專利名稱：顯影方法及半導體裝置的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用處理液處理基板的基板處理方法，以及基板處理裝置，特別是在制造半導體裝置等的過程中，繼顯影處理之后，接著實施洗凈處理時使用的基板處理方法、基板處理裝置。
背景技術：
在半導體裝置、液晶顯示單元、電子電路零件等的制造中，在形成包含元件、配線等的電路的過程中，為了形成圖案，在基板上進行顯影處理，其后，順序進行洗凈處理、以及干燥處理等。
如果是半導體裝置的制造工序，則首先，在半導體基板上，用公知的方法形成被加工膜(例如，絕緣膜、配線用的導電膜)、感光性的光致抗蝕劑膜。其后，在該光致抗蝕劑膜上實施顯影處理。在此，如公知的那樣，在半導體基板上的感光性的光致抗蝕劑膜上，在通過曝光用刻線(レチクル)投影曝光規(guī)定的圖案后，提供顯影液形成圖案。
在進行顯影處理后，在半導體基板的表面上，殘留顯影液、在顯影處理中產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小的顆粒等。如果這種所謂的雜質(zhì)、污染物殘留下來，則把光致抗蝕劑的圖案作為掩膜使用，在被加工膜(例如，絕緣膜、作為配線層的材料的導電膜)上施加蝕刻加工的過程中，會產(chǎn)生尺寸的誤差，在半導體裝置的制造中成品率下降。
因而，順序實施洗凈處理、以及干燥處理，為了把半導體基板的表面加工成清潔的狀態(tài)，需要除去顯影液的殘留、在顯影處理中產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小的顆粒等。
在以往的洗凈方法中，一邊使基板高速轉動，一邊從固定的噴嘴噴出洗凈液，通過將洗凈液從中央部向周邊部的方向流動，把顯影液置換為洗凈液，使顯影反應的進行停止。另外，同時，在基板上沖洗除去顯影液、在顯影處理中產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等。
近年，進行了半導體裝置的微細化、高集成化，以及半導體基板的大口徑化的技術開發(fā)。伴隨半導體基板的大口徑化，即，基板的面積增大，在使用以往的洗凈方法時，產(chǎn)生許多問題。
噴嘴的噴出口，被設置為固定于半導體基板的中央部上方的位置上。因而，在半導體基板上，由噴嘴噴出的洗凈液，在直接接觸的中央部、及其附近，顯影液被置換的程度高，并且溶解生成物和微小的顆粒也可以有效地被除去，洗凈效果高。
但是，在半導體基板的周邊部，洗凈液并沒有直接并且以充分的壓力沖到，與半導體基板的中央部，及其附近相比，洗凈效果降低。因而，在半導體基板的邊緣部，顯影液的一部分未被置換而殘留，另外，溶解生成物和微小的顆粒也未清除干凈而殘留，產(chǎn)生所謂的洗凈斑。
另外，在以往的洗凈方法中，包含干燥處理，是使基板高速轉動。因而，伴隨基板的大口徑化，進一步增加物理性負荷，對經(jīng)顯影處理形成的光致抗蝕劑的圖案帶來不良影響。
例如，在使用300mm以上的大口徑基板制造半導體裝置的情況下，在半導體基板的周邊部，受到離心力和洗凈液的水流的影響，明顯地發(fā)生由顯影處理形成的光致抗蝕劑圖案的損傷，或者圖案的歪斜的現(xiàn)象。由此，在顯影處理后，越來越需要不使基板轉動，進行洗凈處理以及干燥處理。
伴隨半導體元件尺寸的微細化，在以往顯影方法中因為在圖案間顯影液滲入不充分，所以存在芯片內(nèi)的局部的圖案尺寸不均勻性的問題。另外，伴隨基板的大口徑化，在以往的顯影方法中，產(chǎn)生在基板面內(nèi)圖案尺寸的不均勻性，成為大問題。
可是，一般地在半導體的制造工藝中作為感光性抗蝕劑的顯影液，使用氫氧化四甲銨(TMAH)等的堿性水溶液。因為顯影液是水溶液，所以對是疏水性的感光性抗蝕劑表面濕潤性不夠。因此，在中和反應的結果產(chǎn)生的反應物在表面附近時，顯影液難以擴散到反應生成物和感光性抗蝕劑表面之間，堿性離子濃度局部性地不同，結果觀測到顯影速度在不同場所而不同。
例如，當存在被配置在寬闊的溶解區(qū)域內(nèi)的圖案和被配置在周圍幾乎未被溶解的區(qū)域上的圖案的情況下，在被配置在寬闊溶解區(qū)域內(nèi)的圖案中，因為在圖案附近存在的反應生成物的量多，顯影液難以擴散到反應生成物和感光性抗蝕劑之間，所以妨礙顯影的進行，和被配置在周圍幾乎未被溶解的區(qū)域上的圖案比較，存在線尺寸變粗了這一問題(疏密圖案的尺寸差)。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一例的，進行曝光有所希望圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影的顯影方法，包括對被曝光的上述感光性抗蝕劑膜進行第1顯影處理；對進行了第1顯影處理的感光性抗蝕劑膜，提供對該抗蝕劑膜表面具有氧化性，或者是堿性的洗凈液，進行第1洗凈處理；對完成了第1洗凈處理的上述感光性抗蝕劑膜進行第2顯影處理；對進行了第2顯影處理的上述感光性抗蝕劑進行第2洗凈處理。
根據(jù)本發(fā)明一例的，進行曝光有所希望圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影的顯影方法，包括向上述感光性抗蝕劑膜上提供顯影液，使上述感光性抗蝕劑膜上的顯影液流動，其中，在使上述顯影液流動的步驟的開始時間和結束時間之間，包含顯影液達到相對上述顯影液可以溶解的上述感光性抗蝕劑膜區(qū)域的底面的通過時間。
根據(jù)本發(fā)明一例的，進行曝光有所希望圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影的顯影方法，包括向上述感光性抗蝕劑膜上提供顯影液，使上述感光性抗蝕劑膜上的顯影液流動，其中，使上述顯影液流動的開始時間，是在顯影液達到相對上述顯影液可以溶解的上述感光性抗蝕劑膜區(qū)域的底面的通過時間之后。
根據(jù)本發(fā)明一例的，在顯影被曝光的感光性抗蝕劑膜時使用的顯影液提供噴嘴的洗凈方法，包括向上述顯影液提供噴嘴提供顯影液；將氧化性液體提供給向基板上提供顯影液的顯影液提供噴嘴進行洗凈。
圖1是展示與實施方式1有關的基板處理機構的整體圖。
圖2是展示與實施方式1有關的洗凈處理用噴嘴的構成的平面圖。
圖3A以及圖3B是展示與實施方式1有關的基板處理方法的圖示。
圖4是展示與實施方式1有關的基板處理方法的斷面圖。
圖5A以及圖5B是展示實施方式1的效果的圖示。
圖6是展示與實施方式2有關的基板處理機構的整體圖。
圖7是展示與實施方式2有關的洗凈處理用噴嘴的構成的平面圖。
圖8是展示與實施方式2有關的基板處理方法的斷面圖。
圖9A以及圖9B是展示實施方式2的效果的圖示。
圖10是展示與實施方式2有關的基板處理方法的斷面圖。
圖11是展示根據(jù)實施方式3的顯影處理方法的處理順序的流程圖。
圖12是展示根據(jù)實施方式3的顯影處理方法的工序圖。
圖13A以及圖13B是展示根據(jù)實施方式3的顯影處理方法的工序圖。
圖14A以及圖14B是展示根據(jù)實施方式3的顯影處理方法的工序圖。
圖15A以及圖15B是展示根據(jù)實施方式3的顯影處理方法的工序圖。
圖16A以及圖16B是展示根據(jù)實施方式3的顯影處理方法的工序圖。
圖17是模式化展示觀察采用KrF正(ポジ)型抗蝕劑的顯影液的溶解狀況時得到的、來自一般的基板的反射光強度的曲線圖。
圖18A以及圖18B是模式化展示顯影中的抗蝕劑膜的斷面圖。
圖19是展示根據(jù)實施方式4的顯影處理順序的流程圖。
圖20是展示根據(jù)實施方式5的顯影處理裝置的概略構成的圖示。
圖21是展示根據(jù)實施方式6的顯影處理的流程圖。
圖22展示根據(jù)實施方式6的顯影處理的工序圖。
圖23表示來自示顯影中的抗蝕劑膜的反射光強度變化的圖示。
圖24是用時間軸表示顯影開始、顯影液流動、顯影結束的演變的圖示。
圖25是展示液流動定時和偏差(ぱらつき)的關系的圖示。
圖26是表示來自顯影中的抗蝕劑膜的反射光強度變化的圖示。
圖27是展示液流動定時和偏差的關系的圖示。
圖28是展示根據(jù)實施方式7的顯影處理的流程圖。
圖29是展示根據(jù)實施方式7的顯影處理裝置的概略構成的圖示。
圖30是表示根據(jù)實施方式1的基板處理用噴嘴的構成的平面圖。
圖31是展示根據(jù)實施方式2的基板處理用噴嘴的構成的平面圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1)在本實施方式中，為了在基板上的被處理區(qū)域，形成規(guī)定的尺寸以及形狀的圖案，進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理。另外，在本實施方式中，在一張基板上，使用可以在一裝置內(nèi)連續(xù)地進行顯影處理、洗凈處理、以及干燥處理的處理過程的、所謂片葉式的顯影處理裝置。
在該顯影處理裝置的內(nèi)部，設置有可以連續(xù)地對基板進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理的處理單元。在本實施方式，在這種處理單元內(nèi)，使用對應的各處理機構進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理一連串的處理過程。
在該處理單元內(nèi)，作為一例，為了進行公知的掃描顯影處理，設置有顯影處理機構。在該顯影處理機構的一部分上具備可以在上下以及水平方向上移動的可動型的顯影用噴嘴，使得一邊噴出顯影液(處理液)，一邊掃描基板上。在該顯影用噴嘴上，為了向基板上的被處理區(qū)域以均勻的量提供顯影液，設置有細長的長方形的狹縫形狀的噴出口。
另外，除了以上構成，在處理單元上，如圖10所示，還設置有洗凈處理機構。以下，用圖1詳細說明在進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理的處理單元內(nèi)設置的洗凈處理機構的構成，以及動作。
進而，在圖1中，假設展示與洗凈處理機構100有關的主要的構成部分。
在進行顯影處理以及洗凈處理的單元中，具備圖1所示的洗凈處理機構100。在洗凈處理機構100中，作為主要的構成部分，具備固定支撐用的吸盤(チヤツク)101、洗凈用噴嘴102，以及掃描機構111。這些固定支撐用的吸盤101，以及洗凈用噴嘴102，通過由掃描機構111使噴嘴102移動，可以使噴嘴102相對于基板相對地移動。
在洗凈處理機構100中，在進行顯影處理后，基板103被放置及固定在固定支撐用的吸盤101上，從洗凈用噴嘴102提供規(guī)定的洗凈液，對基板103的表面實施洗凈處理。進而，基板103，作為一例，假設直徑是300mm。
在本實施方式中，如上所述，使用了可動型的洗凈用噴嘴102。具體地說，洗凈用噴嘴102，相對基板103的表面，可以大致平行地移動。另外，作為一例，洗凈用噴嘴102，由3個噴嘴102a、102b、102c構成。
在本實施方式中，如圖2所示，洗凈用噴嘴102，被構成為使3個噴嘴102a～102c相互鄰接，組合成一體。
在本實施方式中，噴嘴102a，以及噴嘴102c，對于基板103噴出洗凈液。另外，噴嘴102b，對基板103的基板吹付高壓的空氣。進而，噴嘴102a～102c，可以分別獨立地操作，從而噴出或者吹出洗凈液或者高壓空氣。
在此，洗凈用噴嘴102，在掃描方向上，按照洗凈液提供噴嘴102a、空氣提供噴嘴102b、洗凈液提供噴嘴102c的順序相互地鄰接配置。
另外，如圖2所示，各噴嘴102a～102c，被形成為細長的長方形狀，在和基板103相對的底面上，形成有噴出洗凈液的多個洗凈液的噴出口104，或者空氣用的吹出口105。在此，各洗凈液供給噴嘴102a、102c，被2列平行地配置。
另外，在各洗凈液提供噴嘴102a、102c的底面上，排列有多個圓形的噴出口104。在此，噴出口104，被形成為圓形，可以向外部以高的壓力噴出各洗凈液。并且，噴出口104在各洗凈液提供噴嘴102a、102c中相互排列成2列，使得相互地形成平行的列。配置有洗凈液提供噴嘴102a的多個噴出口104的區(qū)域是第1噴出區(qū)域。配置有洗凈液提供噴嘴102c的多個噴出口104的區(qū)域是第2噴出區(qū)域。
在進行洗凈處理的過程中，從洗凈液的噴出口104噴出規(guī)定的洗凈液。洗凈液提供噴嘴102a、102c的各自，在和掃描方向垂直的方向上，可以一樣地向基板103上的被處理區(qū)域提供規(guī)定的洗凈液。這時，如上所述，各洗凈液提供噴嘴102a、102c，被兩列平行地配置。噴出口104，在各個噴嘴中，也被相互平行地排列成2列。因而，在基板上一邊使噴嘴掃描，一邊從圓形的洗凈液的噴出口104，以高的壓力噴出洗凈液，可以大致一直線形狀地向基板103的被處理區(qū)域提供洗凈液。
另外，在空氣提供噴嘴102b中，吹出口104被形成為狹縫形狀。由此，可以在和掃描方向大致垂直的方向上，不中斷地連續(xù)地，同樣向基板103的被處理區(qū)域吹付高壓空氣。進而，吹出口是第1吹出區(qū)域。
如上所述，洗凈用噴嘴102被構成為，在基板103上的被處理區(qū)域上，不中斷地連續(xù)地，并且大致直線形地提供各洗凈液，以及高壓的空氣。
進而，在本實施方式中，為了適用于直徑300mm的基板103，作為一例，噴嘴102a至102c的底面被構造為，分別具有橫寬度W1a、W1b、W1c＝5mm，縱的長度L1＝305mm。另外，如果使這3個噴嘴一體化地使用，則由洗凈用噴嘴102全體，構造為底面具有橫寬W1＝15mm，縱的長度L1＝305mm的尺寸。
在此，特別理想的是，把洗凈用噴嘴102的縱向長度L1，相對基板103的直徑(例如，300mm)，設為大數(shù)個mm，從而遍及基板103的整個表面，可靠地提供各洗凈液、以及高壓的空氣。
進而，在本實施方式中使用的洗凈機構中，洗凈用噴嘴102的構成并不限于如圖4所示，從掃描方向前方一側順序地噴出/吹出洗凈液A108、高壓的干燥空氣109、洗凈液B110。例如，洗凈用噴嘴102的構成也可以是從掃描方向前方一側順序地噴出/吹出洗凈液A108、高壓的干燥空氣109。另外，洗凈用噴嘴102構成也可以是，從掃描方向前方一側開始順序地配置高壓的干燥空氣109、洗凈液B110。通過同時提供高壓的干燥空氣和洗凈液，因為可以隔離洗凈液和顯影液，所以可以洗凈基板。
另外，在本實施方式中使用的洗凈處理機構中，洗凈用噴嘴102的構成是，可以適宜地變更噴嘴的數(shù)量以及配置。具體地說，根據(jù)洗凈用途，改變洗凈液提供用噴嘴，以及空氣提供用噴嘴的數(shù)量，可以組合變換各自的構成，以及它們的配置。例如，可以組合變換洗凈用噴嘴102的洗凈液提供用的噴嘴，以及空氣提供用的噴嘴各自的配置，使得按照高壓空氣、臭氧水、高壓空氣，或者，高壓空氣、氫水(水素水)、高壓空氣的順序向基板103的被處理區(qū)域提供。
在本實施方式中，使用上述那樣的洗凈處理，在基板上進行洗凈處理。在本實施方式中，使用上述的處理單元，作為一例，在制造半導體裝置的過程中，為了在半導體基板上的感光性光致抗蝕劑膜上形成圖案，首先，依次實施顯影處理工序，接著，洗凈處理工程。因而，在基板上，作為一例，假設使用半導體基板。
進而，在本實施方式中，作為一例，使用具有300mm的直徑的半導體基板。
另外，雖然未特別圖示，但在洗凈處理機構100中，在規(guī)定的位置上設置有洗凈基板103的背面(＝基板103的下面)的噴嘴，可以適宜地噴出洗凈液等，由基板103的背面除去溶解生成物和微小的顆粒等。這時，洗凈基板103的背面的噴嘴的構造，沒有特別限定，可以使用公知的構造。另外，特別地，該噴嘴被配置在基板103的背面等的位置上即可，使得洗凈基板103的背面的周邊部。
以下，對于本實施方式的洗凈處理方法，用圖3、圖4具體地說明。在此，使用圖1所示的具備洗凈處理機構100的處理單元。
在半導體基板上，依次預先形成被加工膜(例如絕緣膜，或者配線用導電膜)，接著在它們上形成化學放大型的感光性光致抗蝕劑膜。其后，在光源中使用KrF激態(tài)復合物激光等，通過曝光用的刻線進行縮小投影曝光，把規(guī)定尺寸以及形狀的圖案照射在光致抗蝕劑上。
接著，每個半導體基板，對光致抗蝕劑膜施加熱處理，其后，使用上述的可動型的顯影用噴嘴，實施所謂掃描顯影處理，在光致抗蝕劑膜上形成規(guī)定尺寸以及形狀的圖案。在此，使顯影用噴嘴以60mm/sec的一定速度掃描，同時向半導體基板上的光致抗蝕劑膜提供規(guī)定的顯影液，進行公知的葉片(パドル)顯影處理，在光致抗蝕劑膜上形成圖案。
進而，在光致抗蝕劑用的顯影液中，使用堿性的四甲銨水溶液中(＝PH值13.4)。
以下，在進行顯影處理規(guī)定時間后，對半導體基板進行洗凈處理，在光致抗蝕劑膜上使顯影反應停止，并且，把由顯影液、顯影處理產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等向半導體基板的外方?jīng)_洗去除。
在此，不如以往那樣使其轉動，在靜止在固定支撐用的吸盤101上的狀態(tài)下，對半導體基板施加洗凈處理，除去由顯影液、顯影處理產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等。其后，實施干燥處理，在半導體基板上形成具有規(guī)定尺寸以及形狀的光致抗蝕劑的圖案。
以后，具體說明洗凈處理方法。在本實施方式中，遍及半導體基板的全部表面，一邊使洗凈用噴嘴102掃描，一邊進行洗凈處理，除去由顯影液、顯影處理產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等。
具體地說，如圖3A、3B所示，首先，使洗凈用噴嘴102靠近半導體基板的一端，其后，在保持與半導體基板106上的顯影液107的膜一定間隔的同時，一邊向另一端平行移動地掃描，一邊進行洗凈處理。這時，在使洗凈用噴嘴102掃描期間，如圖4所示，由洗凈液提供噴嘴102a、空氣提供噴嘴102b，以及洗凈提供噴嘴102c，向基板上提供洗凈液A108、高壓干燥空氣109，以及洗凈液B110。進而，在半導體基板106上，形成有未圖示的抗蝕劑膜。
在本實施方式中，如上所述，洗凈液噴嘴102，其縱向長度L1(例如305mm)，在半導體基板106的直徑(例如300mm)以上。而后，與提供洗凈液108、110，以及干燥空氣109的區(qū)域的掃描方向正交的方向的寬度，超過半導體基板106的直徑。由此，被構成為，向半導體基板106的表面全體上，提供洗凈液108、110干燥空氣109。因而，在吹付高壓干燥空氣109的同時，如果如上述那樣使洗凈用噴嘴102掃描，則向半導體基板106的表面全體提供洗凈液A108，以及洗凈液B110。
在本實施方式中，作為一例，在洗凈液A108中使用作為氧化性的洗凈液的臭氧水。另外，在洗凈液B110中使用作為還原性的洗凈液的氫水。這時，臭氧水中的臭氧濃度，以及氫水中的氫濃度設為0.1～5ppm。
另外，如圖4所示，高壓的干燥氣體109，對半導體基板106上的顯影液107的膜，起到了所謂的空氣簾的作用，即，以數(shù)百nm至數(shù)百μm的厚度，遮斷由位于洗凈用噴嘴102的兩側的噴嘴102a，以及噴嘴102c噴出的洗凈液A108和洗凈液B110，到僅殘留液膜的程度。這種情況下，高壓的干燥空氣109，以風速0.1至10m/sec吹出，作為空氣簾，需要設置成使洗凈液A108僅殘存液膜那樣的遮擋所需要的壓力和流量。
另外，這時，洗凈用噴嘴102，以從半導體基板106上的顯影液107的表面開始至3mm以下的高度接近，保持和光致抗蝕劑膜112不接觸的一定的間隔。其后，如上所述，一邊提供洗凈液A108、洗凈液B110，以及高壓干燥空氣，一邊從半導體基板106的一方的一端向另一端，使洗凈用噴嘴102遍及半導體基板106的表面全體地掃描。因而，在半導體基板106上，在被處理區(qū)域，按照洗凈液A108、高壓干燥空氣109，以及洗凈液B110的順序，分別提供。
在本實施方式中，作為一例，假設洗凈用噴嘴102，和提供顯影液107的顯影用噴嘴，在同方向同路徑上掃描。另外，這時，洗凈噴嘴102，和提供顯影液107的顯影用噴嘴的移動速度相同，假設以60mm/sec的一定的速度掃描。
這種情況下，與提供顯影液107的情況比較，由于在同方向上，以相同的一定速度在同一路徑上掃描，因而在半導體基板106的表面全體，可以控制使得提供顯影液107開始，至被置換為洗凈液A108的時間為均等。因而，在光致抗蝕劑膜上形成圖案的過程中，在各區(qū)域間，雖然在顯影反應開始的時刻產(chǎn)生差異，但使在半導體基板106的表面全體上顯影液作用的時間均等，可以高精度地在光致抗蝕劑膜上形成圖案。
進而，在本實施方式中，所謂把顯影液置換為洗凈液，表示由洗凈液的成分使顯影液的成分改變，使顯影液對光致抗蝕劑的作用停止。
另外，這時，從洗凈上述背面的噴嘴(未特別圖示)噴出洗凈液(例如純水)，進行半導體基板106的背面的洗凈處理。這樣，在進行半導體基板106的表面洗凈時，洗凈背面。由此，從半導體基板106的表面一側除去的顯影液、溶解生成物，以及微小顆粒等，包含背面不殘留在半導體基板106上，可以確實地排出。另外，由于同時洗凈處理表面一側以及背面一側，因而可以以更短時間，可靠地得到半導體基板106的洗凈效果。
如上所述進行洗凈處理，接著，除去殘留在光致抗蝕劑的圖案上的洗凈液的膜。在此，在以轉動速度1000至20000rpm的范圍使半導體基板106高速轉動，除去洗凈液的膜。
進而，在本實施方式中，對于半導體基板106，使洗凈用噴嘴102相對移動，可以提供各洗凈液，以及高壓的干燥空氣。因而，固定洗凈用噴嘴102，在該狀態(tài)下使各洗凈液噴出，每個固定支撐用的吸盤101使半導體基板106移動，如上所述還可以向半導體基板106上的被處理區(qū)域提供各洗凈液103、110、干燥空氣109。
在本實施方式的洗凈方法中，在基板，即半導體基板106上的顯影液107上，沿著掃描方向，按照洗凈液A108、高壓空氣109，以及洗凈液B110的順序噴出，或者吹付，而其效果如下。
在洗凈噴嘴102中，從洗凈液提供噴嘴102噴出的洗凈液A108，把盛滿在半導體基板106上的顯影液107置換為洗凈液A108，并且，將顯影液、由顯影處理產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等從半導體基板106上向外方?jīng)_洗。
這時，在洗凈液A108的噴出的液面上，通過強力吹付高壓干燥空氣109，與如以往的洗凈方法那樣，只從上方提供洗凈液，通過旋轉在面內(nèi)擴散的情況相比，在半導體基板106的表面全體上，均等地對洗凈液A107加壓，可以提高洗凈效果。
具體地說，通過從空氣提供噴嘴102b，吹付高壓的干燥空氣109，由洗凈液A108置換的顯影液107，被向周邊部的方向加壓，被可靠地排出到半導體基板106的外方。另外，高壓的干燥空氣109，防止這些被排出的物體附著在半導體基板106上，特別是附著在已經(jīng)進行了洗凈處理的區(qū)域上。但是，這時，高壓的干燥機空氣109，在半導體基板106上，在和掃描方向大致垂直的方向上沒有間斷，并且連成一直線形狀，需要生成所謂的空氣簾。
進而，在吹付高壓的干燥空氣109后，通過連續(xù)地噴出洗凈液B110，向半導體基板106的外方?jīng)_洗殘留在光致抗蝕劑的圖案上的少量的顯影液107。這時，在吹付有高壓干燥空氣109的區(qū)域上，連續(xù)地噴出洗凈液B110，同時，防止溶解生成物、微小顆粒，以及析出物等對光致抗蝕劑圖案的附著，對于這些都可以向半導體基板106的外方?jīng)_洗并除去。
如上所述，在本實施方式中，在洗凈液A108中，使用具有氧化性性質(zhì)的臭氧水。該臭氧水，使在進行顯影處理的過程中產(chǎn)生的溶解生成物、微小顆粒，以及析出物氧化。特別是氧化有機物，使其分子構造分解，具有使顆粒細分化的效果。因此，在顯影處理后，抑制有機物對光致抗蝕劑的再附著等，可以大幅度降低抗蝕劑圖案發(fā)生缺陷的位置的發(fā)生。
這時，臭氧水，可以以1ppm的低濃度使用。如果是該濃度，臭氧水則不會對光致抗蝕劑的圖案有損壞。這種情況下，因為僅僅起到蝕刻光致抗蝕劑圖案的側壁部的作用，所以可以降低光致抗蝕劑的圖案尺寸的粗糙度(＝局部性偏差)，在面內(nèi)，可以得到提高尺寸的均勻性的效果。
另外，如上所述，在本實施方式中，在洗凈液B110中，使用具有還原性性質(zhì)的氫水。
如上所述在用臭氧水分解有機物后，在光致抗蝕劑膜的表面，存在附著未沖洗干凈殘留下來的有機物的顆粒等的情況。如果該有機物的顆粒附著在光致抗蝕劑的圖案上，則在抗蝕劑圖案上會產(chǎn)生缺陷位置(圖案尺寸的偏差)，在后面的蝕刻工序中，會產(chǎn)生尺寸以及形狀的誤差。
對于此問題，如本實施方式所示，在提供臭氧水后，通過噴出氫水，還原該有機物的顆粒等的表面，再次從光致抗蝕劑膜的表面上分離。由此，其他包含污染物以及雜質(zhì)，被沖洗到半導體基板106的外面，可以進一步可靠地進行洗凈處理。
在本實施方式中，在洗凈液A108中使用臭氧水，另外，在洗凈液B110中使用氫水，把它們順序地連續(xù)提供到半導體基板106上的顯影液107。這種情況下，臭氧水是氧化性的水溶液，另一方面，氫水是還原性水溶液。如果臭氧水和氫水相互混合，則各個溶液的特性相互抵消，使作為洗凈液的功能降低，引起洗凈效果降低。因而，在進行洗凈處理的過程中，在連續(xù)使用相對的性質(zhì)的洗凈液時，需要減少混入的量，防止洗凈液的功能下降，防止由此引起的洗凈效果的下降。
對于此問題，在本實施方式中，向洗凈液A108(例如，臭氧水)，洗凈液B110(例如氫水)之間，吹付高壓干燥空氣109，形成空氣簾，減少相互混入的量，可以防止洗凈液功能的降低，從而可以防止洗凈效果的降低。
這樣，當使用相對的性質(zhì)的洗凈液的情況下，為了隔離兩種洗凈液，如果吹付高壓的干燥空氣等，形成所謂的空氣簾，抑制洗凈液之間的混入，則在一定地保持高的洗凈效果上是有效的。
進而，在本實施方式中，雖然在洗凈液A中使用了臭氧水，并且在洗凈液B中使用了氫水，但如果可以得到和它們相同的效果，可以變更其它種類的洗凈液。例如，可以在洗凈液A中使用臭氧水，在洗凈液B中使用純水，如上所述進行洗凈處理。另外，在被用于洗凈液B的純水中，加入表面活性劑等，可以更有效地除去雜質(zhì)，以及污染物等。
另外，在本實施方式中，通過吹付高壓的干燥空氣109，洗凈液A108的膜以及洗凈液B110的膜被加壓，在干燥空氣正下方，被壓制到數(shù)百nm至數(shù)百μm的厚度。即，在半導體基板106，在高壓干燥空氣109通過的區(qū)域，把洗凈液A103、洗凈液B110抑制在微量。因而，其后，即使不是如以往的方法那樣，使其高速轉動(＝轉動速度1000至4000rpm)甩掉洗凈液，也容易付與半導體基板106干燥處理的效果。這種情況，在半導體基板106上，因為不加物理的負荷(＝離心力，洗凈液等的水流等)，所以即使在使用大口徑(例如直徑300mm)半導體基板的情況下，也容易并且不對光致抗蝕劑的圖案給予損傷地付與干燥處理的效果。
以下，參照圖5A、圖5B，與使用以往的洗凈方法的情況相比較地說明本實施方式的效果。
在此，首先，如上所述，一邊使在本實施方式中使用的洗凈用噴嘴掃描，一邊作為一例，按照臭氧水、空氣、氫水的順序提供，進行基板的洗凈處理，其后，測定光致抗蝕劑圖案尺寸的均勻性，以及缺損位置的個數(shù)。另外，在此，作為一例，重復3次進行這樣的洗凈處理，在各個處理中，測定基板面內(nèi)的尺寸均勻性，以及圖案缺損位置的個數(shù)。在圖5A、圖5B中，記錄了使用本實施方式方法的3次洗凈處理的各自，以及以往的洗凈方法的結果，本實施方式的效果，通過比較這3次洗凈處理的平均值和以往的洗凈方法的值進行考察。其結果，在本實施方式中，可知可以得到如圖5A、圖5B所示的效果。
在圖5A中展示了，在本實施方式的方法，以及以往的洗凈方法的各自中，在基板(＝晶片)的面內(nèi)，測定光致抗蝕劑圖案的尺寸均勻性的結果。在本實施方式的方法中，如圖5A所示，與以往的洗凈方法比較，可以提高尺寸均勻性20％。在此，尺寸均勻性在設計上，以應該是同一尺寸的圖案為對象，用這些圖案的多個點進行測定，展示作為其結果得到的尺寸的偏差的程度。
另外，在圖5B中展示了，在本實施方式的方法，以及以往的洗凈方法的各自中，測定在光致抗蝕劑圖案上產(chǎn)生的缺陷位置的個數(shù)的結果。在本實施方式中，如圖5B所示，在基板(＝晶片)上，測定了光致抗蝕劑圖案的缺陷位置的個數(shù)，與使用以往的洗凈方法的情況相比，還可以減少65％。在此，缺陷位置，表示在光致抗蝕劑圖案上因附著有機物等的雜質(zhì)、污染物等，在尺寸上產(chǎn)生誤差的狀態(tài)等。
這樣，在本實施方式中，與大口徑(例如直徑300mm)的半導體基板對應，進而并且與以往的洗凈方法比較，在光致抗蝕劑的顯影處理等中，可以提高洗凈效果。
進而，在顯影處理以及洗凈處理中，可以使用圖30所示的洗凈用噴嘴102和顯影用噴嘴121成為一體的噴嘴120。如圖30所示，噴嘴120，具備洗凈用噴嘴102和顯影用噴嘴121。在顯影用噴嘴121中，將噴出顯影液的噴出口122形成為狹縫狀。在與噴出口122的掃描方向正交的方向的長度，在基板的最大直徑，或者最長邊長以上。由此，可以在和掃描方向大致垂直的方向上，不間斷連續(xù)地，一同向基板103的被處理區(qū)域提供顯影液。進而，噴出口121是第3噴出區(qū)域。進而，顯影用噴嘴121的位置，如圖30所示，相對掃描方向不限于洗凈用噴嘴102的前方一側。例如，顯影用噴嘴121，相對掃描方向也可以配置在洗凈用噴嘴102的后方一側。
該噴嘴的情況，顯影處理和洗凈處理不并列進行。顯影處理時，從顯影用噴嘴121噴出顯影液，從洗凈用噴嘴102不進行洗凈液的噴出以及氣體的吹出。另外，在洗凈處理時，從洗凈用噴嘴102進行洗凈液的噴出以及氣體的吹出，從顯影用噴嘴121不噴出顯影液。
進而，在上述實施方式中，作為處理液使用顯影液進行了說明。但是，作為處理液，也可以使用蝕刻溶液等。
(實施方式2)在本實施方式中，和實施方式1一樣，在基板的被處理區(qū)域上，為了形成規(guī)定尺寸以及形狀的圖案，進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理。另外，在本實施方式中，在一張基板上，使用可以在一裝置內(nèi)連續(xù)進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理的處理過程的所謂的片葉式的顯影處理裝置。
在該顯影處理裝置的內(nèi)部，設置有對基板連續(xù)地進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理的處理單元。在本實施方式中，在這樣的處理單元內(nèi)，使用對應的各處理機構進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理的一連串處理過程。
在該處理單元內(nèi)，作為一例，為了進行公知的掃描顯影處理，設置有顯影處理機構。在該顯影處理機構的一部分上，具備有可以在上下，以及水平方向上移動的可動型的顯影用噴嘴，使得一邊噴出顯影液，一邊在基板上掃描。該顯影用噴嘴，被構成為細長的長方形的狹縫狀，用于以均勻的量向基板的被處理區(qū)域上提供顯影液。
另外，除了以上的構成，在處理單元上，如圖6所示，還設置有洗凈處理機構。以下，用圖6，詳細說明被設置在進行顯影處理、洗凈處理，以及干燥處理的處理單元內(nèi)的洗凈處理機構的構成，以及動作。
進而，在圖6中，展示了與洗凈處理機構200有關的主要的構成部分。
在進行顯影處理，以及洗凈處理的單元中，具備圖6所示的洗凈處理機構200。在洗凈處理結構200中，作為主要的構成部分，具備固定支撐用的吸盤201，以及洗凈噴嘴202。另外，這些固定支撐用的吸盤201，以及洗凈噴嘴202被構成為可動型，可以各自獨立地移動。
在洗凈處理機構200中，在進行顯影處理后，基板203，被放置以及固定在固定支撐用的吸盤201上，從洗凈噴嘴202提供規(guī)定的洗凈液，對基板203的表面實施洗凈處理。
進而，基板203，作為一例，假設直徑是300mm。在本實施方式中，洗凈噴嘴202，由5個噴嘴202a～202e構成。移動機構215，使噴嘴202相對基板203的表面平行移動。
另外，雖然未特別圖示，但在洗凈處理機構200中，在規(guī)定的位置上設置有洗凈基板203的背面(下面)的噴嘴，適宜地噴出洗凈液等，可以由基板203的背面除去溶解生成物和微小的顆粒。這時，洗凈基板203的背面的噴嘴的構造，沒有特別的限定，可以適用公知的構造。另外，該噴嘴，只要設置在基板203的背面一側等的位置上，使得洗凈基板203的背面的周邊部即可。
在本實施方式中，如上所述，使用可動型的洗凈噴嘴202。具體地說，洗凈噴嘴202，相對基板203的表面，在保持一定的間隔的同時，可以平行地移動。另外，作為一例，洗凈噴嘴202，由5個噴嘴202a～202e構成。
在本實施方式中，如圖7所示，洗凈噴嘴202被構成為使5個噴嘴202a～202e相互鄰接地組合。
在本實施方式中，3個噴嘴202a、202c、202e，分別作為第1至第3吹出區(qū)域，把高壓空氣吹付到基板203的被處理區(qū)域。另外，噴嘴202b，以及噴嘴202d，作為洗凈液提供用的噴嘴，分別向基板203上的被處理區(qū)域噴出洗凈液。
進而，可以操作噴嘴202a～202e，使之分別獨立地噴出或者吹付洗凈液A、B，以及高壓空氣。
在此，在洗凈噴嘴202中，沿著掃描方向，依次鄰接地配置第1空氣提供噴嘴202a、第1洗凈液提供噴嘴202b、第2空氣提供噴嘴202c、第2洗凈液噴嘴202d、第3空氣提供噴嘴202e。
另外，如圖7所示，各噴嘴202a～202e，被形成為細長的長方形的狹縫狀，在和基板203相對的底面上，形成有噴出洗凈液的多個洗凈液的噴出口204，以及空氣用的吹出口205。
在此，各洗凈液提供噴嘴202b、202d，被平行地配置成2列。另外，在各洗凈液提供噴嘴202b、202d的底面上，圓形的洗凈液的噴出口204被形成為多個且相互排列的所謂多孔構構造形狀。在此，洗凈液的噴出口204，被形成圓形狀，可以以高的壓力向外部噴出各洗凈液。另外，洗凈液的噴出口204，如形成相互平行的列那樣，在各洗凈液提供噴嘴202b、202d，相互排列成2列。
在進行洗凈處理的過程中，從洗凈液的噴出口204，同時噴出規(guī)定的洗凈液，洗凈液提供噴嘴202b、202d的各自，在和掃描方向垂直的方向上，可以一樣地向基板203上的被處理區(qū)域提供規(guī)定的洗凈液。這時，如上所述，各洗凈液提供噴嘴202b、202d，被相互平行地排列成2列。并且，洗凈液的噴出口204也在各自的噴嘴中被相互平行地排成2列。因而，一邊掃描，一邊從圓形的洗凈液的噴出口204，以高的壓力噴出各洗凈液，可以以大致一直線形狀向基板203的被處理區(qū)域提供。配置有噴嘴202b的噴出口204的區(qū)域是第1噴出區(qū)域。配置有噴嘴202d的多個噴出口104的區(qū)域是第2噴出區(qū)域。
另外，在第1～第3空氣提供噴嘴202a、202c、202e的各自上，空氣用吹出口205被形成為細長的長方形的狹縫形狀。由此，在和掃描方向垂直的方向上，可以沒有中斷地連續(xù)地，一樣地向基板203的被處理區(qū)域吹付高壓的空氣。形成有第1空氣提供噴嘴202a的吹出口205的區(qū)域是第3吹出區(qū)域。形成有第2空氣提供噴嘴202c的吹出口205的區(qū)域是第1吹出區(qū)域。形成有第3空氣提供噴嘴202e的吹出口205的區(qū)域是第2吹出區(qū)域。
如以上那樣，洗凈噴嘴202被構成為，向基板203的被處理區(qū)域，不中斷連續(xù)地，且大致一直狀地，提供各洗凈液，以及高壓空氣。
進而，在本實施方式中，和實施方式1一樣，噴嘴202a～202e的底面被構成為，分別具有寬度(W2a、W2b、W2c、W2d、W2e)＝5mm，縱向長度L2＝305mm。另外，如果把這5個噴嘴一體化使用，則在洗凈噴嘴202的全體，成為具有底面寬度W2＝25，縱向長度L2＝305mm的尺寸的構造。
在此，最好是把洗凈噴嘴202的縱向的長度L2設置成相對基板203的直徑(例如，300mm)大數(shù)mm，使得遍及基板203的整個表面可靠地提供洗凈液，以及高壓空氣。
另外，在本實施方式中使用的洗凈處理機構中，洗凈噴嘴202的構成是，可以適宜地變更噴嘴的數(shù)量以及配置。具體地說，根據(jù)洗凈目的，改變洗凈液提供用的噴嘴，以及空氣提供用噴嘴的數(shù)量，可以組合變換各自的構成，以及它們的配置。
在本實施方式中，使用上述那樣的洗凈處理機構，對基板進行洗凈處理工序。在本實施方式中，和實施方式1一樣，把制造半導體裝置的過程作為一例，說明基板處理方法。這種情況下，為了在半導體基板上的感光性光致抗蝕劑膜上形成圖案，依次實施顯影處理工序，接著實施洗凈處理工序。因而，在基板上，作為一例，假設使用半導體基板。
進而，在本實施方式中，作為一例，半導體基板，使用具有300mm直徑的半導體基板。
以下，用圖8具體地說明本實施方式的洗凈處理方法。在此，假設使用圖8所示的具備洗凈處理機構200的處理單元。
在半導體基板上，預先用公知的方法，順序形成反射防止膜，接著在其上形成化學放大型的感光性抗蝕劑膜。其后，在光源中使用KrF激態(tài)復合物激光器等，通過曝光用刻線，進行縮小投影曝光，在光致抗蝕劑膜上照射規(guī)定的尺寸以及形狀的圖案。
接著，每個半導體基板，對光致抗蝕劑膜實施熱處理，其后，用上述的可動型的顯影用噴嘴，實施所謂的掃描顯影處理，在光致抗蝕劑膜上形成規(guī)定尺寸以及形狀的圖案。在此，一邊使顯影用噴嘴以60mm/sec的一定速度掃描，一邊向半導體基板上的光致抗蝕劑膜提供規(guī)定的顯影液，進行公知的葉片顯影處理，在光致抗蝕劑膜上形成圖案。
進而，在光致抗蝕劑用的顯影液中，使用堿性的四甲銨水溶液(PH值13.4)。
接著，在進行顯影處理規(guī)定時間后，對半導體基板實施洗凈處理，在光致抗蝕劑膜上使顯影反應停止，并且把顯影液，以及由顯影處理產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等沖洗到半導體基板的外方除去。
在此，不如以往那樣使其轉動，而使其在固定支撐用的吸盤201上靜止的狀態(tài)下，對半導體基板實施洗凈處理，除去顯影液、由顯影處理產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等。其后，實施干燥處理，在半導體基板上形成具有規(guī)定的尺寸以及形狀的光致抗蝕劑的圖案。
下面，具體地說明洗凈處理方法。在本實施方式中，遍及整個半導體基板的表面，一邊使洗凈噴嘴202掃描，一邊形成洗凈處理，除去顯影液、由顯影處理產(chǎn)生的溶解生成物，以及微小顆粒等。進而，所謂半導體基板的表面，是指形成有半導體元件的面。
具體地說，和實施方式1一樣，使洗凈噴嘴202首先靠近半導體基板206一方的一端，其后，在和半導體基板206上的顯影液207的膜保持一定間隔的同時，使其向另一端平行移動，一邊進行掃描一邊進行洗凈處理。這時，在使洗凈噴嘴202掃描期間，如圖8所示，從3個空氣提供噴嘴202a、202c、202e，以及兩個洗凈液提供噴嘴202b、202d，作為一例，分別向顯影液207提供高壓的干燥空氣208、210、212，洗凈液A209、洗凈液B211。進而，符號216是光致抗蝕劑膜。
在本實施方式中，如上所述，洗凈噴嘴202，其縱向長度L2(例如305mm)在半導體基板206的直徑(例如300mm)以上。而且，與提供干燥空氣208、210、212以及洗凈液209、211的區(qū)域的掃描方向正交的方向的寬度，在半導體基板206的直徑以上。由此，被構成為向半導體基板206的整個表面提供干燥空氣208、210、212以及洗凈液209、211。因而，如果在吹付高壓的干燥空氣208、210、211的同時，使洗凈噴嘴202如上所述掃描，則洗凈液A209，以及洗凈液B211，會被提供給半導體基板203的整個表面。
在本實施方式中，從各空氣提供噴嘴202a、202c、202e，作為一例，吹付高壓的干燥空氣208、210、212。另外，在本實施方式中，作為一例，在洗凈液A209中使用作為氧化性的洗凈液的臭氧水，另外，在洗凈液B211中使用作為還原性的洗凈液的氫水。這時，臭氧水，以及氫水的濃度，假設是0.1～5ppm。
另外，如圖8所示，高壓的干燥空氣208、210、212各自，作為所謂空氣簾使用。高壓的干燥空氣208、212，向半導體基板206上的顯影液207的膜吹付，在掃描方向上，從洗凈噴嘴202的兩側，覆蓋由噴嘴202b噴出的洗凈液A209，以及由噴嘴202d噴出的洗凈液B211，起到從外部遮斷它們的作用。另外，高壓的干燥空氣210，對半導體基板206上的顯影液207的膜，遮擋洗凈液A209，以及洗凈液B211之間，到只殘留數(shù)百nm至數(shù)百μm的厚度的液膜。
這種情況下，高壓的干燥空氣208、210、212，以風速0.1至10m/sec吹出，各自如上所述，需要作為空氣簾起作用的壓力和流量。
另外，這時，洗凈噴嘴202，從半導體基板206上的顯影液207的表面，接近至3mm以下的高度，在不和光致抗蝕劑的圖案接觸的程度保持一定的間隔。其后，從洗凈噴嘴202，如上所述，一邊提供洗凈液A209、洗凈液B211，以及高壓的干燥空氣208、210、212，一邊從半導體基板206的一方的端部向另一端，遍及整個半導體基板206上的表面進行掃描。因而，在半導體基板206上，在被處理區(qū)域，成為依次提供高壓的干燥空氣208、洗凈液A209(例如，臭氧水)、高壓的干燥空氣210、洗凈液B211，以及高壓的干燥空氣212。
在本實施方式中，作為一例，洗凈噴嘴202，假設和提供顯影液207的顯影用噴嘴在同方向上掃描同一路徑。另外，此時，假設洗凈噴嘴202，和提供顯影液207的噴嘴的移動速度相同，以60mm/sec的一定速度掃描。
這種情況下，和提供顯影液207的情況相比，通過在同一方向上，在同一路徑上以相同的一定速度掃描，在半導體基板206的整個表面，可以控制使得提供顯影液207開始，到被置換為洗凈液A209的時間或為均等。因而，在光致抗蝕劑膜上形成圖案的過程中，在各區(qū)域間，雖然在顯影反應開始的時刻產(chǎn)生差，但是使在半導體基板206的整個面上顯影液作用的時間均等，可以高精度地在光致抗蝕劑膜上形成圖案。
進而，在本實施方式中，所謂把顯影液置換為洗凈液，是指用洗凈液的成分使顯影液的成分改變，使顯影液對光致抗蝕劑的作用停止。
另外，這時，從洗凈上述背面的噴嘴(未特別圖示)，噴出洗凈液(例如純水)，進行半導體基板206的背面的洗凈處理。這樣，在進行半導體基板的表面洗凈時，洗凈背面。由此，從半導體基板206的表面除去的顯影液、溶解生成物，以及微小顆粒等在半導體基板上沒有殘留，可以可靠地排出。另外，通過同時洗凈處理表面一側，以及背面一側，可以在短時間可靠地進行半導體基板206的洗凈處理。
如上所述那樣進行洗凈處理，接著，把空氣等提供給半導體基板206的表面，除去在光致抗蝕劑膜的圖案上僅剩下的洗凈液。這樣，在本實施方式中，不使半導體基板206轉動而使洗凈液汽化，可以進行干燥處理。因而，即使使用大口徑(例如300mm)的半導體基板等的情況，也不發(fā)生光致抗蝕劑的圖案的損傷，或者圖案的破損等，可以進行干燥處理。
進而，在本實施方式中，只要相對基板，即，半導體基板106，使洗凈噴嘴202相對移動，提供各洗凈液以及高壓的干燥空氣即可。因而，固定洗凈液噴嘴202，在該狀態(tài)下噴出各洗凈液，對于每個固定支撐用吸盤201使半導體基板206移動，如上所述也可以向半導體基板106上的被處理區(qū)域提供各洗凈液209、211、高壓的干燥空氣208、210、212。
在本實施方式的洗凈方法中，向基板，即，半導體基板206上的顯影液207，沿著掃描方向，按照高壓干燥空氣208、洗凈液A209、高壓干燥空氣210、洗凈液B211，以及高壓的干燥空氣212的順序，進行噴出或者吹付，而其效果如下。
在洗凈噴嘴202中，如果從第1空氣提供噴嘴202a吹付高壓的干燥空氣208，則加壓半導體基板206上的顯影液207，將該膜厚度抑制到數(shù)百μm。
這時，高壓干燥空氣208，形成空氣簾，具有防止顯影液207再次附著在洗凈處理后的區(qū)域上的效果，進而并且，具有防止隨后的洗凈液A209的搶先，即，附著在未洗凈的區(qū)域上的效果。
另外，從洗凈噴嘴202的第1洗凈液提供噴嘴202b，噴出洗凈液A209。半導體基板206上的顯影液被置換為洗凈液A209的成分。進而，洗凈液A209，把溶液中的溶解生成物和微小顆粒沖洗到半導體基板206的外方。
這時，從第1空氣供給噴嘴202a吹付高壓的干燥空氣208，如上所述，抑制半導體基板206上的顯影液207的膜厚度，顯影液207的量減少，進而并且，因為被加壓，使洗凈效果提高。
進而，由第2空氣提供噴嘴202c，吹付高壓的干燥空氣210。第1洗凈液提供噴嘴202b的下方區(qū)域，由空氣簾隔開兩側，在掃描方向上遮擋。因而，洗凈液A209作用的區(qū)域，被限制在由高壓的干燥空氣208、210分割的區(qū)域內(nèi)。在該區(qū)域內(nèi)的顯影液207，如上所述，膜厚度被限制，并且其量和洗凈液A209相比也非常少。這種情況下，在進行洗凈處理的過程中，由顯影液207消耗的洗凈液A209的量減少，從供給時開始可以保持洗凈液A209的濃度為一定。因而，通過洗凈噴嘴202的掃描，瞬間把顯影液207置換為洗凈液A209(例如臭氧水)，在半導體基板206的整個表面，可以用短時間進行洗凈處理。
另外，由洗凈液A209置換的顯影液207和洗凈液沿著空氣簾，由間隙間向半導體基板206的外方排出，在使洗凈噴嘴202掃描后，可以防止顯影液207等返回基板上。
但是，這時，高壓的干燥空氣208、210，在和掃描半導體基板206上的方向大致垂直的方向上，需要沒有間斷地，連成一直線形狀，形成空氣簾。
在洗凈液提供噴嘴202中，接著高壓干燥空氣210，順序噴出，或者吹付洗凈液B211、高壓干燥空氣212。
在本實施方式中，在洗凈液A209使用臭氧水。該臭氧水，使在進行顯影處理的過程中產(chǎn)生的溶解生成物、微小顆粒，以及析出物等氧化。特別具有氧化有機物，使其分子構造分解，細分化顆粒的效果。因此，在顯影處理后，抑制有機物對光致抗蝕劑的再附著等，可以大幅度降低抗蝕劑圖案的缺陷位置的發(fā)生。
另外，這時，臭氧水，可以以1ppm的低濃度使用。如果是此濃度，則臭氧水，不會對光致抗蝕劑的圖案有損傷。這種情況下，因為僅僅蝕刻光致抗蝕劑的圖案的側壁部，使抗蝕劑圖案尺寸的粗糙度(＝局部性偏差)降低，在面內(nèi)，可以得到提高尺寸均勻性的效果。
另外，如上所述，在本實施方式中，在洗凈液B211中，作為具有還原性的性質(zhì)的洗凈液，使用氫水。
如上所述在由臭氧水分解有機物后，在光致抗蝕劑膜的表面上附著未洗凈而殘留的有機物的顆粒等。如果該有機物的顆粒附著在光致抗蝕劑的圖案上，會在抗蝕劑圖案上產(chǎn)生缺陷位置(＝圖案尺寸的偏差)，在其后的蝕刻工序中，會產(chǎn)生尺寸以及形狀的誤差。
對于此問題，如本實施方式，在提供臭氧水后，通過噴出氫水，還原該有機物的顆粒等的表面，再次，從光致抗蝕劑膜的表面分離。由此，包含其他的污染物、以及雜質(zhì)，向半導體基板206的外方?jīng)_洗，可以進一步可靠低進行洗凈處理。
在本實施方式中，在洗凈液A209中使用臭氧水，在洗凈液B211中使用氫水，依次連續(xù)地把它們提供給半導體基板206上的顯影液207。這種情況下，臭氧水是氧化性的水溶液，另一方面，氫水是還原性的水溶液。在進行洗凈處理的過程中，如果臭氧水和氫水相互混入，則各自的溶液特性抵消，會使作為洗凈液的功能下降，導致洗凈效果下降。
因而，在使用這樣相對的性質(zhì)的洗凈液時，和實施方式1一樣，為了隔開兩種洗凈液，吹付高壓的干燥空氣，如果在之間形成干燥空氣抑制洗凈液之間的混入，則具有把洗凈效果保持在一定高度的效果。
進而，在本實施方式中，在洗凈液A中使用臭氧水，另外在洗凈液B中使用氫水，但如果是可以得到和它們一樣的效果的液體，則可以改變?yōu)槠渌N類的洗凈液。例如，在洗凈液A中使用臭氧水，在洗凈液B中使用純水，可以如上所述使用洗凈處理。另外，在用于洗凈液B的純水中，加上表面活性劑，可以更有效地除去雜質(zhì)，以及污染物。
在本實施方式中，如上所述，在洗凈液A209，以及洗凈液B211噴出期間，在它們的前后兩側，吹付高壓的干燥空氣208、212進行洗凈處理。這時，高壓的干燥空氣208、211，作為空氣簾起作用，在洗凈噴嘴202的掃描方向上，從洗凈液A209，以及洗凈液B211的前后遮擋。因而，洗凈液A209以及洗凈液B211，不向外方擴散，被集中地提供給顯影液207，壓力高，可以進一步提高洗凈效果。
以下，參照圖9A、圖9B，增加本實施方式的效果，和使用以往的洗凈方法的情況比較說明。
在此，首先，如上所述，一邊使在本實施方式中使用的洗凈用噴嘴掃描，作為一例，一邊順序提供空氣、臭氧水、空氣、氫水、空氣，進行基板的洗凈處理，其后，測定光致抗蝕劑圖案的尺寸均勻性，以及缺陷位置的個數(shù)。另外，在此，和實施方式1的情況一樣，作為一例，重復3次進行這樣的洗凈處理，在各個處理中，測定基板內(nèi)的尺寸均勻性，以及圖案的缺陷位置的個數(shù)。在圖9A、圖9B中，記錄了使用本實施方式的方法的3次洗凈處理的每一個，以及以往的洗凈方法的結果，本實施方式的效果，把該3次洗凈處理的平均值和以往的洗凈方法的值比較考察。其結果，在本實施方式中，可知可以得到圖9A、圖9B所示的效果。
在圖9A中展示了，在本實施方式的方法，以及以往洗凈方法的各自中，在基板(＝晶片)的面內(nèi)，測定光致抗蝕劑圖案的尺寸的均勻性的結果。在本實施方式的方法中，如圖9A所示，和實施方式1一樣，與以往的洗凈方法相比，可以提高尺寸均勻性約20％。在此，尺寸均勻性，在設計上，是以應當是同一尺寸的圖案為對象，用這些圖案的多個點進行測定，表現(xiàn)其結果得到的尺寸的偏差的程度。
另外，在圖9B中展示了，在本實施方式的方法，以及以往的洗凈方法的各自中，測定發(fā)生在光致抗蝕劑圖案上的缺陷位置的個數(shù)的結果。在本實施方式中，如圖9B所示，和實施方式1一樣，在基板上，測定了光致抗蝕劑圖案的缺陷位置的個數(shù)，與用以往的洗凈方法的情況相比，也可以減少65％。在此，缺陷位置，表示因在光致抗蝕劑圖案上附著有機物等的雜質(zhì)、污染物等，在尺寸上產(chǎn)生誤差的狀態(tài)。
這樣，在本實施方式中，與大口徑(例如直徑300mm)的半導體基板對應，進而并且與以往的洗凈方法相比，在光致抗蝕劑的顯影處理等中，可以提高洗凈效果。
在本實施方式中，在洗凈液的內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，通過使該氣泡起物理性作用，還可以進一步提高洗凈效果。這種情況下，如圖10所示，在兩側的空氣簾208、210隔開的區(qū)域內(nèi)，在達到半導體基板206上的顯影液207之前，在由噴嘴202b噴出的洗凈液A209中，使從第2空氣噴嘴202c吹出的高壓干燥空氣210的一部分(＝小空氣)213混入，可以在洗凈液A209中產(chǎn)生氣泡214。該氣泡214，在洗凈液A209內(nèi)部產(chǎn)生壓力差，在附著在光致抗蝕劑的圖案表面上的溶解生成物，以及微小顆粒等上施加沖擊，容易除去它們，可以進一步提高洗凈效果。
這種情況，在洗凈噴嘴202中，至少在高壓的干燥空氣208、210的一方中，施加加工使得空氣的一部分向相鄰的洗凈液A209一側吹出。
具體地說，在第1洗凈液提供噴嘴202b的兩側，從噴嘴202a，以及噴嘴202c的空氣吹出口205，吹出高壓的空氣，形成空氣簾，進而并且，至少加工使得高壓干燥空氣208、210的一部分，向相鄰的洗凈液A209一側吹出。在此，可以構成使得至少在噴嘴202a、以及202c的某一方中，和空氣噴出口205設置規(guī)定的間隔，在接近噴嘴202b一側設置吹出口(例如孔狀)，吹出高壓的干燥空氣208，或者高壓的干燥空氣210的一部分。
進而，雖然作為一例，使洗凈液A209中產(chǎn)生氣泡，進行洗凈處理，但也可以用與洗凈噴嘴202同樣的要領施加加工，使洗凈液B211中產(chǎn)生氣泡進行洗凈處理。另外，如本實施方式所示，各高壓的干燥空氣208、210、212起作用，在半導體基板206上，將顯影液207抑制在很少的量。在這樣的情況下，洗凈液A209，即臭氧水，在液體中不使其濃度下降，達到顯影反應中的光致抗蝕劑膜，其表層部分變?yōu)楸挥沙粞跛趸臓顟B(tài)。
這樣，通過也氧化光致抗蝕劑膜的表層部分，可以進一步可靠地防止有機物的顆粒的再附著。因而，在本實施方式中，溶解生成物、微小顆粒、析出物等，即使有，也可以有效地除去有機物，在進行洗凈處理的過程中，可以顯著降低顯影圖案的缺陷位置的發(fā)生。
另外，在本實施方式中，通過吹付高壓干燥空氣208、210、212，洗凈液A209的膜，以及洗凈液B211的膜被加壓，在空氣簾的正下方，被抑制到數(shù)百nm至數(shù)十μm的厚度。即，在半導體基板206中，在高壓干燥空氣208、210、212通過的區(qū)域中，洗凈液A209、洗凈液B211被抑制在微量。因而，其后，如以往的方法，即使不使其高速轉動(＝轉動速度1000至4000rpm)甩掉洗凈液，在半導體基板206上，至少也可以付與和其相同的干燥處理效果。這種情況，在半導體基板206上，因為未遭受物理負荷(＝例如離心力、洗凈液等的水流等)，即使使用大口徑(例如直徑300mm)的半導體基板的情況下，也容易并且無損傷等地，在洗凈處理后，可以給光致抗蝕劑的圖案以干燥效果。
這樣，在本實施方式中，與大口徑(例如直徑300mm)的半導體基板對應，進而并且，與以往的方法，即，使半導體基板高速轉動洗凈的情況相比，可以得到同等以上的洗凈效果。
進而，在顯影處理以及洗凈處理中，也可以使用圖31所示的洗凈用噴嘴202和顯影用噴嘴221成為一體的噴嘴220。如圖31所示，噴嘴220，具備洗凈用噴嘴202和顯影用噴嘴221。在顯影用噴嘴221中，噴出顯影液的噴出口222被形成為狹縫形狀。與噴出口222的掃描方向正交的方向的長度，在基板的最大直徑，或者最長邊以上。由此，在和掃描方向大致垂直的方向上，可以不中斷連續(xù)地，一樣地向基板的被處理區(qū)域提供顯影液。進而，噴出口221是第3噴出區(qū)域。進而，顯影用噴嘴221的位置，如圖31所示，相對掃描方向不限制在洗凈用噴嘴202的前方一側。例如，顯影用噴嘴121，相對掃描方向也可以配置在洗凈用噴嘴202的后方一側。
在該噴嘴的情況下，不并列地進行顯影處理和洗凈處理。在顯影處理時，從顯影用噴嘴221噴出顯影液，從洗凈用噴嘴202不進行洗凈液的噴出以及氣體的吹出。另外，在洗凈處理時，從洗凈用噴嘴202進行洗凈液的噴出以及氣體的吹出，從顯影用噴嘴221不噴出顯影液。
如上所述，在實施方式1，以及實施方式2中，與以往的洗凈方法相比，可以有效第進行半導體基板等基板的洗凈處理。
以上，在實施方式1以及實施方式2中，作為基板，以半導體基板為一例，對半導體裝置的制造工序進行了說明。但是，在這些實施方式中，除此以外，即使在使用液晶基板、曝光用掩膜基板等的情況下，也可以在顯影處理，以及洗凈處理等中適用，可以提高各種產(chǎn)品的成品率。
(實施方式3)圖11是展示本發(fā)明的實施方式3的顯影處理方法的處理順序的流程圖。另外，從圖12至圖16是展示本發(fā)明的實施方式3的顯影處理方法的處理順序的工序圖。
用圖11至圖16說明本發(fā)明的實施方式3的顯影方法。
(步驟S101)如圖12所示，在包含半導體基板的基板300中，通過反射防止膜在主面上涂布形成化學放大型抗蝕劑(感光性抗蝕劑膜)，在化學放大型抗蝕劑膜上使用KrF激態(tài)復合物激光器，通過曝光用刻線縮小投影曝光電路圖案。在對基板300進行PEB處理后，由搬送自動裝置，基板300被搬送到顯影裝置的基板保持部301的上部，被吸引固定在基板保持部301上。在沖洗時，以及干燥時等，根據(jù)需要通過轉動機構302使基板300轉動。
本實施方式的顯影裝置，進一步具備使沖洗噴嘴303，以及顯影液提供噴嘴304從基板300的一端向另一端掃描的掃描機構。沖洗噴嘴303，在基板300的沖洗時或者顯影停止時，從噴出口噴出具有超純水、臭氧水、氧水(酸素水)等的氧化性的液體和弱堿性的液體。顯影液同噴嘴304具有比基板300的最大直徑還長的邊，均勻地向基板300提供顯影液。進而，沖洗噴嘴，防止噴出的氧化性液體或者弱堿性液體對基板主面的感光型抗蝕劑的損傷，為了使該洗凈液的作用在該基板上均勻，希望具備使噴出的洗凈液搖動的機構，和防止在噴嘴噴出口內(nèi)部洗凈液的勢力局部增強的緩和機構。
(步驟S102)以下如圖13A所示，使沖洗噴嘴303移動到距離基板300規(guī)定的高度的位置。在通過轉動機構302使基板300轉動的同時，從沖洗噴嘴303向基板300，噴出2秒鐘臭氧濃度5ppm以下的臭氧水306作為上述處理溶液。其間，沖洗噴嘴303在基板300主面上移動，使臭氧水306搖動，盡可能均勻地提供到作為基板300的主面上。接著，如圖13B所示，使基板300轉動，干燥基板300表面。
在此，雖然為了在基板上均勻地形成液膜，進行上述處理工序，但該前處理工序不是必須的。另外，如果與臭氧水相比也可以均勻地形成液膜，則作為前處理液，使用氧水、氫水、硝酸，以及過氧化氫水，堿性離子水等也可以。
(步驟S103)接著，如圖14A、14B所示，作為第1顯影處理，在基板300上形成加工基板300上的感光性抗蝕劑膜的顯影液的膜。在此，使直線形狀顯影液噴出噴嘴304從基板300的一端向另一端掃描，通過以簾狀地噴出顯影液307，在基板300上形成顯影液膜307。如圖14B所示，顯影液提供噴嘴304的與掃描方向垂直的方向的長度，因為比基板300的直徑長，從而可以在基板300的整個面上形成顯影液307的膜。
顯影液膜形成工序，并不限于在此所示的方法。例如，如圖15A、15B所示，有一邊從直線形狀的顯影液提供噴嘴304提供顯影液，一邊使基板304轉動在基板300的整個面上形成顯影液膜307的方法。圖15，是展示根據(jù)本申請發(fā)明的實施方式3的顯影液膜形成方法的變形例的圖示。圖15A是斷面圖，圖15B是平面圖。
另外，如圖16A、圖16B所示，有一邊從直管形狀的噴嘴312對基板300提供顯影液307，一邊使基板300轉動，在基板300整個面上形成顯影液膜307的方法等。除了在此所示的方法以外，還可以使用各種方式。圖16是展示本申請發(fā)明的實施方式3的顯影液膜形成方法的變形例的圖示。圖16A是斷面圖，圖16B是平面圖。
(步驟S104)作為第1洗凈處理，在基板主面上形成顯影液膜后約5秒，從沖洗噴嘴303，噴出純水，同時使基板轉動，沖洗基板300上的顯影液膜。接著，一邊使基板300低速轉動，一邊噴出低濃度臭氧水。
(步驟S105)接著，使基板300高速轉動，干燥基板300的表面。
也可以在從沖洗噴嘴303，噴出低濃度臭氧水的同時，使基板轉動約10秒鐘，在用低濃度臭氧水進行洗凈后，使基板高速轉動，使基板干燥。
作為具有氧化性的洗凈液，在本實施方式中使用了不對抗蝕劑產(chǎn)生超過容許范圍以上的損傷的低濃度的臭氧水。如果有同樣的效果，作為具有氧化性的洗凈液，也可以使用在純水中溶解氧氣的氧氣水等。進而，如果有同樣的效果，不對抗蝕劑有超過容許值以上的損傷的話，也可以使用弱堿性水溶液。
(步驟S106)接著，作為第2顯影處理，在基板300上形成加工基板300上的抗蝕劑膜的顯影液。在此，使直線狀顯影液噴出噴嘴從基板的一端向另一端掃描，通過以簾形狀地噴出顯影液，形成基板上的顯影液膜。
如果需要也可以在第2顯影處理的過程中在基板主面上攪拌顯影液。這種情況下，例如，已形成的顯影液膜的攪拌方法，可以是在基板上配置整流板，通過使該整流板轉動產(chǎn)生氣流的方法，和使基板自身轉動的方法，和通過外部的振動子對液體施加振動的方法等，只要是具有使顯影液在基板整個面上流動的作用，什么樣的方法都可以。
(步驟S107)作為第2洗凈處理，在基板300主面上形成顯影液膜后約25秒鐘，在從沖洗噴嘴303，噴出純水的同時，使基板300以500rpm轉動。進而，作為第2顯影后的洗凈液，在本實施方式中，雖然使用了純水，但如果有更高的洗凈效果，則作為洗凈液，使用還原性液體、氧化性液體(臭氧水，氧水)、弱堿性離子水、弱酸性離子水、超臨界水、碳酸水、氫水、純水等，什么都行。另外，如果可以提高洗凈效果，還可以適宜地組合這些液體。
(步驟S108，S109)在使基板高速轉動、使基板干燥后，結束顯影工序用搬送自動裝置回收基板。
說明以往的顯影方法的問題點及其原因。化學放大型的感光型抗蝕劑，通過所希望圖案的曝光和熱處理，在抗蝕劑膜中形成微細的堿性可溶區(qū)域和堿性難溶區(qū)域。如果這些堿性可溶區(qū)域以及堿性難溶區(qū)域接觸到堿性顯影液，則在通常的KrF抗蝕劑的一般的顯影工序中所需要的時間中，堿性可溶區(qū)域溶解在堿中，堿性難溶區(qū)域不溶解。在顯影中從堿性可溶區(qū)域中產(chǎn)生的反應生成物，被夾在作為堿性難溶區(qū)域的抗蝕劑圖案間，受到抗蝕劑難溶區(qū)域，以及來自同樣溶解的反應生成物的分子間的相互作用，留在這個地方。特別是如果加工尺寸微細，則抗蝕劑圖案尺寸也微細，因而，堿性可溶區(qū)域的和堿性難溶區(qū)域的尺寸也變小，分子間的相互作用增強越來越難以擴散到液體氛圍中。另外，反應生成物，因來自基板的靜電電勢的束縛力作用，溶解后也留在那里。其結果，可以防止堿性離子進一步擴散到可容抗蝕劑區(qū)域，在抗蝕劑表面附近堿性濃度在不同的地方不同，與此同時，顯影受到阻礙，顯影速度根據(jù)部位變化。
在基板上靜止盛滿顯影液，在經(jīng)過規(guī)定的時間后隨即用洗凈液(純水)置換基板上的顯影液，使顯影停止。在該方法中，因為上述那樣的反應生成物的局部性的停滯在基板面內(nèi)產(chǎn)生，直至顯影結束，沒有除去它，所以使顯影受到阻礙，在面內(nèi)在顯影的速度上產(chǎn)生差異。特別是因為根據(jù)反應生成物的量的多少顯影速度變化，所以在圖案疏的區(qū)域和密的區(qū)域中產(chǎn)生的反應生成物的量不同。因此引起堿性離子濃度在圖案疏的區(qū)域和密的區(qū)域的抗蝕劑表面附近不同的現(xiàn)象，總之，在圖案疏的區(qū)域和密的區(qū)域的抗蝕劑表面附近引起顯影速度不同這一現(xiàn)象。其結果，在抗蝕劑圖案中產(chǎn)生尺寸疏密差的問題。
對于上述的問題，考慮了在顯影途中一次除去反應生成物再次用新鮮的顯影液進行顯影。但是，把顯影分為2次的方法是公知的技術，例如在特開平2-46464號公報中公開。在特開平2-46464號公報中在用顯影液進行顯影一次后，沖洗干燥，再次用濃度濃的顯影液進行顯影。發(fā)明人，由此，除去抗蝕劑圖案的底部的抗蝕劑殘渣和浮渣。這些殘渣和浮渣是抗蝕劑的未溶解部分，不是由作為在第1次顯影后的洗凈中除去的對象的顯影產(chǎn)生的反應生成物。這些抗蝕劑底面的殘渣和浮渣在顯影后是有可能成為缺陷的特異點，幾乎無助于面內(nèi)的均勻性。因而，在上述的特開平2-46464號公報中未解決在以往顯影中的問題。另外，雖然未特別記述，這種情況的沖洗液，通常是指純水。這一點和本實施方式所示的方法大不相同。
一般，在第一次顯影后，當用純水在第1洗凈處理中進行洗凈的情況下，從pH高的顯影液置換為pH7的純水，在抗蝕劑表面上產(chǎn)生急劇的pH變化，形成堿性難溶化層。因此，在反應生成物被干凈除去的圖案的第二次顯影中，從該難溶化層均勻地開始利用堿的溶解，最后，反映從該第1次顯影開始在被置換為洗凈時形成的難溶化層的表面形狀的原樣留下。另一方面，在從顯影液被置換為洗凈液時形成的難溶化層，明顯反映曝光時的曝光量偏差和聚焦偏差、顯影初期的顯影速度偏差等的影響，一般地均勻性差。因而，顯影后形成的抗蝕劑圖案的基板面內(nèi)的尺寸均勻性與通常的只一次的顯影相比也差。因而，在上述特開平2-46464號公報的方法中，不僅未解決以往顯影發(fā)產(chǎn)生的問題，而且可知基板面內(nèi)的均勻性變差。
在本實施方式所示的顯影方法中，在第1顯影處理和第2顯影處理之間，其特征在于用具有臭氧水等的氧化性的液體進行處理。當開始用純水洗凈后接著用臭氧水洗凈的情況下，通過臭氧水處理從顯影液由接觸純水形成的表面難溶化層，通過氧化表面改質(zhì)?；蛘咄ㄟ^只提高臭氧濃度，只分解表面，使表面的難溶化對堿可溶。另一方面，當從開始用臭氧水洗凈的情況下，因為在顯影液中溶漲的抗蝕劑表面上臭氧分子容易進入使其氧化，所以即使pH降低，也幾乎不難溶化抗蝕劑表面，對堿保持可溶性。無論在哪種情況下，如果接著進行第2顯影，則不管第一次顯影如何，都忠實地顯影為曝光時的光學外形，形成抗蝕劑圖案。進而如果以和以往顯影時間同等長度的時間進行，則不受反應生成物的影響，在表面難溶化層上也不受影響，現(xiàn)象充分進行，所以曝光時的曝光量、聚焦偏差等的影響被緩和，顯影后的抗蝕劑圖案的面內(nèi)的尺寸均勻性被提高。另外，由于用臭氧水等的氧化形液體進行洗凈，因而可以分解在未形成的抗蝕劑圖案間存在的反應生成物，干凈地除去。進而在顯影后成為缺陷的顆粒也可以被除去。
另外，從第1顯影開始到噴出第1洗凈液的時間在本實施方式中設為約5秒鐘，其理由如下。
圖17模式化展示了在觀察利用KrF正型抗蝕劑膜的顯影液的溶解的狀況時得到的，與時間對應的反射光強度的曲線圖。在圖17的曲線圖中的第1階段看到的正弦波，是因顯影進行到膜厚的深度方向引起的由膜厚度產(chǎn)生的干涉效果。一般地，抗蝕劑在顯影開始之后的該第1階段，如圖18A所示，在抗蝕劑膜330的曝光部331的可溶區(qū)域溶解速度高，溶解在深度方向上進行，直到穿過到抗蝕劑的底面，在DUV曝光用正型抗蝕劑中需要5～10秒鐘。在第2階段中，如圖18B所示，顯影不是抗蝕劑膜的深度方向，而是向溶解抗蝕劑圖案側壁的方向進行。這時的反射強度緩慢地變化。在該第2階段中，溶解速度降低，為了把抗蝕劑圖案的側壁溶解到所希望的尺寸，使用溶解方向在比較水平的方向上進行。
這樣在第1階段中抗蝕劑的溶解在深度方向上進行，在第2階段中在橫方向上進行，是因為由于在投影式曝光中不可避免的光的衍射產(chǎn)生的曝光強度分布，從曝光部至非曝光部曝光強度緩慢變化的緣故。由于該曝光強度的分布，曝光量強的，即被充分曝光的圖案和圖案的中間部因為在顯影時最快速地下陷，所以成為在深度方向上急劇前進的第1階段那樣的顯影。另一方面，因為在曝光量少的圖案壁附近與中間部比較顯影速度慢，所以成為緩慢地向橫方向前進的在第2階段所示那樣的顯影。在該第1階段中，在通常的顯影中，阻礙顯影的溶解性生成物大部分產(chǎn)生。
在本實施方式中，把從第1顯影處理開始噴出第1洗凈液的時間設為顯影開始約5秒后，但這是從第1階段向第2階段切換的時間，即，顯影在溶解部中向反方向進行，穿過到抗蝕劑的底面的時間。設置成這樣的定時的理由如下。
通過把在該第1階段中一次產(chǎn)生的溶解生成物，在從第1階段向第2階段變換時沖洗，可以防止由阻礙顯影進行的溶解生成物引起的堿性濃度下降。如果使第1次顯影比它快地停止，則在以下的顯影接中溶解生成物再次使產(chǎn)生使堿性濃度下降，阻礙顯影。如果使第1次顯影停止時間比它慢，則由于產(chǎn)生的溶解生成物產(chǎn)生局部性的堿性濃度下降，在第2階段中的顯影中產(chǎn)生局部性的顯影速度下降。此后即使用新鮮的顯影液中再次進行顯影，也不會消除開始形成的空間性的不均勻性。只在由第1次顯影停止時間從第1階段變化為第2階段的時間中延遲的部分中，每個位置的局部性的堿性濃度降低得多，不均勻性也被增大。
因為在第2階段中被溶解的，在圖案側壁附近殘留的可融化區(qū)域，在顯影中溶解速度慢，另外，因為在第1階段進行一次洗凈后，在時間上、空間上可以改變與顯影有關的堿性濃度的溶解生成物已被除去，并幾乎不產(chǎn)生，所以在第2顯影中可以充分地控制圖案線寬度。
通過以上的2個理由，以第1次顯影停止的定時作為第1階段和第2階段的轉換點最適宜。
在本實施方式中，從圖17的第1階段切換到第2階段的點是5秒鐘。該值，是根據(jù)抗蝕劑材料、顯影液、堿性濃度、溫度等變化的，不限于本實施方式的值。
以下以實際的發(fā)明者們進行的實驗結果為基礎說明本實施方式的效果。
在晶片上順序涂布反射防止膜、KrF正抗蝕劑，使用包含由200nm寬的線以及間隔組成的圖案(200nL/S圖案；L∶S＝1∶1)和由200nm寬的線和2000nm寬度的間隔組成的圖案(200nm孤立線L∶S＝1∶10)的刻線，由KrF激態(tài)復合物激光器進行縮小投影曝光，在熱處理工序后，進行顯影處理。在顯影處理工序中，如下所示，制作了4種樣品。條件展示在表1中。
對于全部樣品的晶片，用臭氧水進行前處理，把來自顯影液提供噴嘴的顯影液提供量設置為1.5L/min，把噴嘴的掃描速度設置為60mm/sec，形成液體厚度1.5mm的顯影液厚度(第1顯影處理)。參照用樣品不進行此后的第1洗凈處理和第2顯影處理，顯影液膜形成進行1次。在樣品A中，在顯影開始5秒鐘后，用水洗凈一次(第1洗凈處理)，再次，把來自顯影液提供噴嘴的顯影液提供量設置為1.5L/min，把噴嘴掃描速度設置為60mm/sec形成液體膜1.5mm的液膜(第2洗凈處理)。
與此相對，在樣品B中用臭氧水進行第1洗凈處理，在樣品C中用純水進行第1洗凈處理后，接著用臭氧水洗凈，進而接著如樣品A一樣形成第2次的顯影液膜(第2顯影處理)。其后的第2洗凈處理和干燥處理全部在相同條件下進行處理。
這些樣品的尺寸評價結果展示在表2中。
在表2中，把同一基板上的200nmL/S圖案和200nm孤立線圖案的線的尺寸差設置為疏密差。在表2中的疏密差，設置成從孤立圖案(1∶10圖案)減去L/S圖案(1∶1圖案)的尺寸的值。
在參照樣品中，雖然圖案尺寸的面內(nèi)均勻性比較好，但顯影液膜形成后，因為顯影產(chǎn)生的反應生成物幾乎未動，所以在每單位面積的反應區(qū)域大的孤立線圖案(1∶10圖案)中，比每單位面積的反應區(qū)域小的L/S圖案(1∶1圖案)的尺寸大30nm。
與此相對，在樣品A中疏密差被消除一些。另一方面，面內(nèi)的均勻性大幅度惡化。作為這些原因考慮以下那樣的情況。首先，疏密差減小的理由考慮如下。在通常圖案附近存在的反應生成物的量在抗蝕劑圖案疏的部分和密的部分中，由于局部性地不同，因而在顯影液中的堿性離子濃度也產(chǎn)生局部性的差異。但是，因為在用純水置換一次顯影液后再次提供新鮮的濃度的顯影液，所以該局部性的堿性濃度的差沒有了。因而，不管圖案的疏密如何，因為都可以通過新鮮的顯影液促進顯影，忠實地顯影原本的光學輪廓，所以因圖案疏密產(chǎn)生的尺寸差減小了一些。
面內(nèi)的尺寸均勻性的問題考慮如下。一般地在顯影時間快的階段中，溶解速度快。在顯影時間快的階段，例如在曝光量和曝光聚焦因晶片上的位置不同而不同時，溶解速度的差更顯著地出現(xiàn)。通常，因為顯影進行充分長的時間，所以這樣的顯影看不到，但是本實施方式的第1沖洗由顯影時間快的階段噴出，停止第1顯影。因而，考慮為上述效果明顯出現(xiàn)。另外，此時，由于在顯影反應活躍引起中加入純水，因而引起急劇的pH值變化，在抗蝕劑和純水的界面上抗蝕劑成分聚集，特別是原本應被溶解的部分，例如圖案側壁等的未溶解部分的抗蝕劑表面難以溶化。通過在其后再次盛滿顯影液，雖然再次進行顯影，但是因為本來溶解進行區(qū)域的抗蝕劑的表面由于被撒上水而凝聚，溶解性降低，所以不是本來的潛像，通過和純水接觸反映已形成的難溶化層的形狀，進行溶解。因而，成為了維持在短時間進行洗凈時差的均勻性進行顯影。如上所述，雖然顯影產(chǎn)生的反應生成物起因的顯影阻礙的影響沒有，疏密差減小，但曝光量和聚焦的模糊等在顯影初期有大的影響的因素原樣變化，有大的影響，使面內(nèi)均勻性變差。
與此相對，在樣品B和樣品C中，可知在晶片面內(nèi)的均勻性和參照用樣品相同或者在其之上。這是因為雖然通過與純水接觸一次，抗蝕劑凝集，在表面上形成難溶化層，但通過加臭氧水，氧化如圖案的側壁那樣的未溶解部分的抗蝕劑表面的難溶化層，維持對顯影液的溶解性的狀態(tài)的緣故。因而，如果再次加上新鮮的濃度的顯影液，也不會由于在圖案側壁等上的抗蝕劑的表面難溶化層阻礙顯影，接著促進顯影，提高面內(nèi)的尺寸均勻性。
另外，通過進行一次沖洗，沖刷抗蝕劑圖案附近的反應生成物的效果和上述樣品A一樣。在第2次提供新鮮的顯影液時，因為沒有在反應生成物引起的局部性的顯影液堿性濃度下降是一樣的，所以可以大大降低尺寸的疏密差。
在此，在樣品B和樣品C中均勻性存在一些不同是因為，在樣品B中全部用臭氧水進行第1洗凈處理，因從顯影液改變?yōu)闆_洗液時的急劇的pH值變化中的抗蝕劑成分的凝聚被臭氧水緩和，原樣保持對顯影液的抗蝕劑表面親和容易的緣故。
進而，上述第1顯影處理、第1洗凈處理、第2顯影處理、第2洗凈處理，可以用圖30或者圖31所示的裝置進行。說明用圖30所示的裝置進行處理的情況。第1以及第2顯影處理時，從顯影用噴嘴121向基板提供顯影液，同時使噴嘴220在基板上掃描移動。第1洗凈處理時，從洗凈液提供噴嘴102a向基板上提供臭氧水，同時使噴嘴202在基板上掃描移動。第2洗凈處理時，和在第1實施方式中說明的方法一樣地進行處理。
說明用圖31所示的裝置進行處理的情況。在第1以及第2顯影處理時，在從顯影用噴嘴121向基板上提供顯影液的同時，使噴嘴220在基板上掃描移動。在第1洗凈處理時，從第1空氣提供噴嘴202a向基板上提供干燥空氣以及從洗凈液提供噴嘴102a向基板上提供臭氧水，同時使噴嘴202在基板上掃描移動。第2洗凈處理時，和在實施方式2中說明的方法一樣地進行處理。
(實施方式4)圖19是展示本申請發(fā)明的實施方式4的顯影處理順序的流程圖。
步驟S201～S203，因為和在實施方式3中說明的步驟S101～S103一樣，所以省略說明。
(步驟S204、S205)在步驟S203中在基板主面上形成顯影液膜后約5秒鐘，從沖洗噴嘴，噴出低濃度臭氧水。接著，雖然使基板轉動，除去大部分洗凈液，但不使基板干燥，僅殘留少量洗凈液，形成臭氧水膜。
(步驟206)接著，把加工基板上的抗蝕劑膜的顯影液形成在形成有臭氧水膜的狀態(tài)的基板上。顯影液膜的形成方法，和實施方式3一樣。
步驟S207～S209，因為和在實施方式3中說明的步驟S107～S109一樣，所以省略說明。
本實施方式的顯影工序，具有和實施方式3大致一樣的作用。在本實施方式中，通過在基板主面上殘留具有氧化性的液體或者弱堿性液體，在第2顯影處理時提高對基板表面的顯影液的親和力，由此在提供顯影液時，降低在顯影液和基板表面之間作用的排斥力，可以在基板面內(nèi)均勻地進行顯影液的提供，其結果提高了顯影后的尺寸的面內(nèi)均勻性。
從顯影工序中的第1洗凈處理到第2顯影處理，在第1洗凈處理后，不使基板高速轉動，以500rpm轉動10秒鐘，接著，噴出第2顯影液。除了以上點，進行條件和實施方式3的樣品C一樣的實驗。結果，1∶1圖案均勻性3σ是6.1nm，1∶10圖案均勻性3σ是7.5nm，疏密差是5nm。與參照用樣品相比是很好的值。
(實施方式5)在本實施方式中，顯影工序的順序因為和實施方式3一樣因而省略其詳細說明。在本實施方式中，在第1以及第2顯影處理時，把具有氧等的氧化性的氣體分子，或者具有氫等的還原性的氣體分子溶解到顯影液中。
在本實施方式中使用的處理裝置展示在圖20中。如圖20所示，本裝置具備儲藏作為堿性水溶液的顯影液的顯影液罐401；經(jīng)由管路與顯影液罐401連接的溶解膜402；經(jīng)由管路與溶解膜402連接的氧化性氣體發(fā)生器403以及還原性氣體發(fā)生器404；經(jīng)由管路與溶解膜402連接的顯影液提供噴嘴304。另外，在基板300的周圍，設置有保護蓋。進而，在和圖12所示的顯影裝置相同的部位上，付與相同的符號并省略說明。
在本裝置中，使在氧化性氣體發(fā)生器403或者還原性氣體發(fā)生器404中產(chǎn)生的氣體溶解到溶解膜402中，通過使從顯影液罐401提供的顯影液透過該溶解膜402，使氧化性氣體或者還原性氣體溶解到顯影液中。該裝置，在向基板300噴出顯影液之前，可以使氧化性氣體(還原性氣體)溶解到顯影液中。
在本實施方式中，作為氧化性氣體，使氧氣溶解于顯影液進行第1以及第2顯影處理。其他的處理因為和實施方式3一樣，所以省略其詳細說明。
進而，在第1以及第2顯影處理中，雖然使用了使氧分子溶解的顯影液，但也可以使用溶解有還原性氣體分子，例如氫氣分子等的顯影液。另外，如果效果充分，則不需要在第1以及第2顯影處理的兩個處理時使用溶解有氧化性氣體分子的顯影液，在其中一方的處理時也可以。
在本實施方式中，除了實施方式3所述的作用，作為顯影液，通過使用使氧化性氣體分子溶解的液體，具有從顯影開始后產(chǎn)生的反應生成物因顯影液中的氧氣分子的氧化和由此導致的反應生成物的分解的作用、在顯影液中的抗蝕劑表面的氧化作用、由于在顯影液中產(chǎn)生的反應生成物的凝聚引起的尺寸成長的緩和等的作用。
另外，第1以及第2顯影處理時，或者在其一方的處理時，當使用溶解有還原性氣體分子的顯影液的情況下，具有由還原電子引起的抗蝕劑表面改質(zhì)、由反應生成物的表面電位變化引起的反應生成物對顯影液中的擴散的促進、由抗蝕劑表面電位的變化引起的反應生成物對抗蝕劑表面的附著防止等的作用。
在第1以及第2顯影處理中，使用溶解有氧化性氣體的顯影液，進行和實施方式3一樣的實驗。實驗結果，1∶1圖案尺寸均勻性在3σ下是3.8nm，在1∶10圖案中是6.1nm，確認了所期望的效果。
(實施方式6)圖21是展示本發(fā)明的實施方式6的顯影處理的流程圖。
在本實施方式的圖案處理方法中的順序，因為和實施方式3一樣，所以省略流程圖的圖示，以及詳細的順序的說明。
在本實施方式中，第1顯影處理時，在形成了顯影液膜后，在使基板靜止的狀態(tài)下進行顯影。而后，在經(jīng)過規(guī)定時間后，如圖22所示，使基板300以規(guī)定的轉速轉動，使顯影液307流動。在使基板轉動規(guī)定時間進行顯影液的流動后，還使基板靜止，在靜止的狀態(tài)下進行曝光。
在本實施方式中，進行顯影液流動的時間帶確定如下。
如在實施方式3中說明的那樣，顯影，由顯影在厚度的深度方向上進行的第1階段，和在第1階段后在溶解抗蝕劑圖案側壁的方向上顯影進行的第2階段組成。
在顯影工序中的液體流動的目的是使在顯影中的反應生成物均勻化，使堿性濃度恢復。因而，為了有效地使液體流動，可以包含從大量產(chǎn)生反應生成物的第1階段，轉變?yōu)閹缀醪划a(chǎn)生反應生成物的第2階段的時間(以下，把該時間稱為通過時間)進行。
以下，說明通過時間的確定方法。進而，也可以用以下所示的通過時間確定方法，確定在實施方式3中所示的第1洗凈處理的開始定時。
作為第1方法，是在成為對象的圖案上照射光，測定反射得到的反射光強度的時間變化，得到圖17所示的結果，求通過時間的方法。這時，因為希望圖17的反射光強度是單一波長的反射光，所以使用窄頻帶濾光器把入射的光設置成單一波長，或者將測定的反射光分光都可以。通過時間的計量，可以在實際進行顯影前進行預先計量，也可以對各個基板在顯影工序中計量。
作為第2種方法，是在多個顯影時間顯影作為對象的圖案，觀察顯影后的圖案的斷面形狀等，求出可溶區(qū)域的抗蝕劑顯影到底面的時間的方法。以下基于2個實驗結果，說明通過時間的測定。
最初的實驗的對象圖案，假設為130nmL/S(1∶1)圖案(60nm的膜厚度的反射防止膜，300nm膜厚度的抗蝕劑，溶解速度比較快的抗蝕劑)。首先，取得圖23所示的對象圖案的顯影中的反射光強度。反射光強度，是入射550nm波長的光時的結果。從該結果中求出通過時間為6秒鐘，以此值為基準確定液體流動的時間。
圖24中展示了以時間軸表示顯影開始、顯影液流動、顯影結束流程的圖示。在顯影液供給工序后，進行(x-1)秒鐘靜止顯影。其后，使基板以規(guī)定的轉速(250rpm)轉動2秒鐘，使顯影液流動。顯影的停止，從顯影開始30秒后進行。把此時的x定義為液體流動的定時。圖25展示使x以2～12秒變化時的，130nmL/S(1∶1)圖案的偏差(3σ)。液體不流動時的偏差是10.2nm，通過使液體流動，偏差降低了。特別是在6秒鐘的情況下得到了最好的均勻性。另外，在4秒、8秒的情況下均勻性也比較好。即，在從對象圖案的反射光強度變化中求得的通過時間的附近(通過時間±2秒鐘，即，通過時間±33％)進行液體流動的情況下得到了良好的均勻性。
雖然由實驗可知，通過把液體流動的定時設置在通過時間(可溶性的抗蝕劑顯影到底面的時間)的附近，均勻性提高，但由于顯影液提供噴嘴的移動等裝置的制約，在只能把液體流動開始時間設定在通過時間后的情況下(例如在本實施方式中，只能在9秒鐘以后使基板轉動時)，可以在極快的時間(例如9秒)進行。
第2實驗的對象圖案，假設為130nmL/S(1∶1)圖案(60nm的膜厚度的反射防止膜，300nm膜厚度的抗蝕劑，溶解速度比較慢的抗蝕劑)。首先，取得圖26所示的對象圖案的顯影中的反射光強度。是入射550nm波長的光時的結果。從該結果中求出通過時間為20秒鐘，以此值為基準確定液體流動的時間。
圖24是以時間軸表示順序的圖示。在顯影液提供工序后，進行(x-1)秒鐘靜止顯影。其后，使基板以規(guī)定的轉速(250rpm)轉動2秒鐘，使顯影液流動。顯影的停止從顯影開始60秒后進行。把此時的x定義為液體流動的定時。圖27展示了使x以10～35秒變化時的，130nmL/S(1∶1)圖案的偏差(3σ)。液體不流動時的偏差是9.8nm，通過使液體流動，降低了偏差。特別是在20秒鐘的情況下得到了最好的均勻性。另外，在15秒、25秒情況下均勻性也比較好。即，在從對象圖案的反射光強度變化中求得的通過時間的附近(通過時間±5秒鐘，即，通過時間±25％)進行液體流動的情況下得到了良好的均勻性。
在本實施方式中，雖然作為液體流動的方法，展示了使基板轉動的方法，但也可以是通過在顯影液膜的表面上形成氣流，使顯影液流動的方法；使產(chǎn)生流動的物體與基板上的顯影液接觸，通過使物體或者基板移動使顯影液流動的方法；使被提供有顯影液的基板振動使顯影液流動的方法；加熱被處理，通過對流使顯影液流動的方法等。
另外，在本實施方式中，雖然把L/S圖案設為對象圖案，但也可以是孤立殘留圖案、孤立貫通圖案、孔圖案、柱狀圖案等任何圖案。也可以分別求出圖案的通過時間，確定液體流動的定時。同時當包含多個圖案(例如孤立殘留圖案和L/S圖案)的情況下，也可以從各個通過時間開始，進行2次液體流動，還可以只根據(jù)精度嚴格的圖案的通過時間確定液體流動的定時。
使顯影液流動的提案有許多。例如，有在向基板上提供顯影液后，通過形成和顯影液膜的表面接觸的氣流，在基板上保持顯影液膜的同時形成表面流動，使顯影液流動的方法(特開2001-228625號公報)；使提供顯影液的噴嘴的前端接觸基板上的顯影液，通過使噴嘴或者基板移動使顯影液流動的方法(特開2000-195773號公報)；使提供有顯影液的基板以規(guī)定的頻率振動使顯影液流動的方法(特開2001-307994號公報)。但是，無論哪種提案，都未記載是否應當顯影液提供后的某一定時使液體流動。其結果，因為未在適宜的時間帶使液體流動，所以不能實現(xiàn)有效的液體流動，不能得到充分的尺寸均勻性。
(實施方式7)在半導體制造工序中，在形成有抗蝕劑膜的基板上葉片形成顯影液，重復把抗蝕劑膜加工成所希望的形狀的作業(yè)。以往，在形成有抗蝕劑膜的基板上涂布顯影液，進行顯影工序。一般，為了提供顯影液，使用顯影液提供噴嘴。這樣，在使用顯影液提供噴嘴的顯影方法中，噴出顯影液的噴嘴的前端部在接近基板的位置上，提供液體。因此，溶解有抗蝕劑的顯影液和噴嘴接觸。其結果，在顯影液提供噴嘴上附著抗蝕劑的固體物。該付著物有時成為基板缺陷的原因。
作為解決此問題的方法，進行采用顯影液的噴嘴洗凈，和采用高濃度顯影液(特開2001-319869號公報)的噴嘴洗凈。在這些方法中，因為把顯影液作為洗凈液使用，所以只能除去溶解在顯影液中的缺陷。另外，因為使用顯影液，所以存在成本高的問題。
圖28是展示本發(fā)明的實施方式7的圖案方法的處理順序的流程圖。圖29是本發(fā)明的實施方式3的顯影裝置的構成的概略圖。另外，用從圖28至圖29說明本發(fā)明的實施方式3的顯影處理方法。
(步驟S401)在基板上涂布反射防止膜、化學放大型抗蝕劑，使用KrF激態(tài)復合物激光器，通過曝光用刻線，縮小投影曝光所希望的圖案。熱處理該基板，用搬送自動裝置搬送到基板保持部的上部，吸引固定在基板保持部上。
(步驟S402)接著，在把由氧化性氣體發(fā)生器504產(chǎn)生的臭氧水提供給溶解膜503的同時，通過從純水源502向溶解膜503提供純水，使臭氧溶解在純水中生成臭氧。而后，把生成的臭氧提供給顯影液提供噴嘴304。通過顯影液提供噴嘴304噴出臭氧水，洗凈顯影液提供噴嘴304。從顯影液提供噴嘴304噴出的臭氧水由液體收納部505接收，在液體收納部505內(nèi)滯留臭氧水。通過在滯留在液體收納部505內(nèi)的臭氧水內(nèi)，浸泡顯影液提供噴嘴304，洗凈與抗蝕劑相對的顯影液提供噴嘴304的面。
在顯影液提供噴嘴304的洗凈后，從顯影液罐501向顯影液提供噴嘴304提供顯影液，通過從顯影液提供噴嘴304噴出顯影液，把噴嘴內(nèi)的臭氧水置換為顯影液。
進而，在可以線路提供氧化性氣體的情況下，不需要氧化性氣體發(fā)生器504。另外，作為氧化性氣體，除了臭氧以外，還可以使用氧氣、一氧化碳氣、過氧化氫。
(步驟S403)接著，在基板上形成加工基板上的抗蝕劑膜的顯影液膜。在此，用直線形狀的顯影液提供噴嘴，一邊提供顯影液一邊從晶片的一端向另一端掃描，由此在基板上形成顯影液膜。
(步驟S404)在規(guī)定的時間后，從被配置在基板上方的沖洗噴嘴提供沖洗液體(例如，純水)，一邊使其轉動一邊洗凈基板。
(步驟S405)
進而，通過使基板高速轉動甩掉純水，使基板干燥。
在本實施方式中，雖然作為氧化性氣體，使用了在純水中溶解有臭氧的臭氧水，但如果具有同樣效果則溶解的氣體分子不限于臭氧。例如，氧氣、一氧化碳氣體、過氧化氫等的氧化性氣體也可以。另外，在本實施方式中，雖然在顯影液的提供前進行噴嘴洗凈，但也可以在顯影液提供后。另外，洗凈可以不對每一基板進行，也可以是每規(guī)定片數(shù)、每規(guī)定的時間。另外，噴嘴的交換等，也可以在保養(yǎng)后進行。
如果重復顯影處理，則顯影液提供噴嘴，由于與溶解有抗蝕劑的顯影液接觸，有機顆粒附著在噴嘴上。該顆粒在其后的基板的顯影處理中，附著在抗蝕劑表面上，有作為缺陷殘留的可能性。
考慮到在洗凈液中，液體中的臭氧分子，與附著在噴嘴上的顆粒碰撞，以一定的概率氧化、分解顆粒。被分解后的顆粒變?yōu)榈头肿?，由于其質(zhì)量變得很小因而容易向液體中擴散。其結果，顆粒被除去。
以下說明發(fā)明人實際進行的實驗的結果。
實驗按照上述的圖28的流程圖所地的順序進行。為了確認結果，在步驟S402中，當用溶液中的臭氧濃度是10即m的臭氧水洗凈噴嘴5秒鐘的情況下，用顯影液洗凈5秒鐘的情況下，和在未洗凈的情況下計量有機物附著缺陷數(shù)。缺陷數(shù)分別是5，10，50個，通過用臭氧水洗凈，缺陷被減少了。從這些結果可以確認，采用臭氧水的顯影液提供噴嘴304的洗凈，是非常有效的。
對于本領域技術人員會容易地想到其它優(yōu)點和變化。因此，本發(fā)明在其更寬的方面，并不限于在此展示和描述的具體細節(jié)和代表實施例。從而，在不背離所附權利要求及其等同物定義的一般發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，可以進行各種改變。
權利要求
1.一種進行曝光有所希望的圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影的顯影方法，包括對曝光的上述感光性抗蝕劑膜進行第1顯影處理；對進行了第1顯影處理的感光性抗蝕劑膜，提供對該抗蝕劑膜表面具有氧化性的，或者是堿性的洗凈液，進行第1洗凈處理；對完成了第1洗凈處理的上述感光性抗蝕劑膜進行第2顯影處理；對進行了第2顯影處理的上述感光性抗蝕劑膜進行第2洗凈處理。
2.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，作為具有氧化性的洗凈液，把臭氧水、氧水、硝酸，以及過氧化氫水的至少一種提供到上述感光性抗蝕劑膜。
3.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在第2洗凈處理時，把臭氧水、氧水、氫水、碳酸水、弱堿性水、弱酸性水，以及純水的至少一種提供給上述感光性抗蝕劑膜。
4.權利要求3所述的顯影方法，其特征在于，在第1洗凈處理時，在把純水提供到上述感光性抗蝕劑膜表面后，提供上述洗凈水。
5.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在第1顯影處理以及第2顯影處理的至少一方的處理時使用的顯影液，是溶解有氧化性氣體分子的堿性水溶液。
6.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在第1顯影處理以及第2顯影處理的至少一方的處理時使用的顯影液，是溶解有還原性氣體分子的堿性溶液。
7.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在顯影液大致達到相對上述顯影液可溶的上述感光性抗蝕劑膜的區(qū)域的底面的通過時間上，把上述洗凈液提供到上述感光性抗蝕劑膜，進行第1洗凈處理。
8.權利要求7所述的顯影方法，其特征在于，上述通過時間，通過在顯影中使特定波長的光入射到上述感光性抗蝕劑膜上，計量來自上述感光性抗蝕劑膜的反射光的強度變化，在從干涉波形表示單調(diào)變化的波形中變化的點求得。
9.權利要求7所述的顯影方法，其特征在于，上述通過時間，通過以多個顯影時間顯影上述感光性抗蝕劑膜，評價顯影后的圖案求得。
10.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在第1洗凈處理后，在使上述基板表面干燥后，進行第2顯影處理。
11.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在第2顯影處理，在上述感光性抗蝕劑膜上殘留有在第1洗凈處理中使用的洗凈液的狀態(tài)下進行。
12.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在進行第1顯影處理前，進行把對上述感光性抗蝕劑膜具有氧化作用的液體提供到該抗蝕劑膜表面的前處理。
13.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，在第1以及第2顯影處理時，對上述感光性抗蝕劑膜，從具有長方向的長度比上述基板的直徑長的噴出口的顯影液噴出噴嘴噴出顯影液的同時，使上述基板和上述顯影液噴出噴嘴從基板一端向另一端相對地移動，在上述感光性抗蝕劑膜表面形成顯影液膜。
14.權利要求1所述的顯影方法，其特征在于，上述第2洗凈處理，在從被設置在噴嘴上的噴出區(qū)域對基板連續(xù)噴出洗凈液的同時，使上述噴嘴和上述基板相對地在一方向上移動；其中，上述噴出區(qū)域的與上述一方向正交的方向的長度，在上述基板的最大直徑或者最長邊同等長度以上；上述噴嘴，從吹出區(qū)域對上述基板連續(xù)地吹付氣體，吹出區(qū)域的與上述一方向正交的方向的長度，在上述基板的最大直徑或者最長邊同等長度以上。
15.一種進行曝光有所希望的圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影的顯影方法，包括對上述感光性抗蝕劑膜提供顯影液；使上述感光性抗蝕劑膜上的顯影液流動；其中，在使上述顯影液流動的工序的開始時間和結束時間之間，包含顯影液達到對上述顯影液可溶的上述感光性抗蝕劑膜的區(qū)域的底面的通過時間。
16.權利要求15所述的顯影方法，其特征在于，上述通過時間，通過在顯影中使特定波長的光入射到上述感光性抗蝕劑膜上，計量來自上述感光性膜的反射光的強度變化，在從干涉波形表示單調(diào)變化的波形中變化的點求得。
17.權利要求15所述的顯影方法，其特征在于，上述通過時間，通過以多個顯影時間顯影上述感光性抗蝕劑膜，評價顯影后的圖案求得。
18.權利要求15所述的顯影方法，其特征在于，上述顯影液的流動，通過使提供有上述顯影液的基板轉動進行。
19.權利要求15所述的顯影方法，其特征在于，上述顯影液的流動，通過在提供有上述顯影液的基板上形成氣流進行。
20.一種進行曝光有所希望的圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影的顯影方法，包括向上述感光性抗蝕劑膜上提供顯影液；使上述感光性抗蝕劑膜上的顯影液流動；其中，使上述顯影液流動的開始時間，是在顯影液達到相對上述顯影液可溶的上述感光性抗蝕劑膜的區(qū)域的底面的通過時間之后。
21.權利要求20所述的顯影方法，其特征在于，上述通過時間，通過在顯影中使特定波長的光入射到上述感光性抗蝕劑膜上，計量來自上述感光性抗蝕劑膜的反射光的強度變化，在從干涉波形表示單調(diào)變化的波形中變化的點求得。
22.權利要求20所述的顯影方法，其特征在于，上述通過時間，通過以多個顯影時間顯影上述感光性抗蝕劑膜，評價顯影后的圖案求得。
23.權利要求20所述的顯影方法，其特征在于，上述顯影液的流動，通過使提供有上述顯影液的基板轉動進行。
24.權利要求20所述的顯影方法，其特征在于，上述顯影液的流動，通過在提供有上述顯影液的基板上形成氣流進行。
25.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，使用權利要求1所述的顯影方法，進行被形成在半導體基板上，曝光有電路圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影。
26.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，使用權利要求15所述的顯影方法，進行被形成在半導體基板上，曝光有電路圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影。
27.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，使用權利要求20所述的顯影方法，進行被形成在半導體基板上，曝光有電路圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影。
28.一種顯影液提供噴嘴的洗凈方法，是在顯影曝光的感光性抗蝕劑膜時使用的顯影液提供噴嘴的洗凈方法，包括向上述顯影液提供噴嘴提供顯影液；向對基板上提供顯影液的顯影液提供噴嘴提供氧化性液體進行洗凈。
29.權利要求28所述的顯影液提供噴嘴的洗凈方法，其特征在于，作為上述氧化性液體，把包含臭氧、氧氣、一氧化碳，以及過氧化氫的至少一種的水溶液提供給上述顯影液提供噴嘴。
全文摘要
一種進行曝光有所希望的圖案的感光性抗蝕劑膜的顯影的顯影方法，包括對曝光的上述感光性抗蝕劑膜進行第1顯影處理；對進行了第1顯影處理的感光性抗蝕劑膜，提供對該抗蝕劑膜表面具有氧化性的，或者是堿性的洗凈液，進行第1洗凈處理；對完成了第1洗凈處理的上述感光性抗蝕劑膜進行第2顯影處理；對進行了第2顯影處理的上述感光性抗蝕劑膜進行第2洗凈處理。
文檔編號G03F7/26GK1841213SQ200610076499
公開日2006年10月4日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權日2002年1月28日
發(fā)明者早崎圭, 伊藤信一, 江間達彥, 高橋理一郎 申請人:株式會社東芝