KR101285951B1

KR101285951B1 - 기판 처리 방법, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR101285951B1
Application number: KR1020127016035A
Authority: KR
Inventors: 가츠시 나카노; 마사히코 오쿠무라; 다로우 스기하라; 다케유키 미즈타니; 도모하루 후지와라
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2013-07-12
Also published as: US8941808B2; JP4665712B2; CN101866113A; EP1814144B1; TW200631073A; US20120008112A1; CN101044594B; HK1147567A1; CN101044594A; KR101236120B1; US20080246931A1; JP5408006B2; US8040489B2; WO2006046562A1; CN101866113B; EP1814144A4; EP1814144A1; KR20070068341A; KR20120075497A; TWI436403B

Abstract

기판 처리 방법은, 제 1 액체의 액침 영역을 기판 상에 형성하고, 제 1 액체를 통해서 기판에 노광광을 조사하여 기판을 노광하는 노광 공정 (S7) 과, 노광 공정 전에 기판을 제 2 액체에 침지하는 침지 공정 (S3) 을 포함한다. 액침 노광에 수반되는 부착 자국에 기인하는 문제의 발생을 억제할 수 있다.

Description

기판 처리 방법, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, EXPOSURE APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은, 기판을 노광하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 마이크로 디바이스의 제조 공정의 하나인 포토리소그래피 공정에서는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성의 기판 상에 투영 노광하는 노광 장치가 사용된다. 이 노광 장치는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 기판을 지지하는 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 축차 이동시키면서 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판에 투영 노광한다. 마이크로 디바이스의 제조에 있어서는, 디바이스의 고밀도화를 위해 기판 상에 형성되는 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 요구에 부응하기 위해서 노광 장치의 추가적인 고해상도화가 요망되고 있다. 그 고해상도화를 실현하기 위한 수단의 하나로서, 하기 특허 문헌 1 에 개시된, 투영 광학계와 기판의 사이를 액체로 채워 액침 영역을 형성하고, 그 액침 영역의 액체를 통해서 노광 처리를 실시하는 액침 노광 장치가 제안되어 있다.

특허 문헌 1: 국제공개 제 99/49504 호 팜플렛

액체가 기판 상에 잔류했다가 기화되면, 기판 상에 부착 자국 (이른바 워터 마크) 이 형성될 가능성이 있다. 부착 자국은 이물질로서 작용하기 때문에, 기판 상에 부착 자국이 형성된 상태로 그 기판에 대하여 현상 처리 등을 포함한 각종 프로세스 처리를 실행하면, 패턴 결함 등의 문제가 생긴다. 또한, 기판 상에 부착 자국이 형성된 상태로 반출하면, 기판을 반출하는 반송계가 오염되거나, 기판을 수용하는 캐리어가 오염되는 등의 문제가 생긴다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 기판 상에 부착된 이물질 (액체의 부착 자국 등) 에 기인하는 문제의 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 방법, 노광 장치, 및 그 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타낸 도 1 내지 도 19 에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 부가된 괄호안의 부호는 그 요소의 예시에 불과하며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판 처리 방법으로서,

제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 상기 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 상기 기판에 노광광 (EL) 을 조사하여 상기 기판 (P) 을 노광하는 노광 공정과,

상기 노광 공정 전에, 상기 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지하는 침지 공정을 구비하는 기판 처리 방법이 제공된다.

*본 발명의 제 1 양태에 의하면, 제 1 액체를 통해서 기판 상에 노광광을 조사하기 전에 (노광 공정의 전 (前) 공정에서) 기판을 제 2 액체에 침지함으로써, 기판 상에 부착 자국이 형성되는 문제의 발생을 억제할 수 있다. 또, 침지 공정에 있어서 기판을 제 2 액체에 침지하는 것은, 노광 공정에 있어서 액침 노광을 위해 기판을 제 1 액체에 접촉시키는 것과는 다른 동작이다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 기판 처리 방법으로서, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 공정과, 기판 (P) 으로부터 제 1 액체 (LQ1) 중에 용출된 용출물에 기인하여 기판 (P) 상에 부착된 이물질을 소형화 또는 제거하기 위해서, 제 1 액체 (LQ1) 에 접촉한 후의 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 로 세정하는 세정 공정을 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.

본 발명의 제 2 양태에 의하면, 제 1 액체에 접촉한 후의 기판을 제 2 액체로 세정함으로써, 기판으로부터 제 1 액체 중에 용출된 용출물에 기인하여 기판 상에 부착된 이물질 (액체의 부착 자국 등) 을 소형화 또는 제거할 수 있다. 따라서, 그와 같은 이물질에 기인하는 문제의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 기판 처리 방법으로서, 기판 (P) 을 홀더 (PH) 에 유지하는 것과, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판에 노광광을 조사하여 상기 기판 (P) 을 노광하는 노광 공정과, 상기 노광한 기판 (P) 을 홀더 (PH) 에 유지한 채로, 제 2 액체 (LQ2) 로 세정하는 세정 공정을 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다. 본 발명의 제 3 양태에 의하면, 제 1 액체에 접촉한 후의 기판을 기판 홀더에 유지한 채로 제 2 액체로 세정함으로써, 기판 상에 부착된 이물질을 소형화 또는 제거할 수 있다. 따라서, 그와 같은 이물질에 기인하는 문제의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 제 1 양태의 기판 처리 방법과, 상기 노광 공정 후에 기판을 현상하는 공정과, 상기 현상한 기판을 가공하는 공정을 포함하는 디바이스의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 제 2 또는 제 3 양태의 기판 처리 방법과, 상기 기판을 현상하는 공정과, 상기 현상한 기판을 가공하는 공정을 포함하는 디바이스의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제 4 및 제 5 양태에 따르는 디바이스 제조 방법에 의하면, 이물질 (액체의 부착 자국 등) 에 기인하는 문제의 발생을 억제하면서 기판을 처리할 수 있기 때문에, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

본 발명의 제 6 양태에 따르면, 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 형성하고, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 와, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 을 노광하기 전에, 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지하는 침지 장치 (30) 를 구비하는 노광 장치 (EX-SYS) 가 제공된다.

본 발명의 제 6 양태에 의하면, 제 1 액체를 통해서 기판 상에 노광광을 조사하여 노광하기 전에, 침지 장치가 기판을 제 2 액체에 침지함으로써, 기판 상에 부착된 이물질 (액체의 부착 자국 등) 에 기인하는 문제의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 제 7 양태에 따르면, 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치로서, 기판 (P) 으로부터 제 1 액체 (LQ1) 중에 용출된 용출물에 기인하여 기판 (P) 상에 부착된 이물질을 소형화 또는 제거하기 위해서, 제 1 액체 (LQ1) 에 접촉한 후의 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 로 세정하는 세정 장치 (100, 30 등) 를 구비하는 노광 장치 (EX-SYS) 가 제공된다.

본 발명의 제 7 양태에 의하면, 세정 장치가, 제 1 액체에 접촉한 후의 기판을 제 2 액체로 세정함으로써, 기판으로부터 제 1 액체 중에 용출된 용출물에 기인하여 기판 상에 부착된 이물질 (액체의 부착 자국 등) 을 소형화 또는 제거할 수 있다. 따라서, 그와 같은 이물질에 기인하는 문제의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 제 8 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 장치 (EX) 를 사용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제 8 양태에 의하면, 기판에 부착된 이물질 (액체의 부착 자국 등) 에 기인하는 문제의 발생을 억제하면서 기판을 처리할 수 있기 때문에, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

*본 발명에 의하면, 기판에 대하여 소정 처리를 양호하게 실시할 수 있어, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치를 포함하는 디바이스 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2 는 노광 장치 본체를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3 은 디바이스 제조 시스템의 동작의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
도 4 는 기판의 일례를 나타내는 측단면도이다.
도 5 는 침지 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은 침지 처리가 실시되고 있는 기판의 거동을 나타내는 모식도이다.
도 7 은 액체를 제거하는 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은 온도 조정 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는 온도 조정 기구의 별도의 예를 나타내는 도면이다.
도 10 은 기판 홀더에 유지된 기판을 액침 노광하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 은 기판에 노광광이 조사되고 있는 상태를 나타내는 모식도이다.
*도 12 는 열처리가 실시되고 있는 기판의 거동을 나타내는 모식도이다.
도 13 은 제 2 실시형태에 관련된 디바이스 제조 시스템의 동작의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
*도 14 는 기판을 세정하는 동작의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 15 는 기판을 세정하는 동작의 일례를 나타내는 측단면도이다.
도 16 은 제 3 실시형태에 관련된 기판을 세정하는 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17 은 제 3 실시형태에 관련된 기판의 일례를 나타내는 측단면도이다.
도 18 은 침지 처리가 실시되고 있는 기판의 거동을 나타내는 모식도이다.
도 19 는 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

<제 1 실시형태>

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치를 구비한 디바이스 제조 시스템의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 1 에 있어서, 디바이스 제조 시스템 (SYS) 는, 노광 장치 (EX-SYS) 와, 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 와, 기판 (P) 을 반송하는 반송계 (H) 를 구비하고 있다. 노광 장치 (EX-SYS) 는, 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 와의 접속부를 형성하는 인터페이스부 (IF) 와, 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치 본체 (EX) 와, 노광 장치 (EX-SYS) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 는, 노광 처리되기 전의 기판 (P) 의 기재에 대하여 감광재 (레지스트) 를 도포하는 도포 장치 (도시 생략), 및 노광 장치 본체 (EX) 에 있어서 노광 처리된 후의 기판 (P) 을 현상 처리하는 현상 장치 (도시 생략) 를 포함하는 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 를 구비하고 있다. 노광 장치 본체 (EX) 는, 클린도가 관리된 제 1 챔버 장치 (CH1) 내부에 배치되어 있다. 한편, 도포 장치 및 현상 장치를 포함하는 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 는, 제 1 챔버 장치 (CH1) 와는 별도의 제 2 챔버 장치 (CH2) 내부에 배치되어 있다. 그리고, 노광 장치 본체 (EX) 를 수용하는 제 1 챔버 장치 (CH1) 와, 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 를 수용하는 제 2 챔버 장치 (CH2) 는, 인터페이스부 (IF) 를 통해 접속되어 있다.

반송계 (H) 는, 인터페이스부 (IF) 와 노광 장치 본체 (EX) 사이에서 기판 (P) 을 반송하는 제 1 반송계 (H1) 와, 인터페이스부 (IF) 와 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 사이에서 기판 (P) 을 반송하는 제 2 반송계 (H2) 를 구비하고 있다. 제 1 반송계 (H1) 는 노광 장치 (EX-SYS) 의 일부를 구성하고, 제 2 반송계 (H2) 는 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 의 일부를 구성하고 있다. 제 1 반송계 (H1) 는 제 1 챔버 장치 (CH1) 내부에 형성되고, 제 2 반송계 (H2) 는 제 2 챔버 장치 (CH2) 내부에 형성되어 있다.

반송계 (H) 의 반송 경로의 도중에는, 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지하는 침지 장치 (30) 와, 기판 (P) 의 온도 조정을 실시하는 온도 조정 기구 (40) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 침지 장치 (30) 및 온도 조정 기구 (40) 는 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 에 형성되어 있다. 침지 장치 (30) 및 온도 조정 기구 (40) 는, 제 2 챔버 장치 (CH2) 내부에 있어서, 제 2 반송계 (H2) 의 반송 경로의 도중에 형성되어 있다.

제 1 반송계 (H1) 는, 노광 처리되기 전의 기판 (P) 을, 노광 장치 본체 (EX) 의 기판 스테이지 (PST) 에 반입 (로드) 함과 함께, 노광 처리된 후의 기판 (P) 을 노광 장치 본체 (EX) 의 기판 스테이지 (PST) 로부터 반출 (언로드) 하는 기능을 갖는다. 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 의 도포 장치에 의해 감광재의 도포 처리가 실시된 기판 (P) 은, 침지 장치 (30) 및 온도 조정 기구 (40) 에 의해 소정의 처리가 실시된 후, 제 2 반송계 (H2) 에 의해서 인터페이스부 (IF) 를 통해 제 1 반송계 (H1) 에 건네진다. 여기서, 제 1, 제 2 챔버 장치 (CH1, CH2) 각각의 인터페이스부 (IF) 와 대면하는 부분에는 개구 및 이 개구를 개폐하는 셔터가 형성되어 있다. 기판 (P) 의 인터페이스부 (IF) 에 대한 반송 동작 중에는 셔터가 개방된다. 제 1 반송계 (H1) 는, 노광 처리되기 전의 기판 (P) 을 노광 장치 본체 (EX) 의 기판 스테이지 (PST) 에 로드한다. 노광 처리된 후의 기판 (P) 은 제 1 반송계 (H1) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드된다. 제 1 반송계 (H1) 는, 언로드한 기판 (P) 을, 인터페이스부 (IF) 를 통해, 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 의 제 2 반송계 (H2) 에 건네준다. 제 2 반송계 (H2) 는, 노광 처리된 후의 기판 (P) 을 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 의 현상 장치로 반송한다. 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 의 현상 장치는, 건네받은 기판 (P) 에 대하여 현상 처리를 실시한다.

다음으로, 도 2 를 참조하면서 노광 장치 본체 (EX) 에 관해서 설명한다. 도 2 는 노광 장치 본체 (EX) 를 나타내는 개략 구성도이다. 도 2 에 있어서, 노광 장치 본체 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 기판 (P) 을 유지한 기판 홀더 (PH) 를 이동 가능한 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 에 의해 조명하는 조명 광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 에 의해 조명된 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영하는 투영 광학계 (PL) 를 구비하고 있다.

본 실시형태의 노광 장치 본체 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓히기 위해 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 있어서의 노광광 (EL) 의 광로 공간을 제 1 액체 (LQ1) 로 채우기 위한 액침 기구 (100) 를 구비하고 있다. 액침 기구 (100) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 근방에 형성되고, 제 1 액체 (LQ1) 를 공급하는 공급구 (12) 및 제 1 액체 (LQ1) 를 회수하는 회수구 (22) 를 갖는 노즐 부재 (70) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 공급구 (12) 를 통해서 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 제 1 액체 (LQ1) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 회수구 (22) 를 통해서 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 제 1 액체 (LQ1) 를 회수하는 액체 회수 기구 (20) 를 구비하고 있다. 노즐 부재 (70) 는, 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 있어서, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 를 둘러싸도록 환형 (環形) 으로 형성되어 있다.

노광 장치 본체 (EX) 는, 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 투영하고 있는 동안, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 제 1 액체 (LQ1) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR) 을 포함하는 기판 (P) 상의 일부에, 투영 영역 (AR) 보다 크고 또한 기판 (P) 보다 작은 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다. 구체적으로는, 노광 장치 본체 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 의 하면 (LSA) 과 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 기판 (P) 상면 사이의 광로 공간을 제 1 액체 (LQ1) 로 채우고, 이 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 제 1 액체 (LQ1) 및 투영 광학계 (PL) 를 통해서 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 (P) 에 조사함으로써 마스크 (M) 의 패턴을 기판 (P) 에 투영 노광한다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 를 사용하여 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 제 1 액체 (LQ1) 를 소정량 회수함으로써, 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다.

본 실시형태에서는, 노광 장치 본체 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사 방향에서의 서로 다른 방향 (역방향) 으로 동기 이동시키면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 수평면 내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 X 축 방향, 수평면 내에서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향 (비주사 방향), X 축 및 Y 축 방향과 수직이고 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향으로 한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다. 또한, 여기서 말하는 「기판」은 반도체 웨이퍼 등의 기재 상에 감광재 (레지스트) 를 도포한 것을 포함하고, 「마스크」는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.

조명 광학계 (IL) 는, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인터그레이터, 옵티컬 인터그레이터로부터 사출된 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 및 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 설정하는 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 에 의해 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 및 F₂ 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다.

본 실시형태에서는, 액침 영역 (LR) 을 형성하는 제 1 액체 (LQ1) 로서 순수가 사용되고 있다. 순수는, ArF 엑시머 레이저광뿐만 아니라, 예를 들어, 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 도 투과 가능하다.

마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 진공 흡착 (또는 정전 흡착) 에 의해 유지한다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 의 구동에 의해, 마스크 (M) 를 유지한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면 내, 즉 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 상에는 마스크 스테이지 (MST) 와 함께 이동하는 이동경 (91) 이 고정되어 있다. 또한, 이동경 (91) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (92) 가 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2 차원 방향의 위치, 및 θZ 방향의 회전각 (경우에 따라서는 θX, θY 방향의 회전각도 포함한다) 은 레이저 간섭계 (92) 에 의해 실시간으로 계측된다. 레이저 간섭계 (92) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (92) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 를 구동해서, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 위치를 제어한다.

투영 광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 소정의 투영 배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영 노광한다. 투영 광학계 (PL) 는 복수의 광학 소자를 포함하고, 이들 광학 소자는 경통 (PK) 에 의해 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는, 투영 배율 (β) 이 예를 들어, 1/4, 1/5 또는 1/8 의 축소계이다. 그리고, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이나 상관없다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는, 굴절계, 반사계, 반사 굴절계 중 어느 것이나 상관없다. 또, 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 복수의 광학 소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 제 1 광학 소자 (LS1) 는 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있다.

기판 스테이지 (PST) 는, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 있어서, 베이스 부재 (BP) 상에서 이동 가능하다. 기판 홀더 (PH) 는, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 기판 (P) 을 유지한다. 기판 스테이지 (PST) 상에는 오목부 (96) 가 형성되어 있고, 기판 (P) 을 유지하기 위한 기판 홀더 (PH) 는 오목부 (96) 에 배치되어 있다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 중 오목부 (96) 이외의 상면 (97) 은, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 상면과 거의 동일한 높이 (면일 (面一)) 가 되는 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다.

기판 스테이지 (PST) 는, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 의 구동에 의해, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 를 통해서 유지한 상태로, 베이스 부재 (BP) 상에서 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전 가능하다. 또한 기판 스테이지 (PST) 는, Z 축 방향, θX 방향, 및 θY 방향으로도 이동 가능하다. 따라서, 기판 스테이지 (PST) 에 지지된 기판 (P) 의 상면은, X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 자유도 방향으로 이동 가능하다. 기판 스테이지 (PST) 의 측면에는 기판 스테이지 (PST) 와 함께 이동하는 이동경 (93) 이 고정되어 있다. 또한, 이동경 (93) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (94) 가 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계 (94) 에 의해 실시간으로 계측된다. 또한, 노광 장치 (EX) 는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평 8-37149 호에 개시된, 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 상면의 면위치 정보를 검출하는 사입사 (斜入射) 방식의 포커스 레벨링 검출계 (도시 생략) 를 구비하고 있다. 포커스 레벨링 검출계는, 기판 (P) 상면의 면위치 정보 (Z 축 방향의 위치 정보, 및 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보) 를 검출한다. 또, 포커스 레벨링 검출계는, 정전 용량형 센서를 사용한 방식의 것을 채용해도 된다. 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 포커스 레벨링 검출계의 검출 결과도 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 포커스 레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 구동해서, 기판 (P) 의 포커스 위치 (Z 위치) 및 경사각 (θX, θY) 을 제어함으로써 기판 (P) 의 상면을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춤과 함께, 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과에 기초하여 기판 (P) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 θZ 방향에서의 위치를 제어한다.

다음으로, 액침 기구 (100) 의 액체 공급 기구 (10) 및 액체 회수 기구 (20) 에 대해서 설명한다. 액체 공급 기구 (10) 는, 제 1 액체 (LQ1) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급한다. 액체 공급 기구 (10) 는, 제 1 액체 (LQ1) 를 송출 가능한 액체 공급부 (11) 와, 액체 공급부 (11) 에 그 일단부가 접속되는 공급관 (13) 을 구비하고 있다. 공급관 (13) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 공급관 (13) 의 타단부와 공급구 (12) 를 접속하는 내부 유로 (공급 유로) 가 형성되어 있다. 액체 공급부 (11) 는, 제 1 액체 (LQ1) 를 수용하는 탱크, 가압 펌프, 및 제 1 액체 (LQ1) 중의 이물질을 제거하는 필터 유닛 등을 구비하고 있다. 액체 공급부 (11) 의 액체 공급동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 또한, 액체 공급 기구 (10) 의 탱크, 가압 펌프, 필터 유닛 등은, 그 모두를 노광 장치 본체 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 본체 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대신 사용해도 된다.

액체 회수 기구 (20) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 제 1 액체 (LQ1) 를 회수한다. 액체 회수 기구 (20) 는, 제 1 액체 (LQ1) 를 회수 가능한 액체 회수부 (21) 와, 액체 회수부 (21) 에 그 일단부가 접속되는 회수관 (23) 을 구비하고 있다. 회수관 (23) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 내부에는, 회수관 (23) 의 타단부와 회수구 (22) 를 접속하는 내부 유로 (회수 유로) 가 형성되어 있다. 액체 회수부 (21) 는 예를 들어 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치), 회수된 제 1 액체 (LQ1) 와 기체를 분리하는 기액 분리기, 및 회수한 제 1 액체 (LQ1) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 또, 액체 회수 기구 (20) 의 진공계, 기액 분리기, 탱크 등은, 그 모두를 노광 장치 본체 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 본체 (EX) 가 설치되는 공장 등의 설비를 대신 사용해도 된다.

제 1 액체 (LQ1) 를 공급하는 공급구 (12) 및 제 1 액체 (LQ1) 를 회수하는 회수구 (22) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 은, 기판 (P) 의 상면, 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 는 제 1 광학 소자 (LS1) 의 측면을 둘러싸도록 형성된 환형 부재로서, 공급구 (12) 는, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 광학 소자 (LS1) (투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX)) 를 둘러싸도록 복수 형성되어 있다. 또한, 회수구 (22) 는, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 제 1 광학 소자 (LS1) 에 대하여 공급구 (12) 보다 외측으로 떨어져서 형성되어 있고, 제 1 광학 소자 (LS1) 및 공급구 (12) 를 둘러싸도록 형성되어 있다.

그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 를 사용하여 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 제 1 액체 (LQ1) 를 소정량 회수함으로써, 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다. 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 형성할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급부 (11) 및 액체 회수부 (21) 의 각각을 구동한다. 제어 장치 (CONT) 의 제어 하에서 액체 공급부 (11) 로부터 제 1 액체 (LQ1) 가 송출되면, 그 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 제 1 액체 (LQ1) 는, 공급관 (13) 을 흐른 후, 노즐 부재 (70) 의 공급 유로를 통하여, 공급구 (12) 로부터 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급된다. 또한, 제어 장치 (CONT) 의 제어 하에서 액체 회수부 (21) 가 구동되면, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 제 1 액체 (LQ1) 는 회수구 (22) 를 통해서 노즐 부재 (70) 의 회수 유로로 유입되어, 회수관 (23) 을 흐른 후, 액체 회수부 (21) 에 회수된다.

다음으로, 상기 서술한 노광 장치 본체 (EX) 를 구비한 디바이스 제조 시스템 (SYS) 의 동작에 관해서, 도 3 의 플로우차트도를 참조하면서 설명한다.

먼저, 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 의 도포 장치에 있어서, 실리콘 웨이퍼 (반도체 웨이퍼) 를 포함하는 기재에 대하여 감광재를 도포하는 도포 처리가 실시된다 (단계 S1). 도포 처리에 있어서는, 예를 들어 스핀 코트법 등의 소정의 도포 방법에 의해서 기재 상에 감광재가 도포된다. 또한, 기재 상에 감광재를 도포하기 전에, 이 기재에 대하여 소정의 전(前)처리가 실시된다. 전처리로는, 기재 상의 이물질을 제거하기 위한 세정 처리, 세정 후의 기재를 건조시키는 건조 처리, 기재와 감광재의 밀착성을 향상시키기 위한 표면 개질 처리 등을 들 수 있다. 표면 개질 처리로는, 예를 들어 기재 상에 헥사메틸디실라잔 (HMDS) 등을 도포하는 처리 등을 들 수 있다. 또한, 전처리로서, 기재 상 (감광재의 하층) 에 반사 방지막 (bottom ARC (Anti-Reflective Coating)) 을 피복하도록 해도 된다.

도 4 는, 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 에 있어서 도포 처리가 실시된 후의 기판 (P) 의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4 에 있어서, 기판 (P) 은, 기재 (1) 와, 그 기재 (1) 의 상면 (1A) 의 일부에 피복된 감광재 (2) 를 갖고 있다. 전술한 바와 같이, 기재 (1) 는 예를 들어 실리콘 웨이퍼를 포함한다. 감광재 (2) 는, 기재 (1) 상면 (1A) 의 중앙부의 대부분을 차지하는 영역에, 소정의 두께 (예를 들어 200㎚ 정도) 로 피복되어 있다. 한편, 기재 (1) 상면 (1A) 의 주연부 (1As) 에는 감광재 (2) 는 피복되어 있지 않고, 그 상면 (1A) 의 주연부 (1As) 에 있어서는 기재 (1) 가 노출되어 있다. 또한, 기재 (1) 의 측면 (1C) 이나 하면 (이면: 1B) 에도 감광재 (2) 는 피복되어 있지 않다. 본 실시형태에서는, 감광재 (2) 로서 화학 증폭형 레지스트가 사용되고 있다.

스핀 코트법 등의 소정의 도포 방법으로 기재 (1) 상에 감광재 (2) 를 형성한 경우, 기재 (1) 의 주연부에도 감광재 (2) 가 도포된다. 이 부분은 기판 (P) 을 반송하는 반송계의 반송 아암이나, 기판 (P) 을 보관해 두는 캐리어의 선반 (기판 지지부) 에 접촉한다. 이 기계적인 접촉에 의해, 기재 (1) 주연부의 감광재 (2) 가 박리될 우려가 있다. 감광재 (2) 가 박리되면, 그것이 이물질이 되어 반송 아암이나 캐리어가 오염될 뿐만 아니라, 그 오염물이 청정한 기판 (P) 과 다시 접촉함으로써 오염이 확대될 가능성도 있다. 또한, 기재 (1) 의 주연부에 있어서 감광재 (2) 가 중앙부보다 부풀어 오르게 다량으로 형성되는 현상이 생기는 경우가 있다. 그 기재 (1) 주연부의 감광재 (2) 는 박리되기 쉽고, 박리된 감광재 (2) 는 이물질이 되어, 그 이물질이 기판 (P) 상에 부착되면 패턴 전사 정밀도에 영향을 미친다. 그래서, 기재 (1) 상에 소정의 도포 방법으로 감광재 (2) 를 형성한 후, 노광 처리하기 전에, 주연부 (1As) 의 감광재 (2) 를 예를 들어 용제를 사용하여 제거하는 처리 (이른바 에지 린스) 가 실시된다. 이것에 의해, 기재 (1) (기판 (P)) 의 주연부에 있어서는 감광재 (2) 가 제거되어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 그 주연부 (1As) 에 있어서 기재 (1) 가 노출된다.

기재 (1) 에 대한 감광재 (2) 의 도포 처리가 실시된 후, 기판 (P) 에 대한 열처리 (프리베이크) 가 실시된다 (단계 S2). 프리베이크에 의해서 감광재 (2) 중에 잔존하는 용매가 휘발된다.

다음으로, 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지하는 침지 처리가 실시된다 (단계 S3). 침지 처리는, 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 에 형성되어 있는 침지 장치 (30) 에 의해 실시된다. 침지 장치 (30) 는, 기판 (P) 에 관한 정보에 기초하여, 미리 정해진 소정의 침지 조건으로 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지한다.

도 5 는 침지 장치 (30) 를 나타내는 도면이다. 도 5 에 있어서, 침지 장치 (30) 는, 기판 (P) 하면 (기재 (1) 의 하면 (1B)) 의 중앙부를 유지하는 홀더 (31) 와, 홀더 (31) 에 접속하는 축 (33) 과, 기판 (P) 을 유지한 홀더 (31) 를 축 (33) 을 통해서 회전하는 회전 기구 (32) 와, 액체의 비산을 방지하기 위해 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 의 주위를 둘러싸도록 형성된 링형상 부재 (34) 와, 공급 부재 (35) 의 공급구 (35A) 를 통해서 기판 (P) 상에 제 2 액체 (LQ2) 를 공급하는 액체 공급부 (36) 를 구비하고 있다. 홀더 (31) 에는, 프리베이크가 실시된 기판 (P) 이 제 2 반송계 (H2) 에 의해서 로드된다. 홀더 (31) 의 상면에는 진공 장치의 일부를 구성하는 진공 흡착 구멍이 형성되어 있어, 홀더 (31) 는 기판 (P) 의 하면 중앙부를 흡착 유지한다. 회전 기구 (32) 는 모터 등의 액츄에이터를 포함하고 있고, 홀더 (31) 에 접속된 축 (33) 을 회전시킴으로써, 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 을 회전시킨다. 회전 기구 (32) 는, 기판 (P) 을 유지한 홀더 (31) 를 단위 시간당 소정의 회전수로, 도면 중 θZ 방향으로 회전한다. 공급 부재 (35) 는 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 의 상방에 배치되어 있고, 제 2 액체 (LQ2) 를 공급하는 공급구 (35A) 를 갖고 있다. 액체 공급부 (36) 로부터 송출된 제 2 액체 (LQ2) 는, 공급 부재 (35) 의 공급구 (35A) 를 통해서, 기판 (P) 의 상방으로부터 기판 (P) 의 상면에 공급된다. 또한, 공급 부재 (35) 는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, X 축, Y 축, Z 축, θX, θY, 및 θZ 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 즉, 공급 부재 (35) 는, 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 되어 있다. 침지 장치 (30) 는, 공급 부재 (35) 를 기판 (P) 에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 의 표면 전체를 제 2 액체 (LQ2) 로 침지시킬 수 있다. 또한, 침지 장치 (30) 는, 공급 부재 (35) 를 기판 (P) 에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 에 대하여 제 2 액체 (LQ2) 를 공급하는 방향이나, 공급구 (35A) 와 기판 (P) 과의 거리 등을 조정할 수 있다. 또한, 액체 공급부 (36) 는, 공급 부재 (35) 의 공급구 (35A) 를 통해서 기판 (P) 상에 제 2 액체 (LQ2) 를 연속적 또는 간헐적으로 공급 가능하다. 또한, 액체 공급부 (36) 는, 공급하는 제 2 액체 (LQ2) 의 온도나, 단위 시간당 공급하는 제 2 액체 (LQ2) 의 양 (유량, 유속을 포함한다) 등을 조정 가능하다. 또, 공급 부재 (35) 와 기판 (P) 의 상대적 이동은 공급 부재 (35) 의 이동에 한정되지 않고, 기판 (P) 을 이동시켜도 되고, 그 양쪽을 이동시켜도 된다.

침지 장치 (30) 는, 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 에 대하여 공급 부재 (35) 의 공급구 (35A) 로부터 제 2 액체 (LQ2) 를 공급해서, 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지시킨다. 기판 (P) 중 기재 (1) 의 상면 (1A) 에 피복된 감광재 (2) 는, 공급 부재 (35) 로부터 공급된 제 2 액체 (LQ2) 에 의해 충분히 침지된다.

본 실시형태에서는, 침지 장치 (30) 는, 회전 기구 (32) 에 의해서 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 을 도면 중 θZ 방향으로 회전하면서, 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 에 대하여 공급 부재 (35) 를 X 축 방향으로 상대적으로 이동시키면서 공급 부재 (35) 로부터 제 2 액체 (LQ2) 를 연속적으로 공급한다. 이것에 의해, 기판 (P) 상면의 거의 전체면에 제 2 액체 (LQ2) 가 공급된다. 따라서, 침지 장치 (30) 는, 감광재 (2) 의 거의 전체면을 제 2 액체 (LQ2) 로 침지시킬 수 있다. 또한, 홀더 (31) 에 유지된 기판 (P) 의 주위에는 링형상 부재 (34) 가 형성되어 있기 때문에, 링형상 부재 (34) 에 의해 기판 (P) 의 회전에 기인하는 제 2 액체 (LQ2) 의 비산을 방지할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 침지 처리에 사용되는 제 2 액체 (LQ2) 는, 액침 노광 처리를 위해 기판 (P) 상에 형성되는 액침 영역 (LR) 을 형성하기 위한 제 1 액체 (LQ1) 와 동일한 것이다. 즉, 본 실시형태에서는, 제 2 액체 (LQ2) 는, 제 1 액체 (LQ1) 와 마찬가지로 소정 순도 (청정도) 및 소정 온도로 관리된 순수이다. 물론, 제 1 액체 (LQ1) 에 기판 (P) 을 침지시켰을 때에 용출되는 물질을 미리 용출시키는 것이 가능한 것이라면, 제 2 액체 (LQ2) 는 제 1 액체 (LQ1) 와 상이한 것이어도 된다. 예를 들어, 제 2 액체 (LQ2) 로서 오존수를 사용할 수 있다.

도 6 은 기판 (P) 의 감광재 (2) 가 제 2 액체 (LQ2) 에 침지되어 있는 상태를 나타내는 모식도이다. 전술한 바와 같이, 본 실시형태의 감광재 (2) 는 화학 증폭형 레지스트로서, 그 화학 증폭형 레지스트는, 베이스 수지, 베이스 수지 중에 함유되는 광산 발생제 (PAG: Photo Acid Generator), 및 퀀처로 불리는 아민계 물질을 함유하고 있다. 그와 같은 감광재 (2) 가 액체에 접촉하면, 감광재 (2) 의 일부 성분, 구체적으로는 PAG 나 아민계 물질 등이 액체 중으로 용출된다. 이하의 설명에 있어서, 감광재 (2) 에 함유되는 물질 중, 액체 (LQ1, LQ2) 중에 용출될 가능성이 있는 물질 (PAG 나 아민계 물질 등) 을 적절히, 「소정 물질」이라고 부른다.

도 6 에 있어서, 감광재 (2) 는 제 2 액체 (LQ2) 에 침지되어 있고, 감광재 (2) 로부터는, PAG 나 아민계 물질 등의 소정 물질이 제 2 액체 (LQ2) 중으로 용출될 것으로 생각된다. 감광재 (2) 의 상면과 제 2 액체 (LQ2) 가 접촉했을 때, 감광재 (2) 의 상면으로부터 소정 두께 (예를 들어 5∼10㎚ 정도) 의 제 1 영역 (2U) 에 존재하는 소정 물질 (PAG 나 아민계 물질 등) 은 제 2 액체 (LQ2) 중에 용출되지만, 그 하층인 제 2 영역 (2S) 에 존재하는 소정 물질은, 제 2 액체 (LQ2) 중에 거의 용출되지 않는다. 또한, 감광재 (2) 의 상면과 제 2 액체 (LQ2) 를 접촉시키고 나서, 소정 시간 (예를 들어 수 초∼수십 초 정도) 경과 후에 있어서는, 제 1 영역 (2U) 으로부터 제 2 액체 (LQ2) 에 대하여 용출되는 소정 물질은 거의 존재하지 않는다. 즉, 감광재 (2) 의 상면과 제 2 액체 (LQ2) 를 접촉시키고 나서 소정 시간 경과 후에 있어서는, 감광재 (2) 의 제 1 영역 (2U) 에 존재하는 소정 물질은 거의 다 용출된 상태가 되어, 감광재 (2) 로부터 제 2 액체 (LQ2) 로 소정 물질이 거의 용출되지 않게 된다. 그리고, 이 소정 시간은 감광재 (2) 에 따라서 변화한다.

따라서, 후술하는 바와 같이, 제 2 액체 (LQ2) 로 소정 시간 침지 처리된 후의 기판 (P) (감광재 (2)) 상에 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 형성하더라도, 기판 (P) (감광재 (2)) 으로부터 제 1 액체 (LQ1) 로 소정 물질이 거의 용출되지 않는다.

기판 (P) 에 대한 침지 처리가 실시된 후, 기판 (P) 상의 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 처리가 실시된다 (단계 S4). 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 처리를 실시할 때, 침지 장치 (30) 는, 액체 공급부 (36) 에 의한 제 2 액체 (LQ2) 의 공급을 정지하거나, 또는 공급량을 서서히 적게 해 나가면서, 기판 (P) 을 유지한 홀더 (31) 를 회전 기구 (32) 에 의해 회전한다. 침지 장치 (30) 는, 회전 기구 (32) 를 사용하여 기판 (P) 을 단위 시간당 소정 회전수로 회전시킴으로써, 기판 (P) 에 부착되어 있는 제 2 액체 (LQ2) 를 원심력의 작용에 의해 기판 (P) 으로부터 비산시켜 제거한다. 즉, 본 실시형태에서는, 침지 장치 (30) 가, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거하기 위한 액체 제거 기구로서의 기능도 갖고 있다.

단계 S3 에 있어서, 기판 (P) 을 침지 처리하기 위한 침지 조건은 기판 (P) 에 관한 정보에 따라서 설정된다. 침지 조건에는, 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지하는 침지 시간, 즉, 단계 S3 에 있어서 제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 에 접촉시키고 나서, 단계 S4 에 있어서 기판 (P) 상으로부터 제 2 액체 (LQ2) 를 제거하기까지의 시간이 포함된다. 또한, 기판 (P) 에 관한 정보에는 감광재 (2) 의 정보가 포함된다. 감광재 (2) 의 정보에는, 감광재 (2) 를 형성하는 형성 재료에 관한 정보나, 제 2 액체 (LQ2) 중으로의 감광재 (2) 의 일부 소정 물질의 용출 시간이 포함된다. 또, 감광재 (2) 를 형성하는 형성 재료란, 상기 서술한 베이스 수지, PAG , 아민계 물질 등을 포함하는 것이다. 감광재 (2) 와 제 2 액체 (LQ2) 를 접촉시키고 나서, 감광재 (2) (감광재 (2) 의 제 1 영역 (2U)) 로부터 소정 물질이 거의 모두 용출되기까지의 시간 (용출 시간) 은, 감광재 (2) 를 형성하는 형성 재료의 물성, PAG 등의 소정 물질의 함유량 등에 따라서 변화한다. 또한, 감광재 (2) 와 제 2 액체 (LQ2) 를 접촉시키고 나서, 소정 물질의 용출이 시작되기까지의 시간 (용출 시간) 도 감광재 (2) 에 따라서 변화한다. 따라서, 침지 시간을 포함하는 침지 조건을, 감광재 (2) 의 정보를 포함하는 기판 (P) 에 관한 정보에 따라서 최적으로 설정함으로써, 상기 서술한 소정 물질을 감광재 (2) (제 1 영역 (2U)) 로부터 제 2 액체 (LQ2) 중에 거의 모두 용출시킬 수 있다.

또한, 침지 조건에는 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 조건도 포함된다. 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 조건으로는, 회전 기구 (32) 에 의한 기판 (P) 의 단위 시간당 회전수 (회전 속도), 회전 가속도, 기판 (P) 의 회전을 실행하고 있는 시간 (회전 시간) 등을 들 수 있다. 또는, 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 조건으로서, 회전 기구 (32) 의 회전 속도 프로파일이나 회전 가속도 프로파일 등도 들 수 있다. 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 조건에 따라, 제 2 액체 (LQ2) 가 기판 (P) 에 접촉하고 있는 시간 (즉 침지 시간) 이나 기판 (P) 상에서의 제 2 액체 (LQ2) 의 거동 (이동속도 등) 이 변화한다. 그 때문에, 기판 (P) 에 관한 정보에 따라서 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 조건을 최적으로 설정함으로써, 상기 서술한 소정 물질을 감광재 (2) (제 1 영역 (2U)) 로부터 제 2 액체 (LQ2) 중에 거의 모두 용출시킬 수 있다.

또한, 침지 조건으로는, 공급하는 제 2 액체 (LQ2) 의 온도도 들 수 있다. 또한, 본 실시형태와 같이, 공급 부재 (35) 의 공급구 (35A) 로부터 기판 (P) 에 대하여 제 2 액체 (LQ2) 를 공급하는 형태인 경우에는, 침지 조건으로서, 공급하는 제 2 액체 (LQ2) 의 단위 시간당 양 (유량, 유속을 포함한다), 제 2 액체 (LQ2) 를 공급할 때의 공급 압력, 기판 (P) 에 대하여 제 2 액체 (LQ2) 가 흐르는 방향도 들 수 있다.

또한, 기판 (P) 을 액체 (LQ1, LQ2) 에 침지시킨 경우, 감광재 (2) 에 함유되는 소정 물질에 한정되지 않고, 기재 (1) 를 구성하는 물질에 따라서는 그 일부가 액체 중으로 용출될 가능성이 있다. 따라서, 침지 장치 (30) 는, 기재 (1) 가 액체 (LQ1, LQ2) 에 침수될 가능성이나, 기재 (1) 를 형성하는 재료 (물질) 의 정보를 기판 (P) 에 관한 정보로 할 수도 있다.

또 여기서는, 침지 장치 (30) 는, 기판 (P) 을 회전시키면서 기판 (P) 상에 제 2 액체 (LQ2) 를 공급하고 있지만, 기판 (P) (감광재 (2)) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지 가능하다면, 임의의 구성을 채용할 수 있다. 예를 들어, 액조에 제 2 액체 (LQ2) 를 채워 두고, 그 액조 중의 제 2 액체 (LQ2) 에 기판 (P) 을 침지하도록 해도 된다. 또, 기판 (P) 에 대하여 제 2 액체 (LQ2) 를 분사하듯이 공급함으로써, 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지하도록 해도 된다. 제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 에 분사하는 형태인 경우에는, 침지 조건으로서 제 2 액체 (LQ2) 를 분사할 때의 압력도 들 수 있고, 그 침지 조건도, 기판 (P) 에 관한 정보에 따라서 설정된다.

또한, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 상의 제 2 액체 (LQ2) 를 제거하기 위한 액체 제거 기구 (39) 로는, 기체를 분사하는 분사구 (37A, 38A) 를 갖는 분사 부재 (37, 38) 를 기판 (P) 의 상면측 및 하면측의 각각에 배치한 구성이어도 된다. 액체 제거 기구 (39) 는, 분사 부재 (37, 38) 로부터 분사한 기체의 힘에 의해서 기판 (P) 에 부착되어 있는 제 2 액체 (LQ2) 를 제거한다. 액체 제거 기구 (39) 를 사용하여 제 2 액체 (LQ2) 를 제거하는 경우, 분사구 (37A, 38A) 로부터 분사되는 기체의 압력이나 단위 시간당 기체 공급량 (유속) 등을 침지 조건 (제거 조건) 으로 할 수도 있다.

제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 상으로부터 제거한 후, 온도 조정 기구 (40) 에 의해 기판 (P) 의 온도 조정이 실시된다 (단계 S5). 기판 (P) 상에 잔류한 제 2 액체 (LQ2) 를 액체 제거 기구 (39) 를 사용하여 제거할 때, 제 2 액체 (LQ2) 의 기화열에 기인해서 기판 (P) 이 온도 변화하여, 원하는 온도에 대하여 다른 온도가 될 가능성이 있다. 따라서, 온도 조정 기구 (40) 는, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거할 때의 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 변화를 보상하기 위해, 기판 (P) 의 온도 조정을 실시한다. 또, 기판 (P) 의 온도 조정은, 기판 홀더 (PH) 의 온도, 및/또는 제 1 액체 (LQ) 의 온도와 거의 동일해지도록 실시된다. 기판 홀더 (PH) 와 거의 동일 온도가 되도록 기판 (P) 의 온도 조정을 실시함으로써, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 로드했을 때의 기판 (P) 의 온도 변화에 기인하는 기판 (P) 의 신축을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 액체 (LQ1) 와 거의 동일 온도가 되도록 기판 (P) 의 온도를 조정함에 따라서, 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 형성했을 때의 제 1 액체 (LQ1) 의 온도 변화나, 기판 (P) 의 온도 변화에 기인하는 기판 (P) 의 신축을 억제할 수 있다.

도 8 은 온도 조정 기구 (40) 를 나타내는 도면이다. 도 8 에 있어서, 온도 조정 기구 (40) 는, 기판 (P) 을 유지하는 홀더 (41) 와, 홀더 (41) 의 내부에 형성된 가열 장치 및 냉각 장치를 포함하는 온도 조정기 (42) 와, 홀더 (41) 에 유지된 기판 (P) 의 온도를 계측하는 온도 센서 (43) 와, 온도 센서 (43) 의 계측 결과에 기초하여, 기판 (P) 을 유지한 홀더 (41) 의 온도 조정을 온도 조정기 (42) 를 통해서 실시하는 온도 제어 장치 (44) 를 구비하고 있다. 홀더 (41) 에는, 침지 처리가 실시된 기판 (P) 이 제 2 반송계 (H2) 에 의해서 로드된다. 온도 조정 기구 (40) 의 온도 제어 장치 (44) 는, 홀더 (41) 에 기판 (P) 을 유지한 상태에서, 온도 센서 (43) 의 계측 결과에 기초하여 온도 조절기 (42) 를 통해서 홀더 (41) 의 온도 조정을 실시함으로써, 그 홀더 (41) 에 유지된 기판 (P) 을 원하는 온도로 조정할 수 있다.

또, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 온도 조정 기구 (40') 로서, 기판 (P) 을 수용 가능한 수용실 (45) 과, 수용실 (45) 내부의 온도 조정을 실시하는 온도 조정기 (46) 를 구비한 구성이어도 된다. 그리고, 원하는 온도로 조정된 수용실 (45) 의 내부에 기판 (P) 이 배치된다. 이와 같이, 원하는 온도로 조정된 분위기 중에 기판 (P) 을 배치하도록 해도 된다. 또는, 도 7 에 나타낸 바와 같은 분사 부재 (37, 38) 로부터 소정 온도로 조정된 기체를 기판 (P) 에 분사함으로써, 기판 (P) 의 온도 조정을 실시해도 된다.

또, 도 5 를 참조하여 설명한 침지 장치 (30) 의 홀더 (31) 에, 유지한 기판 (P) 의 온도를 조정할 수 있는 온도 조정 기능을 부여해도 된다. 그리고, 기판 (P) 상의 제 2 액체 (LQ2) 를 제거한 후, 침지 장치 (30) 의 홀더 (31) 를 사용하여 기판 (P) 의 온도 조정을 실시하도록 해도 된다. 또는, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거할 때의 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 변화를 고려하여, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거하기 전에, 침지 장치 (30) 의 홀더 (31) 를 사용하여 기판 (P) 의 온도 조정을 실시하도록 해도 된다. 이 경우, 침지 장치 (30) 에는, 사용하는 제 2 액체 (LQ2) 의 물성 및 제거 조건 등을 포함하는 제 2 액체 (LQ2) 에 관한 정보와, 그 제 2 액체 (LQ2) 를 제거했을 때의 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 변화와의 관계가 미리 기억되어 있다. 여기서, 상기 관계는 예를 들어 실험이나 시뮬레이션에 의해 미리 구할 수 있다. 침지 장치 (30) 는, 상기 기억되어 있는 관계와, 제 2 액체 (LQ2) 의 제거 처리를 실행했을 때의 제거 조건에 기초하여, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거할 때의 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 변화를 예측할 수 있다. 그리고, 침지 장치 (30) 는, 예측한 결과에 기초하여, 제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 상으로부터 제거하기 전에 기판 (P) 의 온도 조정을 실시해서, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거한 후의 기판 (P) 의 온도를 원하는 값으로 할 수 있다. 예를 들어, 침지 장치 (30) 는, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거할 때의 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 저하를 고려하여, 기판 (P) 의 온도를 원하는 값보다 높게 설정할 수 있다. 물론, 침지 장치 (30) 의 홀더 (31) 에 탑재하기 전에 기판 (P) 의 온도 조정을 실시하여, 침지 장치 (30) 에서 제 2 액체 (LQ2) 를 제거할 때의 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도를 보상하도록 해도 된다.

기판 (P) 의 온도 조정이 실시된 후, 제 2 반송계 (H2) 는 온도 조정 기구 (40) 로부터 기판 (P) 을 반출하고, 인터페이스부 (IF) 를 통해서 노광 장치 (EX-SYS) 의 제 1 반송계 (H1) 에 건네 준다. 제 1 반송계 (H1) 는, 기판 (P) 을 노광 장치 본체 (EX) 의 기판 홀더 (PH) 에 반송 (로드) 한다 (단계 S6).

노광 장치 (EX-SYS) 의 제어 장치 (CONT) 는, 액침 기구 (100) 를 사용하여, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 상태의 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 형성한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 상태의 기판 (P) 상에 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 노광광 (EL) 을 조사하여, 기판 (P) 을 액침 노광한다 (단계 S7).

도 10 은, 기판 스테이지 (PST) 의 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 액침 노광하고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 10 에 있어서, 기판 스테이지 (PST) 는 오목부 (96) 를 갖고 있고, 오목부 (96) 의 내측에 기판 (P) 을 유지하기 위한 기판 홀더 (PH) 가 형성되어 있다. 기판 홀더 (PH) 는, 기판 (P) 의 하면 (기재 (1) 의 하면 (1B)) 과 소정 거리만큼 떨어져 대향하는 바닥면 (80B) 을 갖는 베이스 부재 (80) 와, 베이스 부재 (80) 상에 형성되고, 기판 (P) 의 하면과 대향하는 상면 (81A) 을 갖는 둘레벽부 (81) 와, 둘레벽부 (81) 의 내측의 바닥면 (80B) 상에 형성된 지지부 (82) 를 구비하고 있다. 둘레벽부 (81) 는, 기판 (P) 의 형상에 맞추어 대략 원고리형으로 형성되어 있다. 둘레벽부 (81) 의 상면 (81A) 은, 기판 (P) 하면의 주연부에 대향하도록 형성되어 있다. 또한, 둘레벽부 (81) 의 상면 (81A) 은 평탄면으로 되어 있다. 기판 홀더 (PH) 의 지지부 (82) 는, 둘레벽부 (81) 의 내측에서 복수가 똑같이 형성되어 있다. 지지부 (82) 는 복수의 지지 핀을 포함하고, 기판 홀더 (PH) 는 이른바 핀 척 기구를 갖고 있다. 기판 홀더 (PH) 의 핀 척 기구는, 기판 홀더 (PH) 의 베이스 부재 (80) 와 둘레벽부 (81) 와 기판 (P) 으로 둘러싸인 공간 (83) 을 부압으로 하는 흡인구 (84) 를 갖는 흡인 기구를 구비하고 있고, 공간 (83) 을 부압으로 함으로써 기판 (P) 을 지지부 (82) 로 흡착 유지한다. 흡인구 (84) 는 베이스 부재 (80) 의 바닥면 (80B) 상에 복수가 똑같이 형성되어 있다. 또한, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 측면 (기재 (1) 의 측면 (1C)) 과, 그 기판 (P) 의 주위에 형성된 기판 스테이지 (PST) 의 오목부 (96) 의 내측면 (96A) 사이에는, 0.1∼1.0㎜ 정도의 거리를 갖는 갭 (A) 이 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 둘레벽부 (81) 의 상면 (81A) 은 평탄면으로 되어 있고, 그 상면 (81A) 은 불소계 수지 재료 등의 발액성 재료가 피복되어 발액성을 갖고 있다. 또한, 둘레벽부 (81) 의 상면 (81A) 과 기판 (P) 의 하면 사이에는 소정의 갭 (B) 이 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하기 전에, 단계 S3 에 있어서 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지하였기 때문에, 전술한 바와 같이, 제 2 액체 (LQ2) 로 침지 처리된 감광재 (2) 에 다시 제 1 액체 (LQ1) 를 접촉시킨 경우에 있어서도, 제 1 액체 (LQ1) 에 감광재 (2) 로부터 소정 물질 (PAG 등) 이 거의 용출되지 않는다.

또한, 감광재 (2) 의 제 1 영역 (2U) 에는 PAG 가 거의 존재하지 않지만, 도 11 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 감광재 (2) 에 조사된 노광광 (EL) 은, 제 1 영역 (2U) 를 통과하여 PAG 가 존재하는 제 2 영역 (2S) 에 도달할 수 있다.

기판 (P) 의 액침 노광이 종료된 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 제 1 액체 (LQ1) 의 공급을 정지함과 함께, 액체 회수 기구 (20) 의 구동을 계속하여, 기판 (P) 상 및 기판 스테이지 (PST) 상의 제 1 액체 (LQ1) 를 회수해서 제거한다. 이어서, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 반송계 (H1) 를 사용하여 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 반출 (언로드) 한다.

기판 홀더 (PH) 로부터 언로드된 노광 처리 완료된 기판 (P) 은, PEB (Post Exposure Bake) 로 불리는 열처리 (포스트베이크) 가 실시된다 (단계 S8). 화학 증폭형 레지스트에 있어서는, 노광광 (EL) 의 조사에 의해 PAG 로부터 산이 발생한다. 그리고, 노광광 (EL) 이 조사된 후의 화학 증폭형 레지스트에 대하여 포스트베이크를 실시함으로써, 노광광 (EL) 의 조사 영역 (마스크 (M) 의 패턴) 에 따른 영역에 알칼리 가용성이 발현된다. 기판 (P) 의 포스트베이크는, 예를 들어 도 8 이나 도 9 를 참조하여 설명한, 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (CD-SYS) 에 형성된 온도 조정 기구 (40) 를 사용하여 실시할 수 있다. 따라서, 노광 처리 완료된 기판 (P) 은, 제 1 반송계 (H1) 에 의해서 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드된 후, 인터페이스부 (IF) 를 통해서 제 2 반송계 (H2) 에 건네진다. 제 2 반송계 (H2) 는, 기판 (P) 을 온도 조정 기구 (40) 의 홀더부 (41) 에 로드한다. 온도 조정 기구 (40) 는, 홀더부 (41) 에 로드된 기판 (P) 에 대하여 포스트베이크를 실시한다. 또, 본 실시형태에서는, 액체 제거 기구에 의한 액체 제거를 실시한 후의 기판 (P) 의 온도 조정과 기판 (P) 노광 후의 포스트베이크 처리의 양쪽을 온도 조정 기구 (40) 에 의해 실시하도록 하고 있지만, 각각 별도의 온도 조정 기구로 해도 됨은 물론이다.

도 12 는, 포스트베이크 (PEB) 가 실시되고 있는 감광재 (2) 의 거동을 모식적으로 나타낸 도면이다. 단계 S3 에서 실시한 침지 처리에 의해 감광재 (2) 의 제 1 영역 (2U) 에는 PAG 가 거의 존재하지 않기 때문에, 감광재 (2) 에 노광광 (EL) 을 조사한 후, 감광재 (2) 의 제 1 영역 (2U) 에서는 PAG 에 기인하는 산은 거의 발생하지 않는다. 한편, 감광재 (2) 의 제 2 영역 (2S) 에는 PAG 가 충분히 존재하기 때문에, 노광광 (EL) 의 조사에 의해, 제 2 영역 (2S) 에서는 PAG 로부터 산이 충분히 발생한다. 이러한 상태의 감광재 (2) 를 포함하는 기판 (P) 에 대하여 포스트베이크를 실시하면, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 제 2 영역 (2S) 에 있는 산이 제 1 영역 (2U) 으로 확산하는 현상이 발생한다. 즉, 노광 후에 있어서는, 제 1 영역 (2U) 에는 산이 거의 존재하지 않지만, 포스트베이크를 실시함으로써, 제 1 영역 (2U) 에는 제 2 영역 (2S) 에 존재하는 산이 보충된다. 그리고, 제 1 영역 (2U) 에 산이 보충된 상태로 포스트베이크를 추가로 계속함으로써, 감광재 (2) 중, 노광광 (EL) 의 조사 영역 (마스크 (M) 의 패턴) 에 따른 영역에 알칼리 가용성을 발현시킬 수 있다.

그리고, 포스트베이크가 실시된 기판 (P) 은, 제 2 반송계 (H2) 에 의해서 코터ㆍ디벨롭퍼 본체 (C/D) 에 반송되어, 현상 처리가 실시된다 (단계 S9).

이상 설명한 바와 같이, 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하기 전에 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지함으로써, 기판 (P) 의 액침 노광 중에 있어서는, 액침 영역 (LR) 의 제 1 액체 (LQ1) 중으로 PAG 등의 소정 물질이 용출되는 것을 억제할 수 있다. 제 1 액체 (LQ1) 중으로 PAG 등의 소정 물질이 용출되어 제 1 액체 (LQ1) 가 오염되고, 그 오염된 제 1 액체 (LQ1) 가 건조되면, 기판 (P) 상에 상기 소정 물질에 기인하는 부착 자국 (워터 마크) 이 형성될 우려가 있다. 그러나, 액침 영역 (LR) 의 제 1 액체 (LQ1) 중에는 기판 (P) 으로부터의 소정 물질이 거의 용출되지 않기 때문에, 기판 (P) 상에 잔류한 제 1 액체 (LQ1) 가 건조되어도 기판 (P) 상에 부착 자국이 형성되는 문제의 발생을 억제할 수 있다.

그리고, 감광재 (2) 를 포함하는 기판 (P) 상에 부착 자국이 형성되는 문제가 방지되기 때문에, 현상 처리한 경우에 있어서도, 패턴 결함의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

또한, 액침 영역 (LR) 의 제 1 액체 (LQ1) 의 오염이 방지되어 있기 때문에, 그 제 1 액체 (LQ1) 에 접촉하는 노즐 부재 (70), 제 1 광학 소자 (LS1), 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97), 기판 홀더 (PH), 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 에 형성되어 있는 광계측부 등의 오염도 방지할 수 있어, 높은 정밀도로 노광 처리 및 계측 처리를 실시할 수 있다.

또한, 단계 S3 에 있어서, 기판 (P) 을 침지한 제 2 액체 (LQ2) 중에는 PAG 등의 소정 물질이 용출되어 있어, 제 2 액체 (LQ2) 가 그 소정 물질에 의해서 오염되지만, 단계 S4 에 있어서 제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 으로부터 제거하고 있기 때문에, 기판 (P) 상에서의 이물질 (부착물) 의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 청정한 제 2 액체 (LQ2) 에 의해서 오염된 제 2 액체 (LQ2) 를 씻어 낸 후에 기판 (P) 의 액체 제거를 실시하도록 하면, 가령 제 2 액체 (LQ2) 의 물방울 등이 기판 (P) 상에 잔류했다고 해도 제 2 액체 (LQ2) 중의 오염 물질 (용출 물질) 의 농도가 저하되어 있기 때문에, 그 잔류하는 제 2 액체 (LQ2) 가 건조되더라도, 기판 (P) 상에서의 이물질 (부착물) 의 발생을 억제할 수 있다.

본 실시형태에서는, 침지 장치 (30) 는 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 에 형성된 구성이지만, 물론, 노광 장치 (EX-SYS) 에 형성되어도 된다. 예를 들어, 침지 장치 (30) 를, 노광 장치 (EX-SYS) 를 구성하는 제 1 반송계 (H1) 의 반송 경로의 도중에 형성해도 된다. 이것에 의해, 노광 장치 (EX-SYS) 에 있어서, 액침 노광 처리 전의 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 로 침지시킬 수 있다. 또는, 침지 장치 (30) 를 인터페이스부 (IF) 에 형성해도 된다. 또, 온도 조정 기구 (40) 를 노광 장치 (EX-SYS) 에 형성할 수도 있다. 이것에 의해, 노광 장치 (EX-SYS) 에 있어서, 제 2 액체 (LQ2) 를 제거할 때의 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 변화를 보상하기 위해서, 온도 조정 기구 (40) 를 사용하여 기판 (P) 의 온도 조정을 실시할 수 있다. 온도 조정 기구 (40) 도 침지 장치 (30) 와 마찬가지로 제 1 반송계 (H1) 의 반송 경로 도중에 형성할 수 있다. 물론, 온도 조정 기구 (40) 를 인터페이스부 (IF) 에 형성할 수도 있다.

또, 온도 조정 기구 (40) 는, 침지 장치 (30) (액체 제거 기구) 의 근처에 설치되어 있는 것이 바람직하지만, 침지 장치 (30) 를 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 에 배치하고, 온도 조정 기구 (40) 를 노광 장치 (EX-SYS) 에 배치하도록 해도 된다.

또한, 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 변화를 보상할 필요는 없는 경우나, 기화열에 기인하는 기판 (P) 의 온도 변화가 허용할 수 있을 정도로 작은 경우에는 침지 처리 후의 온도 조정을 생략할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 침지 장치 (30) 는, 반송계 (H: H1, H2) 의 반송 경로의 도중에 형성되어 있고, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 유지하기 전에 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 에 침지시키고 있지만, 액침 기구 (100) 에 침지 장치로서의 기능을 부여하여, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 유지한 후, 기판 (P) 을 제 1 액체 (LQ1) 로 침지하도록 해도 된다. 즉, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 로드하여 유지한 후, 기판 (P) 의 액침 노광을 시작하기 전에 노즐 부재 (70) 의 공급구 (12) 로부터 제 1 액체 (LQ1) 를 기판 (P) 상에 공급하고, 그 공급된 제 1 액체 (LQ1) 에 의해서 기판 (P) 을 침지하는 공정을 두어도 된다. 제어 장치 (CONT) 는, 노즐 부재 (70) 의 공급구 (12) 및 회수구 (22) 를 통해서 제 1 액체 (LQ1) 의 공급 및 회수를 실시하면서, 노즐 부재 (70) 에 대하여 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 XY 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 상면의 넓은 영역을 제 1 액체 (LQ1) 로 침지시킬 수 있다. 그리고, 침지 처리가 종료된 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 제 1 액체 (LQ1) 를 기판 (P) 상에서 회수 (제거) 하고, 제 1 액체 (LQ1) 의 제거가 완료된 후, 액침 기구 (100) 를 사용하여, 다시 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 기판 (P) 상에 형성하고, 그 제 1 액체 (LQ1) 를 통해서 기판 (P) 을 노광한다. 이러한 구성으로 함으로써, 반송계 (H) 의 반송 경로 도중에 침지 장치 (30) 를 형성하지 않고서, 기판 (P) 의 침지 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 장치 구성의 간략화 및 장치 비용의 저감을 도모할 수 있다.

또, 액침 기구 (100) 를 사용한 침지 처리를 하는 경우에도 기판 (P) 에 관한 정보에 기초하여 침지 조건을 최적으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 액침 기구 (100) 를 사용하여 침지 처리를 실시하는 경우에는, 제 1 광학 소자 (LS1) 등에 악영향을 주지 않도록 침지 조건을 설정해야 한다. 예를 들어, 액침 기구 (100) 를 사용하여 기판 (P) 의 침지 처리를 실시할 때에는, 액침 기구 (100) 에 의한 제 1 액체 (LQ1) 의 단위 시간당 공급량 및 회수량을, 액침 노광시에 있어서의 제 1 액체 (LQ1) 의 단위 시간당 공급량 및 회수량보다 많게 하면 된다. 이것에 의해, 침지 처리시에 있어서의 제 1 액체 (LQ1) 의 기판 (P) 상에서의 유속을 액침 노광시에 있어서의 제 1 액체 (LQ1) 의 기판 (P) 상에서의 유속보다 빠르게 할 수 있다. 따라서, 침지 처리시에 있어서, 제 1 액체 (LQ1) 중에 용출된 오염 물질을 회수구 (22) 로부터 빠르게 회수할 수 있어, 기판 (P) 상이나 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 이나 제 1 광학 소자 (LS1) 등에, 기판 (P) 으로부터 용출된 소정 물질에 기인하여 이물질이 부착하는 것을 방지할 수 있다.

또, 상기 서술한 동작에 있어서는, 액침 기구 (100) 를 사용한 침지 처리 후에, 액침 영역 (LR) 을 형성하고 있는 제 1 액체 (LQ1) 를 모두 회수하고, 다시 제 1 액체 (LQ1) 로 액침 영역 (LR) 을 형성하도록 하고 있지만, 액침 영역 (LR) 을 형성한 채로 (예를 들어, 액체의 공급과 회수를 계속하면서) 침지 처리 (침지 공정) 에 이어서 액침 노광 처리 (노광 공정) 를 실시하도록 해도 된다. 이 경우에는, 기판이 제 1 액체에 침지되어 있는 시간을 관리하여, 소정 물질의 용출이 끝난 시간 경과 후에 노광을 개시하면 된다. 즉, 기판 (P) 상에 액체를 공급하고, 기판 (P) 으로부터 소정 물질이 용출되기에 충분한 시간이 경과된 후에, 액침 노광을 개시하는 것에 의해서도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 단, 액체 중에는 용출된 소정 물질이 함유되어 있기 때문에, 액침 영역을 유지하면서, 액체의 정화 또는 회수 동작을 실시하는 것이 바람직하다.

이 실시형태에 있어서, 액체 회수 기구 (20) 에 의해 회수된 적어도 일부의 제 1 액체 (LQ1) (및/또는 제 2 액체 (LQ2)) 를 액체 공급 기구 (10) 로 되돌려도 된다. 또는, 액체 회수 기구 (20) 에 의해 회수된 제 1 액체 (LQ1) (또는 제 2 액체 (LQ2)) 를 모두 폐기하고, 새로운 청정한 제 1 액체 (LQ1) (및/또는 제 2 액체 (LQ2)) 를 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급하도록 해도 된다. 또, 노즐 부재 (70) 등의 액침 기구 (100) 의 구조는 상기 서술한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어, 유럽 특허공개 제 1420298 호, 국제공개 제 2004/055803 호, 국제공개 제 2004/057589 호, 국제공개 제 2004/057590 호, 국제공개 제 2005/029559 호에 기재되어 있는 것도 사용할 수 있다.

또한, 액침 기구 (100) 를 사용하여 침지 처리를 실시하는 경우에도, 제 1 액체 (LQ1) 와는 별도의 제 2 액체 (LQ2) 를 사용할 수 있다.

또, 제 1 실시형태에 있어서, 침지 처리를 실시한 기판 (P) 의 액침 노광 후에, 기판 홀더 (PH) 로부터 반출된 기판 (P) 상에 잔류한 액체를 제거하는 액체 제거 기구를 배치함으로써, 기판 (P) 상에서의 이물질 (부착물) 의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 기판 (P) 의 표면과 이면에 기체를 분사하여 액체를 제거하는 기구를 배치할 수 있다. 이 경우, 기체의 분사구 (37A, 38A) 를 기판 (P) 의 주변 부근에 배치하여, 기판 (P) 의 회전에 의해서 기판 (P) 의 주연 부근에 잔류한 액체만을 제거하도록 해도 된다. 이 경우, 기판 (P) 의 액침 노광 후에, 기판 홀더 (PH) 로부터 반출된 기판 (P) 상에 잔류한 액체를 검출하는 검출 장치를 배치하여, 기판 (P) 상의 액체가 검출된 경우에, 상기 서술한 액체 제거 기구를 사용해서 기판 (P) 에 대한 액체 제거 동작을 실행하도록 해도 된다. 또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 노광 공정 전에 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ) 로 침지하여, 기판 (P) 으로부터 소정 물질을 제 2 액체 (LQ2) 중으로 거의 모두 용출시키도록 하고 있지만, 제 1 액체 (LQ1) 에 대한 소정 물질의 용출량이 소량이라면 허용되는 경우에서는, 기판 (P) 으로부터 소정 물질을 제 2 액체 (LQ2) 중으로 거의 모두 용출시키지 않아도 된다.

<제 2 실시형태>

다음으로, 제 2 실시형태에 관해서 도 13 의 플로우차트도를 참조하면서 설명한다. 여기서, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하거나 또는 동등한 구성 부분에 관해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다.

제 2 실시형태의 특징적인 부분은, 액침 노광 종료 후의 기판 (P) 에 대하여 세정 처리를 실시하는 점에 있다. 이하의 설명에 있어서는, 기판 (P) 을 액침 노광하기 전에 기판 (P) 에 대하여 침지 처리가 실시되어 있지 않은 것으로서 설명하지만, 물론, 침지 처리가 실시된 기판 (P) 을 액침 노광한 후, 이하에 서술하는 세정 처리를 실시해도 된다. 즉, 이 실시형태의 노광 장치 및 노광 방법에서는, 침지 장치 및 침지 공정은 필수적이지 않다.

상기 서술한 실시형태와 마찬가지로, 기판 홀더 (PH) 에 기판 (P) 을 유지한 상태에서, 그 기판 (P) 에 대하여 액침 노광 처리가 실시된다 (단계 S7).

액침 노광 처리가 종료된 후, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 유지한 채로, 기판 (P) 을 세정하는 세정 처리가 실시된다 (단계 S7.1). 제어 장치 (CONT) 는, 액침 기구 (100) 에 의한 제 1 액체 (LQ1) 의 공급 및 회수를 실시하면서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 제 1 액체 (LQ1) 를 유지한 채로, 노즐 부재 (70) 에 대하여 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 상대적으로 이동시켜, 기판 (P) 을 제 1 액체 (LQ1) 를 사용하여 세정한다.

기판 (P) 의 액침 노광 중에 있어서, 기판 (P), 특히 그 감광재로부터 액침 영역 (LR) 의 제 1 액체 (LQ1) 중에 소정 물질이 용출되고, 그 제 1 액체 (LQ1) 중에 용출된 소정 물질 (용출물) 에 기인하여 기판 (P) 상에 이물질이 부착될 우려가 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 액침 영역 (LR) 을 형성하는 제 1 액체 (LQ1) 에 접촉한 후의 기판 (P) 을 제 1 액체 (LQ1) 로 세정함으로써, 기판 (P) 으로부터 제 1 액체 (LQ1) 중으로 용출된 용출물에 기인하여 기판 (P) 상에 부착된 이물질을 소형화 (분해, 미립화, 미소화) 또는 제거할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 상에 부착 자국이 형성되는 문제를 방지할 수 있다. 또, 제 1 액체 (LQ1) 중에 용출된 소정 물질 (용출물) 에 기인하여 기판 (P) 상에 부착된 이물질이란, 제 1 실시형태에서 서술한 PAG 나 아민계 물질과 같은 감광재의 성분을 함유한 「소정 물질」 자체 및 그와 같은 「소정 물질」이 변질, 결합하거나, 또는 분해되어 생성된 물질을 의미한다. 그와 같은 물질은, 적외선 분광 분석이나 TOF-SIMS 분석 등의 분석 방법에 의해, PAG 나 아민계 물질 자체 또는 그들 화합물의 특유의 관능기 등을 검출하여 동정할 수 있다.

도 14 는, 기판 (P) 을 세정하고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 14 의 화살표 y1, y2 로 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 노즐 부재 (70) 와 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 을 XY 방향으로 상대적으로 이동시키면서, 노즐 부재 (70) 의 공급구 (12) 로부터 제 1 액체 (LQ1) 를 공급함과 함께, 회수구 (22) 로부터 제 1 액체 (LQ1) 를 회수한다. 이렇게 함으로써, 기판 (P) 의 상면의 거의 전역을 양호하게 세정할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 기판 (P) 의 주연부 (1As) 에 있어서는 기재 (1) 가 노출되어 있기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 노즐 부재 (70) 의 공급구 (12) 로부터 공급되는 제 1 액체 (LQ1) 를 사용하여, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 주연부 (1As) 를 중점적으로 세정한다.

도 15 는, 기판 (P) 의 주연부 (1As) 를 세정하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다. 기판 (P) 의 주연부 (1As) 를 제 1 액체 (LQ1) 를 사용하여 세정할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 의 주연부 (1As) 상에 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 형성한다. 그리고, 노즐 부재 (70) 와 기판 스테이지 (PST) 를 상대적으로 이동시켜, 도 14 의 화살표 y3 으로 나타내는 바와 같이, 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을, 대략 원고리형으로 형성된 주연부 (1As) (갭 (A)) 를 따라서 이동시킨다. 또, 화살표 y3 을 따른 액침 영역 (LR) 의 이동은, 1 회 (1 바퀴) 에 한정되지 않고, 임의의 복수 회 (복수 바퀴) 실행할 수 있다.

기재 (1) 는, 감광재 (2) 에 비하여, 제 1 액체 (LQ1) 에 대하여 친액성을 갖는 경우가 많기 때문에, 액침 노광을 위해 사용한 제 1 액체 (LQ1) 가, 기재 (1) 의 노출부인 주연부 (1As) 또는 측면 (1C) 에 잔류할 가능성이 높아진다. 또한, 주연부 (1As) 에 잔류한 제 1 액체 (LQ1) 가 건조되어 기재 (1) 의 주연부 (1As) 에 이물질이 부착되거나, 부착 자국이 형성될 가능성이 높아진다. 그래서, 액침 노광 후에 있어서 기재 (1) 의 주연부 (1As) 를 중점적으로 세정함으로써, 기판 (P) 의 주연부 (1As) 에 이물질이 부착되는 문제를 방지할 수 있고, 나아가서는 부착 자국이 형성되는 문제를 방지할 수 있다. 또는, 주연부 (1As) 에 이물질이 부착되더라도, 그 이물질을 소형화 또는 제거할 수 있다. 또한, 본 실시형태와 같이, 제 1 액체 (LQ1) 의 액침 영역 (LR) 을 갭 (A) 을 따라서 이동시킴으로써, 기판 (P) 의 측면 (기재 (1) 의 측면 (1C)) 에 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 가령 이물질이 부착되어 있더라도, 그 부착된 이물질도 소형화 또는 제거할 수 있다.

그리고, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 의해 유지한 상태에서의 세정 처리를 소정 시간 실시한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 세정 처리를 위해 사용한 제 1 액체 (LQ1) 를 회수하고, 제거한다 (단계 S7.2). 이어서, 제어 장치 (CONT) 는, 그 세정 처리가 실시된 기판 (P) 을 제 1 반송계 (H1) 를 사용하여 언로드한다. 기판 홀더 (PH) 상에서 기판 (P) 의 세정 처리가 실시되고 있기 때문에, 기판 (P) 을 언로드할 때의 제 1 반송계 (H1) 의 오염이 억제된다. 그리고, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지로, 기판 (P) 에 대하여 포스트베이크 (단계 S8) 및 현상 처리 (단계 S9) 가 실시된다.

이상과 같이 해서, 노광 처리가 실시된 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 반출하기 전에, 기판 홀더 (PH) 에 유지한 상태에서, 노즐 부재 (70) 의 공급구 (12) 로부터 공급된 제 1 액체 (LQ1) 를 사용하여 기판 (P) 에 대한 세정 처리가 실시된다. 따라서, 기판 (P) 에 부착된 이물질 (부착물) 을 제거 또는 소형화할 수 있다. 또한, 세정 처리 후에 제 1 액체 (LQ1) 의 물방울 등이 기판 (P) 상에 잔류하였다고 해도, 세정 처리에 의해, 그 기판 (P) 상에 잔류하고 있는 제 1 액체 (LQ1) 중의 오염 물질 (용출 물질) 의 농도가 저하되어 있기 때문에, 그 잔류하는 제 1 액체 (LQ1) 가 건조되더라도, 기판 (P) 상에서의 이물질 (부착물) 의 발생을 방지 (제어) 할 수 있다. 따라서, 반송계 (H) 의 오염이 방지될 뿐만 아니라, 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (CD-SYS) 에서 현상 처리를 실시하더라도, 패턴 결함의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 로부터 기판 수납 용기로 기판 (P) 을 반출하는 경우에도, 기판 수납 용기의 오염을 방지할 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 주연부분을 중점적으로 세정하도록 하고 있기 때문에, 기판 (P) 의 주연부를 지지하는 반송계나 기판 수납 용기의 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 제 2 실시형태에서의 세정 처리를 제 1 액체 (LQ1) 와는 다른 제 2 액체 (LQ2) 를 사용해도 된다. 이 경우, 제 1 액체 (LQ1) 를 사용한 액침 노광 처리 후에, 제 1 액체 (LQ1) 를 회수하고, 다시 액침 기구 (100) 를 사용하여 제 2 액체 (LQ2) 의 공급 및 회수를 실시하도록 하면 된다. 또, 제 2 액체 (LQ2) 는 세정 작용을 갖는 성분을 함유하는 액을 사용할 수 있고, 제 1 액체와 동종의 액체에 세정 작용을 세정 작용을 갖는 성분, 예를 들어, 계면 활성제, 수용성 유기용제 등을 포함시켜 제 2 액체를 제조해도 된다.

<제 3 실시형태>

다음으로, 제 3 실시형태에 관해서 설명한다. 제 3 실시형태의 특징적인 부분은, 액침 노광 완료된 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드한 후, 그 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 로 세정하는 점에 있다. 본 실시형태에서도, 세정 처리를 위한 제 2 액체 (LQ2) 와 액침 노광 처리를 위한 제 1 액체 (LQ1) 는 동일하다.

도 16 은, 기판 홀더 (PH) 로부터 반출된 후의 기판 (P) 을 세정하는 세정 장치 (50) 를 나타내는 모식도이다. 세정 장치 (50) 는 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 의 제 2 반송계 (H2) 의 도중에 형성되어 있고, 기판 (P) 의 상면 및 기판 (P) 의 하면 (기재 (1) 의 하면 (1B)) 을 세정 가능하다.

세정 장치 (50) 는, 기판 (P) 의 상방에 배치되고, 제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 의 상면에 공급하는 공급구 (51A) 를 갖는 제 1 공급 부재 (51) 와, 기판 (P) 의 하방에 배치되고, 제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 의 하면에 공급하는 공급구 (52A) 를 갖는 제 2 공급 부재 (52) 를 구비하고 있다. 기판 (P) 은 도시를 생략한 홀더부에 유지되어 있고, 제 1, 제 2 공급 부재 (51, 52) 와 기판 (P) 은 상대적으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 제 1, 제 2 공급 부재 (51, 52) 와 기판 (P) 을 상대적으로 이동시키면서, 제 1, 제 2 공급 부재 (51, 52) 로부터 제 2 액체 (LQ2) 를 기판 (P) 에 공급함으로써, 기판 (P) 의 상면 (주연부를 포함한다), 하면, 및 측면을 제 2 액체 (LQ2) 로 세정할 수 있다. 또한, 기판 (P) 을 회전시키면서, 제 2 액체 (LQ2) 를 공급함으로써, 기판 (P) 을 세정하도록 해도 된다.

또한, 세정 처리 후의 기판 (P) 에 대하여, 예를 들어 도 7 에 나타낸 분사 부재 (37, 38) 로부터 기판 (P) 에 기체를 분사함으로써, 기판 (P) 에 부착되어 있는 제 2 액체 (LQ2) 를 제거할 수 있다. 또한, 기판 (P) 을 세정할 때에, 제 2 액체 (LQ2) 의 공급과, 기체의 공급을 병행하여 실시해도 된다.

이상과 같이 해서, 노광 처리가 실시된 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 언로드한 후에, 세정 장치 (50) 의 공급 부재 (51, 52) 로부터 공급된 제 2 액체 (LQ2) 를 사용하여 기판 (P) 을 세정할 수도 있다. 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 에 유지한 상태로 기판 (P) 을 액침 노광한 경우 등에 있어서, 갭 (A) 및 갭 (B) (도 10 참조) 을 통해서 기판 (P) 의 하면측으로 액체가 침입하면, 기판 (P) 의 측면이나 하면에 이물질이 부착되거나, 제 1 액체 (LQ1) 의 부착 자국이 형성될 우려가 있다. 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 측면이나 하면도 양호하게 세정할 수 있기 때문에, 기판 (P) 의 측면이나 하면에 이물질이 부착되어 있더라도, 그 이물질을 소형화 또는 제거할 수 있다. 따라서, 세정 처리 후에 있어서, 기판 (P) 의 반송계나 기판 (P) 을 포스트베이크 (PEB) 하기 때문에 온도 조정 기구의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 그 세정 처리 후에 현상 처리를 실시함으로써, 패턴 결함의 발생을 방지할 수도 있다.

또, 제 3 실시형태에서도, 제 2 액체 (LQ2) 로는, 제 1 액체 (LQ1) 와 다른 액체를 사용할 수 있다. 특히, 제 3 실시형태에 있어서, 기판 (P) 의 측면 (주연부 (1As)) 이나 이면 (하면) 등 감광재 (2) 에 영향을 주지 않는 부분만을 세정하는 경우에는, 시너 등의 유기용제를 제 2 액체 (LQ2) 로서 사용할 수 있기 때문에, 기판 (P) 의 측면이나 이면의 부착물 (이물질) 을 효과적으로 제거하거나, 소직경화할 수 있다.

또한, 제 3 실시형태에서도, 제 1 실시형태에서 설명한 침지 처리를 병용할 수 있다.

또 본 실시형태에서는, 세정 장치 (50) 는 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 (C/D-SYS) 에 형성된 구성이지만, 물론, 노광 장치 (EX-SYS) 에 형성되어도 된다. 예를 들어, 세정 장치 (50) 를, 노광 장치 (EX-SYS) 를 구성하는 제 1 반송계 (H1) 의 반송 경로 도중에 형성해도 된다. 이것에 의해, 노광 장치 (EX-SYS) 에 있어서, 액침 노광 처리 후의 기판 (P) 을 제 2 액체 (LQ2) 로 세정할 수 있다. 또는, 세정 장치 (50) 를 인터페이스부 (IF) 에 형성해도 된다.

또, 상기 서술한 제 2 실시형태 및 제 3 실시형태에서는, 액침 노광 후의 기판 (P) 을 세정하는 경우에 대해서 서술하고 있지만, 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 에 있어서 노광 처리 등의 원하는 처리가 완료되기 전에, 제 1 액체 (LQ1) 에 접촉한 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 로부터 반출시키지 않으면 안되는 에러가 발생하는 경우도 있다. 그와 같은 경우에도, 제 2 실시형태 및 제 3 실시형태에서 설명한 세정 처리를 실행할 수 있다.

또한, 액침 노광 후의 기판 (P) 표면의 이물질 (액체, 및/또는 액체의 부착 자국을 포함한다) 을 검출하는 검출 장치를 형성하여, 기판 (P) 표면의 허용할 수 없는 이물질이 검출된 경우에만 세정 장치 (50) 를 사용하여 기판 (P) 의 세정을 실시하도록 해도 된다. 또, 제 2 및 제 3 실시형태에 있어서, 세정 처리의 조건은 감광재 (2) 의 종류 등 상기 서술한 기판 (P) 에 관한 정보에 기초하여 설정할 수 있다.

<제 4 실시형태>

다음으로, 제 4 실시형태에 관해서 도 17 및 도 18 을 참조하면서 설명한다. 제 4 실시형태의 특징적인 부분은, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 노광되는 기판 (P) 표면에 감광재 (2) 를 덮는 박막 (3) 이 형성되어 있는 점에 있다. 이 박막 (3) 으로는, 반사 방지막 (top ARC) 이나, 톱코트막 (보호막) 등이 있다. 또한, 박막 (3) 은, 감광재 (2) 상에 형성된 반사 방지막을 덮고 있는 톱코트막인 경우도 있다. 톱코트막은 액체로부터 감광재 (2) 를 보호하는 것으로서, 예를 들어 불소계의 발액성 재료로 형성되어 있다.

도 18 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 박막 (3) 을 형성함으로써, 기판 (P) 이 액체에 접촉하더라도, 감광재 (2) 로부터 액체에 대하여 소정 물질 (PAG 등) 이 용출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 감광재 (2) 에 박막 (3) 이 피복되어 있는 경우에는, 제 1 실시형태에서 설명한 침지 처리를 실시할 때의 침지 조건을, 감광재 (2) 에 박막 (3) 이 피복되어 있지 않은 경우에 대하여 변경할 수 있다. 즉, 박막 (3) 의 유무를 기판 (P) 에 관한 정보로서 박막 (3) 의 정보에 따라서, 상기 서술한 침지 장치 (30) 나 액침 기구 (100) 를 사용한 침지 처리의 침지 조건을 설정할 수 있다. 구체적으로는, 박막 (3) 의 유무에 따라서, 침지 조건 중 예를 들어 침지 시간을 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 박막 (3) 이 있는 경우에는 감광재 (2) 로부터 액체에 대하여 소정 물질은 거의 용출되지 않기 때문에, 침지 시간을 짧게 하거나, 또는 침지 처리 자체를 생략할 수 있다.

또한, 박막 (3) 이 있는 경우, 감광재 (2) 로부터 액체로의 소정 물질의 용출이 억제되어 있기 때문에, 기판 (P) 에 대한 이물질의 부착이나 부착 자국의 형성을 억제할 수 있다. 따라서, 박막 (3) 의 유무에 따라서, 제 2 및 제 3 실시형태에서 설명한 세정 처리의 세정 조건을 적절히 설정하도록 해도 된다. 예를 들어, 박막 (3) 이 있는 경우에는, 세정 시간을 짧게 하거나, 세정 처리 자체를 생략할 수 있다.

또, 박막 (3) 을 구성하는 물질에 따라서는, 감광재 (2) 의 소정 물질이 박막 (3) 을 통해서 액체 중으로 용출되거나, 박막 (3) 을 형성하는 재료의 물질이 액체 중에 용출될 가능성도 있다. 따라서, 침지 처리나 세정 처리시에는, 기판 (P) 에 관한 정보로서 감광재 (2) 상의 박막 (3) 의 유무뿐만 아니라, 박막 (3) 의 재료 (물질) 등의 정보도 고려하는 것이 바람직하다.

또, 제 1 실시형태에 있어서, 감광재 (2) 상에 박막 (3: top ARC, 보호막) 을 형성하는 경우에는, 침지 장치 (30) 를 박막 (3) 의 도포 (형성) 장치와 겸용해도 된다.

또한, 제 1 액체 및 제 2 액체 (LQ1, LQ2) 로는 동일한 재질 (물) 로서, 성질 또는 성분 (수질) 이 상이한 것이어도 된다. 여기서, 액체의 성질 또는 성분의 항목으로는, 액체의 비저항치, 액체 중의 전유기체 탄소 (TOC: total organic carbon), 액체 중에 함유되는 미립자 (particle) 또는 기포 (bubble) 를 포함하는 이물질, 용존 산소 (DO: dissolved oxygen) 및 용존 질소 (DN: dissolved nitrogen) 를 함유하는 용존 기체, 금속 이온 함유량, 및 액체 중의 실리카 농도, 생균 등을 들 수 있다. 예를 들어, 액침 노광을 위한 제 1 액체 (LQ1) 는 충분한 청정도가 필요하지만, 침지 처리를 위한 제 2 액체 (LQ2) 는 제 1 액체 (LQ1) 에 비하여 낮은 청정도여도 된다. 제 1 액체 및 제 2 액체 (LQ1, LQ2) 로서 여러 가지 유체, 예를 들어, 초임계 유체를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 제 1 액체 및 제 2 액체 (LQ1, LQ2) 로는 동일한 재질 (물) 로서, 온도가 다른 것이어도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에 있어서, 액침 노광 종료 후 (단계 S7) 에서 포스트베이크 시작 (단계 S8) 까지의 시간이 미리 정해진 소정 시간 이내로 수렴되 도록, 세정 처리 시간 (단계 S7.1) 을 설정하는 것이 바람직하다. 제 1 챔버 장치 (CH1) 내부의 분위기 중에 암모니아 등의 염기성 물질이 존재하고 있으면, 감광재 (2) 표면에 흡착되고, 산과 중화 반응을 일으켜, 산의 실활 현상이 생길 우려가 있다. 따라서, 중화 반응이 촉진되기 전에, 포스트베이크를 실시하는 것이 바람직하다. 따라서, 액침 노광 종료 후에서 포스트베이크 시작까지의 시간을 고려하여 세정 처리 시간을 설정함으로써, 중화 반응이 촉진되기 전에 포스트베이크를 실행할 수 있다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는 감광재 (2) 로서 화학 증폭형 레지스트를 사용한 경우를 예로 들어 설명하였지만, PAG 를 함유하지 않은 예를 들어 노볼락 수지계 레지스트여도 된다. 그 경우에 있어서도, 침지 처리를 실시함으로써 감광재 상의 이물질을 미리 제거한 후, 액침 노광 처리를 실시할 수 있다. 또한, 액침 노광 처리 후에 있어서 세정 처리를 실시함으로써, 부착 자국의 형성을 방지할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는 설명을 간단히 하기 위해, 기재 (1) 에 감광재 (2) 가 도포되어 있는 경우에 대해서 설명하였지만, 이미 몇 가지 노광 공정을 거쳐 기재 (1) 상에 패턴층이 형성되어 있는 경우에도, 전술한 바와 같은 침지 처리나 세정 처리를 실시할 수 있다. 이 경우, 패턴층을 형성하는 재료의 액체 중으로의 용출을 고려해도 된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에서의 액체 (제 1 액체) 는 순수이다. 순수는 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트나 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없다는 이점이 있다. 또한, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면 및 투영 광학계 (PL) 의 선단면에 배치되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한 공장 등에서 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 가지도록 해도 된다.

그리고, 파장이 193㎚ 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 n 은 대략 1.44 정도로 알려져 있어, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 사용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134㎚ 로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또, 초점 심도는 공기 중과 비교하여 약 n 배, 즉 약 1.44 배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점 심도를 확보할 수만 있으면 되는 경우에는 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다.

또, 상기 서술한 바와 같이 액침법을 사용한 경우에는, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 0.9∼1.3 이 되는 경우도 있다. 이렇게 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 커지는 경우에는, 종래부터 노광광으로서 사용되고 있는 랜덤 편광광에서는 편광 효과에 의해 결상 성능이 악화되는 경우도 있기 때문에 편광 조명을 사용하는 것이 바람직하다. 그 경우, 마스크 (레티클) 의 라인 앤드 스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이 방향에 매칭시킨 직선 편광 조명을 실시하여, 마스크 (레티클) 의 패턴으로부터는 S 편광 성분 (TE 편광 성분), 즉 라인 패턴의 길이 방향을 따른 편광 방향 성분의 회절광이 많이 사출되도록 하면 된다. 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트 사이가 액체로 채워져 있는 경우, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트 사이가 공기 (기체) 로 채워져 있는 경우와 비교하여, 콘트라스트의 향상에 기여하는 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광의 레지스트 표면에서의 투과율이 높아지기 때문에, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 1.0 을 초과하는 경우라도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 또한, 위상 시프트 마스크나 일본 공개특허공보 평 6-188169 호에 개시되어 있는 라인 패턴의 길이 방향에 매칭시킨 사입사 조명법 (특히 다이폴 조명법) 등을 적절히 조합하면 더욱 효과적이다. 특히, 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법의 조합은, 라인 앤드 스페이스 패턴의 주기 방향이 소정의 일방향으로 한정되어 있는 경우나, 소정의 일방향을 따라서 홀 패턴이 밀집되어 있는 경우에 유효하다. 예를 들어, 투과율 6% 의 하프톤형 위상 시프트 마스크 (하프 피치 45㎚ 정도의 패턴) 를 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법을 병용하여 조명하는 경우, 조명계의 동공면에 있어서 다이폴을 형성하는 2 광속의 외접원에 의해 규정되는 조명 (σ) 을 0.95, 그 동공면에서의 각 광속의 반경을 0.125σ, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 NA=1.2 로 하면, 랜덤 편광광을 사용하는 것보다 초점 심도 (DOF) 를 150㎚ 정도 증가시킬 수 있다.

또한, 직선 편광 조명과 소 σ 조명법 (조명계의 개구수 (NAi) 와 투영 광학계의 개구수 (NAp) 의 비를 나타내는 σ 값이 0.4 이하가 되는 조명법) 의 조합도 유효하다.

또한, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여 미세한 라인 앤드 스페이스 패턴 (예를 들면 25∼50㎚ 정도의 라인 앤드 스페이스) 을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, 마스크 (M) 의 구조 (예를 들어 패턴의 미세도나 크롬의 두께) 에 따라서는 Wave guide 효과에 의해 마스크 (M) 가 편광판으로서 작용하여, 콘트라스트를 저하시키는 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 많이 마스크 (M) 로부터 사출되게 된다. 이 경우, 상기 서술한 직선 편광 조명을 사용하는 것이 바람직하지만, 랜덤 편광광으로 마스크 (M) 를 조명하더라도, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9∼1.3 과 같이 큰 경우에서도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.

또한, 마스크 (M) 상의 극미세한 라인 앤드 스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, Wire Grid 효과에 의해 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 이 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 보다 커질 가능성도 있지만, 예를 들면 ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여 25㎚ 보다 큰 라인 앤드 스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 경우에는, S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 많이 마스크 (M) 로부터 사출되기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9∼1.3 과 같이 큰 경우에서도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.

그리고, 마스크 (레티클) 의 라인 패턴의 길이 방향에 매칭시킨 직선 편광 조명 (S 편광 조명) 뿐만 아니라, 일본 공개특허공보 평 6-53120 호에 개시된 것과 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 (둘레) 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 사입사 조명법의 조합도 효과적이다. 특히, 마스크 (레티클) 의 패턴이 소정의 일방향으로 연장되는 라인 패턴뿐만 아니라, 복수의 상이한 방향으로 연장되는 라인 패턴이 혼재 (주기 방향이 상이한 라인 앤드 스페이스 패턴이 혼재) 하는 경우에는, 마찬가지로 일본 공개특허공보 평 6-53120 호에 개시되어 있는 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 조명법을 병용함으로써, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 큰 경우라도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 예를 들어, 투과율 6% 의 하프톤형 위상 시프트 마스크 (하프 피치 63㎚ 정도의 패턴) 를, 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 조명법 (윤대비 3/4) 을 병용하여 조명하는 경우, 조명 (σ) 을 0.95, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 NA=1.00 으로 하면, 랜덤 편광광을 사용하는 것보다 초점 심도 (DOF) 를 250㎚ 정도 증가시킬 수 있고, 하프 피치 55㎚ 정도의 패턴이며 투영 광학계의 개구수 (NA)=1.2 에서는 초점 심도를 100㎚ 정도 증가시킬 수 있다.

나아가, 상기 서술한 각종 조명법에 추가하여, 예를 들어 일본 공개특허공보 평 4-277612 호나 일본 공개특허공보 제 2001-345245 호에 개시되어 있는 누진 초점 노광법이나, 다파장 (예를 들어 2 파장) 의 노광광을 사용하여 누진 초점 노광법과 동일한 효과를 얻는 다파장 노광법을 적용하는 것도 유효하다.

본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (LS1) 가 설치되어 있고, 이 광학 소자에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 를 조정할 수 있다. 또, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 설치되는 광학 소자로는 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성 조정에 사용되는 광학 플레이트여도 된다. 또는 노광광 (EL) 을 투과 가능한 평행 평면판이어도 된다.

그리고, 액체의 흐름에 의해 생기는 투영 광학계 (PL) 선단의 광학 소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학 소자를 교환 가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학 소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정시켜도 된다.

또, 본 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면과의 사이가 액체로 채워져 있는 구성이지만, 예를 들어 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 장착한 상태에서 액체 (LQ) 를 채우는 구성이어도 된다.

또한, 상기 서술한 실시형태의 투영 광학계는, 선단의 광학 소자의 이미지면측 광로 공간을 액체로 채우고 있지만, 국제공개 제 2004/019128 호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 선단 광학 소자의 마스크측 광로 공간도 액체로 채우는 투영 광학계를 채용할 수도 있다.

또, 본 실시형태의 액체 (제 1 액체) 는 물이지만, 물 이외의 액체일 수도 있다. 예를 들어 노광광 (EL) 의 광원이 F₂ 레이저인 경우, 이 F₂ 레이저광은 물을 투과하지 못하기 때문에, 액체 (LQ) 로는 F₂ 레이저광을 투과 가능한 예를 들어 과불화폴리에테르 (PFPE) 나 불소계 오일 등의 불소계 유체여도 된다. 이 경우, 액체와 접촉하는 부분에는, 예를 들어 불소를 함유하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또, 액체 (LQ) 로는, 그 밖에도 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있고 가능한 한 굴절률이 높으며, 투영 광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대하여 안정적인 것 (예를 들어 시더유) 을 사용할 수도 있다. 이 경우도 표면 처리는 사용하는 액체 (LQ) 의 극성에 따라서 실시된다.

또, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판이나, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.

노광 장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동시켜서 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하고, 기판 (P) 을 순차 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.

또한, 노광 장치 (EX) 로는, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 대략 정지시킨 상태에서 제 1 패턴의 축소 이미지를 투영 광학계 (예를 들어 1/8 축소 배율로 반사 소자를 포함하지 않은 굴절형 투영 광학계) 를 사용하여 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 그 후에 다시 제 2 패턴과 기판 (P) 을 대략 정지시킨 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 사용하여, 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐서 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 겹쳐서 전사하고, 기판 (P) 을 순차 이동시키는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 상기 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명했지만, 투영 광학계 (PL) 를 사용하지 않은 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 트윈 스테이지형 노광 장치의 구조 및 노광 동작은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평 10-163099 호 및 일본 공개특허공보 평 10-214783 호 (대응 미국 특허 제 6,341,007 호, 제 6,400,441 호, 제 6,549,269 호, 및 제 6,590,634 호), 일본 공표특허공보 2000-505958 호 (대응 미국 특허 제 5,969,441 호) 또는 미국 특허 제 6,208,407 호에 개시되어 있고, 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 이들의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.

그리고, 일본 공개특허공보 평 11-135400 호에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와 기준 마크가 형성된 기준 부재나 각종 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

*또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있지만, 본 발명은, 일본 공개특허공보 평 6-124873 호 및 일본 공개특허공보 평 10-303114 호, 미국 특허 제 5,825,043 호 등에 개시되어 있는 노광 대상인 기판의 표면 전체가 액체 중에 잠겨있는 상태에서 노광을 실시하는 액침 노광 장치에도 적용 가능하다. 그와 같은 액침 노광 장치의 구조 및 노광 동작은, 미국 특허 제 5,825,043 호에 상세하게 기재되어 있고, 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 이 미국 특허의 기재 내용을 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.

노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치나, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD) 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.

기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어 모터를 사용하는 경우에는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 것을 사용해도 된다. 또, 각 스테이지 (PST, MST) 는, 가이드를 따라서 이동하는 타입일 수도 있고, 가이드를 설치하지 않은 가이드리스 타입일 수도 있다. 스테이지에 리니어 모터를 사용한 예는, 미국 특허 제 5,623,853 호 및 제 5,528,118 호에 개시되어 있고, 각각 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 이들 문헌의 기재 내용을 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.

각 스테이지 (PST, MST) 의 구동 기구로는, 2 차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과, 2 차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동하는 평면 모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 임의의 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 타방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 형성하면 된다.

기판 스테이지 (PST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평 8-166475 호 (USP 5,528,118) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 할 수도 있다. 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 미국 특허 제 5,528,118 호의 기재 내용을 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.

마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전해지지 않도록, 일본 공개특허공보 평 8-330224 호 (USP 5,874,820) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 할 수도 있다. 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령이 허용되는 한도 내에서 미국 특허 제 5,874,820 호의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.

이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원의 특허청구범위에 열거된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 관해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 관해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 관해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면 종합 조정이 실시되어, 노광 장치 전체적으로 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.

반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능을 설계하는 단계 (201), 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 (202), 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 (203), 전술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하고, 노광한 기판을 현상하는 기판 처리 (노광 처리) 단계 (204), 디바이스 조립 단계 (205; 다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함), 검사 단계 (206) 등을 거쳐 제조된다. 또, 기판 처리 단계 (204) 에는 노광 공정와는 별도로, 도 3 및 도 13 에서 설명한 침지 및 세정 공정이 포함된다.

본 발명에 의하면, 액침 노광에 수반되는 기판의 처리를 양호하게 실시할 수 있으므로, 원하는 성능을 갖는 디바이스를 제조할 수 있다.

1: 기재 1As: 주연부 (周緣部)
2: 감광재 3: 톱코트막 (보호막)
10: 액체 공급 기구 20: 액체 회수 기구
12: 공급구 22: 회수구
30: 침지 장치 39: 액체 제거 기구
40: 온도 조정 기구 50: 세정 장치
70: 노즐 부재 100: 액침 기구
EL: 노광광 EX: 노광 장치 본체
EX-SYS: 노광 장치 C/D: 코터ㆍ디벨롭퍼 본체
C/D-SYS: 코터ㆍ디벨롭퍼 장치 H: 반송계
H1: 제 1 반송계 H2: 제 2 반송계
LQ1: 제 1 액체 LQ2: 제 2 액체
LR: 액침 영역 P: 기판
PH: 기판 홀더 SYS: 디바이스 제조 시스템

Claims

패턴이미지가 투영광학계에 의해 액체를 통해 투영되는 액침노광장치에 사용되는 세정방법으로서,
기판을 기판 홀더에, 상기 기판의 가장자리와 상기 기판 홀더 사이에 갭이 형성되도록, 유지하는 공정과,
액침영역을 상기 투영광학계의 이미지면측에, 상기 액침영역의 일부로서 상기 갭을 포함하도록, 형성하는 공정과,
상기 액침영역이 상기 갭을 따라 이동하도록 상기 기판 홀더를 이동시키는 공정을 포함하는, 액침노광장치에 사용되는 세정방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 홀더를 이동시키는 공정은, 상기 액침영역으로 액체를 공급하기 위한 공급구 및 액체를 회수하기 위한 회수구를 갖는 노즐부재에 대하여, 상기 기판 홀더를 상대 이동시키는 공정을 포함하는, 액침노광장치에 사용되는 세정방법.
제 2 항에 있어서,
상기 상대 이동의 이동궤적은, 상기 갭에 따른 원주방향인, 액침노광장치에 사용되는 세정방법.
제 2 항에 있어서,
상기 상대 이동 동안, 상기 공급구를 통한 액체의 공급과 상기 회수구를 통한 액체의 회수를 동시에 행하는, 액침노광장치에 사용되는 세정방법.
제 1 항에 있어서,
상기 갭에 따른 액침영역의 이동은 상기 기판의 주연부를 포함하는, 액침노광장치에 사용되는 세정방법.
제 1 항에 있어서,
상기 갭에 따른 액침영역의 이동은 상기 기판 홀더의 가장자리를 포함하는, 액침노광장치에 사용되는 세정방법.
제 1 항에 있어서,
상기 유지하는 공정, 상기 형성하는 공정, 및 상기 이동시키는 공정은, 상기 기판을 상기 기판 홀더로부터 반출하기 전에 행하는 것인, 액침노광장치에 사용되는 세정방법.
투영광학계와 액체를 통해서 노광광을 조사함으로써 노광하는 노광장치에 사용되는 세정방법으로서,
상기 노광장치는,
액체를 공급하기 위한 공급구 및 액체를 회수하기 위한 회수구를 갖는 노즐부재와,
기판을 유지하여 이동할 수 있는 기판 홀더를 구비하고,
상기 세정방법은,
기판을 상기 기판 홀더에, 상기 기판의 가장자리와 상기 기판 홀더 사이에 갭이 형성되도록, 유지하는 공정과,
상기 갭을, 상기 공급구를 통해 공급된 액체에 의해 형성되는 액체영역의 일부로 포함함과 함께, 상기 액체영역의 위치가 상기 갭을 따라 이동하도록, 상기 노즐부재에 대하여 상기 기판 홀더를 상대 이동시키는 공정을 포함하는, 노광장치에 사용되는 세정방법.
제 8 항에 있어서,
상기 상대 이동의 이동궤적은, 상기 갭에 따른 원주방향인, 노광장치에 사용되는 세정방법.
제 8 항에 있어서,
상기 유지하는 공정, 및 상기 상대 이동시키는 공정은, 상기 기판을 상기 기판 홀더로부터 반출하기 전에 행하는 것인, 노광장치에 사용되는 세정방법.
제 8 항에 있어서,
상기 상대 이동 동안, 상기 공급구를 통한 액체의 공급과 상기 회수구를 통한 액체의 회수를 동시에 행하는, 노광장치에 사용되는 세정방법.
제 8 항에 있어서,
상기 갭에 따른 상기 액체영역의 이동은 상기 기판의 주연부를 포함하는, 노광장치에 사용되는 세정방법.
제 8 항에 있어서,
상기 갭에 따른 상기 액체영역의 이동은 상기 기판 홀더의 가장자리를 포함하는, 노광장치에 사용되는 세정방법.
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