。
【００７２】
リンス液３０としては、例えば、フッ素化合物が使用される。そして、このリンス液は、水よりも沸点が低く揮発性が高いことが望ましい。なぜなら、リンス液で半導体基板２１を洗浄した後、乾燥させるため揮発性が高いことが望ましいからである。
【００７３】
リンス液３０に、例えば、エチル基を官能基として持つフッ素エーテルのようなフッ素化合物以外のものに対しても反応性の高いものを使用すると、レジスト膜２８中に存在する酸や酸発生剤などと反応するおそれがある。このため、リンス液３０としては、液浸液（フッ素化合物）以外の物質にはできるだけ不活性なものを使用することが望ましい。図７のＳ１０６に構造式を示すように７個の炭素原子で構成されているパーフルオロアルカンは、非常に安定な物質であり、多くの物質に対して不活性であるため、リンス液３０としては有効である。以上のことから、本実施の形態では、リンス液３０としてパーフルオロアルカンを用い、このリンス液で半導体基板２１を３０秒間リンスし、その後、リンス液から半導体基板２１を取り出して１０秒間自然乾燥させた（図７のＳ１０６）。
【００７４】
次に、図１１に示すように、半導体基板２１を乾燥した後、露光後加熱処理（ＰＥＢ処理）として、ベーク板の上で１１０℃の加熱処理を約６０秒間行なう（図７のＳ１０７）。続いて、半導体基板２１を冷却後、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液を用いて現像処理を６０秒間行なうと、図１２に示すようなレジストパターン２８ａ、２８ｂを得ることができる（図７のＳ１０８）。
【００７５】
次に、図１３に示すように、矩形形状のレジストパターン２８ａ、２８ｂをマスクにしたエッチングにより、ポリシリコン膜２６を加工する。これにより、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極２６ａを形成し、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極２６ｂを形成することができる。
【００７６】
続いて、図１４に示すように、レジストパターン２８ａ、２８ｂおよび反射防止膜２７を除去することにより、半導体基板２１上にゲート電極２６ａ、２６ｂを露出する。ここで、ゲート電極２６ａには、ｎ型不純物が導入されており、ゲート電極２６ｂには、ｐ型不純物が導入されているので、両方のＭＩＳＦＥＴでしきい値電圧を下げることができる（デュアルゲート構造）。
【００７７】
次に、図１５に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、低濃度ｎ型不純物拡散領域３２を形成する。同様に、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して低濃度ｐ型不純物拡散領域３３を形成する。その後、半導体基板２１上に酸化シリコン膜を形成し、形成した酸化シリコン膜に対して異方性エッチングを施すことにより、ゲート電極２６ａ、２６ｂの側壁にサイドウォール３４を形成する。
【００７８】
続いて、図１６に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して高濃度ｎ型不純物拡散領域３５および高濃度ｐ型不純物拡散領域３６を形成する。高濃度ｎ型不純物拡散領域３５には、低濃度ｎ型不純物拡散領域３２よりも高濃度にｎ型不純物が導入されている。同様に、高濃度ｐ型不純物拡散領域３６には、低濃度ｐ型不純物拡散領域３３よりも高濃度にｐ型不純物が導入されている。そして、半導体基板２１上に、例えばスパッタリング法を使用してコバルト膜を形成した後、このコバルト膜に対して熱処理を施すことにより、コバルトシリサイド膜３７を形成する。これにより、ポリシリコン膜２６とコバルトシリサイド膜３７よりなるゲート電極２６ａ、２６ｂを形成することができる。コバルトシリサイド膜３７を形成することにより、ゲート電極２６ａ、２６ｂの低抵抗化を図ることができる。なお、未反応のコバルト膜は除去される。シリサイド膜として、コバルトシリサイド膜３７に代えてチタンシリサイド膜などを使用してもよい。
【００７９】
次に、図１７に示すように、半導体基板２１上に、例えばＣＶＤ法を使用して層間絶縁膜となる絶縁膜（酸化シリコン膜）３８を形成した後、この絶縁膜３８に対してＣＭＰ法による研磨を施す。これにより、絶縁膜３８の表面を平坦化する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、絶縁膜３８を貫通するコンタクトホール３９を形成する。続いて、コンタクトホール３９の内部を含む半導体基板２１上に、例えばスパッタリング法を使用してチタン／窒化チタン膜４０ａを形成する。その後、コンタクトホール３９の内部を埋め込むように、例えばＣＶＤ法を使用してタングステン（Ｗ）膜４０ｂを形成する。そして、コンタクトホール３９の内部以外のチタン／窒化チタン膜４０ａおよびタングステン膜４０ｂを、例えばＣＭＰ法を使用して除去することにより、プラグ４１を形成する。
【００８０】
次に、図１８に示すように、半導体基板２１上に、チタン／窒化チタン膜４２ａ、アルミニウム膜４２ｂおよびチタン／窒化チタン膜４２ｃを順次形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、配線４３を形成する。この後、さらに多層配線を形成するが、本明細書では省略する。このようにして、半導体装置を形成することができる。
【００８１】
本実施の形態では、ゲート電極２６ａ、２６ｂを形成するフォトリソグラフィ工程を例にして説明したが、その他のフォトリソグラフィ工程にも適用できる。例えば、素子分離領域２２を形成する工程、コンタクトホール３９を形成する工程、配線４３を形成する工程などで使用するレジストパターンの形成にも適用することができる。
【００８２】
液浸液にて光が吸収されてしまうと、レジスト膜に到達する光量が減少し、露光時間が余計に必要となるため、液浸投影露光装置におけるスループットが落ちる。さらに、液浸液に光が吸収されることにより、液浸液の温度が上昇し、液浸液の屈折率が変化するおそれがある。液浸液の屈折率が変化すると、焦点位置が変化するため、焦点位置ずれによって半導体装置の製造歩留まりの低下を生じさせることになる。そこで、本実施の形態のように、Ｆ２レーザに対して直鎖パーフルオロエーテルより透明な液浸液を用いることにより、液浸液による光の吸収が抑えられるため、露光時間を短縮でき、かつ、液浸液の温度上昇による屈折率の変化を抑制することができる。また、適切なリンス液を使用した液浸液のリンス工程を露光工程の後に実施することで、液浸液の蒸気圧を下げることも可能となり、液浸投影露光装置への液浸液によるアウトガスダメージを低減することが可能となる。
【００８３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態で使用する液浸投影露光装置（スキャナ）の構成を示す図である。
【図２】実施の形態における液浸投影露光装置のスキャンニング露光動作を説明する図である。
【図３】実施の形態における液浸投影露光装置の主要部分の構成を示す図である。
【図４】６個の炭素原子と２個の酸素原子をもつ直鎖パーフルオロエーテルと、この直鎖パーフルオロエーテルを構成する炭素原子の１個にトリフルオロメチル基を結合させた分子に関して吸収ピークの波長を求めたグラフである。
【図５】実施の形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】図５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】レジストパターンの形成工程を示すフローチャートである。
【図８】図６に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】図８に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】図９に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  スキャナ
１ａ  露光光源
１ｂ  フライアイレンズ
１ｃ  アパーチャ
１ｄ１  コンデンサレンズ
１ｄ２  コンデンサレンズ
１ｅ  ミラー
１ｆ  アパーチャ
１ｆｓ  スリット
１ｇ  投影レンズ
１ｈ  マスク位置制御手段
１ｉ１  ミラー
１ｉ２  マスクステージ
１ｊ  試料台
１ｋ  Ｚステージ
１ｍ  ＸＹステージ
１ｎ  主制御系
１ｐ  駆動手段
１ｑ  駆動手段
１ｒ  ミラー
１ｓ  レーザ測長機
１ｔ  アライメント検出光学系
１ｕ  ネットワーク装置
２  マスク
３  半導体基板
５  ウェハステージ
６  投影レンズ
７  液浸液
８  圧力流量調整部
９ａ  圧力計
９ｂ  圧力計
１０  差圧計
１１  流量計
２１  半導体基板
２２  素子分離領域
２３  ｐ型ウェル
２４  ｎ型ウェル
２５  ゲート絶縁膜
２６  ポリシリコン膜
２６ａ  ゲート電極
２６ｂ  ゲート電極
２７  反射防止膜
２８  レジスト膜
２８ａ  レジストパターン
２８ｂ  レジストパターン
２９  マスク
３０  リンス液
３２  低濃度ｎ型不純物拡散領域
３３  低濃度ｐ型不純物拡散領域
３４  サイドウォール
３５  高濃度ｎ型不純物拡散領域
３６  高濃度ｐ型不純物拡散領域
３７  コバルトシリサイド膜
３８  絶縁膜
３９  コンタクトホール
４０ａ  チタン／窒化チタン膜
４０ｂ  タングステン膜
４１  プラグ
４２ａ  チタン／窒化チタン膜
４２ｂ  アルミニウム膜
４２ｃ  チタン／窒化チタン膜
４３  配線
【図１】
2007173391.tif 000003
【図２】
2007173391.tif 000004
【図３】
2007173391.tif 000005
【図４】
2007173391.tif 000006
【図５】
2007173391.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007173391.tif 000009
【図８】
2007173391.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007173391.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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