襯底處理方法、曝光裝置及器件製造方法

2023-05-27 17:30:51 2

專利名稱：襯底處理方法、曝光裝置及器件製造方法
技術領域：
本發明涉及包括曝光襯底的工序的襯底處理方法、曝光裝置及器件製造方法。
背景技術：
在作為半導體器件或液晶顯示器等微型器件的製造工序之一的光刻工序中，使用將形成於掩模上的圖案向感光性襯底上投影曝光的曝光裝置。該曝光裝置具有支撐掩模的掩模載臺和支撐襯底的襯底載臺，一邊逐次移動掩模載臺及襯底載臺，一邊藉助投影光學系統將掩模的圖案向襯底投影曝光。在微型器件的製造中，為了實現器件的高密度化，要求在襯底上形成的圖案的微細化。為了應對該要求，希望曝光裝置具有更高的析像度化。作為用於實現該高析像度化的途徑之一，提出過如下述專利文獻1中所公開的那樣的用液體填充投影光學系統與襯底之間而形成浸液區域，藉助該浸液區域的液體進行曝光處理的浸液曝光裝置。
專利文獻1國際公開第99/49504號小冊子當液體殘留於襯底上而氣化時，則有可能在襯底上形成附著痕跡(所謂的水印)。由於附著痕跡作為異物發揮作用，所以當在襯底上形成了附著痕跡的狀態下，對該襯底執行包括顯影處理等的各種工藝規程處理時，就會產生圖案缺陷等不良狀況。另外，當在襯底上形成了附著痕跡的狀態下搬出時，會產生將搬出襯底的輸送系統汙染或將收容襯底的託架汙染等不良狀況。

發明內容
本發明是鑑於這種情況而完成的，其目的在於，提供可以抑制由附著於襯底上的異物(液體的附著痕跡等)引起的不良狀況的發生的襯底處理方法、曝光裝置及使用了該曝光裝置的器件製造方法。
為了解決上述問題，本發明採用了與實施方式中所示的圖1～圖19對應的以下的構成。其中，在各要素中所附加的帶有括號的符號只不過是該要素的示例，並不限定各要素。
依照本發明的第一方式，可以提供一種襯底處理方法，其具備在襯底(P)上形成第一液體(LQ1)的浸液區域(LR)，並藉助上述第一液體(LQ1)向上述襯底照射曝光用光(EL)而將上述襯底(P)曝光的曝光工序；在上述曝光工序之前，將上述襯底(P)浸漬於第二液體(LQ2)中的浸漬工序。
根據本發明的第一方式，通過在藉助第一液體向襯底上照射曝光用光之前(曝光工序的前工序中)，將襯底浸漬於第二液體中，可以抑制在襯底上形成附著痕跡的不良狀況的發生。而且，在浸漬工序中將襯底浸漬於第二液體中的做法是與在曝光工序中為了進行浸液曝光而使襯底與第一液體接觸的做法不同的動作。
依照本發明的第二方式，可以提供一種襯底處理方法，其具備藉助第一液體(LQ1)向襯底(P)上照射曝光用光(EL)而將襯底(P)曝光的曝光工序；為了將由從襯底(P)向第一液體(LQ1)中析出的析出物引起而附著於襯底(P)上的異物小型化或除去，用第二液體(LQ2)清洗與第一液體(LQ1)接觸後的襯底(P)的清洗工序。
根據本發明的第二方式，通過用第二液體清洗與第一液體接觸後的襯底，可以將由從襯底向第一液體中析出的析出物引起而附著於襯底上的異物(液體的附著痕跡等)小型化或除去。從而，可以抑制由這種異物引起的不良狀況的發生。
依照本發明的第三方式，可以提供一種襯底處理方法，其具備將襯底(P)保持於夾具(PH)上的操作；藉助第一液體(LQ1)向襯底照射曝光用光而將上述襯底(P)曝光的曝光工序；在仍將上述曝光了的襯底(P)保持於夾具(PH)上的狀態下，用第二液體(LQ2)清洗的清洗工序。根據本發明的第三方式，通過在將與第一液體接觸後的襯底保持於襯底夾具上的狀態下用第二液體清洗，就可以將附著於襯底上的異物小型化或除去。從而，可抑制由這種異物引起的不良狀況的發生。
依照本發明的第四方式，可以提供一種器件製造方法，其包括第一方式的襯底處理方法；在上述曝光工序之後將襯底顯影的工序；加工上述顯影了的襯底的工序。
依照本發明的第五方式，可以提供一種器件製造方法，其包括第二或第三方式的襯底處理方法；將上述襯底顯影的工序；加工上述顯影了的襯底的工序。
根據依照本發明的第四及第五方式的器件製造方法，由於可以抑制由異物(液體的附著痕跡等)引起的不良狀況的發生的同時處理襯底，所以可以製造具有所需性能的器件。
依照本發明的第六方式，可以提供一種曝光裝置(EX-SYS)，其是藉助第一液體(LQ1)向襯底(P)上照射曝光用光(EL)而將襯底(P)曝光的曝光裝置，其具備保持襯底(P)的襯底夾具(PH)；在藉助第一液體(LQ1)將襯底(P)曝光之前，將襯底(P)浸漬於第二液體(LQ2)中的浸漬裝置(30)。
根據本發明的第六方式，在藉助第一液體向襯底上照射曝光用光而進行曝光之前，浸漬裝置將襯底浸漬於第二液體中，由此可以抑制由附著於襯底上的異物(液體的附著痕跡等)引起的不良狀況的發生。
依照本發明的第七方式，可以提供一種曝光裝置(EX-SYS)，其是在襯底(P)上形成第一液體(LQ1)的浸液區域(LR)，並藉助第一液體(LQ1)向襯底(P)上照射曝光用光(EL)而將襯底(P)曝光的曝光裝置，其具備為了將由從襯底(P)向第一液體(LQ1)中析出的析出物引起而附著於襯底(P)上的異物小型化或除去，用第二液體(LQ2)清洗與第一液體(LQ1)接觸後的襯底(P)的清洗裝置(100、30等)。
根據本發明的第七方式，通過由清洗裝置用第二液體清洗與第一液體接觸後的襯底，可以將由從襯底向第一液體中析出的析出物引起而附著於襯底上的異物(液體的附著痕跡等)小型化或除去。從而，可以抑制由這種異物引起的不良狀況的發生。
依照本發明的第八方式，可以提供一種使用上述方式的曝光裝置(EX)的器件製造方法。
根據本發明的第八方式，由於可以抑制由附著於襯底上的異物(液體的附著痕跡等)引起的不良狀況的發生的同時處理襯底，所以可以製造具有所需性能的器件。
根據本發明，可以對襯底良好地實施規定的處理，且可以製造具有所需性能的器件。


圖1是表示包括第一實施方式涉及的曝光裝置的器件製造系統的圖。
圖2是表示曝光裝置主體的簡要構成圖。
圖3是表示器件製造系統的動作的一個例子的流程圖。
圖4是表示襯底的一個例子的側面剖視圖。
圖5是表示浸漬裝置的一個例子的圖。
圖6是表示進行浸漬處理的襯底的舉動的示意圖。
圖7是表示除去液體的動作的一個例子的圖。
圖8是表示溫度調整機構的一個例子的圖。
圖9是表示溫度調整機構的其它的例子的圖。
圖10是表示將由襯底夾具保持的襯底浸液並曝光的狀態的圖。
圖11是表示向襯底照射曝光用光的狀態的示意圖。
圖12是表示正進行熱處理的襯底的舉動的示意圖。
圖13是表示第二實施方式涉及的器件製造系統的動作的一個例子的流程圖。
圖14是表示清洗襯底的動作的一個例子的俯視圖。
圖15是表示清洗襯底的動作的一個例子的側面剖視圖。
圖16是表示清洗第三實施方式涉及的襯底的動作的一個例子的圖。
圖17是表示第三實施方式涉及的襯底的一個例子的側面剖視圖。
圖18是表示正進行浸漬處理的襯底的舉動的示意圖。
圖19是表示微型器件的製造工序的一個例子的流程圖。
符號說明如下1…基材，1As…周緣部，2…感光材料，3…外塗膜(保護膜)，10…液體供給機構，20…液體回收機構，12…供給口，22…回收口，30…浸漬裝置，39…液體除去機構，40…溫度調整機構，50…清洗裝置，70…噴嘴構件，100…浸液機構，EL…曝光用光，EX…曝光裝置主體，EX-SYS…曝光裝置，C/D…塗布/顯影裝置主體，C/D-SYS…塗布/顯影裝置，H…輸送系統，
H1…第一輸送系統，H2…第二輸送系統，LQ1…第一液體，LQ2…第二液體，LR…浸液區域，P…襯底，PH…襯底夾具，SYS…器件製造系統。
具體實施例方式
下面，在參照附圖的同時將對本發明的實施方式進行說明，但本發明並不限定於此。
第一實施方式
圖1是表示具備第一實施方式涉及的曝光裝置的器件製造系統的一個實施方式的圖。在圖1中，器件製造系統SYS具備曝光裝置EX-SYS、塗布/顯影裝置C/D-SYS、輸送襯底P的輸送系統H。曝光裝置EX-SYS具備形成與塗布/顯影裝置C/D-SYS的連接部的接口部IF；在襯底P上形成第一液體LQ1的浸液區域LR，且藉助第一液體LQ1向襯底P上照射曝光用光EL而將襯底P曝光的曝光裝置主體EX；統一控制曝光裝置EX-SYS整體的動作的控制裝置CONT。塗布/顯影裝置C/D-SYS具備塗布/顯影裝置主體C/D，該塗布/顯影裝置主體C/D包括向曝光處理前的襯底P的基材上塗布感光材料(抗蝕劑)的塗布裝置(未圖示)、及在曝光裝置主體EX中對曝光處理後的襯底P進行顯影處理的顯影裝置(未圖示)。曝光裝置主體EX配置於清潔度被控制的第一腔室裝置CH1內部。另一方面，包括塗布裝置及顯影裝置的塗布/顯影裝置主體C/D配置於與第一腔室裝置CH1不同的第二腔室裝置CH2內部。此外，收容曝光裝置主體EX的第一腔室裝置CH1和收容塗布/顯影裝置主體C/D的第二腔室裝置CH2通過接口部IF連接。
輸送系統H具備在接口部IF與曝光裝置主體EX之間輸送襯底P的第一輸送系統H1；在接口部IF與塗布/顯影裝置主體C/D之間輸送襯底P的第二輸送系統H2。第一輸送系統H1構成曝光裝置EX-SYS的一部分，第二輸送系統H2構成塗布/顯影裝置C/D-SYS的一部分。第一輸送系統H1被設於第一腔室裝置CH1內部，第二輸送系統H2被設於第二腔室裝置CH2內部。
在輸送系統H的輸送路徑的途中，設有將襯底P浸漬於第二液體LQ2中的浸漬裝置30、和進行襯底P的溫度調整的溫度調整機構40。在本實施方式中，浸漬裝置30及溫度調整機構40被設於塗布/顯影裝置C/D-SYS中。浸漬裝置30及溫度調整機構40在第二腔室裝置CH2內部被設於第二輸送系統H2的輸送路徑的途中。
第一輸送系統H1具有將曝光處理前的襯底P向曝光裝置主體EX的襯底載臺PST上搬入(裝載)，並且將曝光處理後的襯底P從曝光裝置主體EX的襯底載臺PST中搬出(卸載)的功能。在塗布/顯影裝置主體C/D的塗布裝置中實施了感光材料的塗布處理的襯底P，在利用浸漬裝置30及溫度調整機構40實施了規定的處理後，利用第二輸送系統H2經過接口部IF向第一輸送系統H1轉送。這裡，在第一、第二腔室裝置CH1、CH2各自與接口部IF相面對的部分設有開口及將該開口開閉的閘門(shutter)。在襯底P向接口部IF的輸送動作中閘門被打開。第一輸送系統H1將曝光處理前的襯底P裝載在曝光裝置主體EX的襯底載臺PST上。利用第一輸送系統H1，將曝光處理後的襯底P從襯底載臺PST上卸載。第一輸送系統H1將卸載後的襯底P經過接口部IF向塗布/顯影裝置C/D-SYS的第二輸送系統H2轉送。第二輸送系統H2將曝光處理後的襯底P向塗布/顯影裝置主體C/D的顯影裝置輸送。塗布/顯影裝置主體C/D的顯影裝置對所轉送的襯底P實施顯影處理。
下面，在參照圖2的同時對曝光裝置主體EX進行說明。圖2是表示曝光裝置主體EX的簡要構成圖。在圖2中，曝光裝置主體EX具備保持掩模M並可移動的掩模載臺MST；具有保持襯底P的襯底夾具PH，且可以移動保持有襯底P的襯底夾具PH的襯底載臺PST；用曝光用光EL照明由掩模載臺MST保持著的掩模M的照明光學系統IL；將由曝光用光EL照明了的掩模M的圖案的像向襯底P上投影的投影光學系統PL。
本實施方式的曝光裝置主體EX是實際上縮短曝光波長來提高析像度並且為了實際上增大焦點深度而應用了浸液法的浸液曝光裝置，其具備用於利用第一液體LQ1填充曝光用光EL在投影光學系統PL的像面側的光路空間的浸液機構100。浸液機構100具備設於投影光學系統PL的像面側附近，且具有供給第一液體LQ1的供給口12及回收第一液體LQ1的回收口22的噴嘴構件70；藉助設於噴嘴構件70上的供給口12向投影光學系統PL的像面側供給第一液體LQ1的液體供給機構10；藉助設於噴嘴構件70上的回收口22回收投影光學系統PL的像面側的第一液體LQ1的液體回收機構20。噴嘴構件70在襯底P(襯底載臺PST)的上方形成為環形，以便包圍構成投影光學系統PL的多個光學元件當中的、與投影光學系統PL的像面最近的第一光學元件LS1。
曝光裝置主體EX採用了如下的局部浸液方式，即至少在將掩模M的圖案的像向襯底P上投影期間，利用由液體供給機構10供給的第一液體LQ1，在包括投影光學系統PL的投影區域AR的襯底P上的一部分，局部地形成大於投影區域AR且小於襯底P的第一液體LQ1的浸液區域LR。具體來說，曝光裝置主體EX利用第一液體LQ1填充與投影光學系統PL的像面最近的第一光學元件LS1的下面LSA、和配置於投影光學系統PL的像面側的襯底P上面之間的光路空間，且將曝光用光EL向襯底P照射，從而將掩模M的圖案向襯底P上投影曝光，其中該曝光用光EL經由該投影光學系統PL和襯底P之間的第一液體LQ1及投影光學系統PL並通過掩模M。控制裝置CONT使用液體供給機構10向襯底P上供給規定量的第一液體LQ1，並且使用液體回收機構20回收規定量的襯底P上的第一液體LQ1，從而在襯底P上局部地形成第一液體LQ1的浸液區域LR。
在本實施方式中，以作為曝光裝置主體EX使用在將掩模M和襯底P沿掃描方向中的相互不同的方向(相反方向)同步移動的同時將形成於掩模M上的圖案向襯底P上曝光的掃描型曝光裝置(所謂掃描步進裝置)的情況為例進行說明。在以下的說明中，將在水平面內掩模M與襯底P的同步移動方向(掃描方向)設為X軸方向，將在水平面內與X軸方向正交的方向設為Y軸方向(非掃描方向)，將與X軸及Y軸方向垂直並與投影光學系統PL的光軸AX一致的方向設為Z軸方向。另外，將圍繞X軸、Y軸及Z軸的旋轉(傾斜)方向分別設為θX、θY及θZ方向。而且，這裡所說的「襯底」包括在半導體晶片等基材上塗布有感光材料(抗蝕劑)的襯底，「掩模」包括形成有向襯底上縮小投影的器件圖案的母版。
照明光學系統IL具有曝光用光源、將從曝光用光源中射出的光束的照度均勻化的光學積分器、將來自光學積分器的曝光用光EL聚光的聚光透鏡、中繼透鏡系統及設定曝光用光EL在掩模M上的照明區域的視場光闌等。掩模M上的規定的照明區域通過照明光學系統IL被均勻的照度分布的曝光用光EL照明。作為從照明光學系統IL中射出的曝光用光EL，例如可以使用從水銀燈中射出的輝線(g線、h線、i線)及KrF受激準分子雷射(波長248nm)等深紫外光(DUV光)；ArF受激準分子雷射(波長193nm)及F2雷射(波長157nm)等真空紫外光(VUV光)等。本實施方式中使用ArF受激準分子雷射。
在本實施方式中，使用純水作為形成浸液區域LR的第一液體LQ1。純水不僅可以使ArF受激準分子雷射穿透，例如也可以使從水銀燈中射出的輝線(g線、h線、i線)及KrF受激準分子雷射(波長248nm)等深紫外光(DUV光)穿透。
掩模載臺MST可以將掩模M保持而移動。掩模載臺MST利用真空吸附(或靜電吸附)來保持掩模M。掩模載臺MST利用由控制裝置CONT控制的包括線性電動機等的掩模載臺驅動裝置MSTD的驅動，在保持了掩模M的狀態下，可以在與投影光學系統PL的光軸AX垂直的平面內，即在XY平面內進行二維移動、以及沿θZ方向進行微小旋轉。在掩模載臺MST上固定設置有與掩模載臺MST一起移動的移動鏡91。另外，在與移動鏡91相對置的位置上設有雷射幹涉儀92。掩模載臺MST上的掩模M的二維方向的位置、及θZ方向的旋轉角(根據情況不同，也包括θX、θY方向的旋轉角)通過雷射幹涉儀92被實時地計測。雷射幹涉儀92的計測結果被輸出到控制裝置CONT。控制裝置CONT基於雷射幹涉儀92的計測結果來驅動掩模載臺驅動裝置MSTD，並進行由掩模載臺MST保持著的掩模M的位置控制。
投影光學系統PL以規定的投影倍率β將掩模M的圖案的像向襯底P投影。投影光學系統PL包括多個光學元件，這些光學元件由鏡筒PK保持。在本實施方式中，投影光學系統PL是投影倍率β例如為1/4、1/5、或1/8的縮小系統。而且，投影光學系統PL也可以是等倍率系統及放大系統中的任意一種。另外，投影光學系統PL也可以是折射系統、反射系統、反射折射系統的任意一種。另外，在本實施方式中，構成投影光學系統PL的多個光學元件當中的與投影光學系統PL的像面最近的第一光學元件LS1從鏡筒PK露出。
襯底載臺PST具有保持襯底P的襯底夾具PH，且在投影光學系統PL的像面側，可以在基座構件BP上移動。襯底夾具PH例如利用真空吸附等保持襯底P。在襯底載臺PST上設有凹部96，用於保持襯底P的襯底夾具PH配置於凹部96中。此外，襯底載臺PST當中的凹部96以外的上面97成為達到與由襯底夾具PH保持的襯底P的上面大致相同高度(平頂)的平坦面(平坦部)。
襯底載臺PST利用由控制裝置CONT控制的包括線性電動機等的襯底載臺驅動裝置PSTD的驅動，在藉助襯底夾具PH來保持襯底P的狀態下，可以在基座構件BP上在XY平面內進行二維移動、以及沿θZ方向進行微小旋轉。另外，襯底載臺PST也可以沿Z軸方向、θX方向θY方向移動。從而，由襯底載臺PST支撐的襯底P的上面可以沿X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及θZ方向的6個自由度的方向移動。在襯底載臺PST的側面上固定設置有與襯底載臺PST一起移動的移動鏡93。另外，在與移動鏡93相對置的位置上設有雷射幹涉儀94。襯底載臺PST上的襯底P的二維方向的位置及旋轉角利用雷射幹涉儀94被實時地計測。另外，曝光裝置EX具備例如如特開平8-37149號公報中所公開的那樣的檢測由襯底載臺PST支撐的襯底P的上面的面位置信息的斜入射方式的聚焦/調平檢測系統(未圖示)。聚焦/調平檢測系統檢測出襯底P的上面的面位置信息(Z軸方向的位置信息、及襯底P的θX及θY方向的傾斜信息)。而且，聚焦/調平檢測系統也可以採用使用了靜電電容型傳感器的方式的系統。雷射幹涉儀94的計測結果被輸出到控制裝置CONT。聚焦/調平檢測系統的檢測結果也被輸出到控制裝置CONT。控制裝置CONT基於聚焦/調平檢測系統的檢測結果，來驅動襯底載臺驅動裝置PSTD，並控制襯底P的聚焦位置(Z位置)及傾斜角(θX、θY)，而使襯底P的上面與投影光學系統PL的像面一致，並且，基於雷射幹涉儀94的計測結果，來進行襯底P的X軸方向、Y軸方向及θZ方向的位置控制。
下面，對浸液機構100的液體供給機構10及液體回收機構20進行說明。液體供給機構10將第一液體LQ1供給到投影光學系統PL的像面側。液體供給機構10具備可以送出第一液體LQ1的液體供給部11、和將其一個端部與液體供給部11連接的供給管13。供給管13的另一個端部與噴嘴構件70連接。在噴嘴構件70的內部，形成有將供給管13的另一個端部與供給口12連接的內部流路(供給流路)。液體供給部11具備收容第一液體LQ1的槽、加壓泵、及去除第一液體LQ1中的異物的過濾單元等。液體供給部11的液體供給動作由控制裝置CONT控制。而且，曝光裝置主體EX不需要具備液體供給機構10的槽、加壓泵、過濾單元等的全部，這些部件也可以用設置有曝光裝置主體EX的工廠等的設備來代替。
液體回收機構20回收投影光學系統PL的像面側的第一液體LQ1。液體回收機構20具備可回收第一液體LQ1的液體回收部21、和將其一個端部與液體回收部21連接的回收管23。回收管23的另一個端部與噴嘴構件70連接。在噴嘴構件70的內部，形成有將回收管23的另一個端部與回收口22連接的內部流路(回收流路)。液體回收部21例如具備真空泵等真空系統(抽吸裝置)、將所回收的第一液體LQ1和氣體分離的氣液分離器、以及收容所回收的第一液體LQ1的槽等。而且，曝光裝置主體EX不需要具備液體回收機構20的真空系統、氣液分離器、槽等的全部，這些部件也可以用設置有曝光裝置主體EX的工廠等的設備來代替。
供給第一液體LQ1的供給口12及回收第一液體LQ1的回收口22形成在噴嘴構件70的下面70A上。噴嘴構件70的下面70A設置於與襯底P的上面、及襯底載臺PST的上面97相對置的位置。噴嘴構件70是以將第一光學元件LS1的側面包圍的方式設置的環形構件，在噴嘴構件70的下面70A，以包圍投影光學系統PL的第一光學元件LS1(投影光學系統PL的光軸AX)的方式設置有多個供給口12。另外，在噴嘴構件70的下面70A，回收口22被設於相對於第一光學元件LS1比供給口12更偏向外側處，並被設置為包圍第一光學元件LS1及供給口12。
此外，控制裝置CONT通過使用液體供給機構10向襯底P上供給規定量的第一液體LQ1，並且使用液體回收機構20回收規定量的襯底P上的第一液體LQ1，而在襯底P上局部地形成第一液體LQ1的浸液區域LR。在形成第一液體LQ1的浸液區域LR之時，控制裝置CONT分別驅動液體供給部11及液體回收部21。當在控制裝置CONT的控制下從液體供給部11中送出第一液體LQ1時，從該液體供給部11中送出的第一液體LQ1在流過了供給管13後，經由噴嘴構件70的供給流路，而從供給口12供給到投影光學系統PL的像面側。另外，當藉助控制裝置CONT來驅動液體回收部21時，投影光學系統PL的像面側的第一液體LQ1經由回收口22流入到噴嘴構件70的回收流路中，在流過了回收管23後，由液體回收部21回收。
下面，參照圖3的流程圖，並對具備上述的曝光裝置主體EX的器件製造系統SYS的動作進行說明。
首先，在塗布/顯影裝置主體C/D的塗布裝置中，進行對包括矽晶片(半導體晶片)的基材塗布感光材料的塗布處理(步驟S1)。在塗布處理中，例如利用旋轉塗覆法等規定的塗布方法在基材上塗布感光材料。而且，在基材上塗布感光材料之前，對該基材進行規定的預處理。作為預處理，可以舉出用於除去基材上的異物的清洗處理、將清洗後的基材幹燥的乾燥處理、用於提高基材與感光材料的密接性的表面改性處理等。作為表面改性處理，例如可以舉出向基材上塗布六甲基二矽胺烷(HMDS)等的處理。另外，作為預處理，也可以在基材上(感光材料的下層)覆蓋防反射膜(bottom ARC(Anti-Reflective Coating))。
圖4是表示在塗布/顯影裝置主體C/D中進行了塗布處理後的襯底P的一個例子的圖。圖4中，襯底P具有基材1、覆蓋於該基材1的上面1A的局部的感光材料2。如上所述，基材1例如包括矽晶片。感光材料2在佔基材1的上面1A的中央部的大部分的區域中，被以規定的厚度(例如200nm左右)覆蓋。另一方面，在基材1的上面1A的周緣部1As中並未覆蓋感光材料2，在其上面1A的周緣部1As中，露出有基材1。另外，在基材1的側面1C或下面(背面)1B中也未覆蓋有感光材料2。在本實施方式中，作為感光材料2使用化學放大型抗蝕劑。
在利用旋轉塗覆法等規定的塗布方法在基材1上設置了感光材料2的情況下，在基材1的周緣部也會塗布感光材料2。該部分與輸送襯底P的輸送系統的輸送臂及保管襯底P的託架的擱板(襯底支撐部)接觸。因該機械性的接觸，基材1的周緣部的感光材料2有可能會被剝離。當感光材料2剝離時，它就會成為異物，不僅將輸送臂及託架汙染，而且因該汙染物與潔淨的襯底P再次接觸，而還有將汙染擴大的可能性。另外，有時會產生在基材1的周緣部感光材料2被大量地設置而從中央部隆起的現象。該基材1的周緣部的感光材料2容易剝離，剝離了的感光材料2成為異物，當該異物附著於襯底P上時，會對圖案轉印精度產生影響。所以，在襯底1上利用規定的塗布方法設置了感光材料2後，在進行曝光處理之前，進行將周緣部1As的感光材料2例如使用溶劑來除去的處理(所謂的邊緣清洗，edge rinse)。這樣，就可以在基材1(襯底P)的周緣部上，將感光材料2除去，如圖4所示，在該周緣部1As上露出基材1。
在進行了對基材1的感光材料2的塗布處理後，進行對襯底P的熱處理(預焙烘)(步驟S2)。利用預焙烘，揮發感光材料2中殘存的溶劑。
然後，進行將襯底P浸漬於第二液體LQ2中的浸漬處理(步驟S3)。浸漬處理是利用設於塗布/顯影裝置C/D-SYS上的浸漬裝置30進行的。浸漬裝置30基於有關襯底P的信息，以預先確定了的規定的浸漬條件，來將襯底P浸漬於第二液體LQ2中。
圖5是表示浸漬裝置30的圖。圖5中，浸漬裝置30具備保持襯底P的下面(基材1的下面1B)的中央部的夾具31；與夾具31連接的軸33；藉助軸33來旋轉保持有襯底P的夾具31的旋轉機構32；為了防止液體的飛散而以包圍由夾具31保持的襯底P的周圍的方式被設置的環形構件34；藉助供給構件35的供給口35A向襯底P上供給第二液體LQ2的液體供給部36。利用第二輸送系統H2，將已實施預焙烘的襯底P裝載在夾具31上。在夾具31的上面設有構成真空裝置的一部分的真空吸附孔，夾具31吸附保持襯底P的下面中央部。旋轉機構32包括電動機等致動器，且通過旋轉與夾具31連接的軸33，來旋轉由夾具31保持的襯底P。旋轉機構32在每單位時間以規定的轉速使保持有襯底P的夾具31沿圖中θZ方向旋轉。供給構件35被配置於由夾具31保持的襯底P的上方，且具有供給第二液體LQ2的供給口35A。從液體供給部36中送出的第二液體LQ2藉助供給構件35的供給口35A從襯底P的上方供給到襯底P的上面。另外，供給構件35利用未圖示的驅動機構，可以沿X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及θZ方向移動。即，供給構件35可以相對於由夾具31保持的襯底P相對移動。浸漬裝置30通過將供給構件35相對於襯底P相對移動，而可以用第二液體LQ2浸漬襯底P的表面整體。另外，浸漬裝置30通過將供給構件35相對於襯底P相對移動，而可以調整向襯底P供給第二液體LQ2的方向、及供給口35A與襯底P的距離等。另外，液體供給部36能夠藉助供給構件35的供給口35A向襯底P上連續地或間歇地供給第二液體LQ2。另外，液體供給部36能夠調整所供給的第二液體LQ2的溫度、及每單位時間所供給的第二液體LQ2的量(包括流量、流速)等。而且，供給構件35與襯底P的相對移動並不限於供給構件35的移動，既可以移動襯底P，也可以移動其雙方。
浸漬裝置30從供給構件35的供給口35A向由夾具31保持的襯底P供給第二液體LQ2，並將襯底P浸漬於第二液體LQ2中。襯底P中的覆蓋於基材1的上面1A上的感光材料2被由供給構件35供給的第二液體LQ2充分地浸漬。
在本實施方式中，浸漬裝置30在利用旋轉機構32將由夾具31保持的襯底P沿圖中θZ方向旋轉的同時，一邊相對於由夾具31保持的襯底P將供給構件35沿X軸方向相對移動，一邊從供給構件35連續地供給第二液體LQ2。這樣，就會向襯底P的上面的大致整個面供給第二液體LQ2。從而，浸漬裝置30可以利用第二液體LQ2浸漬感光材料2的大致整個面。另外，由於在由夾具31保持的襯底P的周圍設有環形構件34，所以可以利用環形構件34來防止由襯底P的旋轉引起的第二液體LQ2的飛散。
在本實施方式中，浸漬處理中所用的第二液體LQ2是與用於形成為了進行浸液曝光處理而在襯底P上所形成的浸液區域LR的第一液體LQ1相同的液體。即，在本實施方式中，第二液體LQ2與第一液體LQ1相同，是被控制為規定的純度(潔淨度)及規定溫度的純水。當然，只要是可以將在第一液體LQ1中浸漬襯底P時析出的物質預先析出的液體，第二液體LQ2也可以是與第一液體LQ1不同的液體。例如，可以使用臭氧水作為第二液體LQ2。
圖6是表示襯底P的感光材料2浸漬於第二液體LQ2中的狀態的示意圖。如上所述，本實施方式的感光材料2是化學放大型抗蝕劑，該化學放大型抗蝕劑含有基託樹脂(base resin)、基託樹脂中所含的光酸產生劑(PAGPhoto Acid Generator)及被稱作淬滅劑(quencher)的胺類物質。當這種感光材料2接觸液體時，感光材料2的一部分的成分，具體來說是PAG及胺類物質等向液體中析出。在以下的說明中，將感光材料2中所含的物質中的有可能向液體(LQ1、LQ2)中析出的物質(PAG及胺類物質等)適當地稱作「規定物質」。
在圖6中，可知感光材料2浸漬於第二液體LQ2中，從感光材料2中向第二液體LQ2中析出PAG及胺類物質等規定物質。在感光材料2的上面與第二液體LQ2接觸時，雖然在從感光材料2的上面起規定厚度(例如5～10nm左右)的第一區域2U中存在的規定物質(PAG及胺類物質等)向第二液體LQ2中析出，但是在其下層的第二區域2S中存在的規定物質基本上不向第二液體LQ2中析出。另外，從使感光材料2的上面與第二液體LQ2接觸起，經過了規定時間(例如數秒～數十秒左右)後，基本上就不存在從第一區域2U向第二液體LQ2中析出的規定物質。即，在從使感光材料2的上面與第二液體LQ2接觸起經過了規定時間後，就成為存在於感光材料2的第一區域2U中的規定物質基本上已經完全析出的狀態，基本上不再從感光材料2向第二液體LQ2中析出規定物質。此外，該規定時間會相應於感光材料2而變化。
從而，即使如後所述，在由第二液體LQ2進行了規定時間的浸漬處理後的襯底P(感光材料2)上形成第一液體LQ1的浸液區域LR，基本上也不會從襯底P(感光材料2)向第一液體LQ1中析出規定物質。
在進行了對襯底P的浸漬處理後，進行襯底P上的第二液體LQ2的除去處理(步驟S4)。在進行第二液體LQ2的除去處理時，浸漬裝置30停止利用液體供給部36的第二液體LQ2的供給，或者在慢慢地減少供給量的同時，利用旋轉機構32旋轉保持有襯底P的夾具31。浸漬裝置30通過使用旋轉機構32在每單位時間內以規定的轉速來旋轉襯底P，並利用離心力的作用使附著於襯底P上的第二液體LQ2從襯底P上飛散而除去。即，在本實施方式中，浸漬裝置30還具有作為用於除去第二液體LQ2的液體除去機構的功能。
在步驟S3中，用於對襯底P進行浸漬處理的浸漬條件相應於有關襯底P的信息來設定。在浸漬條件中，包括將襯底P浸漬於第二液體LQ2中的浸漬時間，即，從在步驟S3中使第二液體LQ2與襯底P接觸起，到在步驟S4中從襯底P上將第二液體LQ2除去的時間。另外，在有關襯底P的信息中，包括感光材料2的信息。在感光材料2的信息中，包括有關形成感光材料2的形成材料的信息、及感光材料2的一部分的規定物質向第二液體LQ2中的析出時間。而且，所謂形成感光材料2的形成材料是包括上述的基託樹脂、PAG、胺類物質等的材料。從使感光材料2與第二液體LQ2接觸起到規定物質從感光材料2(感光材料2的第一區域2U)中基本上全部析出的時間(析出時間)，相應於形成感光材料2的形成材料的物性、PAG等規定物質的含量等而變化。另外，從使感光材料2與第二液體LQ2接觸起到開始規定物質的析出的時間(析出時間)，也相應於感光材料2而變化。從而，通過相應於包括感光材料2的信息的有關襯底P的信息，而最佳地設定包括浸漬時間的浸漬條件，就可以使上述的規定物質基本上全部從感光材料2(第一區域2U)向第二液體LQ2中析出。
另外，在浸漬條件中，還包括第二液體LQ2的除去條件。作為第二液體LQ2的除去條件，可以舉出基於旋轉機構32的襯底P的每單位時間的轉速(旋轉速度)、旋轉加速度、執行襯底P的旋轉的時間(旋轉時間)等。或者，作為第二液體LQ2的除去條件，還可以舉出旋轉機構32的轉速分布圖或旋轉加速度分布圖等。根據第二液體LQ2的除去條件，第二液體LQ2與襯底P接觸的時間(即浸漬時間)及在襯底P上的第二液體LQ2的動作(移動速度等)發生變化。因此，通過相應於有關襯底P的信息，來最佳地設定第二液體LQ2的除去條件，就可以使上述的規定物質基本上全部從感光材料2(第一區域2U)向第二液體LQ2中析出。
另外，作為浸漬條件，還可以舉出所供給的第二液體LQ2的溫度。另外，在如本實施方式那樣，從供給構件35的供給口35A向襯底P供給第二液體LQ2的方式的情況下，作為浸漬條件，還可以舉出所供給的第二液體LQ2的每單位時間的量(包括流量、流速)、供給第二液體LQ2時的供給壓力、第二液體LQ2相對襯底P流動的方向。
另外，在將襯底P浸漬於液體(LQ1、LQ2)中的情況下，並不限於感光材料2中所含的規定物質，根據構成基材1的物質的不同，其一部分有可能向液體中析出。從而，浸漬裝置30也可以將基材1浸滲於液體(LQ1、LQ2)中的可能性、形成基材1的材料(物質)的信息作為有關襯底P的信息。
而且，這裡雖然浸漬裝置30一邊旋轉襯底P，一邊向襯底P上供給第二液體LQ2，但是只要是可以將襯底P(感光材料2)浸漬於第二液體LQ2中，則可以採用任意的構成。例如，也可以在液槽中預先填充第二液體LQ2，且將襯底P浸漬於該液槽中的第二液體LQ2中。另外，也可以通過對襯底P以噴射的方式供給第二液體LQ2，而將襯底P浸漬於第二液體LQ2中。在將第二液體LQ2向襯底P噴射的方式的情況下，作為浸漬條件，還可以舉出噴射第二液體LQ2時的壓力，該浸漬條件也可以相應於有關襯底P的信息而設定。
另外，如圖7所示，作為用於除去襯底P上的第二液體LQ2的液體除去機構39，也可以是將具有噴出氣體的噴出口37A、38A的噴出構件37、38分別配置於襯底P的上面側及下面側的構成。液體除去機構39利用從噴出構件37、38中噴出的氣體的力，除去附著於襯底P上的第二液體LQ2。在使用液體除去機構39來除去第二液體LQ2的情況下，也可以將從噴出口37A、38A中噴出的氣體的壓力及每單位時間的氣體供給量(流速)等作為浸漬條件(除去條件)。
在從襯底P上除去第二液體LQ2後，利用溫度調整機構40進行襯底P的溫度調整(步驟S5)。當使用液體除去機構39來除去殘留於襯底P上的第二液體LQ2時，由於第二液體LQ2的氣化熱，襯底P的溫度發生變化，有可能變為與所需的溫度不同的溫度。從而，溫度調整機構40為了補償由在除去第二液體LQ2時的氣化熱引起的襯底P的溫度變化，進行襯底P的溫度調整。而且，所進行的襯底P的溫度調整要使得與襯底夾具PH的溫度及/或第一液體LQ的溫度大致相同。通過與襯底夾具PH基本上達到相同溫度地進行襯底P的溫度調整，就可以抑制在將襯底P裝載於襯底夾具PH上時的襯底P的溫度變化所引起的襯底P的伸縮。另外，通過與第一液體LQ1基本上達到相同溫度地進行襯底P的溫度調整，就可以抑制在襯底P上形成第一液體LQ1的浸液區域LR時的由第一液體LQ1的溫度變化、及襯底P的溫度變化所引起的襯底P的伸縮。
圖8是表示溫度調整機構40的圖。圖8中，溫度調整機構40具備保持襯底P的夾具41；包括設於夾具41的內部的加熱裝置及冷卻裝置的溫度調整器42；計測由夾具41保持的襯底P的溫度的溫度傳感器43；基於溫度傳感器43的計測結果並藉助溫度調整器42進行保持有襯底P的夾具41的溫度調整的溫度控制裝置44。利用第二輸送系統H2將實施了浸漬處理的襯底P裝載於夾具41上。溫度調整機構40的溫度控制裝置44，在將襯底P保持於夾具41上的狀態下，基於溫度傳感器43的計測結果，並藉助溫度調節器42進行夾具41的溫度調整，由此可以將由該夾具41保持的襯底P調整為所需溫度。
而且，如圖9所示，作為溫度調整機構40』，也可以是具備能夠收容襯底P的收容室45、和進行收容室45內部的溫度調整的溫度調整器46的構成。此外，襯底P配置於被調整為所需溫度的收容室45的內部。這樣，也可以在被調整為所需溫度的氣氛中配置襯底P。或者，也可以通過從如圖7所示的噴出構件37、38中向襯底P噴射被調整為所需溫度的氣體，來進行襯底P的溫度調整。
而且，也可以使參照圖5說明的浸漬裝置30的夾具31具有能夠調整所保持的襯底P的溫度的溫度調整功能。此外，也可以在將襯底P上的第二液體LQ2除去後，使用浸漬裝置30的夾具31來進行襯底P的溫度調整。或者，考慮到在除去第二液體LQ2時的氣化熱所引起的襯底P的溫度變化，也可以在除去第二液體LQ2之前，使用浸漬裝置30的夾具31來進行襯底P的溫度調整。在該情況下，在浸漬裝置30中，預先存儲有包括所使用的第二液體LQ2的物性及除去條件等的有關第二液體LQ2的信息、與除去該第二液體LQ2時的氣化熱所引起的襯底P的溫度變化之間的關係。這裡，例如可以利用實驗或模擬來預先求得上述關係。浸漬裝置30可以基於上述所存儲的關係和執行第二液體LQ2的除去處理時的除去條件，來預測除去第二液體LQ2時的氣化熱所引起的襯底P的溫度變化。此外，浸漬裝置30可以基於所預測的結果，在從襯底P上除去第二液體LQ2之前，進行襯底P的溫度調整，而將除去了第二液體LQ2後的襯底P的溫度變為所需值。例如，考慮到在除去第二液體LQ2時的氣化熱所引起的襯底P的溫度降低，浸漬裝置30可以將襯底P的溫度設定為高於所需值。當然，也可以在放置於浸漬裝置30的夾具31上之前，進行襯底P的溫度調整，並利用浸漬裝置30來補償在除去第二液體LQ2時的氣化熱所引起的襯底P的溫度。
在進行了襯底P的溫度調整後，第二輸送系統H2將襯底P從溫度調整機構40中搬出，並藉助接口部IF，轉送到曝光裝置EX-SYS的第一輸送系統H1。第一輸送系統H1將襯底P輸送(裝載)到曝光裝置主體EX的襯底夾具PH上(步驟S6)。
曝光裝置EX-SYS的控制裝置CONT使用浸液機構100，在由襯底夾具PH保持的狀態的襯底P上，形成第一液體LQ1的浸液區域LR。此外，控制裝置CONT藉助第一液體LQ1向由襯底夾具PH保持的狀態的襯底P上照射曝光用光EL，而將襯底P浸液曝光(步驟S7)。
圖10是表示將由襯底載臺PST的襯底夾具PH保持的襯底P浸液曝光的狀態的圖。圖10中，襯底載臺PST具有凹部96，在凹部96的內側，設有用於保持襯底P的襯底夾具PH。襯底夾具PH具備具有與襯底P的下面(基材1的下面1B)以規定距離分開而相對置的底面80B的基座構件80；形成於基座構件80上，且具有與襯底P的下面相對置的上面81A的周壁部81；形成於周壁部81的內側的底面80B上的支撐部82。周壁部81相應於襯底P的形狀而形成為近似圓環形。周壁部81的上面81A與襯底P的下面的周緣部相對置地形成。另外，周壁部81的上面81A成為平坦面。襯底夾具PH的支撐部82在周壁部81的內側相同地設置有多個。支撐部82包括多個支承銷，襯底夾具PH具有所謂的銷夾頭(pin chuck)機構。襯底夾具PH的銷夾頭機構具備抽吸機構，該抽吸機構具備將由襯底夾具PH的基座構件80、周壁部81和襯底P包圍的空間83設為負壓的抽吸口84，通過將空間83設為負壓而用支撐部83吸附保持襯底P。抽吸口84在基座構件80的底面80B上相同地設置有多個。另外，在由襯底夾具PH保持的襯底P的側面(基材1的側面1C)、和設於該襯底P的周圍的襯底載臺PST的凹部96的內側面96A之間，形成有具有0.1～1.0mm左右的距離的間隙A。另外，在本實施方式中，周壁部81的上面81A成為平坦面，該上面81A覆蓋氟類樹脂材料等疏液性材料而具有疏液性。另外，在周壁部81的上面81A與襯底P的下面之間形成有規定的間隙B。
在本實施方式中，由於在藉助第一液體LQ1向襯底P上照射曝光用光EL之前，在步驟S3中，將襯底P浸漬於第二液體LQ2中，所以如上所述，即使在使第一液體LQ1再次接觸於在第二液體LQ2中被浸漬處理了的感光材料2的情況下，規定物質(PAG等)也基本上不會從感光材料2向第一液體LQ1中析出。
另外，雖然在感光材料2的第一區域2U中基本上不存在PAG，但如圖11的示意圖所示，向襯底P的感光材料2照射的曝光用光EL可以穿過第一區域2U，到達PAG存在的第二區域2S。
在襯底P的浸液曝光結束後，控制裝置CONT停止利用液體供給機構10進行的第一液體LQ1的供給，並且繼續液體回收機構20的驅動，將襯底P上及襯底載臺PST上的第一液體LQ1回收而除去。然後，控制裝置CONT使用第一輸送系統H1從襯底夾具PH中搬出(卸載)襯底P。
對從襯底夾具PH中卸載了的曝光處理完的襯底P，實施稱作PEB(Post Exposure Bake)的熱處理(後焙烘)(步驟S8)。在化學放大型抗蝕劑中，因曝光用光EL的照射而從PAG中產生酸。此外，通過對照射了曝光用光EL後的化學放大型抗蝕劑進行後焙烘，在與曝光用光EL的照射區域(掩模M的圖案)相應的區域中，就會體現出鹼可溶性。襯底P的後焙烘例如可以使用如參照圖8及圖9說明的那樣的、設於塗布/顯影裝置CD-SYS中的溫度調整機構40來進行。從而，曝光處理完的襯底P在利用第一輸送系統H1從襯底夾具PH上卸載後，藉助接口部IF轉送到第二輸送系統H2。第二輸送系統H2將襯底P裝載在溫度調整機構40的夾具部41上。溫度調整機構40對裝載在夾具部41上的襯底P進行後焙烘。而且，在本實施方式中，雖然是利用溫度調整機構40來進行利用液體除去機構除去液體後的襯底P的溫度調整、和襯底P的曝光後的後焙烘處理這兩者，但是當然也可以分別採用各自的溫度調整機構。
圖12是示意性地表示正進行後焙烘(PEB)的感光材料2的舉動的圖。由於通過在步驟S3中進行的浸漬處理，在感光材料2的第一區域2U中基本上不存在PAG，所以在向感光材料2照射了曝光用光EL之後，在感光材料2的第一區域2U中，基本上不會產生由PAG引起的酸。另一方面，由於在感光材料2的第二區域2S中存在足夠的PAG，所以利用曝光用光EL的照射，在第二區域2S中，從PAG中產生足夠的酸。當對於含有這種狀態的感光材料2的襯底P實施後焙烘時，如圖12所示，會發生處於第二區域2S中的酸向第一區域2U擴散的現象。即，雖然在曝光後，在第一區域2U中基本上不存在酸，但是通過進行後焙烘，向第一區域2U補充存在於第二區域2S中的酸。此外，在向第一區域2U補充了酸的狀態下，進一步繼續後焙烘，由此可以在感光材料2中的與曝光用光EL的照射區域(掩模M的圖案)相應的區域中發現鹼可溶性。
此後，將實施了後焙烘的襯底P由第二輸送系統H2向塗布/顯影裝置主體C/D輸送，並實施顯影處理(步驟S9)。
如上說明所示，在藉助第一液體LQ1向襯底P上照射曝光用光EL之前，將襯底P浸漬於第二液體LQ2中，由此可以在襯底P的浸液曝光中，抑制PAG等規定物質向浸液區域LR的第一液體LQ1中析出的情況。當PAG等規定物質向第一液體LQ1中析出而汙染第一液體LQ1，且在該被汙染了的第一液體LQ1乾燥時，在襯底P上，有可能形成由上述規定物質引起的附著痕跡(水印)。然而，由於來自襯底P的規定物質基本上不會向浸液區域LR的第一液體LQ1中析出，所以即使殘留於襯底P上的第一液體LQ1乾燥，也可以抑制在襯底P上形成附著痕跡的不良狀況的發生。
此外，由於可以防止在含有感光材料2的襯底P上形成附著痕跡的不良狀況，所以即使在進行了顯影處理的情況下，也可以防止圖案缺陷的產生。從而，可以製造具有所需的性能的器件。
另外，由於可以防止浸液區域LR的第一液體LQ1的汙染，所以也可以防止與該第一液體LQ1接觸的噴嘴構件70、第一光學元件LS1、襯底載臺PST的上面97、襯底夾具PH、設於襯底載臺PST的上面97的光計測部等的汙染，且可以進行精度優良的曝光處理及計測處理。
另外，雖然在步驟S3中，PAG等規定物質向浸漬有襯底P的第二液體LQ2中析出，而第二液體LQ2被該規定物質汙染，但是在步驟S4中，由於將第二液體LQ2從襯底P上除去，所以可以防止襯底P上的異物(附著物)的產生。另外，如果在利用潔淨的第二液體LQ2衝洗被汙染了的第二液體LQ2後，進行襯底P的液體除去，則由於即使第二液體LQ2的液滴等殘留於襯底P上，第二液體LQ2中的汙染物質(析出物質)的濃度也會降低，所以即使該殘留的第二液體LQ2乾燥，也可以抑制襯底P上的異物(附著物)的產生。
在本實施方式中，雖然浸漬裝置30是設於塗布/顯影裝置C/D-SYS上的構成，但是當然也可以設於曝光裝置EX-SYS上。例如也可以將浸漬裝置30設於構成曝光裝置EX-SYS的第一輸送系統H1的輸送路徑的途中。這樣，在曝光裝置EX-SYS中，可以用第二液體LQ2浸漬浸液曝光前的襯底P。或者，也可以將浸漬裝置30設於接口部IF中。另外，也可以將溫度調整機構40設於曝光裝置EX-SYS中。這樣，在曝光裝置EX-SYS中，為了補償在除去第二液體LQ2時的氣化熱所引起的襯底P的溫度變化，可以使用溫度調整機構40，來進行襯底P的溫度調整。溫度調整機構40也可以與浸漬裝置30相同，設於第一輸送系統H1的輸送路徑的途中。當然，也可以將溫度調整機構40設於接口部IF中。
而且，雖然優選為溫度調整機構40設於靠近浸漬裝置30(液體除去機構)處，但是也可以將浸漬裝置30配置於塗布/顯影裝置C/D-SYS中，且將溫度調整機構40配置於曝光裝置EX-SYS中。
另外，在不需要補償由汽化熱引起的襯底P的溫度變化的情況、及由汽化熱引起的襯底P的溫度變化為能夠允許的程度那樣較小的情況下，可以省略浸漬處理後的溫度調整。
另外，在本實施方式中，雖然浸漬裝置30被設於輸送系統H(H1、H2)的輸送路徑的途中，且在將襯底P保持於襯底夾具PH上之前，將襯底P浸漬於第二液體LQ2中，但是也可以使浸液機構100具有作為浸漬裝置的功能，且在將襯底P保持於襯底夾具PH上後，利用第一液體LQ1浸漬襯底P。即，也可以在將襯底P裝載在襯底夾具PH上而保持後，在開始襯底P的浸液曝光之前，設置如下的工序，即從噴嘴構件70的供給口12向襯底P上供給第一液體LQ1，利用該被供給的第一液體LQ1來浸漬襯底P。控制裝置CONT可以一邊藉助噴嘴構件70的供給口12及回收口22進行第一液體LQ1的供給及回收，一邊相對於噴嘴構件70將由襯底夾具PH保持的襯底P沿XY方向相對移動，從而利用第一液體LQ1浸漬襯底P的上面的寬廣的區域。此外，在浸漬處理結束後，控制裝置CONT使用液體回收機構20從襯底P上回收(除去)第一液體LQ1，且在結束第一液體LQ1的除去後，使用浸液機構100，再次在襯底P上形成第一液體LQ1的浸液區域LR，藉助該第一液體LQ1將襯底P曝光。通過設為這種構成，可以在輸送系統H的輸送路徑的途中不設置浸漬裝置30，來進行襯底P的浸漬處理。從而，可以實現裝置構成的簡化及裝置成本的降低。
而且，在進行使用浸液機構100的浸漬處理的情況下，也優選為，基於有關襯底P的信息將浸漬條件最優化。另外，在使用浸液機構100進行浸漬條件設定的情況下，需要將浸漬條件設定為不會對第一光學元件LS1等造成不良影響。例如，在使用浸液機構100進行襯底P的浸漬處理時，最好使浸液機構100對第一液體LQ1的每單位時間的供給量及回收量多於浸液曝光時的第一液體LQ1的每單位時間的供給量及回收量。這樣，就可以使浸漬處理時的第一液體LQ1在襯底P上的流速快於浸液曝光時的第一液體LQ1在襯底P上的流速。從而，在浸漬處理時，可以從回收口22中快速地回收向第一液體LQ1中析出了的汙染物質，可以防止在襯底P上、襯底載臺PST的上面97及第一光學元件LS1等上因從襯底P中析出的規定物質而附著異物的情況。
而且，在上述的動作中，雖然在使用了浸液機構100的浸漬處理後，將形成浸液區域LR的第一液體LQ1全部回收，並再次利用第一液體LQ1形成浸液區域LR，但是也可以在形成了浸液區域LR的狀態下(例如在繼續液體的供給和回收的同時)仍與浸漬處理(浸漬工序)接續地進行浸液曝光處理(曝光工序)。在該情況下，只要控制襯底浸漬於第一液體中的時間，在經過了規定物質析出完畢的時間後開始曝光即可。即，也可以通過向襯底P上供給液體，並經過了足夠的時間而從襯底P中析出規定物質後，開始浸液曝光，來實現本發明的目的。但是，由於液體中含有析出的規定物質，所以最好在維持浸液區域的狀態下，進行液體的淨化或回收動作。
在該實施方式中，也可以將由液體回收機構20回收的至少一部分的第一液體LQ1(及/或第二液體LQ2)返回到液體供給機構10。或者，也可以將由液體回收機構20回收的第一液體LQ1(或第二液體LQ2)全部廢棄，從液體供給機構10供給新的潔淨的第一液體LQ1(及/或第二液體LQ2)。而且，噴嘴構件70等浸液機構1的構造並不限於上述的構造，例如也可以使用歐洲專利公開第1420298號公報、國際公開第2004/055803號公報、國際公開第2004/057589號公報、國際公開第2004/057590號公報、國際公開第2005/029559號公報中所記載的構造。
另外，即使在使用浸液機構100進行浸漬處理的情況下，也可以使用與第一液體LQ1不同的第二液體LQ2。
另外，在第一實施方式中，通過配置液體除去機構，將進行了浸漬處理的襯底P的浸液曝光後在從襯底夾具PH中搬出的襯底P上所殘留的液體除去，就可以更有效地防止襯底P上的異物(附著物)的產生。例如，如圖7所示，可以配置向襯底P的表面和背面噴射氣體而將液體除去的機構。在該情況下，也可以將氣體的噴出口37A、38A配置於襯底P的周邊附近，並利用襯底P的旋轉僅將殘留於襯底P的周緣附近的液體除去。在該情況下，配置有檢測出襯底P的浸液曝光後從襯底夾具PH中搬出的襯底P上所殘留的液體的檢測裝置，並在檢測出襯底P上的液體的情況下，使用上述的液體除去機構來執行對襯底P的液體除去動作。而且，在上述的第一實施方式中，雖然在曝光工序之前利用第二液體LQ2浸漬襯底P，而使規定物質幾乎全部從襯底P向第二液體LQ2中析出，但是在只要規定物質向第一液體LQ1中的析出為少量且可以容許的情況下，也可以無需使規定物質幾乎全部從襯底P向第二液體LQ2中析出。
第二實施方式
下面，參照圖13的流程圖，對第二實施方式進行說明。這裡，在以下的說明中，對於與上述的第一實施方式相同或同等的構成部分使用相同的符號，並將其說明簡化或省略。
第二實施方式的特徵性的部分在於，對浸液曝光結束後的襯底P實施清洗處理。在以下的說明中，雖然以在將襯底P浸液曝光之前未對襯底P進行浸漬處理的情況進行說明，但是當然也可以在將實施了浸漬處理的襯底P浸液曝光後，實施如下所述的清洗處理。即，在該實施方式的曝光裝置及曝光方法中，浸漬裝置及浸漬工序並非必需的。
與上述的實施方式相同，在將襯底P保持於襯底夾具PH上的狀態下，對該襯底P實施浸液曝光處理(步驟S7)。
在浸液曝光處理結束後，在將襯底P保持於襯底夾具PH上的狀態下，進行清洗襯底P的清洗處理(步驟S7.1)。控制裝置CONT一邊進行由浸液機構100對第一液體LQ1的供給及回收，一邊在將第一液體LQ1保持於投影光學系統PL的像面側的狀態下，相對於噴嘴構件70將由襯底夾具PH保持的襯底P相對移動，且使用第一液體LQ1清洗襯底P。
在襯底P的浸液曝光中，從襯底P特別是從其感光材料中，向浸液區域LR的第一液體LQ1中析出規定物質，從而有可能在襯底P上附著由向該第一液體LQ1中析出的規定物質(析出物)引起的異物。控制裝置CONT通過利用第一液體LQ1清洗與形成浸液區域LR的第一液體LQ1接觸後的襯底P，就可以將由從襯底P向第一液體LQ1中析出的析出物引起而附著於襯底P上的異物小型化(分解、微粒化、微小化)或除去。從而，可以防止在襯底P上形成附著痕跡的不良狀況。而且，所謂由向第一液體LQ1中析出的規定物質(析出物)引起而附著於襯底P上的異物，是指包括如第一實施方式中所述的那樣的PAG及胺類物質之類的感光材料的成分的「規定物質」本身及這種「規定物質」發生變質、結合或分解而生成的物質。這種物質可以利用紅外線光譜分析及TOF-SIMS分析等分析方法，檢測出PAG或胺類物質本身或這些化合物中所特有的官能基等來辨識。
圖14是示意性地表示清洗襯底P的狀態的俯視圖。如圖14的箭頭y1、y2所示那樣，控制裝置CONT一邊將噴嘴構件70和由襯底夾具PH保持的襯底P沿XY方向相對移動，一邊從噴嘴構件70的供給口12供給第一液體LQ1，並且從回收口22將第一液體LQ1回收。通過如此操作，可以良好地清洗襯底P的上面的大致整個區域。
另外，由於在本實施方式的襯底P的周緣部1As中露出基材1，所以控制裝置CONT使用從噴嘴構件70的供給口12供給的第一液體LQ1，重點清洗由襯底夾具PH保持的襯底P的周緣部1As。
圖15是表示清洗襯底P的周緣部1As的狀態的剖視圖。在使用第一液體LQ1清洗襯底P的周緣部1As時，控制裝置CONT在襯底P的周緣部1As上形成第一液體LQ1的浸液區域LR。此外，使噴嘴構件70與襯底載臺PST相對移動，如圖14的箭頭y3所示，沿著被製成近似圓環形的周緣部1As(間隙A)來移動第一液體LQ1的浸液區域LR。而且，沿著箭頭y3的浸液區域LR的移動並不限於一圈(一周)，可以執行任意的多次(多周)。
由於基材1與感光材料2相比，相對於第一液體LQ1具有親液性的情況較多，所以為進行浸液曝光而使用的第一液體LQ1殘留於基材1的露出部即周緣部1As或者側面1C上的可能性就變高。另外，殘留於周緣部1As上的第一液體LQ1乾燥而在基材1的周緣部1As上附著異物、或者形成附著痕跡的可能性變高。此外，在浸液曝光後，通過重點清洗基材1的周緣部1As，可以防止異物附著於襯底P的周緣部1As上的不良狀況，進而可以防止形成附著痕跡的不良狀況。或者，即使在周緣部1As上附著有異物，也可以將該異物小型化或除去。另外，通過如本實施方式那樣，沿著間隙A移動第一液體LQ1的浸液區域LR，就可以防止在襯底P的側面(基材1的側面1C)上附著異物的情況，即使假設附著有異物，也可以將該附著的異物小型化或除去。
此外，在進行了規定時間的在將襯底P用襯底夾具PH保持的狀態下的清洗處理後，控制裝置CONT使用液體回收機構20，回收並除去用於清洗處理的第一液體LQ1(步驟S7.2)。然後，控制裝置CONT使用第一輸送系統H1卸載實施了該清洗處理的襯底P。由於在襯底夾具PH上進行襯底P的清洗處理，所以可以抑制將襯底P卸載時的第一輸送系統H1的汙染。此後，與上述實施方式相同，對襯底P進行後焙烘(步驟S8)及顯影處理(步驟S9)。
如上所述，在將進行了曝光處理的襯底P從襯底夾具PH中搬出之前，在保持於襯底夾具PH上的狀態下，使用從噴嘴構件70的供給口12供給的第一液體LQ1對襯底P進行清洗處理。從而，就可以將附著於襯底P上的異物(附著物)除去或小型化。另外，即使在清洗處理後第一液體LQ1的液滴等殘留於襯底P上，也利用清洗處理，而使殘留於該襯底P上的第一液體LQ1中的汙染物質(析出物質)的濃度降低，因此，即使該殘留的第一液體LQ1乾燥，也可以防止(控制)襯底P上的異物(附著物)的產生。從而，不僅可以防止輸送系統H的汙染，而且即使在塗布/顯影裝置CD-SYS中進行顯影處理，也可以防止圖案缺陷的產生。另外，在將襯底P從襯底載臺PST(襯底夾具PH)向襯底收納容器搬出的情況下，也可以防止襯底收納容器的汙染。特別是，在本實施方式中，由於重點清洗襯底P的周緣部分，所以可以有效地防止支撐襯底P的周緣部的輸送系統及襯底收納容器的汙染。
而且，也可以使用與第一液體LQ1不同的第二液體LQ2來進行第二實施方式中的清洗處理。此時，只要在使用了第一液體LQ1的浸液曝光處理後，回收第一液體LQ1，進而使用浸液機構100進行第二液體LQ2的供給及回收即可。而且，第二液體LQ2可以使用包含具有清洗作用的成分的液體，也可以使與第一液體相同種類的液體含有具有清洗作用的成分，例如含有表面活性劑、水溶性有機溶劑等來調製第二液體。
第三實施方式
下面，對第三實施方式進行說明。第三實施方式的特徵性部分在於，在將浸液曝光完的襯底P從襯底夾具PH上卸載後，利用第二液體LQ2來清洗該襯底P。在本實施方式中，用於清洗處理的第二液體LQ2與用於浸液曝光處理的第一液體LQ1相同。
圖16是表示對從襯底夾具PH中搬出後的襯底P進行清洗的清洗裝置50的示意圖。清洗裝置50被設於塗布/顯影裝置C/D-SYS的第二輸送系統H2的途中，且可以清洗襯底P的上面及襯底P的下面(基材1的下面1B)。
清洗裝置50具備配置於襯底P的上方，且具有將第二液體LQ2向襯底P的上面供給的供給口51A的第一供給構件51；配置於襯底P的下方，且具有將第二液體LQ2向襯底P的下面供給的供給口52A的第二供給構件52。襯底P由未圖示的夾具部保持，第一、第二供給構件51、52與襯底P可以相對移動。此外，通過一邊相對移動第一、第二供給構件51、52與襯底P，一邊從第一、第二供給構件51、52向襯底P供給第二液體LQ2，由此可以利用第二液體LQ2清洗襯底P的上面(包括周緣部)、下面及側面。另外，也可以通過一邊旋轉襯底P，一邊供給第二液體LQ2，來清洗襯底P。
另外，可以通過對清洗處理後的襯底P，例如從如圖7所示的噴出構件37、38向襯底P噴射氣體，來除去附著於襯底P上的第二液體LQ2。另外，也可以在清洗襯底P時，並行地進行第二液體LQ2的供給、和氣體的供給。
也可以在如上所述地將進行了曝光處理的襯底P從襯底夾具PH上卸載後，使用由清洗裝置50的供給構件51、52供給的第二液體LQ2來清洗襯底P。在將襯底P保持於襯底夾具PH上的狀態下將襯底P浸液曝光等情況下，當液體藉助間隙A及間隙B(參照圖10)而浸入到襯底P的下面側時，有可能在襯底P的側面及下面附著異物，或形成第一液體LQ1的附著痕跡。在本實施方式中，由於也可以良好地清洗襯底P的側面或下面，所以即使在襯底P的側面或下面附著有異物，也可以將該異物小型化或除去。從而，在清洗處理後，可以防止用於對襯底P的輸送系統或襯底P進行後焙烘(PEB)的溫度調整機構的汙染。另外，通過在該清洗處理後進行顯影處理，也可以防止圖案缺陷的產生。
而且，在第三實施方式中，作為第二液體LQ2，可以使用與第一液體LQ1不同的液體。特別是，在第三實施方式中，在僅對襯底P的側面(周緣部1As)及背面(下面)等對感光材料2沒有影響的部分進行清洗的情況下，可以使用稀釋劑等有機溶劑作為第二液體LQ2，因此可以有效地除去襯底P的側面及背面的附著物(異物)或小型化。
另外，在第三實施方式中，可以並用第一實施方式中所說明的浸漬處理。
而且，在本實施方式中，雖然清洗裝置50是設於塗布/顯影裝置C/D-SYS中的構成，但是當然也可以設於曝光裝置EX-SYS中。例如，也可以將清洗裝置50設於構成曝光裝置EX-SYS的第一輸送系統H1的輸送路徑的途中。這樣，在曝光裝置EX-SYS中，可以用第二液體LQ2對浸液曝光處理後的襯底P進行清洗。或者，也可以將清洗裝置50設於接口部IF中。
而且，在上述的第二實施方式及第三實施方式中，雖然敘述了對浸液曝光後的襯底P進行清洗的情況，但是在襯底載臺PST(襯底夾具PH)中結束曝光處理等所需的處理之前，有時會產生必須將與第一液體LQ1接觸的襯底P從襯底夾具PH中搬出的錯誤。在這種情況下，也可以執行如第二實施方式及第三實施方式中說明的那樣的清洗處理。
另外，也可以設置檢測出浸液曝光後的襯底P的表面的異物(包括液體及/或液體的附著痕跡)的檢測裝置，僅在檢測出了襯底P的表面的不能容許的異物的情況下，才使用清洗裝置50進行襯底P的清洗。另外，在第二及第三實施方式中，清洗處理的條件可以基於感光材料2的種類等與上述的襯底P有關的信息來設定。
第四實施方式
下面，參照圖17及圖18，對第四實施方式進行說明。第四實施方式的特徵性的部分在於，如圖17所示在被曝光的襯底P表面形成覆蓋感光材料2的薄膜3。作為該薄膜3，有防反射膜(top ARC)、外塗膜(保護膜)等。另外，薄膜3也有可能是將形成於感光材料2上的防反射膜覆蓋的外塗膜。外塗膜是保護感光材料2免受液體影響的膜，例如由氟類的疏液性材料製成。
如圖18的示意圖所示，通過設置薄膜3，即使襯底P與液體接觸，也可以抑制規定物質(PAG等)從感光材料2向液體中析出的情況。從而，在感光材料2被薄膜3覆蓋的情況下，將第一實施方式中所說明的進行浸漬處理時的浸漬條件，可以相對於感光材料2未被薄膜3覆蓋的情況進行改變。即，將薄膜3的有無作為有關襯底P的信息，可以相應於薄膜3的信息，來設定使用了上述的浸漬裝置30及浸液機構10的浸漬處理的浸漬條件。具體來說，可以根據薄膜3的有無，來適當地設定浸漬條件中的例如浸漬時間。例如，在有薄膜3的情況下，由於規定物質基本上不從感光材料2向液體中析出，所以可以縮短浸漬時間，或者省略浸漬處理本身。
另外，當有薄膜3時，由於規定物質從感光材料2向液體中的析出被抑制，所以可以抑制向襯底P上的異物的附著或附著痕跡的形成。從而，也可以根據薄膜3的有無，適當地設定第二及第三實施方式中說明的清洗處理的清洗條件。例如，在有薄膜3的情況下，可以縮短清洗時間，或省略清洗處理本身。
而且，根據構成薄膜3的物質不同，有可能感光材料2的規定物質經過薄膜3向液體中析出，或者形成薄膜3的材料的物質向液體中析出。從而，在浸漬處理及清洗處理之時，作為有關襯底P的信息，優選不僅考慮感光材料2上的薄膜3的有無，還要考慮薄膜3的材料(物質)等信息。
而且，在第一實施方式中，在感光材料2上形成薄膜(top ARC、保護膜)3的情況下，也可以將浸漬裝置30兼用作薄膜3的塗布(形成)裝置。
另外，作為第一、第二液體LQ1、LQ2，也可以是相同材質(水)，而性質或成分(水質)不同的液體。這裡，作為液體的性質或成分的項目，可以舉出液體的電阻率值、液體中的總有機碳(TOCtotal organiccarbon)、包括液體中所含的微粒(particle)或者氣泡(bubble)的異物、包括溶解氧(DOdissolved oxygen)及溶解氮(DNdissolvednitrogen)的溶解氣體、金屬離子含量、及液體中的二氧化矽濃度、生菌等。例如，雖然用於浸液曝光的第一液體LQ1需要足夠的潔淨度，但是用於浸漬處理的第二液體LQ2也可以是與第一液體LQ1相比更低的潔淨度。作為第一、第二液體LQ1、LQ2，也可以使用各種流體，例如可以使用超臨界流體。
另外，作為第一、第二液體LQ1、LQ2，也可以是相同材質(水)而溫度不同的液體。
而且，在上述的實施方式中，最好將清洗處理時間(步驟S7.1)設定為使從浸液曝光結束後(步驟S7)到後焙烘開始(步驟S8)的時間控制在預先設定的規定時間以內。當在第一腔室裝置CH1內部的氣氛中存在氨等鹼性物質時，就會吸附在感光材料2表面，引起與酸的中和反應，有可能產生酸的失活現象。從而，最好在中和反應被促進之前，進行後焙烘。從而，考慮到從浸液曝光結束後到後焙烘開始的時間來設定清洗處理時間，由此可以在中和反應被促進之前執行後焙烘。
而且，在上述的實施方式中，雖然以作為感光材料2使用了化學放大型抗蝕劑的情況為例進行了說明，但是也可以是不含有PAG的例如酚醛清漆(Novolac)樹脂類抗蝕劑。在該情況下，也可以在通過進行浸漬處理，預先將感光材料上的異物除去後進行浸液曝光處理。另外，通過在浸液曝光處理後進行清洗處理，可以防止附著痕跡的形成。
另外，在上述的實施方式中，為了簡化說明，對在基材1上塗布有感光材料2的情況進行了說明，但是在已經經過若干個曝光工序，並在基材1上形成有圖案層的情況下，也可以進行如上所述的浸漬處理及清洗處理。該情況下，也可以考慮形成圖案層的材料向液體中的析出。
如上所述，本實施方式中的液體(第一液體)為純水。純水在半導體製造工廠等中可以很容易地大量獲得，並且具有對襯底P上的光致抗蝕劑及光學元件(透鏡)等沒有不良影響的優點。另外，由於純水對環境沒有不良影響，並且雜質的含量極低，所以還可以期待有清洗設於襯底P的表面及投影光學系統PL的前端面上的光學元件的表面的作用。而且，在由工廠等供給的純水的純度較低的情況下，也可以使曝光裝置具備超純水製造器。
此外，純水(水)相對波長為193nm左右的曝光用光EL的折射率n可以說基本上為1.44左右，在作為曝光用光EL的光源使用了ArF受激準分子雷射(波長193nm)的情況下，在襯底P上可以被短波長化為1/n，即約為134nm而獲得高析像度。另外，由於焦點深度與空氣中相比被放大為大約n倍，即大約1.44倍左右，所以在只要可以確保與空氣中使用的情況相同程度的焦點深度即可的情況下，可以進一步增加投影光學系統PL的數值孔徑，從此點來看析像度也會提高。
而且，在如上所述地使用了浸液法的情況下，投影光學系統的數值孔徑NA也有達到0.9～1.3的情況。在如這樣投影光學系統的數值孔徑NA變大的情況下，對於一直以來作為曝光用光而使用的隨機偏振光來說，由於有時會因偏振效應而使成像性能劣化，所以優選使用偏振光照明。在該情況下，最好進行與掩模(母版)的線和空間(line and space)圖案的線圖案的長邊方向一致的直線偏振光照明，且從掩模(母版)的圖案中，射出較多的S偏振光成分(TE偏振光成分)，即沿著線圖案的長邊方向的偏振光方向成分的衍射光。在投影光學系統PL與塗布於襯底P表面的抗蝕劑之間充滿液體的情況下，與在投影光學系統PL與塗布於襯底P表面的抗蝕劑之間充滿空氣(氣體)的情況相比，有助於對比度的提高的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光在抗蝕劑表面的透過率變高，因此即使在投影光學系統的數值孔徑NA超過1.0的情況下，也可以獲得很高的成像性能。另外，如果將相位移動掩模及如日本專利特開平6-188169號公報中所分開的與線圖案的長邊方向一致的斜入射照明法(特別是偶極照明法)等適當地組合的話，則更為有效。特別是，直線偏振光照明法與偶極照明法的組合，在線和空間圖案的周期方向被限定於規定的一個方向的情況下，或沿著規定的一個方向密集有孔圖案的情況下，是有效的。例如，在並用直線偏振光照明法和偶極照明法，來照明穿透率為6％的半色調(haftone)型的相位移動掩模(半間距為45nm左右的圖案)的情況下，如果將在照明系統的光瞳面上形成偶極的兩光束的外切圓所規定的照明σ設為0.95，將該光瞳面的各光束的半徑設為0.125σ，且將投影光學系統PL的數值孔徑設為NA＝1.2的話，則與使用隨機偏振光相比，可以將焦點深度(DOF)增加150nm左右。
另外，直線偏振光照明與小σ照明法(表示照明系統的數值孔徑NAi與投影光學系統的數值孔徑NAp的比的σ值為0.4以下的照明法)的組合也是有效的。
另外，在例如將ArF受激準分子雷射作為曝光用光，使用1/4左右的縮小倍率的投影光學系統PL，將微細的線和空間圖案(例如25～50nm左右的線和空間)向襯底P上曝光的情況下，根據掩模M的構造(例如圖案的微細度及鉻的厚度)的不同，利用Wave guide(波導)效應，掩模M作為偏振片發揮作用，與降低對比度的P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光相比，S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光從掩模M中射出得更多。在該情況下，雖然優選使用上述的直線偏振光照明，但是即使用隨機偏振光來照明掩模M，在投影光學系統PL的數值孔徑NA大到如0.9～1.3那樣的情況下也可以獲得高析像性能。
另外，在將掩模M上的極微細的線和空間圖案向襯底P上曝光的情況下，利用Wire Grid(線柵)效應，P偏振光成分(TM偏振光成分)有可能大於S偏振光成分(TE偏振光成分)，然而，在例如將ArF受激準分子雷射作為曝光用光，使用1/4左右的縮小倍率的投影光學系統PL，將大於25nm的線和空間圖案向襯底P上曝光的情況下，由於與P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光相比，S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光從掩模M中射出得更多，所以即使在投影光學系統PL的數值孔徑NA大到如0.9～1.3那樣的情況下也可以獲得高析像性能。
另外，不僅與掩模(母版)的線圖案的長邊方向一致的直線偏振光照明(S偏振光照明)是有效的，而且如日本專利特開平6-53120號公報中所公開的那樣，沿以光軸為中心的圓的切線(圓周)方向進行直線偏振光的偏振光照明法與斜入射照明法的組合也是有效的。特別是，在掩模(母版)的圖案不僅存在沿規定的一個方向延伸的線圖案，而且還混合存在有沿多個不同方向延伸的線圖案(混合存在周期方向不同的線和空間圖案)的情況下，同樣地如日本專利特開平6-53120號公報中所公開的那樣，通過並用沿以光軸為中心的圓的切線方向進行直線偏振光的偏振光照明法和環形照明法，即使在投影光學系統的數值孔徑NA較大的情況下，也可以獲得高析像性能。例如，在並用沿以光軸為中心的圓的切線方向進行直線偏振光的偏振光照明法和環形照明法(環形比3/4)來照明透過率為6％的半色調型的相位移動掩模(半間距為63nm左右的圖案)的情況下，如果將照明σ設為0.95，將投影光學系統PL的數值孔徑設為NA＝1.00的話，則與使用隨機偏振光的情況相比，可以將焦點深度(DOF)增加250nm左右，如果是半間距55nm左右的圖案，且投影光學系統的數值孔徑NA＝1.2，則可以將焦點深度增加100nm左右。
另外，除了上述的各種照明法以外，適用例如公布於日本專利特開平4-277612號公報或日本專利特開2001-345245號公報中所公開的漸進焦點曝光法、及使用多波長(例如二波長)的曝光用光而獲得與漸進焦點曝光法相同的效果的多波長曝光法也是有效的。
在本實施方式中，可以在投影光學系統PL的前端安裝光學元件LS1，利用該光學元件進行投影光學系統PL的光學特性，例如像差(球面像差、彗形像差等)的調整。而且，作為安裝於投影光學系統PL的前端的光學元件，也可以是用於調整投影光學系統PL的光學特性的光學板。或者也可以是能夠透過曝光用光EL的平行平面板。
而且，在因液體的流動而產生的投影光學系統PL的前端的光學元件與襯底P之間的壓力較大的情況下，也可以不將該光學元件設為可以更換的，而是將光學元件牢固地固定，使之不會因該壓力而移動。
而且，在本實施方式中，雖然是將投影光學系統PL與襯底P表面之間用液體充滿的構成，但是例如也可以是在襯底P的表面安裝有由平行平面板構成的玻璃罩的狀態下充滿液體LQ的構成。
另外，上述的實施方式的投影光學系統，雖然將前端的光學元件的像面側的光路空間用液體充滿，但是也可以如國際公開第2004/019128號小冊子中所公開的那樣，採用將前端的光學元件的掩模側的光路空間也用液體充滿的投影光學系統。
而且，雖然本實施方式的液體(第一液體)為水，但是也可以是水以外的液體，例如當曝光用光EL的光源為F2雷射器時，該F2雷射不會穿透水，因此作為液體LQ也可以是能夠穿透F2雷射的例如過氟化聚醚(PFPE)及氟類油等氟類流體。在該情況下，在與液體接觸的部分上，通過用例如含有氟的極性小的分子構造的物質形成薄膜來進行親液化處理。另外，作為液體LQ，除此以外，也可以使用具有對曝光用光EL的穿透性且折射率儘可能高、對於投影光學系統PL及襯底P表面上所塗布的光致抗蝕劑來說穩定的液體(例如雪松油cedar oil)。該情況下，表面處理也是根據所用的液體LQ的極性來進行。
而且，作為上述各實施方式的襯底P，不僅可以適用半導體器件製造用的半導體晶片，而且還可以適用顯示器用的玻璃襯底、薄膜磁頭用的陶瓷晶片、或曝光裝置中所用的掩模或母版的原版(合成石英、矽晶片)等。
作為曝光裝置EX，除了將掩模M與襯底P同步移動而對掩模M的圖案進行掃描曝光的步進掃描方式的掃描型曝光裝置(步進掃描裝置)以外，還可以適用於在使掩模M和襯底P靜止的狀態下將掩模M的圖案分批曝光，而將襯底P依次步進移動的步進重複方式的投影曝光裝置(步進曝光裝置)中。
另外，作為曝光裝置EX，也可以適用於在第一圖案和襯底P大致靜止的狀態下，使用投影光學系統(例如為1/8縮小倍率且不包含反射元件的折射型投影光學系統)來將第一圖案的縮小像向襯底P上分批曝光的方式的曝光裝置中。在該情況下，也可以適用於如下的縫合(stitch)方式的分批曝光裝置中，即進而在其之後，在使第二圖案與襯底P大致上靜止的狀態下，使用其投影光學系統將第二圖案的縮小像與第一圖案部分地重合地向襯底P上分批曝光。另外，作為縫合方式的曝光裝置，也可以適用於在襯底P上至少將兩個圖案部分地重合地轉印，且將襯底P依次移動的步進縫合方式的曝光裝置中。另外，上述實施方式中，雖然以具備了投影光學系統PL的曝光裝置為例進行了說明，但是也可以將本發明適用於不使用投影光學系統PL的曝光裝置及曝光方法中。
另外，本發明也可以適用於雙載臺型的曝光裝置中。雙載臺型的曝光裝置的構造及曝光動作，例如被公開在日本專利特開平10-163099號公報及日本專利特開平10-214783號公報(對應美國專利6,341,007號、6,400,441號、6,549,269號及6,590,634號)、日本專利特表2000-505958號(對應美國專利5,969,441號)或者美國專利6,208,407號中，在本國際申請中指定或選定的國家的法令容許的範圍內，引用它們的公開內容並作為本文中記載的一部分。
另外，也可以將本發明適用於如下曝光裝置中，即如日本專利特開平11-135400號公報中公開的那樣，具備保持襯底的襯底載臺、和搭載了形成基準標記的基準構件及各種光電傳感器的計測載臺的曝光裝置。
另外，在上述的實施方式中，雖然採用了在投影光學系統PL與襯底P之間局部地充滿液體的曝光裝置，但是本發明也可以適用於如日本專利特開平6-124873號公報、日本專利特開平10-303114號公報、美國專利第5,825,043號公報等中公開的那樣的、在將曝光對象的襯底的表面整體浸漬於液體中的狀態下進行曝光的浸液曝光裝置中。這種浸液曝光裝置的構造及曝光動作，被詳細地記載於美國專利第5,825,043號中，在本國際申請中指定或選定的國家的法令容許的範圍內，引用該美國專利的記載內容並作為本文中記載的一部分。
作為曝光裝置EX的種類，並不限於將半導體元件圖案向襯底P曝光的半導體元件製造用的曝光裝置，也可以廣泛地適用於液晶顯示元件製造用或顯示器製造用的曝光裝置、用於製造薄膜磁頭、攝像元件(CCD)或者母版或掩模等的曝光裝置等中。
在襯底載臺PST及掩模載臺MST中使用線性電動機的情況下，無論是使用採用了空氣軸承的氣懸浮型及採用了勞倫茲力或電抗力的磁懸浮型的哪一種都可以。另外，各載臺PST、MST既可以是沿著導軌移動的類型，也可以不設置導軌的無導軌型。在載臺中使用了線性電動機的例子被公開在美國專利5,623,853及5,528,118中，在本國際申請中指定或選定的國家的法令容許範圍內，分別引用這些文獻的記載內容並作為本發明中記載的一部分。
作為各載臺PST、MST的驅動機構，也可以使用如下的平面電動機，即將二維地配置了磁鐵的磁鐵單元、和二維地配置了線圈的電樞單元相對置，並利用電磁力來驅動各載臺PST、MST的平面電動機。在該情況下，只要將磁鐵單元和電樞單元的任意一方與載臺PST、MST連接，且將磁鐵單元和電樞單元的另一方設於載臺PST、MST的移動面側即可。
為了不使由襯底載臺PST的移動而產生的反作用力傳遞到投影光學系統PL，也可以如日本專利特開平8-166475號公報(美國專利5,528,118)中記載的那樣，使用框架構件來機械性地向地面(大地)釋放。在本國際申請中指定或選定的國家的法令容許的範圍內，引用美國專利5,528,118的記載內容並作為本文中記載的一部分。
為了不使由掩模載臺MST的移動而產生的反作用力傳遞到投影光學系統PL，也可以如日本專利特開平8-330224號公報(美國專利5,874,820)中記載的那樣，使用框架構件來機械性地向地面(大地)釋放。在本國際申請中指定或選定的國家的法令容許的範圍內，引用美國專利5,874,820的記載內容並作為本文中記載的一部分。
如上所述，本申請實施方式的曝光裝置EX是將包括本申請技術方案的範圍中所舉出的各構成要素的各種子系統，以保持規定的機械精度、電氣精度、光學精度的方式，進行組裝而製造成的。為了確保這些各種精度，在該組裝的前後，對各種光學系統進行用於達到光學精度的調整，對各種機械系統進行用於達到機械精度的調整，對各種電氣系統進行用於達到電氣精度的調整。由各種子系統到曝光裝置的組裝工序包含各種子系統相互的機械性連接、電路的配線連接、氣壓迴路的配管連接等。在該由各種子系統到曝光裝置的組裝工序之前，當然還有各子系統各自的組裝工序。當各種子系統向曝光裝置的組裝工序結束後，進行綜合調整，確保作為曝光裝置整體的各種精度。而且，曝光裝置的製造最好在控制了溫度及清潔度等的無塵室中進行。
半導體器件等微型器件，如圖19所示，是經過進行微型器件的功能/性能設計的步驟201、製作基於該設計步驟的掩模(母版)的步驟202、製造作為器件的基材的襯底的步驟203、利用上述的實施方式的曝光裝置EX來將掩模的圖案在襯底上曝光並將曝光了的襯底顯影的襯底處理(曝光處理步驟)204、器件組裝步驟(包括切割工序、焊接工序、封裝工序等加工工藝規程)205、檢測步驟206等而製造的。而且，在襯底處理步驟204中，與曝光工序分開獨立地包含圖3及圖13中所說明的浸漬及清洗工序。
產業上的可利用性根據本發明，由於可以良好地進行伴隨著浸液曝光的襯底的處理，所以可以製造具有所需功能的器件。
權利要求
1.一種襯底處理方法，其特徵在於，具備在襯底上形成第一液體的浸液區域，並藉助上述第一液體向上述襯底照射曝光用光而將上述襯底曝光的曝光工序；在上述曝光工序之前，將上述襯底浸漬於第二液體中的浸漬工序。
2.根據權利要求1所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述襯底包括基材和覆蓋於該基材表面的感光材料，根據有關上述襯底的信息來設定浸漬條件。
3.根據權利要求2所述的襯底處理方法，其特徵在於，有關上述襯底的信息包括上述感光材料的信息。
4.根據權利要求3所述的襯底處理方法，其特徵在於，有關上述襯底的信息包括上述感光材料的一部分的物質向上述第二液體中的析出時間。
5.根據權利要求2所述的襯底處理方法，其特徵在於，有關上述襯底的信息包括將上述感光材料覆蓋的保護膜的信息。
6.根據權利要求5所述的襯底處理方法，其特徵在於，有關上述襯底的信息包括上述保護膜的有無。
7.根據權利要求1所述的襯底處理方法，其特徵在於，在將上述第二液體從上述襯底上除去後，在上述襯底上形成上述第一液體的浸液區域。
8.根據權利要求7所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述浸漬條件包括上述第二液體的除去條件。
9.根據權利要求7所述的襯底處理方法，其特徵在於，為了補償在將上述第二液體除去時的氣化熱所引起的上述襯底的溫度變化，進行上述襯底的溫度調整。
10.根據權利要求9所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述襯底的溫度調整是在從上述襯底上除去了上述第二液體後進行的。
11.根據權利要求2所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述浸漬條件包括浸漬時間。
12.根據權利要求1所述的襯底處理方法，其特徵在於，在將上述襯底保持於襯底夾具上的狀態下照射上述曝光用光，且在將上述襯底保持於上述襯底夾具上之前，將上述襯底浸漬於上述第二液體中。
13.根據權利要求1所述的襯底處理方法，其特徵在於，在將上述襯底保持於襯底夾具上的狀態下照射上述曝光用光，且在將上述襯底保持於上述襯底夾具上後，將上述襯底浸漬於上述第二液體中。
14.根據權利要求1所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述第一液體與上述第二液體相同。
15.根據權利要求1所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述第一液體與上述第二液體不同。
16.根據權利要求1～15中任意一項所述的襯底處理方法，其特徵在於，在藉助上述第一液體向上述襯底上照射了曝光用光後，用第三液體清洗上述襯底。
17.根據權利要求2所述的襯底處理方法，其特徵在於，進而在覆蓋於上述基材上的感光材料上形成薄膜。
18.根據權利要求1所述的襯底處理方法，其特徵在於，還包括通過在基材上塗布感光材料來調製襯底的襯底調製工序；將所調製的襯底預焙烘的預焙烘工序，且在上述預焙烘工序之後進行浸漬工序。
19.一種器件製造方法，其特徵在於，包括權利要求18所述的襯底處理方法、在上述曝光工序之後將襯底顯影的工序、加工上述顯影了的襯底的工序。
20.一種襯底處理方法，其特徵在於，包括藉助第一液體向襯底照射曝光用光而將上述襯底曝光的工序；為了將由從上述襯底向上述第一液體中析出的析出物引起而附著於上述襯底上的異物小型化或除去，將與第一液體接觸後的上述襯底用第二液體清洗的清洗工序。
21.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，在藉助上述第一液體向上述襯底上照射了上述曝光用光後，將上述襯底用上述第二液體清洗。
22.根據權利要求21所述的襯底處理方法，其特徵在於，用上述第二液體清洗上述襯底的周緣部。
23.根據權利要求21所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述襯底包括基材和覆蓋於該基材表面的感光材料，在上述周緣部中露出有上述基材。
24.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，用上述第二液體清洗上述基材的背面。
25.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，在將上述襯底保持於襯底夾具上的狀態下照射上述曝光用光，且在將上述襯底從上述襯底夾具中搬出之前，用上述第二液體清洗上述襯底。
26.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，在將上述襯底保持於襯底夾具上的狀態下照射上述曝光用光，且在將上述襯底從上述襯底夾具中搬出之後，用上述第二液體清洗上述襯底。
27.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述襯底包括基材和覆蓋於該基材表面的感光材料，且上述析出物包括來自上述感光材料的析出物。
28.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述第一液體與上述第二液體相同。
29.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述第一液體與上述第二液體不同。
30.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，上述析出物為上述感光材料的成分。
31.根據權利要求20所述的襯底處理方法，其特徵在於，還包括將曝光了的上述襯底後焙烘的後焙烘工序，且上述清洗工序是在上述後焙烘工序之前進行的。
32.一種襯底處理方法，其特徵在於，包括將襯底保持於夾具上的工序；藉助第一液體向襯底照射曝光用光而將上述襯底曝光的曝光工序；在仍將上述曝光了的襯底保持於夾具上的狀態下，用第二液體清洗的清洗工序。
33.一種器件製造方法，其特徵在於，包括權利要求20或32中所述的襯底處理方法、將襯底顯影的工序、加工上述顯影了的襯底的工序。
34.一種曝光裝置，在襯底上形成第一液體的浸液區域，並藉助第一液體向上述襯底上照射曝光用光而將上述襯底曝光，該曝光裝置的特徵在於，具備保持襯底的襯底夾具；在藉助第一液體將上述襯底曝光之前，將上述襯底浸漬於第二液體中的浸漬裝置。
35.根據權利要求34所述的曝光裝置，其特徵在於，上述襯底包括基材和覆蓋於該基材表面的感光材料，具有輸送上述襯底的輸送系統，上述浸漬裝置被設於上述輸送系統的輸送路徑的途中。
36.根據權利要求34所述的曝光裝置，其特徵在於，設有具有向由上述襯底夾具保持的上述襯底上供給上述第一液體的供給口的噴嘴構件，且上述浸漬裝置從上述噴嘴構件的供給口供給上述第二液體。
37.根據權利要求34所述的曝光裝置，其特徵在於，上述浸漬裝置基於上述襯底的信息來設定上述浸漬條件。
38.根據權利要求34所述的曝光裝置，其特徵在於，具備用於除去上述第二液體的液體除去機構；為了補償在除去上述第二液體時的氣化熱所引起的上述襯底的溫度變化而進行上述襯底的溫度調整的溫度調整機構。
39.根據權利要求34所述的曝光裝置，其特徵在於，具備清洗與上述第一液體接觸後的上述襯底的清洗裝置。
40.一種曝光裝置，在襯底上形成第一液體的浸液區域，並藉助上述第一液體向上述襯底上照射曝光用光而將上述襯底曝光，該曝光裝置的特徵在於，具備為了將由從上述襯底向上述第一液體中析出的析出物引起而附著於上述襯底上的異物小型化或除去，用第二液體清洗與上述第一液體接觸後的上述襯底的清洗裝置。
41.根據權利要求40所述的曝光裝置，其特徵在於，具有保持被照射上述曝光用光的上述襯底的襯底夾具；輸送上述襯底的輸送系統，且上述清洗裝置被設於上述輸送系統的輸送路徑的途中。
42.根據權利要求40所述的曝光裝置，其特徵在於，具有保持被照射上述曝光用光的上述襯底的襯底夾具；具有向由上述襯底夾具保持的上述襯底上供給上述第一液體的供給口的噴嘴構件，且上述清洗裝置從上述噴嘴構件的供給口供給上述第二液體。
43.根據權利要求42所述的曝光裝置，其特徵在於，通過相對移動由上述襯底夾具保持的上述襯底和上述噴嘴構件，來清洗上述襯底。
44.根據權利要求43所述的曝光裝置，其特徵在於，上述清洗裝置清洗由上述襯底夾具保持的上述襯底的周緣部。
45.根據權利要求40所述的曝光裝置，其特徵在於，上述第一液體與上述第二液體相同。
46.根據權利要求40所述的曝光裝置，其特徵在於，上述第一液體與上述第二液體不同。
47.根據權利要求40所述的曝光裝置，其特徵在於，上述襯底包括基材和覆蓋於該基材上的感光材料，且上述析出物為上述感光材料的成分。
48.一種器件製造方法，其特徵在於，使用權利要求34或40所述的曝光裝置。
全文摘要
本發明提供一種襯底處理方法，該方法包括在襯底上形成第一液體的浸液區域，並藉助第一液體向襯底上照射曝光用光而將襯底曝光的曝光工序(S7)；在曝光工序之前將襯底浸漬於第二液體中的浸漬工序(S3)。根據本發明，可以抑制由伴隨著浸液曝光產生的附著痕跡造成的不良狀況的發生。
文檔編號G03F7/38GK101044594SQ200580035989
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月25日 優先權日2004年10月26日
發明者中野勝志, 奧村正彥, 杉原太郎, 水谷剛之, 藤原朋春 申請人:株式會社尼康