JP4551758B2 - 液浸露光方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造技術に係り、特に露光装置の投影光学系と露光処理が施される被処理基板との間を液体で満たした状態で露光処理を行う液浸露光工程における基板汚染防止対策を図った液浸露光方法および半導体装置の製造方法に関する。

近年、いわゆる液浸型露光装置と呼ばれる露光装置、およびこの液浸型露光装置を用いる液浸露光方法と呼ばれる露光方法が注目されている（例えば特許文献１参照）。この液浸型露光装置とは、簡潔に述べると、被露光基板上に形成されたレジスト膜の表面と露光装置の投影光学系との間を液浸液と呼ばれる液体で満たした状態で、レジスト膜に対して露光を行う装置である。そして、液浸露光方法とは、このような液浸型露光装置を用いて露光作業を行う露光方法である。

一般的な液浸型露光装置においては、被露光基板が載置される露光ステージの位置精度の計測機器や各種配線など、液浸液との接触を避ける必要のある重要な装置や構造物が露光ステージの外周部に配置されている。それらの装置や構造物は、液浸液に接触すると故障するおそれが高い。例えば、液浸型露光装置において、露光ステージの外周部の表面が、その液浸液に対する接触角を低い状態に設定されているとする。具体的には、液浸液として水を用いる液浸型露光装置において、露光ステージの外周部の表面が親水性の高い状態、すなわち撥水性の低い状態に設定されているとする。すると、被露光基板の外周部を露光した際に、液浸液が露光ステージの外周部に浸透して露光ステージの外周部に配置された装置や構造物に接触し、これらの装置や構造物が故障するおそれが高くなる。このようなおそれを回避するために、液浸型露光装置では、液浸液が露光ステージの外周部に配置された装置や構造物に接触しないように、露光ステージの外周部の表面が、その液浸液に対する接触角を非常に高い状態に設定されている。具体的には、液浸液として水を用いる液浸型露光装置では、露光ステージの外周部の表面は、親水性の低い状態、すなわち高い撥水性を発揮できる構造となっている。

しかしながら、被露光基板の表面の液浸液に対する接触角が、露光ステージの外周部の表面の液浸液に対する接触角に比べて低い場合に、液浸液が露光ステージとウェーハの双方にまたがって位置すると、液浸液は露光ステージの外周部側から被露光基板側に向けてより移動し易くなる。例えば、被露光基板の外周部を露光する場合や、露光装置の投影光学系が露光待機状態や露光量補正などの更正状態から露光状態に入る場合など、投影光学系が露光ステージの外周部を移動する場合に、液浸液は露光ステージの外周部側から被露光基板側に向けてより移動し易くなる。より具体的には、被露光基板および露光ステージの外周部の両方の表面上に液浸液が存在する場合や、被露光基板の外周部近傍に露光装置の投影光学系が存在する場合などに、液浸液は露光ステージの外周部側から被露光基板側に向けてより移動し易くなる。

そのような場合、露光ステージの外周部上に存在する不純物が液浸液に覆われていると、露光ステージの外周部側から被露光基板側に向けて移動する液浸液の流れに乗って、不純物が露光ステージの外周部上から被露光基板上に移動するおそれが極めて高い。そして、このような不純物の移動によって被露光基板の表面が汚されると、パターンを露光したりあるいはパターンを形成したりする際に、パターン中に欠陥が生じるおそれが極めて高くなる。ひいては、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率が増え、半導体装置の製造工程における歩留まりが低下するおそれが極めて高くなる。
特開平１０−３０３１１４号公報

本発明は、以上説明したような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、露光装置の投影光学系と露光処理が施される被処理基板との間を液体で満たした状態で露光処理を行う液浸露光方法および液浸型露光装置において、被処理基板の汚染防止対策が図られており、パターンの露光精度が劣化するおそれが抑制された液浸露光方法および液浸型露光装置を提供することにある。それとともに、そのような液浸露光方法を用いることにより、半導体装置の製造工程における歩留まりの低下を抑制して、半導体装置を効率よく製造することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明の一態様に係る液浸露光方法は、露光処理が施される被処理基板と前記露光処理を行う露光装置の投影光学系との間の少なくとも一部を液体で満たしつつ前記露光処理を行う液浸露光方法において、前記露光処理を行うのに先立って、前記露光装置が備える前記被処理基板を支持する基板支持体の前記被処理基板を支持する側の表面のうち前記被処理基板の外縁部に隣接する領域と前記液体との接触角に比べて、前記被処理基板の前記露光処理が施される側の主面のうち少なくとも外縁部と前記液体との接触角を大きくする処理を施すことを特徴とするものである。

また、前記課題を解決するために、本発明の他の態様に係る液浸露光方法は、露光処理が施される被処理基板と前記露光処理を行う露光装置の投影光学系との間の少なくとも一部を液体で満たしつつ前記露光処理を行う液浸露光方法において、前記被処理基板の前記露光処理が施される側の主面上に前記液体と第１の角度で接触する吸収膜を設ける工程と、この吸収膜上の前記投影光学系と対向する側の面内にレジスト膜を設ける工程と、前記吸収膜上の前記投影光学系と対向する側の面内に前記レジスト膜を覆って前記液体と第２の角度で接触する保護膜を設ける工程と、前記吸収膜、前記レジスト膜、および前記保護膜が設けられた前記被処理基板を前記露光装置が備える前記被処理基板を支持する基板支持体に支持させるとともに、この基板支持体の前記被処理基板を支持する側の表層部のうち前記被処理基板の外縁部に隣接する領域に前記第１の角度よりも小さい角度で前記液体と接触する補助部材を設けた後、前記被処理基板に対して前記露光処理を施す工程と、前記露光処理により前記レジスト膜に露光されたパターンを現像する工程と、を含むことを特徴とするものである。

また、前記課題を解決するために、本発明のまた他の態様に係る液浸型露光装置は、露光処理が施されてパターンが露光される被処理基板を支持する基板支持体を備えるとともに、投影光学系と前記被処理基板との間の少なくとも一部を液体で満たしつつ前記露光処理を行う液浸型露光装置であって、前記基板支持体の前記被処理基板を支持する側の表面のうち前記基板支持体に支持された前記被処理基板の外縁部よりも外側の表面は、前記被処理基板の外縁部側からその外側に向かうに連れて前記液体との接触角が連続的または断続的に小さくなる表面状態に設定されていることを特徴とするものである。

さらに、前記課題を解決するために、本発明のさらに他の態様に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係る液浸露光方法により半導体基板上にパターンを形成する工程を含むことを特徴とするものである。

本発明に係る液浸露光方法および液浸型露光装置においては、被処理基板の汚染防止対策が図られており、パターンの露光精度が劣化するおそれが抑制されている。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、被処理基板の汚染防止対策が図られており、パターンの露光精度が劣化するおそれが抑制された液浸露光方法を用いるので、半導体装置の製造工程における歩留まりの低下を抑制して、半導体装置を効率よく製造することができる。

以下、本発明に係る各実施形態を図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施の形態）
先ず、本発明に係る第１実施形態を図１〜図３を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る液浸露光方法および液浸型露光装置を簡略化して模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る半導体基板を示す断面図である。図３は、本実施形態に係る液浸露光方法および液浸型露光装置において半導体基板の外周部を露光する状態を簡略化して模式的に示す断面図である。

本実施形態においては、液浸型露光装置が備える基板支持体の基板支持部の外側の汚れを被処理基板の表面、側面、および裏面に付着させないために、基板支持体の外周部の表面の液体に対する接触角よりも被処理基板の表面の液体に対する接触角を大きくする処理を施して、被処理基板の表面に露光処理を施す液浸露光方法について説明する。また、被処理基板の表面の液体に対する接触角よりも基板支持体の外周部の表面の液体に対する接触角を小さくする処理が施された表面状態を有する基板支持体を備える液浸型露光装置についても説明する。以下、詳しく説明する。

先ず、図１を参照しつつ、本実施形態に係る液浸型露光装置１について説明する。この液浸型露光装置１は、より具体的には液浸型スキャン露光装置である。この液浸型スキャン露光装置１は、露光処理が施されてパターンが露光される被処理基板２を支持する基板支持体３を備えている。具体的には、基板支持体３は、その一方の主面上に被処理基板２としてのウェーハ（半導体基板）が載置されるウェーハステージである。本実施形態においては、ウェーハ２はウェーハステージ３の中央部３ａに載置される設定とする。また、以下の説明においては、ウェーハステージ３の中央部３ａを基板支持部あるいはウェーハ載置部とも称することとする。

また、ウェーハステージ３のウェーハ２が載置される側の主面（表面）３ｂに対向して、ウェーハ２の一方の主面（表面）２ａ上にパターンを投影して露光するための露光装置１の投影光学系４が設けられている。図１においては、露光装置１の投影光学系を代表させて、投影レンズ４のみを示す。

また、投影レンズ４の側方には、投影レンズ４とウェーハ２の表面２ａとの間に露光用の液体５を供給するとともに、不要となった液体５を投影レンズ４とウェーハ２の表面２ａとの間から除去する液体給排装置６が設けられている。本実施形態においては、投影レンズ４の右側に配置されている液体給排装置としての液体供給装置６ａから投影レンズ４とウェーハ２の表面２ａとの間に露光用の液体である液浸液５を供給する設定とする。それとともに、投影レンズ４の左側に配置されている液体給排装置としての液体排出装置６ｂにより不要となった液浸液５を投影レンズ４とウェーハ２の表面２ａとの間から除去する設定とする。また、本実施形態においては、液浸液５として純水を用いることとする。

また、投影レンズ４を挟んでウェーハステージ３の反対側には、ウェーハ２に投影すべきパターンが設けられているレチクル７を支持するレチクル支持体としてのレチクルステージ８が設けられている。図示は省略するが、レチクル７に設けられているパターン（マスクパターン）は、露光装置１の照明光学系が発する露光光により照明されることにより、その像が投影レンズ４内に入射する。投影レンズ４を通過したマスクパターンの像は、液浸液（純水）５を介してウェーハ２の表面２ａ上に投影される。これにより、ウェーハ２の表面２ａ上にマスクパターンが露光される。すなわち、ウェーハ２の表面２ａ上に露光処理が施される。

さらに、本実施形態の露光装置１においては、ウェーハステージ３の表面３ｂのうち中央部であるウェーハ載置部３ａを除く領域の表面３ｂが、ウェーハ載置部３ａから離れるに連れて純水５との接触角が断続的に小さくなる表面状態に設定されている。すなわち、ウェーハステージ３に載置されたウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂに隣接する領域であるウェーハステージ３の外周部３ｃの表面３ｂは、その内側であるウェーハ載置部３ａ（ウェーハ２の外縁部２ｂ）側からその外側に向かうに連れて純水５との接触角が断続的に小さくなる表面状態に設定されている。具体的には、ウェーハステージ３の表面３ｂのうち、ウェーハステージ３の外周部３ｃの最も内側であるウェーハ載置部３ａの外縁部付近におけるウェーハステージ３の表面３ｂとその上に供給される純水５との接触角は約７０°に設定されている。そして、ウェーハ載置部３ａの外縁部付近からウェーハステージ３の外縁に向かうに連れて、ウェーハステージ３の表面３ｂと純水５との接触角が約７０°から断続的に小さくなるように設定されている。具体的には、ウェーハステージ３の表面（表層部）３ｂに設けられている図示しない液体回収機構（排液機構）の内側（手前）におけるウェーハステージ３の表面３ｂと純水５との接触角は、約５０°に設定されている。

このように、本実施形態の露光装置１においては、ウェーハステージ３の外周部３ｃの表面３ｂは、その内側であるウェーハ載置部３ａ側からその外側に向かうに連れて、外周部３ｃの表面３ｂ上に供給される純水５の表面張力が断続的に小さくなる表面状態に設定されている。すなわち、露光装置１においては、ウェーハステージ３の外周部３ｃの表面３ｂは、その内側であるウェーハ載置部３ａ側からその外側に向かうに連れて、外周部３ｃの表面３ｂ上に供給される純水５に対する撥水性が断続的に小さくなる表面状態に設定されている。あるいは、露光装置１においては、ウェーハステージ３の外周部３ｃの表面３ｂは、その内側であるウェーハ載置部３ａ側からその外側に向かうに連れて、外周部３ｃの表面３ｂ上に供給される純水５に対する親水性が断続的に大きくなる表面状態に設定されている。ウェーハステージ３の表面３ｂ上の不要な純水５は、前述した液体排出装置６ｂによりウェーハステージ３と投影レンズ４との間から除去されるとともに、液体回収機構（排液機構）を介してウェーハステージ３の外部に排出される。

次に、図２を参照しつつ、本実施形態に係る半導体基板（ウェーハ）２について説明する。図２は、図１に示すウェーハ２を拡大して、その構成をより正確に示す断面図である。

先ず、ウェーハ２の表面２ａ上に、露光処理で用いる図示しない露光光の多重反射の位相を調整する膜として、反射防止膜９を塗布法により設ける。続けて、この反射防止膜９の上に、マスクパターンが露光されて転写されるレジスト膜１０を塗布法により設ける。この後、ウェーハ２に露光処理を施すのに先立って、ウェーハ２の表面２ａのうち少なくとも外縁部２ｂと純水５との接触角を、ウェーハステージ３の外周部３ｃの表面３ｂと純水５との接触角に比べて大きくする処理をウェーハ２に施す。本実施形態では、ウェーハ２の表面２ａ上にレジスト膜１０を設けた後、ウェーハステージ３の外周部３ｃと純水５との接触角よりも大きい角度で純水５と接触する保護膜１１を、レジスト膜１０を覆ってウェーハ２の表面２ａ上に設ける。具体的には、反射防止膜９およびレジスト膜１０、ならびにウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂを覆って、ウェーハ２の表面２ａ上に保護膜１１を塗布法により設ける。本実施形態では、純水５に対する接触角が約８０°に設定されている保護膜１１を用いることとする。これまでの工程により、図２に示す本実施形態に係るウェーハ２を得る。

なお、以下の説明においては、ウェーハ２それ自体のみならず、反射防止膜９、レジスト膜１０、および保護膜１１が設けられたウェーハ２全体を指してウェーハ２とも称することとする。また、以上説明した純水５に対する接触角とは、純水５が他の物質に接触している状態において、純水５の表面と他の物質の表面との接触点における純水５の表面の接線方向から他の物質の表面までの角度のうち、純水５の内側から測った角度を指すこととする。例えば、純水５と保護膜１１との間の接触角とは、図２中θ１やθ２で示す角度を指すこととする。これは、前述したウェーハステージ３の表面３ｂと純水５との接触角をはじめとする、他の接触角についても同様とする。

次に、図１〜図３を参照しつつ、本実施形態に係る液浸露光方法について説明する。この液浸露光方法は、前述した液浸型スキャン露光装置１およびウェーハ２を用いて露光作業を行うものである。

先ず、図１に示すように、反射防止膜９、レジスト膜１０、および保護膜１１が設けられたウェーハ２を、液浸型スキャン露光装置１のウェーハステージ３上に搬送する。そして、ウェーハ２を、それら各膜９，１０，１１が投影レンズ４に対向する姿勢でウェーハステージ３のウェーハ載置部３ａに載置する。この後、液体供給装置６ａから投影レンズ４とウェーハ２の表面２ａとの間に純水５を供給しつつレチクル７に形成されている図示しないマスクパターン（半導体素子パターン）をレジスト膜１０の表面上に露光投影して転写し、レジスト膜１０の表面に潜像を形成する。すなわち、液浸露光を開始する。なお、この液浸露光を行う前に、純水５との接触角が約８０°に設定されている保護膜１１がウェーハ２の外周部（外縁部）２ｂを適正に覆っているか否かを確認することが好ましい。

この確認作業は、ウェーハ２の外縁部（エッジ部）２ｂを、少なくともウェーハ２の表面２ａに平行な方向、すなわちウェーハ２の表面２ａの真横から観察することにより行うのが好ましい。このような観察により、保護膜１１の縁部（エッジ部）が所望の位置にあるか否かを判断する。すなわち、保護膜１１のエッジ部がウェーハ２のエッジ部２ｂを適正に覆っているか否かを判断する。保護膜１１のエッジ部がウェーハ２のエッジ部２ｂを適正に覆っている場合には、そのまま露光作業を実行する。また、保護膜１１のエッジ部がウェーハ２のエッジ部２ｂを適正に覆っていない場合には、露光作業を行わないことが好ましい。この場合、ウェーハ２を、そのエッジ部２ｂが保護膜１１のエッジ部により適正に覆われているウェーハ２に交換した後、露光作業を行えばよい。

このように、露光作業を行うのに先立ってウェーハ２のエッジ部２ｂを適正な方法で観察して露光の可否を判断する。これにより、保護膜１１のエッジ部が適正な位置にないウェーハ２を液浸露光して純水５をウェーハ２の裏面へ回り込ませてウェーハ２の表面２ａやウェーハステージ（露光ステージ）３の表面３ｂなどが汚染されるのを防止することができる。なお、ウェーハ２のエッジ部２ｂの観察は、必ずしもウェーハ２の表面２ａの真横のみから行う必要は無い。例えば、ウェーハ２の表面２ａの斜め上方や斜め下方からでも、ウェーハ２のエッジ部２ｂを適正に観察することができる。さらに、ウェーハ２のエッジ部２ｂをその真横からも観察することにより、ウェーハ２のエッジ部２ｂの保護膜１１による被覆状態について立体的なイメージを得ることができるので、より正確な判断が可能になる。

次に、図３を参照しつつ、ウェーハ２の外周部（外縁部、エッジ部）２ｂの液浸露光を行う場合について説明する。ウェーハ２の外周部２ｂに露光処理を施す場合、投影レンズ４がウェーハ２の外周部２ｂの上方まで移動すると、ウェーハ２の外周部２ｂの表面２ａおよびウェーハステージ（露光ステージ）３の外周部３ｃの表面３ｂと投影レンズ４との間に液体供給装置６ａから純水５が供給される。この後、ウェーハ２の外周部２ｂに対して液浸露光を開始する。

ここで、背景技術において説明したように、露光ステージ３の外周部３ｃ上に不純物（ダスト）１２が存在し、かつ、このダスト１２が純水５により覆われているとする。このような場合、背景技術に係る液浸露光方法および液浸型露光装置では、露光ステージ３の外周部３ｃ側からウェーハ２側に向けて移動する純水５の流れに乗って、ダスト１２が露光ステージ３の外周部３ｃ側上からウェーハ２上に移動するおそれが極めて高い。そして、このようなダスト１２の移動によってウェーハ２の表面２ａが汚されると、パターンを露光したりあるいはパターンを形成したりする際に、パターン中に欠陥が生じるおそれが極めて高くなる。ひいては、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率が増え、半導体装置の製造工程における歩留まりが低下するおそれが極めて高くなる。

これに対して、本実施形態に係る液浸露光方法および液浸型スキャン露光装置１では、純水５との接触角が露光ステージ３の外周部３ｃと純水５との接触角よりも大きい保護膜１１により表面２ａを覆われているウェーハ２を用いる。これにより、露光ステージ３の外周部３ｃ上にダスト１２が存在し、かつ、このダスト１２が純水５により覆われている場合でも、ダスト１２は純水５の流れに乗ってウェーハ２の表面２ａ上に移動することは殆ど不可能である。すなわち、露光ステージ３上に存在するダスト１２によりウェーハ２の表面２ａが汚染されるおそれは殆ど無い。ひいては、レジスト膜１０に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれは殆ど無い。なお、図示は省略するが、本実施形態の露光装置１には、露光ステージ３の表層部３ａのうち、少なくとも露光ステージ３に載置されたウェーハ２の外縁部２ｂに隣接する領域である露光ステージ３の外周部３ｃを洗浄する、基板支持体洗浄機構としてのクリーニング機構が設けられている。このクリーニング機構により、露光ステージ３の外周部３ｃ上に存在するダスト１２は、純水５の流れに乗ってウェーハ２の表面２ａ上に移動することなく、露光ステージ３の外周部３ｃから除去される。

また、図３に示すように、液浸型スキャン露光装置１が備える露光ステージ３の外周部３ｃには、液体回収機構（排液機構）としてのドレイン１３が形成されている。露光ステージ３の表面３ｂ上の不要な純水５は、前述した液体排出装置６ｂにより露光ステージ３と投影レンズ４との間から除去されるとともに、ドレイン１３を介して露光ステージ３の外部に排出される。また、図示は省略するが、液浸型スキャン露光装置１においては、露光ステージ３の位置精度の計測機器や各種配線など、純水５との接触を避ける必要のある重要な装置や構造物は、純水５に晒されないようにドレイン１３の外側に設置されている。

本実施形態に係る液浸露光方法および液浸型スキャン露光装置１によりパターンが形成されたウェーハ２は、引き続きエッチング処理などの様々な工程経て所望の状態に仕上げられた後、図示しない半導体装置の主要な構成部品の一つとして利用される。

以上説明したように、この第１実施形態においては、露光ステージ３の外周部３ｃの表面３ｂの液浸液５に対する接触角が、ウェーハ２の表面２ａの液浸液５に対する接触角に比べて小さく設定されている。これにより、ウェーハ２の外周部２ｂに露光処理を施す際に、投影レンズ４が露光ステージ３の外周部３ｃおよびウェーハ２の外周部２ｂの双方の上に位置する場合や、投影レンズ４がウェーハ２の外周部２ｂ上に位置する場合でも、投影レンズ４の下方に存在する液浸液５は露光ステージ３の外周部３ｃ側からウェーハ２の外周部２ｂ側へ殆ど移動しない。すなわち、ウェーハ２の外周部２ｂに露光処理を施す際にも、投影レンズ４の下方に存在する液浸液５は露光ステージ３の外周部３ｃ上に存在し続ける。それにともなって、投影レンズ４の下方の液浸液５に覆われている不純物１２も、露光ステージ３の外周部３ｃ側からウェーハ２の外周部２ｂ側へは殆ど移動しない。この結果、ウェーハ２は不純物１２によって汚染されるおそれは殆ど無い。ひいては、レジスト膜１０に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれは殆ど無い。さらには、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率を低減させて、半導体装置の製造工程における歩留まりを向上させることが可能である。

このように、本実施形態においては、液浸露光方法および液浸型露光装置１における被処理基板２の汚染防止対策が図られており、パターンの露光精度が劣化するおそれが抑制されている。それとともに、パターンの露光精度が劣化するおそれが抑制された液浸露光方法を用いるので、半導体装置の製造工程における歩留まりの低下を抑制して、半導体装置を効率よく製造することができる。

また、本実施形態においては、液浸液として純粋５を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、液浸液５がイオン水や有機物やシリコン化合物を含んだ液体であっても、ウェーハ２に対する液浸液５の接触角とウェーハステージ３の外周部３ｃに対する液浸液５の接触角との大小関係を、本実施形態と同様の設定とすることにより、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る第２実施形態を前述した第１実施形態と同様に図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

本実施形態においては、ウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂと液浸液５との接触角を大きくする処理として、第１実施形態とは異なる方法を採用する場合について説明する。ただし、液浸型露光装置は第１実施形態の液浸型露光装置１を用いるので、その説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態と同様の方法により、図２に示すように、ウェーハ２の表面２ａ上に反射防止膜９およびレジスト膜１０を設けた後、反射防止膜９およびレジスト膜１０、ならびにウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂを覆って、ウェーハ２の表面２ａ上に保護膜１１を設ける。ただし、この状態においては、保護膜１１の純水（液浸液）５に対する接触角は、約７０°と第１実施形態の接触角に比べて約１０°小さく設定されている。

続けて、ウェーハ２に対して、純水５に対する接触角を大きくする処理を施す。本実施形態では、ウェーハ２の表面２ａ上に設けられた保護膜１１に対して、撥水化処理を施す。具体的には、保護膜１１の表面に対してフッ素ガスを約３０秒間吹き付けて、保護膜１１の表面にフッ素ガスを吸着させる。これにより、保護膜１１の表面を撥水コーティングする。この撥水コーティング処理により、保護膜１１の純水５に対する接触角は、約１１０°となる。すなわち、コーティング処理後の保護膜１１の純水５に対する接触角は、コーティング処理前の保護膜１１の純水５に対する接触角に比べて、約４０°も大きくなる。この後、図１および図３に示すように、第１実施形態と同様の方法により、ウェーハ２に対して液浸露光処理を開始する。

以上説明したように、この第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ウェーハ２に対する撥水コーティング処理（フッ素ガス処理）後の保護膜１１の純水５に対する接触角が、第１実施形態にも増してウェーハステージ３の外周部３ｃに対する液浸液５の接触角より大きくなっている。このため、ウェーハステージ３の外周部３ｃ上のダスト１２等は、ウェーハ２の表面２ａ上により移動し難くなっている。すなわち、ウェーハ２の表面２ａは、ウェーハステージ３上のダスト１２等の影響をより受け難くなっており、より汚染され難くなっている。ひいては、レジスト膜１０に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれがより低くなっている。さらには、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率がより低減されており、半導体装置の製造工程における歩留まりをより向上させることが可能である。

（第３の実施の形態）
次に、本発明に係る第３実施形態を前述した第１および第２の各実施形態と同様に図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、第１および第２の各実施形態と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

本実施形態においても、ウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂと液浸液５との接触角を大きくする処理として、第１実施形態とは異なる方法を採用する場合について説明する。ただし、液浸型露光装置は第１実施形態の液浸型露光装置１を用いるので、その説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態と同様の方法により、図２に示すように、ウェーハ２の表面２ａ上に反射防止膜９およびレジスト膜１０を設けた後、反射防止膜９およびレジスト膜１０、ならびにウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂを覆って、ウェーハ２の表面２ａ上に保護膜１１を設ける。ただし、この状態においては、保護膜１１の液浸液５に対する接触角は、約９５°と第１実施形態の接触角に比べて約１５°大きく設定されている。

続けて、ウェーハ２に対して、液浸液５に対する接触角を大きくする処理を施す。本実施形態では、第１実施形態と同様に、ウェーハ２の表面２ａ上に設けられた保護膜１１に対して、液浸液５に対する接触角を大きくする処理を施す。具体的には、保護膜１１が設けられたウェーハ２を図示しないＯ₂ プラズマエッチング装置の処理室に収容し、Ｏ₂ プラズマの雰囲気下に約３秒間晒す。これにより、保護膜１１の表面状態を、Ｏ₂ プラズマの雰囲気下に晒す前に比べて粗くする。このＯ₂ プラズマ処理により、保護膜１１の液浸液５に対する接触角は、約１０５°となる。すなわち、Ｏ₂ プラズマ処理後の保護膜１１の液浸液５に対する接触角は、Ｏ₂ プラズマ処理前の保護膜１１の液浸液５に対する接触角に比べて、約１０°も大きくなる。この後、図１および図３に示すように、第１および第２の各実施形態と同様の方法により、ウェーハ２に対して液浸露光処理を開始する。

以上説明したように、この第３実施形態によれば、前述した第１および第２の各実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、ウェーハ２に対するＯ₂ プラズマ処理後の保護膜１１の純水５に対する接触角が、第１実施形態にも増してウェーハステージ３の外周部３ｃに対する液浸液５の接触角より大きくなっている。このため、ウェーハステージ３の外周部３ｃ上のダスト１２等は、ウェーハ２の表面２ａ上により移動し難くなっている。すなわち、ウェーハ２の表面２ａは、ウェーハステージ３上のダスト１２等の影響をより受け難くなっており、より汚染され難くなっている。ひいては、レジスト膜１０に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれがより低くなっている。さらには、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率がより低減されており、半導体装置の製造工程における歩留まりをより向上させることが可能である。

（第４の実施の形態）
次に、本発明に係る第４実施形態を前述した第１〜第３の各実施形態と同様に図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、第１〜第３の各実施形態と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

本実施形態においても、ウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂと液浸液５との接触角を大きくする処理として、第１実施形態とは異なる方法を採用する場合について説明する。ただし、液浸型露光装置は第１実施形態の液浸型露光装置１を用いるので、その説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態と同様の方法により、図２に示すように、ウェーハ２の表面２ａ上に反射防止膜９およびレジスト膜１０を設けた後、反射防止膜９およびレジスト膜１０、ならびにウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂを覆って、ウェーハ２の表面２ａ上に保護膜１１を設ける。ただし、この状態においては、保護膜１１の純水５に対する接触角は、約９５°と第１実施形態の接触角に比べて約１５°大きく設定されている。

続けて、ウェーハ２に対して、純水５に対する接触角を大きくする処理を施す。本実施形態では、ウェーハ２の表面２ａ上に設けられた保護膜１１に対して、撥水化処理を施す。具体的には、図示は省略するが、保護膜１１の表面に対してフッ素樹脂の微粒子を吹き付けて、保護膜１１の表面上にフッ素樹脂の微粒子で覆われた撥水性を有する膜を設ける。これにより、保護膜１１の表面を撥水コーティングする。この撥水コーティング処理により、保護膜１１の純水５に対する接触角は、約１１０°となる。すなわち、コーティング処理後の保護膜１１の純水５に対する接触角は、コーティング処理前の保護膜１１の純水５に対する接触角に比べて、約１５°も大きくなる。この後、図１および図３に示すように、第１〜第３の各実施形態と同様の方法により、ウェーハ２に対して液浸露光処理を開始する。

以上説明したように、この第４実施形態によれば、前述した第１〜第３の各実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、ウェーハ２に対するフッ素樹脂の微粒子処理（フッ素樹脂膜コーティング）後の保護膜１１の純水５に対する接触角が、第１実施形態にも増してウェーハステージ３の外周部３ｃに対する液浸液５の接触角より大きくなっている。このため、ウェーハステージ３の外周部３ｃ上のダスト１２等は、ウェーハ２の表面２ａ上により移動し難くなっている。すなわち、ウェーハ２の表面２ａは、ウェーハステージ３上のダスト１２等の影響をより受け難くなっており、より汚染され難くなっている。ひいては、レジスト膜１０に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれがより低くなっている。さらには、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率がより低減されており、半導体装置の製造工程における歩留まりをより向上させることが可能である。

（第５の実施の形態）
次に、本発明に係る第５実施形態を前述した第１〜第４の各実施形態と同様に図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、第１〜第４の各実施形態と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

本実施形態においては、第１〜第４の各実施形態と異なり、ウェーハ２の表面２ａの液浸液５に対する接触角を、領域毎に異なる大きさに設定する場合について説明する。具体的には、ウェーハ２のパターン形成領域であるウェーハ２の中央部の表面２ａの液浸液５に対する接触角を、ウェーハ２の外周部（周縁部）２ｂの表面２ａの液浸液５に対する接触角に対して相対的に小さくする場合について説明する。ただし、液浸型露光装置は第１実施形態の液浸型露光装置１を用いるので、その説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態と同様の方法により、図２に示すように、ウェーハ２の表面２ａ上に反射防止膜９およびレジスト膜１０を設けた後、反射防止膜９およびレジスト膜１０、ならびにウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂを覆って、ウェーハ２の表面２ａ上に保護膜１１を設ける。ただし、この状態においては、保護膜１１の液浸液５に対する接触角は、約８０°と第１実施形態の接触角と略同じ大きさに設定されている。また、レジスト膜１０の液浸液３５に対する接触角は約６５°に設定されている。

続けて、反射防止膜９およびレジスト膜１０を覆ってウェーハ２上に設けられている保護膜１１の中央部に保護膜剥離剤（保護膜除去剤）としてのシンナーを供給して、保護膜１１の中央部のみをウェーハ２上から剥離（除去）する。これにより、ウェーハ２上におけるパターン形成領域であるレジスト膜１０の表面が外部に露出された状態となる。この後、図１および図３に示すように、第１〜第４の各実施形態と同様の方法により、ウェーハ２に対して液浸露光処理を開始する。

以上説明したように、この第５実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、パターン形成領域であるレジスト膜１０の表面が外部に露出された状態となっているので、第１〜第４の各実施形態に比べてパターンを露光する際の保護膜１１による干渉を受け難い。すなわち、パターンをより高い精度でレジスト膜１０に露光して転写することができる。ひいては、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率がより低減されており、半導体装置の製造工程における歩留まりをより向上させることが可能である。

（第６の実施の形態）
次に、本発明に係る第６実施形態を前述した第１〜第５の各実施形態と同様に図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、第１〜第５の各実施形態と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

本実施形態においても、第５実施形態と同様に、かつ、第１〜第４の各実施形態と異なり、ウェーハ２の表面２ａの液浸液５に対する接触角を、領域毎に異なる大きさに設定する場合について説明する。具体的には、ウェーハ２のパターン形成領域であるウェーハ２の中央部の表面２ａの液浸液５に対する接触角を、ウェーハ２の外周部（周縁部）２ｂの表面２ａの液浸液５に対する接触角に対して相対的に小さくする場合について説明する。ただし、液浸型露光装置は第１実施形態の液浸型露光装置１を用いるので、その説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態と同様の方法により、図２に示すように、ウェーハ２の表面２ａ上に反射防止膜９およびレジスト膜１０を設けた後、反射防止膜９およびレジスト膜１０、ならびにウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂを覆って、ウェーハ２の表面２ａ上に保護膜１１を設ける。ただし、この状態においては、保護膜１１の液浸液５に対する接触角は、約８０°と第１および第５の各実施形態の接触角と略同じ大きさに設定されている。また、レジスト膜１０の液浸液３５に対する接触角も、約６５°と第５実施形態の接触角と略同じ大きさに設定されている。

続けて、ウェーハ２に対して、液浸液５に対する接触角を一部小さくする処理を施す。本実施形態では、ウェーハ２の表面２ａ上に設けられた保護膜１１の中央部に対して、親水化処理を施す。具体的には、図示は省略するが、ウェーハ２上におけるパターン形成領域である保護膜１１の中央部の表面に対してオゾンを吹き付ける。これにより、保護膜１１の中央部の表面の液浸液５に対する接触角を小さくする。このオゾン吹き付け処理により、保護膜１１の中央部の表面の液浸液５に対する接触角は、約５０°となる。すなわち、オゾン吹き付け処理後の保護膜１１の液浸液５に対する接触角は、オゾン吹き付け処理前の保護膜１１の液浸液５に対する接触角に比べて、約３０°も小さくなる。この後、図１および図３に示すように、第１〜第５の各実施形態と同様の方法により、ウェーハ２に対して液浸露光処理を開始する。

以上説明したように、この第６実施形態によれば、前述した第１および第５の各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、パターン形成領域である保護膜１１の中央部の表面の液浸液５に対する接触角が第１〜第４の各実施形態よりも小さくなる処理が施されているが、保護膜１１の表面のうち、保護膜１１の中央部を除く保護膜１１の周縁部の表面の液浸液５に対する接触角は第１および第４の各実施形態と略同じである。このため、ウェーハ２は不純物１２によって汚染されるおそれは殆ど無い。ひいては、レジスト膜１０に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれは殆ど無い。さらには、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率を低減させて、半導体装置の製造工程における歩留まりを向上させることが可能である。なお、オゾンの代わりにオゾン水、酸素、あるいは酸性水などの酸化作用を有する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。

（第７の実施の形態）
次に、本発明に係る第７実施形態を図４および図５を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態に係る液浸露光方法および液浸型露光装置を簡略化して模式的に示す断面図である。図５は、本実施形態に係る半導体基板を示す断面図である。なお、前述した第１〜第６の各実施形態と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

本実施形態においては、ウェーハステージ３の外周部３ｃにおける液浸液５に対する接触角をウェーハ２３の外周部２３ｂにおける液浸液５に対する接触角よりも小さくする処理を、前述した第１〜第６の各実施形態とは異なる方法により実現した場合について説明する。

先ず、図４を参照しつつ本実施形態に係る液浸型露光装置２１について説明する。図４に示すように、この液浸型露光装置２１も第１実施形態の液浸型露光装置１と同じく、液浸型スキャン露光装置である。そして、この液浸型露光装置２１の構造や構成も、液浸型露光装置１と略同じである。ただし、この液浸型露光装置２１においては、ウェーハステージ３の表層部３ｂのうち、ウェーハステージ３に載置されたウェーハ２３の外縁部２３ｂに隣接する領域であるウェーハステージ３の外周部３ｃの表層部に、ウェーハ２３の外縁部２３ｂ側からその外側に向かうに連れて液浸液５との接触角が連続的または断続的に小さくなる表面状態に設定されている補助部材２２が設けられている。それとともに、ウェーハステージ３の表層部３ｂのうち、補助部材２２が設けられている領域の外側には、液浸液５を回収する液体回収機構１３が設けられている。具体的には、ウェーハステージ３の外周部３ｃの表層部に、ウェーハステージ３の外周部３ｃにおける液浸液５に対する接触角をウェーハ２３の外周部２３ｂにおける液浸液５に対する接触角よりも小さくする補助部材としての補助板２２が埋め込まれている。この補助板２２は、その表面と液浸液（接触水）５との接触が約６５°に設定されている。そして、ウェーハステージ３の表層部３ｂのうち、補助部材２２が設けられている領域の外側には、ドレイン１３が形成されている。

次に、図５を参照しつつ、本実施形態に係る半導体基板（ウェーハ）２３について説明する。図５は、図４に示すウェーハ２３を拡大して、その構成をより正確に示す断面図である。

先ず、ウェーハ２３の表面２３ａ上に転写膜用塗布材料を滴下してスピンコート法により回転させて広げた後、その転写膜用塗布材料に対して加熱処理を施す。これにより、ウェーハ２３の表面２３ａ上に、膜厚が約３００ｎｍの反射吸収膜２４を設ける。この際、ウェーハ２の外縁部（外周部）２ｂが、転写膜としての反射吸収膜２４の縁部により覆われるように反射吸収膜２４を形成する。この反射吸収膜２４は、液浸液としての純水５と第１の角度で接触するように設定されている。具体的には、反射吸収膜２４は、純水５と約８０°で接触するように設定されている。また、この反射吸収膜２４は、パターン転写時の転写膜としても働く。

続けて、反射吸収膜２４上に、露光光の多重反射の位相を調整する機能と転写機能とを兼ね備えたシリコン原子を含有するスピン・オン・グラス（Spin on Glass：ＳＯＧ）材料を滴下し、スピンコート法により回転させて広げる。この後、ＳＯＧ材料に対して加熱処理を施す。これにより、反射吸収膜２４の表面上に、膜厚が約５０ｎｍの反射防止膜としてのＳＯＧ膜２５を設ける。このＳＯＧ膜２５は、ウェーハ２３の外縁（外周）からその内側に向かって約５ｍｍの幅をシンナーにより除去されて形成される。すなわち、ＳＯＧ膜２５は、ウェーハ２３上の投影レンズ４と対向する側の面内に設けられる。

続けて、ＳＯＧ膜２５上に、酸発生材を含むＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６を約２００ｎｍの膜厚で設ける。この化学増幅型レジスト膜２６は、反射防止膜２５上に化学増幅型レジスト用塗布材料を滴下してスピンコート法により回転させて広げる。この後、化学増幅型レジスト用塗布材料に加熱処理を施して、化学増幅型レジスト用塗布材料に含まれる溶剤を除去することによって形成される。このＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６は、ウェーハ２３の外縁（外周）からその内側に向かって約７ｍｍの幅をシンナーにより除去されて形成される。すなわち、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６は、ＳＯＧ膜２５上の投影レンズ４と対向する側の面内に設けられる。

続けて、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６上に保護膜材料を滴下してスピンコート法により回転させて広げる。この後、保護膜材料に加熱処理を施して、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６およびＳＯＧ膜２５を覆って、反射吸収膜２４上に保護膜２７を約３０ｎｍの膜厚で設ける。この保護膜２７は、ウェーハ２３の外縁（外周）からその内側に向かって約３ｍｍの幅をシンナーにより除去されて形成される。すなわち、保護膜２７は、反射吸収膜２４上の投影レンズ４と対向する側の面内にＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６およびＳＯＧ膜２５を覆って設けられる。また、保護膜２７は、純水（液浸液）５と第２の角度で接触するように設定されている。具体的には、保護膜２７は、純水５と約７０°で接触するように設定されている。

これまでの工程により、図５に示す本実施形態に係るウェーハ２３を得る。すなわち、ウェーハ２３上に、反射吸収膜２４、ＳＯＧ膜２５、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６、および保護膜２７からなる４層の膜が設けられたウェーハ２３を得る。これら各膜２４，２５，２６，２７のうち、ウェーハ２３上に露出している膜は、反射吸収膜２４および保護膜２７の２膜のみである。反射吸収膜２４は、ウェーハ２３の外縁部（外周部）２３ｂから約３ｍｍの幅でウェーハ２３上に露出されており、第１の角度である約８０°で純水（液浸液）５と接触するように設定されている。また、ウェーハ２３の中央部は保護膜２７により覆われている。この保護膜２７は、第２の角度である約７０°で純水（液浸液）５と接触するように設定されている。

すなわち、本実施形態に係るウェーハ２３は、前述した第５および第６の各実施形態と同様に、パターン形成領域であるウェーハ２３の中央部の表面の液浸液５に対する接触角が、ウェーハ２３の中央部を除くウェーハ２３の周縁部２３ｂの表面の液浸液５に対する接触角よりも小さく設定されている。

なお、前述した第１実施形態と同様に、ウェーハ２３に対して液浸露光を行う前に、純水５との接触角が約８０°に設定されている反射吸収膜２４がウェーハ２３の外周部（外縁部）２３ｂを適正に覆っているか否かを確認することが好ましい。

この確認作業は、ウェーハ２３の外縁部（エッジ部）２３ｂを、少なくともウェーハ２３の表面２３ａに平行な方向、すなわちウェーハ２３の表面２３ａの真横から観察することにより行うのが好ましい。このような観察により、反射吸収膜２４の縁部（エッジ部）が所望の位置にあるか否かを判断する。すなわち、反射吸収膜２４のエッジ部がウェーハ２３のエッジ部２３ｂを適正に覆っているか否かを判断する。反射吸収膜２４のエッジ部がウェーハ２３のエッジ部２３ｂを適正に覆っている場合には、そのまま露光作業を実行する。また、反射吸収膜２４のエッジ部がウェーハ２３のエッジ部２３ｂを適正に覆っていない場合には、露光作業を行わないことが好ましい。この場合、ウェーハ２３を、そのエッジ部２３ｂが反射吸収膜２４のエッジ部により適正に覆われているウェーハ２３に交換した後、露光作業を行えばよい。

このように、露光作業を行うのに先立ってウェーハ２３のエッジ部２３ｂを適正な方法で観察して露光の可否を判断する。これにより、反射吸収膜２４のエッジ部が適正な位置にないウェーハ２３を液浸露光して純水５をウェーハ２３の裏面へ回り込ませてウェーハ２３の表面２３ａやウェーハステージ（露光ステージ）３の表面３ｂなどが汚染されるのを防止することができる。なお、ウェーハ２３のエッジ部２３ｂの観察は、必ずしもウェーハ２３の表面２３ａの真横のみから行う必要は無い。例えば、ウェーハ２３の表面２３ａの斜め上方や斜め下方からでも、ウェーハ２３のエッジ部２３ｂを適正に観察することができる。さらに、ウェーハ２３のエッジ部２３ｂをその真横からも観察することにより、ウェーハ２３のエッジ部２３ｂの反射吸収膜２４による被覆状態について立体的なイメージを得ることができるので、より正確な判断が可能になる。

次に、図４および図５を参照しつつ、本実施形態に係る液浸露光方法について説明する。この液浸露光方法は、前述した液浸型スキャン露光装置２１およびウェーハ２３を用いて露光作業を行うものである。

先ず、図４に示すように、反射吸収膜２４、ＳＯＧ膜２５、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６、および保護膜２７が設けられたウェーハ２３を、液浸型スキャン露光装置２１のウェーハステージ３上に搬送する。そして、ウェーハ２３を、それら各膜２４，２５，２６，２７が投影レンズ４に対向する姿勢でウェーハステージ３のウェーハ載置部３ａに載置する。この後、液体供給装置６ａから投影レンズ４とウェーハ２３の表面２３ａとの間に純水５を供給しつつレチクル７に形成されている図示しないマスクパターン（半導体素子パターン）をレジスト膜２６の表面上に露光投影して転写し、レジスト膜２６の表面に潜像を形成する。すなわち、液浸露光を開始する。なお、この液浸露光を行う前に、前述した保護膜２７がウェーハ２３の外周部（外縁部）２３ｂを適正に覆っているか否かの確認作業は既に適正に済まされており、ウェーハ２３の外周部２３ｂは保護膜２７により適正覆われていることが確認されているものとする。

露光作業は、投影レンズをはじめとする投影光学系４がウェーハ２３の中央部からウェーハ２３の外周部２３ｂに向けて移動しつつ行われる。投影レンズ４がウェーハ２の外周部２ｂの上方まで移動すると、ウェーハ２の外周部２ｂの表面２ａ、ウェーハステージ（露光ステージ）３の外周部３ｃの表面３ｂ、および補助板２２と投影レンズ４との間に液体供給装置６ａから純水５が供給される。この後、ウェーハ２の外周部２ｂに対して液浸露光を開始する。

本実施形態に係る液浸露光方法および液浸型スキャン露光装置２１では、前述した第１実施形態に係る液浸露光方法および液浸型スキャン露光装置１と同様に、純水５との接触角が露光ステージ３の外周部３ｃに設けられている補助板２２と純水５との接触角よりも大きい保護膜２７により表面２ａを覆われているウェーハ２３を用いる。これにより、露光ステージ３の外周部３ｃに設けられている補助板２２上にダスト１２が存在し、かつ、このダスト１２が純水５により覆われている場合でも、ダスト１２は純水５の流れに乗ってウェーハ２３の表面２３ａ上に移動することは殆ど不可能である。すなわち、露光ステージ３上に存在するダスト１２によりウェーハ２３の表面２３ａが汚染されるおそれは殆ど無い。ひいては、レジスト膜２６に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれは殆ど無い。本実施形態においては、露光ステージ３の外周部３ｃに設けられている補助板２２上に存在するダスト１２は、純水５の流れに乗ってウェーハ２３の表面２３ａ上に移動することなく、露光ステージ３の外周部３ｃをクリーニングする図示しないクリーニング機構によって露光ステージ３の外周部３ｃから除去される。

また、図４に示すように、液浸型スキャン露光装置２１が備える露光ステージ３の外周部３ｃには、液体回収機構（排液機構）としてのドレイン１３が形成されている。露光ステージ３の表面３ｂ上の不要な純水５は、前述した液体排出装置６ｂにより露光ステージ３と投影レンズ４との間から除去されるとともに、ドレイン１３を介して露光ステージ３の外部に排出される。また、図示は省略するが、液浸型スキャン露光装置１においては、露光ステージ３の位置精度の計測機器や各種配線など、純水５との接触を避ける必要のある重要な装置や構造物は、純水５に晒されないようにドレイン１３の外側に設置されている。

この後、露光後ベーク（Post Exposure Bake：ＰＥＢ）工程、保護膜を剥離する工程、およびレジスト膜２６に転写されたパターンを現像する工程等、所定の工程を経ることにより、ウェーハ２３の表面２３ａがダスト１２等により汚染されておらず、欠陥が無いレジストパターンを形成することができる。そして、本実施形態に係る液浸露光方法および液浸型スキャン露光装置２１によりパターンが形成されたウェーハ２３は、引き続きエッチング処理などの様々な工程経て所望の状態に仕上げられた後、図示しない半導体装置の主要な構成部品の一つとして利用される。

以上説明したように、この第７実施形態によれば、前述した第１〜第６の各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ウェーハ２３とＳＯＧ膜２５、ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜２６、および保護膜２７との間に反射吸収膜２４を設けることにより、より高い精度でパターン露光を行うことができる。また、本実施形態の液浸型スキャン露光装置２１においては、ウェーハステージ３の表層部３ｂのうち、ウェーハステージ３に載置されたウェーハ２３の外縁部２３ｂに隣接する領域であるウェーハステージ３の外周部３ｃの表層部に、ウェーハ２３の外縁部２３ｂ側からその外側に向かうに連れて液浸液５との接触角が連続的または断続的に小さくなる表面状態に設定されている補助板２２が設けられている。これにより、ウェーハ２３の表面２３ａがダスト１２等により汚染されるおそれは極めて低減されている。

したがって、本実施形態によれば、レジスト膜２６に転写されるパターン中に欠陥が生じるおそれは極めて低い。ひいては、半導体装置の性能、品質、および信頼性などが劣化して不良品となる率を大幅に低減させて、半導体装置の製造工程における歩留まりを極めて向上させることが可能である。

なお、本発明に係る露光方法、露光装置、および半導体装置の製造方法は、前述した第１〜第７の各実施形態には制約されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、それらの構成、あるいは製造工程などの一部を種々様々な設定に変更したり、あるいは各種設定を適宜、適当に組み合わせて用いたりして実施することができる。

例えば、レジストパターン形成工程は、前述した方向に限定されない。また、保護膜剥離工程は現像工程にて同時にアルカリ現像液にて保護膜を除去しても構わない。

第１実施形態に係る液浸露光方法および液浸型露光装置を簡略化して模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る半導体基板を示す断面図。 第１実施形態に係る液浸露光方法および液浸型露光装置において半導体基板の外周部を露光する状態を簡略化して模式的に示す断面図。 第７実施形態に係る液浸露光方法および液浸型露光装置を簡略化して模式的に示す断面図。 第７実施形態に係る半導体基板を示す断面図。

符号の説明

１，２１…液浸型露光装置、２，２３…ウェーハ（半導体基板、被処理基板）、２ａ，２３ａ…ウェーハの表面（被処理基板の露光処理が施される側の主面）、２ｂ，２３ｂ…ウェーハの外縁部（被処理基板の外縁部）、３…ウェーハステージ（露光ステージ、基板支持体）、３ａ…ウェーハ載置部（被処理基板を支持する領域）、３ｂ…ウェーハステージの表面（被処理基板を支持する側の表面）、３ｃ…ウェーハステージの外周部（被処理基板を支持する側の表面のうち被処理基板の外縁部に隣接する領域）、４…投影レンズ（投影光学系）、５…液浸液（純水、液体）、９…反射防止膜、１０…レジスト膜、１１，２７…保護膜（基板支持体の被処理基板の外縁部に隣接する領域と液体との接触角よりも大きい角度で液体と接触する膜）、１３…ドレイン（液体回収機構）、２２…補助板（補助部材）、２４…反射吸収膜、２５…ＳＯＧ膜２５（露光光の多重反射の位相を調整する膜）、２６…ＡｒＦ化学増幅型レジスト膜、

Claims (12)

1. 露光処理が施される被処理基板と前記露光処理を行う露光装置の投影光学系との間の少なくとも一部を液体で満たしつつ前記露光処理を行う液浸露光方法において、
   前記被処理基板の前記露光処理が施される側の主面上に前記液体と第１の角度で接触する反射吸収膜を設ける工程と、
   この反射吸収膜上の前記投影光学系と対向する側の面内にレジスト膜を設ける工程と、
   前記反射吸収膜上の前記投影光学系と対向する側の面内に前記レジスト膜を覆って且つ前記被処理基板の外縁部近傍で前記反射吸収膜が露出するように前記液体と第２の角度で接触する保護膜を設ける工程と、
   前記反射吸収膜、前記レジスト膜、および前記保護膜が設けられた前記被処理基板を前記露光装置が備える前記被処理基板を支持する基板支持体に支持させるとともに、この基板支持体の前記被処理基板を支持する側の表層部のうち前記被処理基板の外縁部に隣接する領域が前記第１の角度よりも小さい角度で前記液体と接触するようにした後、前記被処理基板に対して前記露光処理を施す工程と、
   前記露光処理により前記レジスト膜に露光されたパターンを現像する工程と、
   を含むことを特徴とする液浸露光方法。
2. 前記反射吸収膜と前記レジスト膜との間に、前記露光処理で用いる露光光の多重反射の位相を調整する膜をさらに設けることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
3. 前記液体は、純水、イオン水、有機物を含んだ液体、およびシリコン化合物を含んだ液体のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
4. 前記被処理基板に対して前記露光処理を施す前に、前記基板支持体の前記被処理基板を支持する側の表層部のうち前記被処理基板の外縁部に隣接する領域に前記第１の角度よりも小さい角度で前記液体と接触する補助部材を設けることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
5. 前記保護膜に対してＯ₂ プラズマ処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
6. 前記保護膜に対してフッ素ガスを吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
7. 前記レジスト膜の外縁部近傍はシンナーによって除去されていることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
8. 前記保護膜の外縁部近傍はシンナーによって除去されていることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
9. 前記保護膜と前記液体との接触角は、前記基板支持体の前記被処理基板を支持する側の表層部のうち前記被処理基板の外縁部に隣接する領域と前記液体との接触角よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
10. 前記保護膜と前記液体との接触角は、前記反射吸収膜と前記液体との接触角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
11. 前記保護膜と前記液体との接触角は、前記基板支持体の前記被処理基板を支持する側の表層部のうち前記被処理基板の外縁部に隣接する領域と前記液体との接触角よりも大きく、前記反射吸収膜と前記液体との接触角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液浸露光方法。
12. 請求項１〜１１のうちのいずれかに記載の液浸露光方法により半導体基板上にパターンを形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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