(57)【要約】【課題】液浸露光方法を用いて基板の主面上に形成される転写パターンの形状不良を防止して、半導体装置の製造歩留まりを向上させることのできる技術を提供する。【解決手段】レジスト１９に露光光を照射するときは、投影光学系６の光学素子の下面およびノズル部１８の下面とレジスト１９との間の液浸領域ＡＲ２に液浸水ＬＱが保持されており、フォーカスまたは光学系アライメント等の調整を行うときは、投影光学系６の光学素子の下面およびノズル部１８の下面と計測ステージ４の上面との間の液浸領域ＡＲ３に液浸水ＬＱが保持されており、液浸領域ＡＲ２に保持された液浸水ＬＱの横方向の拡がりを、液浸領域ＡＲ３に保持された液浸水ＬＱの横方向の拡がりよりも小さくする。【選択図】図３
2013004942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）基板の主面上にレジストを塗布する工程、
（ｂ）投影光学系と液浸水を介して、前記レジストに露光光を照射して、マスクのパターン像を前記レジストに転写する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記レジストに現像処理を施して、前記基板の主面上にレジストパターンを形成する工程、
を有し、
さらに、前記（ｂ）工程は、
（ｂ−１）前記レジストに露光光を照射しているときは、前記投影光学系ならびに前記液浸水を供給および回収するノズル部の下方に、前記基板を支持する第１ステージを位置させた状態で、前記投影光学系の光学素子の下面および前記ノズル部の下面と、前記レジストとの間の第１液浸領域に前記液浸水を保持する工程、
（ｂ−２）前記レジストに露光光を照射していないときは、前記投影光学系および前記ノズル部の下方に、前記第１ステージとは異なる第２ステージを位置させた状態で、前記投影光学系の前記光学素子の下面および前記ノズル部の下面と、前記第２ステージの上面との間の第２液浸領域に前記液浸水を保持する工程、
を有し、
ここで、前記（ｂ−１）工程における前記第１液浸領域に保持された前記液浸水の横方向の拡がりが、前記（ｂ−２）工程における前記第２液浸領域に保持された前記液浸水の横方向の拡がりよりも小さい。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記ノズル部は、前記光学素子の周囲に設けられており、前記ノズル部の下面には前記液浸水を供給する液体供給口と前記液浸水を回収する液体回収口とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記液浸水の供給量、回収量、または供給量および回収量を制御することにより、前記第１液浸領域に保持される前記液浸水の量を前記第２液浸領域に保持される前記液浸水の量よりも少なくすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２ステージの液体接触面の撥水性が、前記レジストの表面の撥水性よりも低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２ステージの液体接触面の動的後退接触角が６５°よりも低く、前記レジストの表面の動的後退接触角が６５°以上８４°以下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】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２ステージの前記第２液浸領域の周囲に撥水板が設けられており、前記撥水板の撥水性は、前記第２ステージの液体接触面の撥水性よりも高いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）基板の主面上にレジストを塗布する工程、
（ｂ）投影光学系と液浸水を介して、前記レジストに露光光を照射して、マスクのパターン像を前記レジストに転写する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記レジストに現像処理を施して、前記基板の主面上にレジストパターンを形成する工程、
を有し、
さらに、前記（ｂ）工程は、
（ｂ−１）前記レジストに露光光を照射しているときは、前記投影光学系ならびに前記液浸水を供給および回収するノズル部の下方に、前記基板を支持する第１ステージを位置させた状態で、前記投影光学系の光学素子の下面および前記ノズル部の下面と、前記レジストとの間の第１液浸領域に前記液浸水を保持する工程、
（ｂ−２）前記レジストに露光光を照射していないときは、前記投影光学系および前記ノズル部の下方に、前記第１ステージとは異なる第２ステージを位置させた状態で、前記投影光学系の前記光学素子の下面および前記ノズル部の下面と、前記第２ステージの上面との間の第２液浸領域に前記液浸水を保持する工程、
を有し、
ここで、前記液浸水の供給量、回収量、または供給量および回収量を制御することにより、前記（ｂ−１）工程における前記第１液浸領域に保持される前記液浸水の量を前記（ｂ−２）工程における前記第２液浸領域に保持される前記液浸水の量よりも少なくする。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記ノズル部は、前記光学素子の周囲に設けられており、前記ノズル部の下面には前記液浸水を供給する液体供給口と前記液浸水を回収する液体回収口とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記液浸水の供給量または回収量は、前記液浸水の流量により制御されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記液浸水の供給量は前記液浸水の供給圧力により制御され、前記液浸水の回収量は前記液浸水の回収圧力により制御されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前記第１液浸領域に保持された前記液浸水の横方向の拡がりが、前記第２液浸領域に保持された前記液浸水の横方向の拡がりよりも小さいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）基板の主面上にレジストを塗布する工程、
（ｂ）投影光学系と液浸水を介して、前記レジストに露光光を照射して、マスクのパターン像を前記レジストに転写する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記レジストに現像処理を施して、前記基板の主面上にレジストパターンを形成する工程、
を有し、
さらに、前記（ｂ）工程は、
（ｂ−１）前記レジストに露光光を照射しているときは、前記投影光学系ならびに前記液浸水を供給および回収するノズル部の下方に、前記基板を支持する第１ステージを位置させた状態で、前記投影光学系の光学素子の下面および前記ノズル部の下面と、前記レジストとの間の第１液浸領域に前記液浸水を保持する工程、
（ｂ−２）前記レジストに露光光を照射していないときは、前記投影光学系および前記ノズル部の下方に、前記第１ステージとは異なる第２ステージを位置させた状態で、前記投影光学系の前記光学素子の下面および前記ノズル部の下面と、前記第２ステージの上面との間の第２液浸領域に前記液浸水を保持する工程、
を有し、
ここで、前記第２ステージの液体接触面の撥水性が、前記レジストの表面の撥水性よりも低い。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、前記ノズル部は、前記光学素子の周囲に設けられており、前記ノズル部の下面には前記液浸水を供給する液体供給口と前記液浸水を回収する液体回収口とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、前記第２ステージの液体接触面の動的後退接触角が６５°よりも低く、前記レジストの表面の動的後退接触角が６５°以上８４°以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、前記第２ステージの前記第２液浸領域の周囲に撥水板が設けられており、前記撥水板の撥水性は、前記第２ステージの液体接触面の撥水性よりも高いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、前記第１液浸領域に保持された前記液浸水の横方向の拡がりが、前記第２液浸領域に保持された前記液浸水の横方向の拡がりよりも小さいことを特徴とする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、投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射する露光装置を用いた半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は年々高い解像度が要求されており、これに伴い露光光の短波長化および投影光学系の大口径化が図られている。しかし、これらは解像度を向上させる反面、焦点深度が狭くなるという問題がある。そこで、近年、露光装置の投影光学系の下面と基板との間に、空気よりも屈折率の高い純水または有機溶媒等の液浸水を満たした液浸領域を形成して露光を行う液浸露光方法が検討されている。この方法は実質的に露光光の波長を短くし、空気中に比べて焦点深度を広くすることができる。
【０００３】
例えば、特開２００５−３４７６１７号公報（特許文献１）には、液浸露光装置に備わるノズル部材を複数の部材からなる積層体を含む構造とし、その積層体を構成する複数の部材のうち少なくとも１つの部材に多孔体領域を設けることによって、ノズル部材の強度を維持し、設計の自由度を向上させて、液体の供給および回収を効率良く行う技術が開示されている。さらに、基板を露光する前の液体供給量を多くすることで、例えば光学素子の液体接触面やノズル部材の下面、あるいは基板表面に気泡が付着していても、その気泡を液体の流れの勢いで除去し、その後、基板を露光するときは最適な液体供給量で液浸領域に液体を供給する態様等が記載されている。
【０００４】
また、特開２００９−２１４９８号公報（特許文献２）には、液体を供給する第１供給口と、露光光の光路の周囲の少なくとも一部に配置された第１面を有し、第１面に対して移動可能な物体と第１面との間で、第１供給口から供給された液体を保持可能な液浸部材と、第１面の乾燥を防止する乾燥防止装置とを備えた液浸露光装置が開示されている。
【０００５】
また、特開２００５−２２３３１５号公報（特許文献３）には、液体供給機構から供給された液体の圧力を圧力調整機構によって調整することで、液体の圧力変動に伴う不具合（例えば基板や基板ステージの変形、あるいは投影光学系の変位や振動の発生）を解決する液浸露光装置が開示されている。
【０００６】
また、特開２００５−２８６２８６号公報（特許文献４）には、基板上の液体がその基板に及ぼす力を低減するように基板の表面の液体に対する親和性を設定することで、基板の変形、基板ステージの変形、および振動の発生を防止する液浸露光方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３４７６１７号公報
【特許文献２】特開２００９−２１４９８号公報
【特許文献３】特開２００５−２２３３１５号公報
【特許文献４】特開２００５−２８６２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液浸露光装置では、液浸供給部から投影光学系の下面と基板との間の液浸領域へ液浸水が供給され、液浸回収部によって液浸領域の液浸水が回収される。しかし、液浸露光の際、基板の主面上に塗布されたレジストまたはレジストの表面に塗布された有機系材料（Top Coat）の剥離などに起因した微小な異物が液浸回収部の流路等に次第に蓄積されてしまう。上記微小な異物は、その後の液浸露光の際に、再び液浸水の中に混入して、液浸露光の対象であるレジスト等の表面に付着する可能性がある。本発明者が検討したところ、基板の主面上に形成される転写パターン（レジストに対して液浸露光および現像処理を施すことにより形成されるレジストパターン）には、上記微小な異物に起因した形状不良等が確認され、これを原因とする５〜７％程度の半導体装置の製造歩留まりの低下が発生した。
【０００９】
本発明の目的は、液浸露光方法を用いて基板の主面上に形成される転写パターンの形状不良を防止して、半導体装置の製造歩留まりを向上させることのできる技術を提供することにある。
【００１０】
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】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
この実施の形態は、液浸露光方法を用いてマスクのパターン像を基板に投影露光する半導体装置の製造工程において、レジストに露光光を照射するときは、投影光学系の光学素子の下面およびノズル部の下面とレジストとの間の第１液浸領域に液浸水が保持されており、フォーカスまたは光学系アライメント等の調整を行うときは、投影光学系の光学素子の下面およびノズル部の下面と計測ステージの上面との間の第２液浸領域に液浸水が保持されており、第１液浸領域に保持された液浸水の横方向の拡がりを、第２液浸領域に保持された液浸水の横方向の拡がりよりも小さくするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態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。
【００１４】
液浸露光方法を用いて基板の主面上に形成される転写パターンの形状不良を防止して、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態による液浸露光装置を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）から（ｄ）は、本発明の一実施の形態による液浸露光装置に備わる露光ステージおよび計測ステージの一連の動作を説明する概略図である。
【図３】本発明の一実施の形態による液浸露光装置に備わる露光ステージの液浸領域および計測ステージの液浸領域を説明する概略図である。
【図４】本発明の一実施の形態で使用する液浸水の撥水性の定義を説明する模式図である。
【図５】本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法を説明する製造工程中の半導体装置の要部断面図である。
【図６】図５に続く半導体装置の製造工程中の図５と同じ箇所の要部断面図である。
【図７】図６に続く半導体装置の製造工程中の図５と同じ箇所の要部断面図である。
【図８】図７に続く半導体装置の製造工程中の図５と同じ箇所の要部断面図である。
【図９】図８に続く半導体装置の製造工程中の図５と同じ箇所の要部断面図である。
【図１０】図９に続く半導体装置の製造工程中の図５と同じ箇所の要部断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明に先駆けて本発明者によって検討された液浸露光装置に備わる露光ステージの液浸領域および計測ステージの液浸領域を説明する概略図である。
【図１２】本発明に先駆けて本発明者によって検討された液浸露光装置に備わる露光ステージの液浸領域を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の実施の形態において、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。
【００１７】
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良い。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。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。
【００１８】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態においては、電界効果トランジスタを代表するＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）をＭＩＳと略し、ｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴをｐＭＩＳと略し、ｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴをｎＭＩＳと略す。また、以下の実施の形態において、ウエハと言うときは、Ｓｉ（Silicon）単結晶ウエハを主とするが、それのみではなく、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハ、集積回路をその上に形成するための絶縁膜基板等を指すものとする。その形も円形またはほぼ円形のみでなく、正方形、長方形等も含むものとする。
【００１９】
また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するもの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。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
まず、本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法がより明確となると思われるため、本発明者によって検討された液浸露光において生じた転写パターンの形状不良等の発生モデルついて、図１１および図１２を用いて簡単に説明する。図１１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明に先駆けて本発明者によって検討された液浸露光装置に備わる露光ステージの液浸領域および計測ステージの液浸領域を説明する概略図、図１２は本発明に先駆けて本発明者によって検討された液浸露光装置に備わる露光ステージの液浸領域を説明する概略図である。
【００２１】
図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、液浸露光装置には、基板の露光を行う露光ステージ１０１と、フォーカス（Focus）または光学系アライメント（Alignment）等の調整（以下、単に計測という場合もある）を行う計測ステージ１０２とが備わっている。
【００２２】
露光ステージ１０１では、投影光学系１００の下面と、基板１０４の主面上に塗布されたレジスト（レジストのみだけでなく、その表面に有機系材料（Top Coat）を塗布したレジストも含む）１０４ａの表面との間に液浸水ＬＱが保持されている。さらに、投影光学系１００の周囲にはノズル部１０３が設置されており、投影光学系１００の下面およびノズル部１０３の下面と、基板１０４の主面上に塗布されたレジスト１０４ａの表面との間に液浸水ＬＱが保持される液浸領域１０１ａを有している。ノズル部１０３は、例えば液浸水ＬＱを供給する液浸供給部（図示は省略）と、さらにその外側に設けられた液浸水ＬＱを回収する液浸回収部１０３ｂとから構成される。従って、投影光学系１００の下面およびノズル部１０３の下面は、液浸領域１０１ａの液浸水ＬＱと接触している。
【００２３】
一般に、ノズル部１０３の撥水性は低く、また、レジスト１０４ａの撥水性は低く、これらの動的後退接触角は、例えば６５°以上８４°以下である。そのため、露光ステージ１０１では、液浸水ＬＱが横方向（露光ステージ１０１の上面と平行する方向）に拡がって基板１０４の外部へ漏れやすい。そこで、露光ステージ１０１では、基板１０４の周囲に撥水性の高い撥水板１０５を設置することにより、液浸水ＬＱが基板１０４の外部へ漏れないようにしている。ノズル部１０３の下面と基板１０４の主面上に塗布されたレジスト１０４ａの表面との間隔は、例えば１ｍｍ以下である。
【００２４】
計測ステージ１０２では、投影光学系１００の下面およびノズル部１０３の下面と、計測ステージ１０２の上面との間に液浸水ＬＱが保持される液浸領域１０２ａを有している。従って、投影光学系１００の下面およびノズル部１０３の下面は、液浸領域１０２ａの液浸水ＬＱと接触している。
【００２５】
計測ステージ１０２では、計測ステージ１０２に、例えば動的後退接触角が１００°程度の撥水性の高い材料を用いることにより、液浸水ＬＱが液浸領域１０２ａの外部へ漏れないようにしている。ノズル部１０３の下面と計測ステージ１０２の上面との間隔は、例えば１ｍｍ以下である。
【００２６】
ところで、露光ステージ１０１の液浸領域１０１ａにおける液浸水ＬＱの横方向の拡がりＳＬＱ１は、液浸水ＬＱの供給量および回収量などにも依存するが、ノズル部１０３の撥水性が低いことおよびレジスト１０４ａの撥水性が低いことから、一般的に大きくなる。液浸水ＬＱの横方向の拡がりＳＬＱ１が大きい状態になると、ノズル部１０３の液浸供給部および液浸回収部１０３ｂの下面のほぼ全面が液浸水ＬＱに浸り、液浸水ＬＱ中の微小な異物１０６がノズル部１０３の液浸回収部１０３ｂの下面に付着することがある。
【００２７】
一方、計測ステージ１０２の液浸領域１０２ａにおける液浸水ＬＱの横方向の拡がりＳＬＱ２は、液浸水ＬＱの供給量および回収量などにも依存するが、計測ステージ１０２の撥水性が高いことから、一般的に小さくなる。従って、計測ステージ１０２の液浸領域１０２ａにおける液浸水ＬＱの横方向の拡がりＳＬＱ２は、露光ステージ１０１の液浸領域１０１ａにおける液浸水ＬＱの横方向の拡がりＳＬＱ１よりも小さくなる。
【００２８】
そのため、液浸露光を終えた後、計測のためにノズル部１０３を露光ステージ１０１から計測ステージ１０２へ移動した際、ノズル部１０３の液浸回収部１０３ｂの下面においては、その全面は液浸水ＬＱに浸らず、一部領域しか液浸水ＬＱに浸らない。そして、ノズル部１０３の液浸回収部１０３ｂの液浸水ＬＱに浸らない領域に付着した異物１０６は乾燥して、そのまま固着する。
【００２９】
再び、計測を終えた後、液浸露光のためにノズル部１０３は計測ステージ１０２から露光ステージ１０１へ移動するが、図１２に示すように、ノズル部１０３の液浸回収部１０３ｂの下面は液浸水ＬＱに浸る。そして、ノズル部１０３の液浸回収部１０３ｂの下面が液浸水ＬＱに浸る状態と浸らない状態とが繰り返されることによって、徐々に固着する異物１０６の数が多くなり、また異物１０６が大きくなる。そして、ノズル部１０３の液浸回収部１０３ｂの下面に固着した異物１０６が剥離して再び液浸水ＬＱの中に混入し、液浸露光の際にレジスト１０４ａの表面に落下して、転写パターンの形状不良等の原因となる。
【００３０】
例えばノズル部１０３の液浸回収部１０３ｂの下面に付着した異物１０６を除去する方法として、液浸水ＬＱを故意に揺らす方法が考えられるが、定期的に液浸露光装置を停止する必要があり、稼働率の低下を招くという課題がある。
【００３１】
（実施の形態）
本実施の形態による液浸露光方法について図１〜図４を用いて説明する。図１は本実施の形態による液浸露光装置を示す概略構成図、図２（ａ）から（ｄ）は本実施の形態による液浸露光装置に備わる露光ステージおよび計測ステージの一連の動作を説明する概略図、図３は本実施の形態による液浸露光装置に備わる露光ステージの液浸領域および計測ステージの液浸領域を説明する概略図、図４は本実施の形態で使用する液浸水の撥水性の定義を説明する模式図である。
【００３２】
図１に示すように、液浸露光装置１は、マスクＭを支持するマスクステージ２と、基板ＳＷを支持する露光ステージ（第１ステージ）３と、フォーカスまたは光学系アライメント等の調整を行う計測ステージ（第２ステージ）４と、マスクステージ２に支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照射する照明光学系５と、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を露光ステージ３に支持されている基板ＳＷに投影露光する投影光学系６と、液浸露光装置１全体の動作を統括制御する制御装置７とを備えている。
【００３３】
液浸露光装置１は、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸方式を適用した露光装置であり、基板ＳＷ上に液体を供給する液体供給機構８と、基板ＳＷ上の液体を回収する液体回収機構９とを備えている。
【００３４】
また、液浸露光装置１は、投影光学系６に備わる像面側終端部の光学素子（レンズ）１０と、その光学素子１０と対向して配置された基板ＳＷ（実際には基板ＳＷの主面上に塗布されたレジスト、またはそのレジストの表面に塗布された有機系材料（Top Coat））との間に液浸水ＬＱを満たす液浸方式を採用し、この投影光学系６と基板ＳＷとの間の液浸水ＬＱおよび投影光学系６を介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板ＳＷに照射することによってマスクＭのパターン像を基板ＳＷに投影露光する。
【００３５】
また、液浸露光装置１は、液体供給機構８から供給された液浸水ＬＱの圧力を調整する圧力調整機構１１を備えている。圧力調整機構１１は、液体供給機構８から供給される液浸水ＬＱの供給圧力を調整する供給圧調整部１１ａと、液体回収機構９が回収する液浸水ＬＱの回収圧力を調整する回収圧調整部１１ｂとを備えている。圧力調整機構１１の動作は制御装置７により制御される。
【００３６】
また、液浸露光装置１は、マスクＭと基板ＳＷとを走査方向における互いに異なる向き（逆方向）に同期移動しつつマスクＭのパターン像を基板ＳＷに投影露光する走査型露光装置である。
【００３７】
照明光学系５は、マスクステージ２に支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照射するものであり、マスクＭ上の所定の照射領域は照明光学系５により均一な照度分布の露光光ＥＬで照射される。照明光学系５から射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから照射される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）またはＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠視外光（ＤＵＶ光）、あるいはＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）またはＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００３８】
液浸水ＬＱには純水（例えば屈折率１．４４）が用いられる。純水はＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）またはＫｒＦエキシマレーザ光等の遠視外光も透過可能である。
【００３９】
マスクステージ２は、マスクＭを支持して移動可能であり、例えばマスクＭを真空吸着（または静電吸着）により固定している。制御装置７が、レーザ干渉計１２ａの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置１３を駆動することでマスクステージ２に支持されているマスクＭの位置決めを行う。
【００４０】
投影光学系６は、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板ＳＷに投影露光するものであって、像面側終端部に設けられた光学素子１０を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒１４により支持されている。投影光学系６は、投影倍率が、例えば１／４または１／５の縮小系である。なお、投影光学系６は等倍系または拡大系のいずれでもよい。
【００４１】
また、投影光学系６の像面側終端部に設けられた光学素子１０の下面に液浸水ＬＱが接触する。光学素子１０は螢石で形成されている。螢石表面、あるいはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、または酸化シリコン（ＳｉＯ２）等を付着させた螢石表面は水との親水性が高いので、光学素子１０の下面の全面に液浸水ＬＱを密着させることができる。すなわち、光学素子１０の下面と液浸水ＬＱとの密着性が高いことから、光学素子１０と基板ＳＷとの間の光路を液浸水ＬＱで確実に満たすことができる。なお、光学素子１０は、水との親水性が高い石英であってもよい。また、光学素子１０の下面に親水化（親液化）処理を施して、液浸水ＬＱとの親水性をより高めるようにしてもよい。
【００４２】
露光ステージ３は、基板ＳＷを支持して移動可能であり、ＸＹステージと、ＸＹステージ上に搭載されたＺチルトステージとを含んで構成されている。制御装置７が、レーザ干渉計１２ｂの計測結果に基づいて露光ステージ駆動装置１５の動きを制御することで露光ステージ３に支持されている基板ＳＷの位置決めを行う。
【００４３】
露光ステージ３では、投影光学系６の投影領域ＡＲ１を含み、投影領域ＡＲ１よりも横方向の面積が大きくかつ基板ＳＷよりも横方向の面積が小さい液浸領域（第１液浸領域）ＡＲ２を有しており、少なくともマスクＭのパターン像を基板ＳＷ上に転写している間、この液浸領域ＡＲ２には、液体供給機構８から供給される液浸水ＬＱが保持されている。
【００４４】
露光ステージ３上には、露光ステージ３に支持された基板ＳＷを囲むように撥水板（プレート部材）１６が設けられている。撥水板１６は環状部材であって、基板ＳＷの外側に配置されている。撥水板１６は、露光ステージ３に支持された基板ＳＷの主面とほぼ同じ高さ（面一）の平坦面（平坦部）を有している。
【００４５】
また、撥水板１６は、例えばポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））などの撥水性を有する材料によって形成されている。そのため、その表面は撥水性を有する。なお、例えば所定の金属などで撥水板１６を形成し、その金属製の撥水板１６の表面に対して撥水処理を施すことで、その表面を撥水性にしてもよい。
【００４６】
計測ステージ４は、移動可能であり、ＸＹステージと、ＸＹステージ上に搭載されたＺチルトステージとを含んで構成されている。制御装置７により、計測ステージ駆動装置（図示は省略）の動きを制御している。
【００４７】
計測ステージ４では、投影光学系６の投影領域ＡＲ１を含み、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２よりも横方向の拡がりが大きい液浸領域（第２液浸領域）ＡＲ３を有しており、フォーカスまたは光学系アライメント等の各種計測を行っている間、この液浸領域ＡＲ３には、液体供給機構８から供給される液浸水ＬＱが保持されている。
【００４８】
計測ステージ４上には、液浸領域ＡＲ３を囲むように撥水板（プレート部材）１７が設けられている。撥水板１７は、計測ステージの主面とほぼ同じ高さ（面一）の平坦面（平坦部）を有している。
【００４９】
また、撥水板１７は、例えばポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））などの撥水性を有する材料によって形成されている。そのため、その表面は撥水性を有する。なお、例えば所定の金属などで撥水板１７を形成し、その金属製の撥水板１７の表面に対して撥水処理を施すことで、その表面を撥水性にしてもよい。
【００５０】
液体供給機構８は、所定の液浸水ＬＱを投影光学系６の像面側に供給するためのものであって、液浸水ＬＱを送出可能な液体供給部８ａと、液体供給部８ａにその一端部を接続する供給管８ｂとを備えている。液体供給部８ａは、液浸水ＬＱを収容するタンクおよび加圧ポンプ等を備えている。液体供給機構８により露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２または計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３に液浸水ＬＱが供給される。なお、液体供給部８ａのタンクおよび加圧ポンプは、必ずしも液浸露光装置１が備えている必要はなく、液浸露光装置１が設置される工場などの設備を代用することもできる。
【００５１】
液体回収機構９は、液浸水ＬＱを回収するためのものであって、液浸水ＬＱを回収可能な液体回収部９ａと、液体回収部９ａにその一端部を接続する回収管９ｂとを備えている。液体回収部９ａは、例えば真空ポンプ等の真空系（吸引装置）、回収された液浸水ＬＱと気体とを分離する気液分離部、および回収した液浸水ＬＱを収容するタンク等を備えている。なお、真空系として、液浸露光装置１に真空ポンプを設けずに、液浸露光装置１が配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。
【００５２】
投影光学系６の像面側終端部に設けられた光学素子１０の周囲にはノズル部（流路形成部材）１８が配置されている。ノズル部１８は、中央に開口部（光透過部）１８ａが形成された環状部材であり、開口部１８ａには光学素子１０が収容されている。ノズル部１８は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼、ジェラルミン、およびこれらを含む合金によって形成可能である。あるいは、ノズル部１８は、ガラス（石英）等の光透過性を有する透明部材（光学部材）によって構成してもよい。
【００５３】
ノズル部１８は、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２および計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３に対向するように配置された液体供給口１８ｂを備えている。液体供給口１８ｂはノズル部１８の下面に設けられている。
【００５４】
また、ノズル部１８は、その内部に液体供給口１８ｂに対応した供給流路１８ｃを有している。供給流路１８ｃの一端部は供給管８ｂを介して液体供給部８ａに接続され、他端部は液体供給口１８ｂに接続されている。
【００５５】
供給管８ｂの途中には、液体供給部８ａから送出され、液体供給口１８ｂのそれぞれに対する単位時間あたりの液体供給量を制御する流量制御器（マスフローコントローラ）８ｃが設けられている。流量制御器８ｃによる液体供給量の制御は制御装置７の指令信号の下で行われる。
【００５６】
また、ノズル部１８は、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２および計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３に対向するように配置された液体回収口１８ｄを備えている。液体回収口１８ｄはノズル部１８の下面に設けられている。
【００５７】
さらに、ノズル部１８は、その内部に液体回収口１８ｄに対応した回収流路１８ｅを有している。回収流路１８ｅの一端部は回収管９ｂを介して液体回収部９ａに接続され、他端部は液体回収口１８ｄに接続されている。
【００５８】
液体供給部８ａおよび流量制御器８ｃのそれぞれの動作は制御装置７により制御される。すなわち、液体供給部８ａから供給される単位時間当たりの液浸水ＬＱの量は制御装置７により制御可能であり、さらに、液体供給口１８ｂから供給される単位時間当たりの液浸水ＬＱの量は、制御装置７により制御可能である流量制御器８ｃにより個別的に調整される。液体供給部８ａにより液浸水ＬＱが送出され、供給管８ｂおよび供給流路１８ｃを介して、液体供給口１８ｂより液浸水ＬＱが供給される。このとき、液体供給口１８ｂは投影光学系６の投影領域ＡＲ１の外側に配置されており、その液体供給口１８ｂを介して、投影領域ＡＲ１の外側から液浸水ＬＱは供給される。
【００５９】
液体回収部９ａの動作は制御装置７により制御される。すなわち、液体回収部９ａによる単位時間当たりの液浸水ＬＱの量は制御装置７により制御可能である。液体回収口１８ｄから回収された液浸水ＬＱは、ノズル部１８の回収流路１８ｅおよび回収管９ｂを介して液体回収部９ａに回収される。このとき、液体回収口１８ｄは液体供給口１８ｂの外側に配置されており、その液体回収口１８ｄを介して、液体供給口１８ｂの外側から液浸水ＬＱは回収される。
【００６０】
なお、本実施の形態では、供給管８ｂは１つの液体供給部８ａに接続されているが、供給管８ｂの数に対応した液体供給部８ａを複数（例えば２つ）設け、供給管８ｂのそれぞれを上記複数の液体供給部８ａのそれぞれに接続するようにしてもよい。
【００６１】
また、回収管９ｂは１つの液体回収部９ａに接続されているが、回収管９ｂの数に対応した液体回収部９ａを複数（例えば２つ）設け、回収管９ｂのそれぞれを上記複数の液体回収部９ａのそれぞれに接続するようにしてもよい。
【００６２】
圧力調整機構１１は、液体供給機構８から供給された液浸水ＬＱの圧力を調整する機能を有しており、液体供給機構８から供給される液浸水ＬＱの供給圧力を調整する供給圧調整部１１ａと、液体回収機構９へ回収される液浸水ＬＱの回収圧力を調整する回収圧調整部１１ｂとを備えている。
【００６３】
次に、露光ステージ３および計測ステージ４の配置について説明する。
【００６４】
露光時には、露光ステージ３が投影光学系６およびノズル部１８の下に移動して液浸領域ＡＲ２に液浸水ＬＱを保持し、計測ステージ４は所定の位置で待機している。これら以外の時、例えば基板ＳＷの交換時、または計測時（フォーカスまたは光学系アライメント等の各種調整時）には、計測ステージ４が投影光学系６およびノズル部１８の下に移動して液浸領域ＡＲ３に液浸水ＬＱを保持する。これら２つの状態間を移行する際には、露光ステージ３および計測ステージ４が近接した状態で移動することにより、露光ステージ３と計測ステージ４との間で液浸水ＬＱが受け渡される。
【００６５】
次に、露光ステージ３および計測ステージ４の一連の動作等について図２を用いて説明する。図２（ａ）から（ｄ）は露光ステージ３および計測ステージ４の一連の動作を説明する概略図である。
【００６６】
まず、図２（ａ）に示すように、露光時には、露光ステージ３が投影光学系６およびノズル部１８の下に位置し、計測ステージ４は所定の位置で待機する。次に、図２（ｂ）に示すように、露光終了後、計測ステージ４が投影光学系６およびノズル部１８の下方向に移動して、露光ステージ３に近接する。次に、図２（ｃ）に示すように、露光ステージ３と計測ステージ４とがスクラム動作で液浸水ＬＱを受け渡す。次に、図２（ｄ）に示すように、露光ステージ３上の基板ＳＷを交換している間に、計測ステージ４においてフォーカスまたは光学系アライメント等の各種調整を行う。
【００６７】
露光時（前述の図２（ａ））は、露光ステージ３において、投影光学系６の下面およびノズル部１８の下面と基板ＳＷの主面上に塗布されたレジスト（レジストのみだけでなく、その表面に有機系材料（Top Coat）を塗布したレジストも含む）の表面との間の液浸領域ＡＲ２に液浸水ＬＱが保持される。ノズル部１８の下面とレジストの表面との間隔は、例えば１ｍｍ以下である。
【００６８】
また、計測時（前述の図２（ｄ））では、計測ステージ４において、投影光学系６の下面およびノズル部１８の下面と計測ステージ４の上面との間の液浸領域ＡＲ３に液浸水ＬＱが保持される。ノズル部１８の下面と計測ステージ４の上面との間隔は、例えば１ｍｍ以下である。
【００６９】
ここで、液浸水ＬＱの体積を調整することによって、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２における液浸水ＬＱの横方向（露光ステージ３の上面と平行する方向）の拡がりを、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３における液浸水ＬＱの横方向（計測ステージ４の上面と平行する方向）の拡がりよりも小さくする。
【００７０】
次に、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２における液浸水ＬＱおよび計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３における液浸水ＬＱのそれぞれの横方向の拡がりを調整する第１の方法および第２の方法について以下に説明する。
【００７１】
まず、第１の方法を前述の図１を用いて説明する。
【００７２】
第１の方法として、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２および計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３にそれぞれ供給される液浸水ＬＱの供給量、回収量、または供給量および回収量を制御することにより、液浸領域ＡＲ２に保持される液浸水ＬＱの量を液浸領域ＡＲ３に保持される液浸水ＬＱの量よりも少なくする。
【００７３】
具体的には、液浸水ＬＱの流量を液体供給部８ａの供給量と液体回収部９ａの回収量とによって制御する。さらに、これらに加えて流量制御器８ｃにより個別的に液浸水ＬＱの流量を制御してもよい。例えば露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２に供給される液浸水ＬＱの流量をＬ（ｍ３／ｓｅｃ）、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３に供給される液浸水ＬＱの流量をＬ＋α（ｍ３／ｓｅｃ）とすることができる。
【００７４】
または、液浸水ＬＱの供給圧力を圧力調整機構１１の供給圧調整部１１ａにより制御し、回収圧力を圧力調整機構１１の回収圧調整部１１ｂにより制御する。例えば液浸水ＬＱの標準の供給圧力をＸ（ｋＰａ）とした場合、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２に供給される液浸水ＬＱの供給圧力をＸ−β′（ｋＰａ）、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３に供給される液浸水ＬＱの供給圧力をＸ＋β（ｋＰａ）とすることができる。また、例えば液浸水ＬＱの標準の回収圧力をＹ（ｋＰａ）とした場合、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２から回収される液浸水ＬＱの回収圧力をＹ＋γ′（ｋＰａ）、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３から回収される液浸水ＬＱの供給圧力をＹ−γ（ｋＰａ）とすることができる。なお、液浸水ＬＱの流量の制御と、液浸水ＬＱの供給圧力および回収圧力の制御とを併用してもよい。
【００７５】
次に、第２の方法を図３を用いて説明する。図３は液浸露光装置に備わる露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２および計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３を説明する概略図である。
【００７６】
第２の方法として、液浸水ＬＱが接触する計測ステージ４の上面（液体接触面）の撥水性を、基板ＳＷの主面上に塗布されているレジスト（レジストのみだけでなく、その表面に有機系材料（Top Coat）を塗布したレジストも含む）１９の撥水性よりも低くする。レジスト１９の動的後退接触角は６５°以上８４°以下であることから、例えば計測ステージ４に、動的後退接触角が６５°よりも低い材料を用いる。計測ステージ４の全体を動的後退接触角が６５°よりも低い撥水性を有する材料で構成してもよく、または計測ステージ４の液体接触面のみに動的後退接触角が６５°よりも低い撥水性を有する薄膜を形成してもよい。
【００７７】
投影光学系６の光学素子１０の下面、およびノズル部１８の下面は親水性を有している。例えば投影光学系６の光学素子１０の下面およびノズル部１８の下面に、アルコールなど極性の大きい分子構造の物質で薄膜を形成する、またはＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、またはＳｉＯ２などを形成することにより、投影光学系６の光学素子１０の下面およびノズル部１８の下面を親水性とすることができる。また、計測ステージ４の上面はレジスト１９の撥水性よりも低い撥水性を有していることから、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３における液浸水ＬＱの横方向の拡がりを、露光ステージ２の液浸領域ＡＲ２における液浸水ＬＱの横方向の拡がりよりも大きくすることができる。この際、計測ステージ４では、液浸水ＬＱが液浸領域ＡＲ３の外部へ漏れやすくなるため、液浸領域ＡＲ３の周囲には計測ステージ４の上面よりも撥水性の高い撥水板２０が設置されている。
【００７８】
なお、レジスト１９（またはレジスト１９の表面の有機系材料（Top Coat））の撥水性を、例えば動的後退接触角が８４°よりも高くすることにより、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２における液浸水ＬＱの横方向の拡がりを、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３における液浸水ＬＱの横方向の拡がりよりも小さくすることは可能である。しかし、レジスト１９（またはレジスト１９の表面の有機系材料（Top Coat））の撥水性が高くなると、液浸水ＬＱがはじかれて液浸露光が困難となることが考えられるため、これらの撥水性は、例えば動的後退接触角で６５°以上８４°以下、計測ステージ４の液上面の撥水性は、例えば動的後退接触角で６４°程度が最も適すると考えられる。
【００７９】
液浸水ＬＱの拡がりは、例えば液浸露光装置１に設置されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等によって確認することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態では、撥水性の定義に動的後退接触角（Ｄ−ＲＣＡ）を用いた。動的後退接触角とは、図４に示すように、固体、液体、気体の三相の界面で、液滴の界面が動く動的な状況（後退接触角をもつ）における液滴の接線と対面のなす角度のことをいう、液体が表面に馴染みやすくなるにつれ、接触角は小さくなる。しかし、撥水性の定義には、動的後退接触角以外にも種々あり、その定義方法により撥水性の仕様は異なる。
【００８１】
このように、露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２における液浸水ＬＱの横方向の拡がりを、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３における液浸水ＬＱの横方向の拡がりよりも小さくすることにより、以下の効果を得ることができる。
【００８２】
すなわち、露光ステージ３では、液浸水ＬＱにノズル部１８の液浸回収口１８ｄも浸るので、液浸水ＬＱの中の微小な異物がノズル部１８の液浸回収口１８ｄ等に付着することがある。しかし、計測ステージ４の液浸領域ＡＲ３における液浸水ＬＱの横方向の拡がりが露光ステージ３の液浸領域ＡＲ２における液浸水ＬＱの横方向の拡がりよりも大きいことから、露光時に異物が付着したノズル部１８の液浸回収口１８ｄは常に液浸水ＬＱに浸る状態となる。従って、露光時にノズル部１８の液浸回収口１８ｄ等に付着した異物が乾燥することがなく、固着しないので、異物数の増加および異物が大きくなるのを防ぐことができる。これにより、液浸露光の際、基板ＳＷの主面上に塗布されたレジスト１９の表面への異物の付着を抑制して、転写パターンの形状不良等を防止することができる。
【００８３】
次に、本実施の形態による半導体装置の製造方法を図５〜図１０を用いて工程順に説明する。ここでは、一例として本発明をＣＭＩＳ（Complementary Metal Insulator Oxide Semiconductor）デバイスの製造に適用した場合を示すが、他の半導体素子の製造に適用できることは言うまでもない。
【００８４】
まず、図５に示すように、例えば単結晶シリコンからなる半導体基板（ウエハと称する平面略円形状の半導体の薄板）２１を用意する。次に、半導体基板２１の主面の素子分離領域に絶縁膜からなる分離部２２を形成する。続いて、ｎＭＩＳが形成される領域（ｎＭＩＳ形成領域）の半導体基板２１にｐ型の導電性を示す不純物をイオン注入してｐ型ウェル２３を形成し、同様に、ｐＭＩＳが形成される領域（ｐＭＩＳ形成領域）の半導体基板１にｎ型の導電性を示す不純物をイオン注入してｎ型ウェル２４を形成する。
【００８５】
次に、半導体基板２１の主面（ｐ型ウェル２３およびｎ型ウェル２４のそれぞれの表面）にゲート絶縁膜２５を形成する。続いてｎＭＩＳ形成領域のゲート絶縁膜２５上にｎＭＩＳのゲート電極を構成する導電体膜２６Ａｎを形成し、同様に、ｐＭＩＳ形成領域のゲート絶縁膜２５上にｐＭＩＳのゲート電極を構成する導電体膜２６Ａｐを形成する。導電体膜２６Ａｎは、例えばｎ型の導電性を示す不純物が導入された多結晶シリコン膜であり、導電体膜２６Ａｐは、例えばｐ型の導電性を示す不純物が導入された多結晶シリコン膜である。
【００８６】
次に、導電体膜２６Ａｎ，２６Ａｐ上にレジスト２７を塗布した後、前述した液浸露光装置１を用いてマスクＭに形成されたマスクパターンＭＰをレジスト２７に液浸露光する。その後、現像処理を行い、図６に示すように、導電体膜２６Ａｎ，２６Ａｐを加工する際のマスクとなるレジストパターン２７ａを形成する。液浸露光装置１では、露光時の異物に起因したレジストパターン２７ａの形状不良等を防止することができるので、例えば４５ｎｍ幅の細線を有するレジストパターン２７ａを歩留まり良く形成することができる。
【００８７】
次に、レジストパターン２７ａをマスクとしたドライエッチングにより導電体膜２６Ａｎ，２６Ａｐを加工することにより、ｎＭＩＳ形成領域のゲート絶縁膜２５上にｎＭＩＳのゲート電極２６ｎを形成し、同様に、ｐＭＩＳ形成領域のゲート絶縁膜２５上にｐＭＩＳのゲート電極２６ｐを形成する。
【００８８】
次に、図７に示すように、レジストパターン２７ａを除去した後、ｎＭＩＳのゲート電極２６ｎおよびｐＭＩＳのゲート電極２６ｐのそれぞれの側壁にサイドウォール２８を形成する。続いて、ｎＭＩＳのゲート電極２６ｎの両側のｐ型ウェル２３にｎ型の導電性を示す不純物をイオン注入し、ｎＭＩＳのソース・ドレインとして機能するｎ型半導体領域２９をゲート電極６ｎおよびサイドウォール２８に対して自己整合的に形成する。同様に、ｐＭＩＳのゲート電極２６ｐの両側のｎ型ウェル２４にｐ型の導電性を示す不純物をイオン注入し、ｐＭＩＳのソース・ドレインとして機能するｐ型半導体領域３０をゲート電極２６ｐおよびサイドウォール２８に対して自己整合的に形成する。
【００８９】
次に、図８に示すように、半導体基板２１の主面上に絶縁膜３１を形成する。続いて絶縁膜３１上にレジストを塗布した後、前述した液浸露光装置１を用いて液浸露光を行う。その後、現像処理を行い、絶縁膜３１を加工する際のマスクとなるレジストパターン３２を形成する。液浸露光装置１では、露光時の異物に起因したレジストパターン３２の形状不良等を防止することができるので、例えば７０ｎｍ幅の溝を有するレジストパターン３２を歩留まり良く形成することができる。
【００９０】
次に、レジストパターン３２をマスクとしたドライエッチングにより絶縁膜３１を加工することにより、接続孔３３を形成する。この接続孔３３はｎ型半導体領域２９上またはｐ型半導体領域３０上などの必要部分に形成する。
【００９１】
次に、図９に示すように、レジストパターン３２を除去した後、接続孔３３の内部に、例えばタングステン（Ｗ）膜を主導体とするプラグ３４を形成する。続いて、半導体基板２１の主面上にストッパ絶縁膜３５および配線形成用の絶縁膜３６を順次形成する。ストッパ絶縁膜３５は絶縁膜３６への溝加工の際にエッチングストッパとなる膜であり、絶縁膜３６に対してエッチング選択比を有する材料を用いる。ストッパ絶縁膜３５は、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成される窒化シリコン膜とし、絶縁膜３６は、例えばプラズマＣＶＤ法により形成される酸化シリコン膜とすることができる。
【００９２】
次に、絶縁膜３６上にレジストを塗布した後、前述した液浸露光装置１を用いて液浸露光を行う。その後、現像処理を行い、ストッパ絶縁膜３５および絶縁膜３６を加工する際のマスクとなるレジストパターン３７を形成する。液浸露光装置１では、露光時の異物に起因したレジストパターン３７の形状不調等を防止することができるので、例えば７０ｎｍ幅の溝を有するレジストパターン３７を歩留まり良く形成することができる。
【００９３】
次に、レジストパターン３７をマスクとしたドライエッチングによりストッパ絶縁膜３５および絶縁膜３６の所定の領域に凹形状の配線溝３８を形成する。
【００９４】
次に、図１０に示すように、半導体基板２１の主面上にバリアメタル膜３９を形成する。バリアメタル膜３９は、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、または窒化タンタル（ＴａＮ）膜等である。続いて、ＣＶＤ法またはスパッタリング法によりバリアメタル膜３９上に銅（Ｃｕ）のシード層（図示は省略）を形成し、さらに電解めっき法を用いてシード層上に銅めっき膜４０を形成する。銅めっき膜４０により配線溝３８の内部を埋め込む。
【００９５】
次に、配線溝３８の内部以外の領域の銅めっき膜４０、シード層、およびバリアメタル膜３９をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により除去して、銅膜を主導体とする第１層目の配線を形成する。なお、本実施の形態では、第１層目の配線を構成する主導体である銅膜を電解めっき法により形成したが、ＣＶＤ法、スパッタリング法、またはスパッタリフロー法などにより形成してもよい。
【００９６】
その後、図示は省略するが、さらに上層の配線を形成した後、最上層の配線上に外部からの水分や不純物の侵入防止およびα線の透過の抑制を行うパッシベーション膜を形成する。次に、レジストパターンをマスクとしたエッチングによりパッシベーション膜を加工して、最上層の配線の一部（ボンディングパッド部）を露出させた後、露出した最上層の配線に接続してバンプ下地電極を形成し、バンプ下地電極に接続してバンプ電極を形成することにより、本実施の形態である半導体装置が略完成する。なお、このバンプ電極は外部接続用電極となる。この後、ウエハから半導体チップに個々に切り分けられ、パッケージ基板等に実装されるが、それらの説明は省略する。
【００９７】
このように、本実施の形態では、液浸露光装置１を用いて基板ＳＷの主面上に形成されるレジストパターンにおいて、液浸露光の際に発生する異物の付着に起因した形状不良等が防止できるので、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００９８】
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。
【００９９】
例えば、前述した実施の形態では、露光ステージの液浸領域における液浸水の横方向の拡がりおよび計測ステージの液浸領域における液浸水の横方向の拡がりを調整する方法として、第１の方法および第２の方法を説明したが、これに限定されるものではない。また、第１の方法と第２の方法とを併用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、投影光学系と液体とを介して基板を露光する露光方法により製造される半導体装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  液浸露光装置
２  マスクステージ
３  露光ステージ
４  計測ステージ
５  照射光学系
６  投影光学系
７  制御装置
８  液体供給機構
８ａ  液体供給部
８ｂ  供給管
８ｃ  流量制御器（マスフローコントローラ）
９  液体回収機構
９ａ  液体回収部
９ｂ  回収管
１０  光学素子（レンズ）
１１  圧力調整機構
１１ａ  供給圧調整部
１１ｂ  回収圧調整部
１２ａ，１２ｂ  照明光学系
１３  マスクステージ駆動装置
１４  鏡筒
１５  露光ステージ駆動装置
１６，１７  撥水板（プレート部材）
１８  ノズル部（流路形成部材）
１８ａ  開口部（光透過部）
１８ｂ  液体供給口
１８ｃ  供給流路
１８ｄ  液体回収口
１８ｅ  回収流路
１９  レジスト
２０  撥水板
２１  半導体基板
２２  分離部
２３  ｐ型ウェル
２４  ｎ型ウェル
２５  ゲート絶縁膜
２６Ａｎ，２６Ａｐ  導電体膜
２６ｎ、２６ｐ  ゲート電極
２７  レジスト
２７ａ  レジストパターン
２８  サイドウォール
２９  ｎ型半導体領域
３０  ｐ型半導体領域
３１  絶縁膜
３２  レジストパターン
３３  接続孔
３４  プラグ
３５  ストッパ絶縁膜
３６  絶縁膜
３７  レジストパターン
３８  配線溝
３９  バリアメタル膜
４０  銅めっき膜
１００  投影光学系
１０１  露光ステージ
１０１ａ  液浸領域
１０２  計測ステージ
１０２ａ  液浸領域
１０３  ノズル部
１０３ｂ  液浸回収部
１０４  基板
１０４ａ  レジスト
１０５  撥水板
１０６  異物
ＡＲ１  投影領域
ＡＲ２  液浸領域
ＡＲ３  液浸領域
ＥＬ  露光光
ＬＱ  液浸水
Ｍ  マスク
ＭＰ  マスクパターン
ＳＬＱ１，ＳＬＱ２  液浸水の横方向の拡がり
ＳＷ  基板
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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