显影方法、衬底处理方法和衬底处理装置.pdf

本发明的目的是使图案的加工尺寸变成为均一而与图案的疏密无关。具体解决方案的特征在于包括：预先求出显影液中的抗蚀剂的溶解浓度和由上述显影液导致的抗蚀剂的溶解速度之间的关系的工序；根据上述关系预先估计上述抗蚀剂的溶解速度变成为所希望的速度或以上的抗蚀剂的溶解浓度的工序；在上述显影液中的抗蚀剂的溶解浓度在该估计溶解浓度或以下的状态下进行显影处理的工序。

1.  一种显影方法，其特征在于包括如下工序：
预先求出显影液中的抗蚀剂的溶解浓度与由上述显影液导致的抗蚀剂的溶解速度之间的关系的工序；
根据上述关系预先估计上述抗蚀剂的溶解速度变成为所希望的速度或以上的抗蚀剂的溶解浓度的工序；
在上述显影液中的抗蚀剂的溶解浓度在该估计的溶解浓度或以下的状态下进行显影处理的工序。

2.  根据权利要求1所述的显影方法，其特征在于：一边使具备向已形成了上述抗蚀剂的衬底上吐出显影液的显影液吐出口，和与上述显影液吐出口邻接，吸引上述衬底上的显影液的吸引口的显影液吐出/吸引部与上述衬底相对地移动，一边进行上述显影处理。

3.  根据权利要求2所述的显影方法，其特征在于：在上述显影处理时，对显影液的吐出速度和上述显影液吐出/吸引部与上述衬底相对的移动速度中的至少一方进行控制，以便使得显影液中的抗蚀剂的溶解浓度变成为估计的溶解浓度或以下。

4.  根据权利要求3所述的显影方法，其特征在于具备：
预先求出通过显影处理，上述衬底的抗蚀剂溶解到上述显影液内而形成的口的开口率分布的工序；
根据上述开口率分布和上述抗蚀剂的溶解速度，计算上述抗蚀剂将要溶解到上述显影液内的溶解速度分布的工序，
在上述显影处理时，根据上述抗蚀剂溶解速度分布，对显影液的吐出速度和上述显影液吐出/吸引部与上述衬底相对的移动速度中的至少一方进行控制，以便使得上述显影液中的抗蚀剂的溶解浓度达到为估计的溶解浓度或以下。

5.  一种半导体器件的制造方法，其特征在于：用权利要求1所述的显影方法制造半导体器件。

显影方法、衬底处理方法和衬底处理装置
本申请是申请号为03156086.5、申请日为2003年8月29日、发明名称为“显影方法、衬底处理方法和衬底处理装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及对抗蚀剂进行显影的显影方法、以及进行衬底表面的药液处理的衬底处理方法和衬底处理装置。
背景技术
近些年来，在半导体制造工艺中使用的光刻工序中的课题日益变得显著起来。随着半导体器件的微细化，对在光刻工序中的微细化的要求高涨了起来。器件的设计规则已经微细化到0.13微米，必须进行控制的图案尺寸精度，要求10nm左右这样的极其严格的精度。在这样的情况下，作为妨碍图案形成工序的高精度化的主要原因，有归因于图案的疏密差而形成的图案的加工尺寸不同的问题。例如，在硅晶片上形成130nm的宽度的线状图案时，在在该线状图案的周边存在着别的大的图案的情况下和不存在任何图案的情况下，130nm的线状图案的加工尺寸就不同。
这是因为在图案形成工序，特别是在显影工序中，在图案密的部分和图案疏的部分处同一设计尺寸的图案的线条宽度不同而产生的。
发明内容
如上所述，存在着相应于图案的疏密，图案的加工尺寸不同的问题。
本发明的目的在于提供可以使图案的加工尺寸变成均一而与图案的疏密无关的显影方法、衬底处理方法和衬底处理装置。
为了实现上述目的，本发明的构成如下。
(1)本发明涉及的显影方法，包括如下工序：预先求出显影液中的抗蚀剂的溶解浓度与由上述显影液引起的抗蚀剂的溶解速度之间的关系的工序；根据上述关系预先估计上述抗蚀剂的溶解速度变成为所希望的速度或以上的抗蚀剂的溶解浓度的工序；在上述显影液中的抗蚀剂的溶解浓度为该估计溶解浓度或以下的状态下进行显影处理的工序。
(2)本发明涉及的衬底处理方法，是一种从药液吐出/吸引部的第1药液吐出口对上述被处理衬底连续地吐出第1药液的同时，一边从被配置在上述第1药液吐出/吸引部的并配置为将上述第1药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的溶液，一边使上述第1药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来对上述衬底表面进行药液处理的衬底处理方法，其中使在与上述衬底接触的单位体积区域内在单位时间内通过的第1药液的量变化。
(3)本发明涉及的衬底处理方法，是一种从药液吐出/吸引部的药液吐出口对上述被处理衬底连续地吐出药液的同时，一边从被配置在上述药液吐出/吸引部的并配置为将上述药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的溶液，一边使上述药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来对上述被处理面进行药液处理的衬底处理方法，其中，在上述衬底与上述药液吐出/吸引部之间流动的药液的流速，比该药液吐出/吸引部与衬底之间的相对移动速度更快。
(4)本发明涉及的衬底处理方法，是一种从药液吐出/吸引部的药液吐出口对上述被处理衬底连续地吐出药液的同时，一边从被配置在上述药液吐出/吸引部的并配置为将上述药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的溶液，一边使上述药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来对上述被处理面进行药液处理的衬底处理方法，其中，上述该衬底和上述药液吐出/吸引部下表面之间的间隔，在0.01mm或以上0.5mm或以下的范围内。
(5)本发明涉及的衬底处理方法，是一种从药液吐出/吸引部的药液吐出口对上述被处理衬底连续地吐出药液的同时，一边从被配置在上述药液吐出/吸引部的并配置为将上述药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的溶液，一边使上述药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来对上述被处理面进行药液处理的衬底处理方法，其中，在上述衬底与上述药液吐出/吸引部之间流动的药液的平均流速在0.02m/sec或以上。
(6)本发明涉及的衬底处理方法，是一种从药液吐出/吸引部的药液吐出口对上述被处理衬底连续地吐出药液的同时，一边从被配置在上述药液吐出/吸引部的并配置为将上述药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的药液，一边使上述药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来对上述被处理面进行药液处理的衬底处理方法，其中，使在上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间流动的药液的流速时间性地变动。
(7)本发明涉及的衬底处理方法，是一种从药液吐出/吸引部的药液吐出口对上述衬底连续地吐出药液的同时，一边从被配置在上述药液吐出/吸引部的并配置为将上述药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的溶液，一边使上述药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来对上述被处理面进行药液处理的衬底处理方法，使上述药液吐出/吸引部与衬底之间的相对移动速度，和该药液吐出/吸引部和衬底表面之间的间隔中的至少一方时间性地变动。
(8)本发明涉及的衬底处理方法，包括如下步骤：从配置在第1药液吐出/吸引部下面的第1药液吐出口对衬底连续地吐出第1药液，同时，一边从在第1药液吐出/吸引部下面被配置为将上述药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的溶液，一边使上述第1药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来进行通过第1药液对上述衬底的大体上的表面的药液处理的步骤；从配置在与第1药液吐出·吸引部不同的第2药液吐出/吸引部下面的第2药液吐出口对衬底连续地吐出与第1药液不同的第2药液，同时，一边从在第2药液吐出/吸引部下面被配置为将上述药液吐出口夹在中间的2个吸引口连续地吸引上述衬底上的溶液，一边使上述第2药液吐出/吸引部和上述衬底相对地进行水平直线移动来进行通过第2药液对上述衬底的大体上的表面的药液处理的步骤。
(9)本发明涉及的衬底处理方法，在从药液吐出/吸引部的药液吐出口对衬底连续地吐出第1药液的同时，一边用设置在上述药液吐出/吸引部上，且被配置为将上述药液吐出口的周围连续围起来的药液吸引口，连续地吸引上述被处理面上的药液，一边使上述药液吐出/吸引部和上述衬底相对地移动，并调整吸引压力使得上述药液不会流出到上述药液吸引口的外部进行药液处理的衬底处理方法中，包括如下步骤：预先取得在上述衬底上存在着第1药液流的处理区域内不能用上述第1药液除去的图案的被覆率，和上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间的相对速度，和上述药液处理后的上述图案的加工尺寸之间的关系的步骤；根据上述关系，决定与上述图案的被覆率对应的上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间的相对速度的步骤；根据所决定的相对速度和上述处理区域内的上述图案的被覆率，一边使上述药液吐出/吸引部与上述衬底相对移动，一边进行上述药液处理的步骤。
(10)本发明涉及的衬底处理方法，是在特征为在从药液吐出/吸引部的药液吐出口对衬底连续地吐出第1药液的同时，一边用上述药液吸引部的药液吸引口连续地吸引上述被处理面上的药液，一边使上述药液吐出/吸引部和上述衬底相对地移动，上述药液吸引口被配置为包围上述药液吐出口，调整吸引压力使得上述第1药液不会流出到药液吸引部外的衬底处理方法中，包括如下步骤：预先取得在上述衬底上存在着第1药液流的处理区域内不能用上述第1药液除去的图案的被覆率，和在上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间流动的第1药液的流速，和上述药液处理后的上述图案的加工尺寸之间的关系的步骤；根据上述关系，决定与上述图案的被覆率对应的、上述第1药液的流速的步骤；根据所决定的流速和上述处理区域内的上述图案的被覆率，一边使上述第1药液的流速变化，一边进行上述药液处理的步骤。
(11)本发明涉及的衬底处理装置具备：保持衬底的衬底保持机构；包括对被保持在该衬底保持机构上的衬底吐出第1药液的药液吐出口，和被配置为将上述药液吐出口的周围连续地围起来，吸引上述衬底上的溶液的吸引口的药液吐出/吸引部；使上述衬底和上述药液吐出/吸引部相对地移动的移动机构；同时进行向上述药液吐出/吸引机构的药液供给，和从上述药液吐出/吸引机构的溶液吸引的药液吐出/吸引系统；计算在上述衬底上在第1药液存在的处理区域内通过上述第1药液进行处理的图案的被覆率的被覆率计算部；根据由在上述衬底上在第1药液存在的处理区域内通过上述第1药液进行处理的图案的被覆率、上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间的相对速度，和上述药液处理后的上述图案的加工尺寸之间的关系求得的上述相对速度，和在上述被覆率计算部计算出来的上述图案的被覆率，控制上述移动机构的控制部。
(12)本发明涉及的衬底处理装置具备：保持衬底的衬底保持机构；包括对被保持在该衬底保持机构上的衬底吐出第1药液的药液吐出口，和被配置为将上述药液吐出口的周围连续地围起来，吸引上述衬底上的溶液的吸引口的药液吐出/吸引部；使上述衬底和上述药液吐出/吸引部相对地移动的移动机构；调整上述衬底上面与上述药液吐出/吸引部之间的间隔的间隔调整部；同时进行向上述药液吐出/吸引机构的药液供给，和从上述药液吐出/吸引机构的溶液吸引的药液吐出/吸引系统；计算在上述衬底上在第1药液存在的处理区域内通过上述第1药液进行处理的图案的被覆率的被覆率计算部；根据由在上述衬底上在第1药液存在的处理区域内通过上述第1药液进行处理的图案的被覆率、在上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间流动的第1药液的流速，和上述药液处理后的上述图案的加工尺寸之间的关系求得的相对于上述被覆率的第1药液的流速，和在上述被覆率计算部计算出来的上述图案的被覆率，控制上述药液吐出/吸引系统和间隔调整部中的至少一方的控制部。
倘采用如上所述的本发明，通过估计“极限溶入浓度”，在进行图案描画完毕的衬底的显影时，进行显影液处理，使得显影液中的抗蚀剂溶入浓度达到“极限溶入浓度”或以下，可以进行均一的显影而与图案的疏密无关，可以形成尺寸精度非常高的图案。
通过使与上述衬底接处的单位体积区域上在单位时间内通过的第1药液的量变化，可以进行高精度的药液处理而与图案的疏密差无关，因而可以形成尺寸精度非常高的图案。
通过使上述衬底与上述药液吐出/吸引部之间流动的药液的流速成为比该药液吐出/吸引部与衬底之间的相对移动速度更快，可以抑制急剧的图案尺寸的变化。
通过使上述衬底与上述药液吐出/吸引部下面之间的间隔为0.01mm或以上0.5mm或以下，可以抑制药液的置换效率的降低，可以进行高精度的药液处理而与图案的疏密差无关。
通过使在上述衬底与上述药液吐出/吸引部之间流动的药液的平均流速成为0.02m/sec或以上，可以提高药液的置换效率，可以进行高精度的药液处理而与图案的疏密差无关。
通过使在上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间流动的药液的流速，或上述药液吐出/吸引部与上述衬底之间的间隔时间性地变化，可以进行高精度的药液处理而与图案的疏密差无关。
通过将药液吸引口配置为将药液吐出口围起来，可以形成从中心部朝向周边放射状地流动的药液流，通过将药液吐出口、药液吸引口中的每一者都作成为所希望的大小，可以仅仅进行所希望的区域的药液处理。而且，通过以与在药液流形成的处理区域内存在的图案的被覆率相平衡的最佳的衬底与药液吐出/吸引部之间的相对速度进行处理，可以进行均一的药液处理而与图案的疏密差无关。
附图说明
图1是显示实施方案1涉及的抗蚀剂溶解速度与显影速度之间的关系的图。
图2是显示实施方案1涉及的显影装置的概略构成的图。
图3是显示实施方案1涉及的显影方法的流程图。
图4是用来说明实施方案1涉及的显影液吐出量估计方法的说明图。
图5是显示实施方案1涉及的光掩模制造工序的剖面图。
图6是显示现有的显影装置的构成的图。
图7是显示用实施方案1涉及的显影处理形成的图案的平面图。
图8是显示图7中所示的相对于距离X的线状图案尺寸Y的特性图。
图9是显示抗蚀剂开口率和显影液吐出量的设定方法的一个例子的图。
图10是显示抗蚀剂开口率分布与显影液吐出量设定值的图。
图11是显示抗蚀剂开口率分布与显影液吐出量设定值的图。
图12是显示实施方案2涉及的显影装置的概略构成的图。
图13是显示实施方案2涉及的显影装置的概略构成的图。
图14是显示实施方案2涉及的显影装置的概略构成的图。
图15是显示正型抗蚀剂中的5mm平方区域的显影后的平均的开口率，与用来加工成所希望的抗蚀剂尺寸的喷嘴和衬底间的间隙的关系的图。
图16是显示喷嘴和衬底表面的间隙与显影后的抗蚀剂尺寸的关系的图。
图17是显示在喷嘴和衬底之间的间隙中流动的显影液的平均的流速，与显影后的抗蚀剂尺寸之间的关系的图。
图18是显示实施方案2涉及的要描画的系统LSI器件图案的层的开口率的平面图。
图19是显示实施方案2涉及的显影处理的扫描喷嘴的移动的状态的图。
图20是显示实施方案2涉及的扫描喷嘴的位置与间隙之间的关系的图。
图21是显示实施方案3涉及的正型抗蚀剂中的5mm平方区域的显影后的平均的开口率，与用来加工成所希望的抗蚀剂尺寸的喷嘴的扫描速度的关系的图。
图22是显示实施方案3涉及的扫描喷嘴的位置与扫描速度之间的关系的图。
图23是显示实施方案4涉及的正型抗蚀剂中的5mm平方区域的显影后的平均的开口率，与用来加工成所希望的抗蚀剂尺寸的显影液吐出速度之间的关系的图。
图24是显示实施方案4涉及的扫描喷嘴的位置与扫描速度之间的关系的图。
图25是显示实施方案4涉及的扫描速度与喷嘴下面的图案开口率的关系的图。
图26是显示实施方案7涉及的显影装置的概略构成的图。
图27是显示实施方案7涉及的显影处理的扫描喷嘴的移动状态的图。
图28是显示实施方案7涉及的显影处理的扫描喷嘴的移动状态的图。
图29是显示臭氧水浓度与抗蚀剂蚀刻量的关系以及与抗蚀剂表面粗糙度之间的关系的图。
图30是显示实施方案8涉及的显影装置的概略构成的图。
图31是显示实施方案8涉及的显影装置的概略构成的图。
图32是显示实施方案8涉及的显影装置的概略构成的图。
图33是显示实施方案8涉及的0.13微米的图案中图案被覆率与喷嘴扫描速度之间的关系的图。
图34是显示实施方案8涉及的晶片内的芯片的被覆率分布的图。
图35是显示实施方案8涉及的显影喷嘴的轨迹的平面图。
图36是显示实施方案8涉及的处理时间与扫描速度之间的关系的图。
图37是显示实施方案8涉及的已形成的图案偏移目标值的偏移量与被覆率之间的关系的图。
图38是显示实施方案8涉及的显影喷嘴的变形例的图。
图39是显示实施方案8涉及的显影喷嘴的变形例的图。
图40是显示实施方案9涉及的显影装置的显影喷嘴的构成的图。
图41是显示实施方案9涉及的被覆率与显影液的流速之间的关系的图。
图42是显示实施方案9涉及的相对于处理时间的显影液流速的图。
图43是显示实施方案10涉及的衬底表面处理装置的处理喷嘴的构成的图。
图44是显示实施方案11涉及的处理装置的处理喷嘴的构成的图。
图45是显示实施方案12涉及的显影装置的显影喷嘴的构成的图。
图46是说明实施方案12涉及的显影装置的作用·效果的说明图。
符号说明
11...衬底
20...扫描喷嘴
21a...显影液吐出口
21...显影液吐出喷嘴
21b...显影液吐出口
21a...吐出口
22b...吸引口
22...吸引喷嘴
31...显影液
32...冲洗液
具体实施方式
以下参看附图说明本发明的实施方案。
(实施方案1)
首先，对于各种抗蚀剂溶解浓度对抗蚀剂溶解于显影液内时的显影速度(溶解速度)的变化进行实验。在实验中使用的显影液，是2.38％TMAH。实验结果示于图1。图1是显示实施方案1涉及的抗蚀剂溶解浓度与显影速度之间的关系的图。
图1是显示显影速度相对于抗蚀剂溶入浓度的特性图。在图1中，示出了关于抗蚀剂1和抗蚀剂2的实验结果。另外，每一个抗蚀剂的显影速度，都已用在抗蚀剂溶解浓度0％的显影液中的显影速度进行了标准化。
由图可知，图1中的抗蚀剂1和2虽然是由非常相似的构成要素构成的抗蚀剂，但是相对于抗蚀剂溶解浓度的显影速度的变化的状态却大不相同。如图1所示，在抗蚀剂1的情况下，当显影液中的抗蚀剂的溶解浓度达到约0.001％时，显影速度就开始下降。相对于此，在抗蚀剂2的情况下，当显影液中的抗蚀剂的溶解浓度达到约0.1％时，显影速度才开始下降。将抗蚀剂的显影速度开始下降的抗蚀剂溶解浓度定义为“极限溶入浓度”。
显影液中溶解抗蚀剂的浓度，达到每一个抗蚀剂所固有的极限溶入浓度或以上时，显影速度就要降低。极限溶入浓度，是每一个抗蚀剂所固有的。因此，在图案描画完毕显影抗蚀剂时，进行的显影是衬底上的所有区域的显影液中的溶解抗蚀剂浓度为“极限溶入浓度”或以下那样的显影，因此显影速度就会变成为恒定而与图案密度无关，疏密依赖尺寸差变成为非常地小。
在本实施方案中，将说明使用图2所示的显影装置的情况下的显影方法。图2是显示实施方案1涉及的显影装置的概略构成的图。
如图2所示，在衬底11上，隔着反射防止膜12形成有抗蚀剂膜13。在衬底11上，对向配置有扫描喷嘴(药液吐出/吸引部)20。在扫描喷嘴20中设置有从显影液吐出口21a吐出显影液31的显影液吐出喷嘴21。在扫描喷嘴20中设置有2个从吸引口22b吸引衬底11上的溶液发吸引喷嘴22。2个吸引口22b被设置为将显影液吐出口21a夹在中间。在显影液吐出口21a和吸引口22b的排列方向上，设置有使扫描喷嘴移动的移动机构(未画出来)。显影液吐出口21a和吸引口22b的形状，是与上述排列方向垂直的方向的长度比衬底11还长的狭缝形状。
显影液31，从邻近衬底11配置的扫描喷嘴20的显影液吐出口21a被吐出，从邻近显影液吐出口21a配置的吸引口22b与冲洗液32一起被吸引。这时，衬底11已被冲洗液32被覆起来。因此，显影液31仅仅在衬底11表面、扫描喷嘴20的底面和被吸引口22b围起来的区域中才存在。在本实施方案中，对扫描喷嘴20的移动速度、扫描喷嘴20的底面和衬底11之间的间隙以及显影液吐出速度进行调整，以使得衬底11上的显影液31中的抗蚀剂溶解浓度达到“极限溶入浓度”或以下。
以下，对进行衬底上的所有区域的显影液中的溶解抗蚀剂浓度为“极限溶入浓度”或以下那样的显影的方法进行说明。图3是显示本发明实施方案1涉及的显影方法的流程图。
首先，关于抗蚀剂溶解浓度对抗蚀剂溶解于显影液内时的显影速度的变化进行实验。根据该实验结果，研究抗蚀剂极限溶入量(步骤S101)。
其次，求出所有区域的显影液中的溶解抗蚀剂浓度都变成为“极限溶入浓度”的、从显影液吐出口吐出的显影液的吐出速度(步骤S102)。
接着，以所求得的吐出速度从显影液吐出口吐出显影液(步骤S103)。
在以上的方法中，由于进行显影的办法是进行衬底上的所有区域的显影液中的溶解抗蚀剂浓度为“极限溶入浓度”或以下那样的显影，故显影速度就变成为恒定而与图案密度无关，疏密依赖尺寸差变成为非常小。
用图4说明在步骤S102中的显影液吐出量估计方法。
在图4中，考虑扫描喷嘴20的移动速度为s(cm/sec)、显影液吐出口21a中心和吸引口22b中心之间的间隔为10mm、衬底11和扫描喷嘴20底面之间的间隙为50微米的情况。这时，考虑将均一曝光后的抗蚀剂(膜厚500nm)溶入到显影液内的情况。考虑高度50微米、宽度1mm、纵深150的细长的区域(体积：vol＝75×10^-4[cm³])，求出为使该区域的显影液在衬底11上表面、扫描喷嘴20的下表面和被吸引口22b围起来的区域上流动而没有湍流时抗蚀剂溶解浓度达到“极限溶入浓度”或以下的显影液吐出速度x(cm³/sec)。另外，由于吸引口22b有2个，故供给一方吸引口22b的显影液的速度为x/2(cm³/sec)。
在上述条件的情况下，在区域内流动的显影液的流速v(cm/sec)为
[公式1]
v = x / 2 [ cm 3 / sec ] 50 [ μm ] × 150 [ mm ] ]]>
= x [ cm 3 / sec ] 50 × 10 - 4 [ cm ] × 15 [ cm ] × 2 ]]>
= x 100 × 10 - 4 × 15 [ cm / sec ] ]]>
= x 0.15 [ cm / sec ] ]]>
因此，从吐出口21a吐出的显影液到达吸引口22b的时间T(s)为
T＝0.15/x(s)
显影液由于仅仅在T(s)期间与曝光完毕的抗蚀剂42接触，故计算在该期间内溶解于体积：vol＝75×10^-4[cm³]内的抗蚀剂量。假设在某一点的抗蚀剂从与显影液开始接触后到再次仅仅变成为与冲洗液接触的时间(＝显影时间)的1/4曝光完毕的抗蚀剂的残余膜变成为0，则每一秒的膜变薄速度V_red为
[公式2]
v red = 500 × 10 - 7 ( 2 × 1 ) / s / 4 = 10 - 4 × s [ cm / sec ] ]]>
因此，从宽度1mm纵深150mm的面积的抗蚀剂膜，在T秒期间内溶入到显影液内的抗蚀剂量R_vol(cm³)为
R_vol＝10^-4×s×T×0.1×15[cm³]
由以上，抗蚀剂溶解浓度C可以用下式求得。
[公式3]
C = R vol ( 75 × 10 - 7 ) × 100 [ 0037 ] = 0.3 × s x [ % ] ]]>
在本实施方案的情况下，由于s＝0.1(cm/sec)，故可以求得
抗蚀剂溶解浓度＝0.03/x(％)
可以根据该结果和极限溶入浓度，对抗蚀剂1和抗蚀剂2中的每一者，求出用来使显影液中的抗蚀剂溶解浓度达到“极限溶入浓度”或以下的显影液吐出量x(cm³/sec)。
抗蚀剂1只要满足0.001≥0.03/x的条件即可。此外，抗蚀剂2只要满足0.1≥0.03/x的条件即可。
因此，可知：如果相对于抗蚀剂1的显影液吐出量为30cm³/sec或以上，则显影液中的抗蚀剂1的溶解浓度就会变成为“极限溶入浓度”或以下。此外，可知：如果相对于抗蚀剂2的显影液吐出量为0.3cm³/sec或以上，则显影液中的抗蚀剂2的溶解浓度就会变成为“极限溶入浓度”或以下。
以下，显示将本实施方案的显影方法应用于光掩模制造工序的例子。图5是显示本发明的实施方案1涉及的光掩模制造工序的剖面图。
首先，作为被处理衬底准备2块光掩模衬底。如图5所示，光掩模衬底50的构成为在石英玻璃51上形成有Cr遮光膜52。在向2块光掩模衬底50上涂敷抗蚀剂之后，进行烘干以形成抗蚀剂膜53。在本实施方案中，抗蚀剂使用化学放大型EB正抗蚀剂(抗蚀剂1)，其膜厚为500nm。其次，用EB描画装置对抗蚀剂膜53进行图案描画。通过图案描画形成曝光部54。然后，进行后曝光烘干(Post-Exposure-Bake：PEB)。PEB在120℃、900秒的条件下进行。
之后，如图5(b)所示，对2块光掩模衬底50的表面供给显影液55，进行抗蚀剂膜53的显影。一方的光掩模衬底用图2所示的显影装置显影。显影条件，用预先估计的显影液吐出量30(cm³/sec)、喷嘴扫描速度0.1(cm/sec)进行显影。显影时间为大约150秒。另一方的光掩模衬底，用图6(a)所示的显影装置进行显影。如图6(a)所示，光掩模衬底50用卡盘72保持。对于通过旋转机构进行旋转的光掩模衬底50，从喷嘴74喷射显影液75以进行显影。另外，如图6(b)所示，也可以使用从喷嘴76对停止状态的光掩模衬底50滴下显影液的搅拌法(paddle)。在这些显影法(现有法)中，则相应于图案疏密，将产生显影液中的抗蚀剂1的溶解浓度变成为“极限溶入浓度”或以上的区域。
在显影结束后，如图5(c)所示，依次进行光掩模衬底50的清洗和干燥。
其次，2块光掩模衬底都用等离子体蚀刻装置干法蚀刻Cr遮光膜52。在本实施方案中，使用由氯/氧等的混合气体构成的蚀刻气体。蚀刻时间约为360秒。
最后，通过由抗蚀剂灰化装置和抗蚀剂剥离清洗装置进行的处理剥离抗蚀剂膜完成光掩模。所形成的图案示于图7。如图7所示，与线状图案相邻地配置有焊盘图案。形成具有多种线状图案和焊盘图案之间的距离X的区域。线状图案的目标尺寸固定为600nm。
然后，用尺寸测定装置测定2块光掩模衬底的同一图案的遮光膜Cr尺寸。测定结果和测定图案的说明示于图8。图8是显示相对于距离X的线状图案尺寸Y的特性图。
在用现有的显影方法形成的图案的情况下，随着距离X的扩展，尺寸误差增大。这是因为随着距离X的扩展，抗蚀剂向显影液内溶解的溶解浓度增高，由于超过“极限溶入浓度”而使显影的负载效应变得显著起来的缘故。
另一方面，在用本实施方案的显影方法形成的图案的情况下，即便是距离X变化了，尺寸误差也可以处于5nm内。这是因为抗蚀剂溶解浓度低，在“极限溶入浓度”或以下的缘故。
在本实施方案中，显影液的吐出量虽然是预先设定好的恒定量，但是，只要溶入到显影液中的抗蚀剂浓度在“极限溶入浓度”或以下，也可以根据在要进行显影的图案区域中的开口率，使显影液吐出量和喷嘴扫描速度变化。
图9是显示抗蚀剂开口率和显影液吐出量的设定方法的一个例子的图。图中A、B、C都是将显影液中的抗蚀剂浓度设定为不超过“极限溶入浓度”的显影液吐出量。图10、11是显示实际的半导体晶片和曝光用掩模的显影中的抗蚀剂开口率分布与显影液吐出量设定值的图。
图10(a)是显示半导体晶片的构成的图。图10(b)是显示从图10(a)的I到I’的抗蚀剂开口率分布的图。图10(c)是显示从I到I’的显影液吐出速度分布的图。在图10中，在晶片101上已形成有多个芯片102。
图11(a)是显示曝光用掩模的构成的图。图11(b)是显示从图11(a)的II到II’的抗蚀剂开口率分布的图。图11(c)是显示从II到II’的显影液吐出速度分布的图。
如图10(c)，图11(c)所示，通过减小在图案开口率低的区域上的显影液吐出速度的办法，可进一步削减显影液的使用量。
在本实施方案中，虽然作为衬底使用的是光掩模衬底，但除此之外，即便是使用半导体衬底、EB曝光等的下一代光刻用掩模衬底、平板显示器用衬底等也可以得到同样的效果。
(实施方案2)
首先，用图12～14对在本实施方案中使用的显影装置的药液吐出/吸引部(以下，称作扫描喷嘴)的构成进行说明。图12是显示扫描喷嘴的下面的构成的平面图。图13是显示扫描喷嘴的构成的剖面图。图14是从移动方向前方一侧看扫描喷嘴的图。
药液吐出/吸引部(以下，称作扫描喷嘴)的大小是：在与相对衬底的移动方向垂直的方向上宽度为18cm，在与移动方向平行的方向上纵深为5cm左右。此外，如图12所示，在扫描喷嘴与衬底彼此相向的面上有5个狭缝状的口121～125。从中央的口(显影液吐出狭缝)121吐出显影液。从其相邻的2个口(吸引狭缝)122、123吸引衬底上的药液。此外，在其外侧的2个口(预湿液吐出狭缝、冲洗液吐出狭缝)124、125吐出预湿液或冲洗液。在移动方向前方配置有吐出预湿液的预湿液吐出狭缝124，在移动方向后方设置有吐出冲洗液的冲洗液吐出狭缝125。显影液吐出狭缝121长度为150mm，宽度为1mm。吸引狭缝122、123的长度为155mm，宽度为1mm。预湿液吐出狭缝124和冲洗液吐出狭缝125的长度为155mm，宽度为2mm。
如图13所示，从显影液供给管线136供往显影液吐出喷嘴131的显影液，从显影液吐出狭缝121被吐出到衬底130。此外，从吸引狭缝122、123吸引出来的药液，通过吸引喷嘴132、133和吸引管线136、137被排出到扫描喷嘴120的外部。从预湿液供给管线139供往预湿液吐出喷嘴134的预湿液，从预湿液吐出狭缝124被吐出到衬底130上。从冲洗液供给管线140供往冲洗液吐出喷嘴135的冲洗液，从冲洗液吐出狭缝125被吐出到衬底130。
对从显影液吐出狭缝121吐出的显影液进行控制，以使药液不会溢出到吸引狭缝122、123的外侧。该控制，可通过对来自吸引狭缝122、123的吸引力和来自显影液吐出狭缝121的吐出速度进行调整的办法进行。
在每一个管线内，从分别连接到各自的管线上的泵，供给显影液、预湿液和冲洗液。
设置有测定从吸引口吸引出来的溶液的pH的pH计151。在本实施方案中，不使用pH监视仪151，将在别的实施方案中进行说明。
如图14所示的显影装置具备：载置衬底120的衬底保持器141；装备在扫描喷嘴120上的间隙测定机构142；装备在扫描喷嘴120的两端上的间隙调整机构143；用来使扫描喷嘴120和衬底保持器141相对地在大体上水平方向上移动的扫描载物台144。
间隙测定机构142被设置在扫描喷嘴120的侧面上。间隙测定机构142，测定扫描喷嘴120的下面和衬底130的上面之间的间隔。测定用激光进行。
间隙调整机构143，设置在扫描喷嘴120的两端部上，并被安装为可以使其与扫描喷嘴120一体地在扫描载物台144上在水平直线方向上移动。
而且，间隙调整机构143还具备压电元件，根据间隙测定机构142的测定结果，将扫描喷嘴120的下面和载置到衬底保持器141上的衬底130的上面之间的间隔调整为规定值。例如，可以在10-500μm的范围内对间隙进行调整。
图15是显示正型抗蚀剂中的5mm平方区域的显影后的平均的开口率，与用来加工成所希望的抗蚀剂尺寸的喷嘴和衬底间的间隙的关系。可知开口率越大则最佳间隙就越小。这是因为由于开口率越大，则必须除去的抗蚀剂的体积增加，因而必须使显影液更为高速地流动，必须快速置换为新鲜的显影液的缘故。通过减小间隙，在单位时间内在与衬底接触的单位体积区域中通过的显影液的量就可以增多，就可以快速地置换抗蚀剂上的显影液。
另外，图16是显示喷嘴和衬底表面的间隙与显影后的抗蚀剂尺寸的关系的图。显影液速度定为0.2L/min。由图16可知：当间隙变成为0.5mm或以上时，尺寸就会急剧地变化。这是因为当间隙增大时，抗蚀剂表面上的显影液的流速变慢，显影液的置换效率下降的缘故。即，衬底与喷嘴的间隙优选在0.5mm或以下，另一方面，即便是过于接近，归因于喷嘴的加工精度或间隙控制精度等会担心衬底与喷嘴的接触，故现实中优选在0.01mm或以上0.5mm或以下。
另外，图17是显示在喷嘴和衬底之间的间隙中流动的显影液的平均流速，与显影后的抗蚀剂尺寸之间的关系的图。显影液的平均流速，可从间隙和显影液的吐出速度计算。如图17所示，可知：当平均流速不足0.02m/sec时，显影的尺寸将急剧地变化。这是因为抗蚀剂表面上的显影液的流速变慢，显影液的置换效率下降的缘故。因此，显影液的平均的流速，优选在0.02m/sec或以上。
以下说明用这些关系实际制作的光掩模的例子。
用电子束描画装置，在已涂敷上厚度400nm的正型化学放大型抗蚀剂的Cr掩模坯料上描画具有系统LSI器件图案的层。
图18是显示要描画的系统LSI器件图案的层的概略。图18是显示实施方案2涉及的具有系统LSI器件图案的层的概略的平面图。如图18所示，系统LSI器件图案170的一半是逻辑器件。剩下的一半是存储器件区域。显影后的抗蚀剂图案的开口率，在存储器件区域171中为45％，在逻辑器件区域172中则为80％。在存储器件区域171和逻辑器件区域172中大不相同。
以往，当显影这样的图案时，在逻辑器件区域172中在加工成所希望的尺寸的条件下，存储器件区域171则会从所希望的尺寸偏离开来。要想使两方的区域171、172同时加工成所希望的尺寸，就必须改变要进行描画的图案尺寸。但是，描画数据因场所而变化由于会使得数据变换的时间和费用增大，故必须进行改善。
在描画后，在110度下进行15分钟的烘干。其次，将衬底130载置到上述的显影装置的衬底保持器141上。接着，如图19(a)-图19(c)所示，从一端A向着与之相向的另一端B地以恒定速度使扫描喷嘴120直线移动进行显影处理。这时，要对扫描喷嘴120的下面和衬底130的上面之间的间隙进行控制，使之与处于2个吸引狭缝122、123之间的区域上的图案的平均开口率相一致地变成为所希望的尺寸。图20是显示扫描喷嘴的位置与间隙之间的关系的图。即，开口率大的逻辑器件区域172，间隙形成得小，在开口率小的存储器间区域171中，则将间隙形成得大。扫描喷嘴120的移动速度为1mm/sec。显影液是0.27当量的碱性显影液。吐出速度定为0.2L/min。显影液吐出狭缝与吸引狭缝的间隔为5mm，而且在显影液吐出狭缝的两侧都有吸引狭缝，药液吐出狭缝的宽度为1mm，因此在扫描喷嘴与衬底表面之间显影液存在着的宽度，在与移动方向平行的方向上约为11mm。即，结果就变成为在着眼于衬底表面的某一点时，显影液通过该场所的时间约为11秒，即实效显影时间约为11秒。
通过本显影处理，由于在吐出了显影液之后显影液高速地在喷嘴与衬底表面之间的间隙内流动并立即就被吸引除去，故得益于可以总是向抗蚀剂表面供给新鲜的显影液的效果，可以对整个抗蚀剂面实现均一的显影处理。
接着，以所形成的抗蚀剂图案为蚀刻掩模，通过反应性离子蚀刻，对Cr膜进行蚀刻。蚀刻气体使用氯气和氧气的混合气体。然后，通过灰化装置剥离抗蚀剂，用清洗机进行清洗。然后，用尺寸测定装置测定所形成的Cr图案尺寸。其结果是：图案尺寸的平均值和目标尺寸之差为2nm，Cr图案尺寸的面内均一性为6nm(3σ)而没有依赖于开口率的分布。
其次，作为确认本实施方案中所示的显影方法的有效性的实验，用市售掩模，用ArF扫描仪对晶片进行曝光，进行曝光宽余度的评价。评价是通过使散焦量和曝光量变化并用SEM测定在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的办法进行的。其结果是：使在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的变动量达到10％或以下的散焦宽余度为0.40微米，这时的曝光量宽余度为12％。
此外，本实施方案虽然是向正型抗蚀剂应用的应用例，但是即便是负型抗蚀剂当然也同样是可能的。进而，本实施方案虽然是向掩模制作工艺的显影工序应用的应用例，但是并不限定于此，在平板显示器制造工序或晶片加工等中，在抗蚀剂剥离、表面自然氧化膜除去、清洗等所有的药液处理中，都可以应用。
(实施方案3)
在实施方案2中，说明了根据曝光部分的比率调整间隙，对图案进行均一地加工的显影方法。在本实施方案中，说明根据曝光部分的比率调整扫描喷嘴的扫描速度，对图案均一地进行加工的显影方法。
图21是显示正型抗蚀剂中的5mm平方区域的显影后的平均开口率，与用来加工成所希望的抗蚀剂尺寸的喷嘴的扫描速度之间的关系的图。如图21所示，可知：开口率越大则最佳扫描速度就越慢。这是因为由于开口率越大，则必须除去的抗蚀剂的体积增加，因而必须更长时间地使显影液流动，以更多地供给新鲜的显影液的缘故。以下说明用这些关系实际上制作光掩模的例子。
抗蚀剂涂敷条件和曝光图案、曝光条件、PEB条件，与实施方案2相同，故省略其说明。
其次，与实施方案2同样，使扫描喷嘴从一端向着另一端扫描衬底进行显影。在扫描时，边根据开口率使扫描速度变化边进行显影处理。根据处于个吸引口间的图案的平均开口率，进行速度控制并进行显影处理。图22是显示扫描喷嘴的位置与扫描速度之间的关系的图。
如图22所示，在开口率大的逻辑器件区域中，扫描速度变慢，在开口率小的存储器件区域中，扫描速度变快。扫描速度相应于开口率在1.2-1.6mm/sec之间变化。所使用的显影液是0.27当量的碱性显影液。显影液的吐出速度设定为0.2L/min。
显影液吐出狭缝与吸引狭缝的间隔为5mm。在显影液吐出狭缝的两侧有两个吸引狭缝，它们的宽度为1mm。因此，在扫描喷嘴与衬底表面之间显影液存在着的宽度，在与移动方向平行的方向上约为11mm。即，结果就变成为在着眼于衬底表面的某一点时，显影液通过该场所的时间约为7-9秒，即实效显影时间约为7-9秒。
通过用本实施方案所示的显影处理方法，由于在吐出了显影液之后显影液高速地在喷嘴与衬底表面之间的间隙内流动并立即就被吸引除去，而且，由于可以确保与开口率对应的必要的显影时间，故得益于可以总是向抗蚀剂表面供给新鲜的显影液的效果，可以实现对整个抗蚀剂面均一地进行显影处理。
接着，以所形成的抗蚀剂图案为蚀刻掩模，通过反应性离子蚀刻，对Cr膜进行蚀刻。蚀刻气体使用氯气和氧气的混合气体。然后，通过灰化装置剥离抗蚀剂，用清洗机进行清洗。然后，用尺寸测定装置测定所形成的Cr图案尺寸。其结果是：图案尺寸的平均值和目标尺寸之差为2nm，Cr图案尺寸的面内均一性为6nm(3σ)而没有依赖于开口率的分布。
其次，作为确认本方法的有效性的实验，用市售掩模，用ArF扫描仪对晶片进行曝光，进行曝光宽余度的评价。评价通过使散焦量和曝光量变化用SEM测定在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的办法进行。其结果是：使在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的变动量达到10％或以下的散焦宽余度为0.40微米，这时的曝光量宽余度为12％。
此外，本实施方案，虽然是向正型抗蚀剂应用的应用例，但是即便是负型抗蚀剂当然也同样是可能的。在负型抗蚀剂的情况下，在开口率大的地方使扫描速度加快，在开口率小的地方则使扫描速度减慢。
此外，本实施方案虽然是向掩模制作工艺的显影工序应用的应用例，但是并不限定于此，在平板显示器制造工序或晶片加工等中，在抗蚀剂剥离、表面自然氧化膜除去、清洗等所有的药液处理中，都可以应用。
(实施方案4)
在实施方案2、3中，说明了根据曝光部分的比率调整间隙或扫描速度，对图案均一地进行加工的显影方法。在本实施方案中，说明根据曝光部分的比率调整扫描喷嘴的显影液吐出速度，对图案均一地进行加工的显影方法。
图23是显示正型抗蚀剂中的5mm平方区域的显影后的平均开口率，与用来加工成所希望的抗蚀剂尺寸的显影液吐出速度之间的关系的图。
如图23所示，可知：开口率越大，则最佳显影液吐出速度就越大。这是因为由于开口率越大则必须除去的抗蚀剂的体积就增加，因而必须使更多的显影液流动并快速供给新鲜的显影液的缘故。平均的显影液流速，是用在该空间内流动的显影液的供给速度除以扫描喷嘴-衬底间的显影液流动的空间的截面面积得到的值。
在本实施方案中，由于扫描喷嘴-衬底间的间隙为50微米，吐出口和吸引口的宽度为150mm，故显影液流动的空间的截面面积约为7.5mm²。在以5mL/min的吐出速度使该显影液吐出的情况下，流速就变成为约5.5mm/sec。
然而，扫描喷嘴的移动速度固定于1mm/sec，以各种各样的显影液吐出速度进行了显影处理。其结果可得知：当显影液流速变成为1mm/sec或以下时，图案尺寸就急剧地变化。已经判明这是因为从显影液吐出狭缝向冲洗狭缝一侧(扫描方向后方一侧)的显影液流速变成为与扫描速度大体上相同的缘故。是由于归因于2个速度变成为相等，显影液的的置换不能再进行而产生的。即，在衬底与喷嘴的间隙内流动的显影液的流速，优选要比喷嘴扫描速度快。以下用该关系说明实际上制作光掩模的例子。
抗蚀剂涂敷条件和曝光图案、曝光条件、PEB条件，与实施方案2相同，故说明从略。
其次，与实施方案2同样，使扫描喷嘴从一端向着另一端地扫描边衬底并进行显影。在扫描时，边根据开口率使显影液吐出速度变化边进行显影处理。根据处于2个吸引口间的图案的平均开口率，控制显影液吐出并进行显影处理。图24是显示扫描喷嘴的位置与扫描速度之间的关系的图。
如图24所示，在开口率大的地方，加大显影液吐出速度，在开口率小的地方，则减小显影液吐出速度。根据开口率使显影液吐出速度变成为0.18-0.26L/min。显影液是0.27当量的碱性显影液。显影液吐出狭缝与吸引狭缝的间隔为5mm。而且，在显影液吐出狭缝的两侧有两个吸引狭缝。药液吐出狭缝的宽度为1mm。因此，在扫描喷嘴与衬底表面之间显影液存在着的宽度，在与移动方向平行的方向上约为11mm。即，结果就变成为在着眼于衬底表面的某一点时，显影液通过该场所的时间约为11秒，即实效显影时间约为11秒。
通过本实施方案的显影处理方法，由于在吐出了显影液之后显影液高速地在喷嘴与衬底表面之间的间隙内流动并立即就被吸引除去，此外，由于可以确保与开口率对应的必要的显影液流量，故得益于可以总是向抗蚀剂表面供给新鲜的显影液的效果，可以实现对整个抗蚀剂面均一地进行显影处理。
接着，以所形成的抗蚀剂图案为蚀刻掩模，通过反应性离子蚀刻，对Cr膜进行蚀刻。蚀刻气体使用氯气和氧气的混合气体。然后，通过灰化装置剥离抗蚀剂，用清洗机进行清洗。
用尺寸测定装置测定所形成的Cr图案尺寸。其结果是：图案尺寸的平均值和目标尺寸之差为2nm，Cr图案尺寸的面内均一性为6nm(3σ)而没有依赖于开口率的分布。
其次，作为确认本实施方案所示的显影处理的有效性的实验，用市售掩模，用ArF扫描仪对晶片进行曝光，进行曝光宽余度的评价。评价采用使散焦量和曝光量变化并用SEM测定在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的办法进行。其结果是：使在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的变动量变成为10％或以下的散焦宽余度为0.40微米，这时的曝光量宽余度为12％。
此外，本实施方案，虽然是向正型抗蚀剂应用的应用例，但是即便是负型抗蚀剂当然也同样是可能的。在负型抗蚀剂的情况下，要控制为使得在开口率大的地方显影液吐出速度减小，在开口率小的地方显影液吐出速度加大。此外，本实施方案虽然是向掩模制作工艺的显影工序应用的应用例，但是并不限定于此，在平板显示器制造工序或晶片加工等中，在抗蚀剂剥离、表面自然氧化膜除去、清洗等所有的药液处理中，都可以应用。
(实施方案5)
对控制扫描速度以使从总是监视所吸引的药液的pH值的pH计得到所希望的pH值来进行显影的方法进行说明。
以下对实际上制作光掩模的例子进行说明。抗蚀剂涂敷条件和曝光图案、曝光条件、PEB条件，与实施方案2相同，故说明从略。
其次，与实施方案2同样，使扫描喷嘴从衬底的一端向着另一端扫描并进行显影。在扫描时，边使扫描速度变化以使得pH计的测定值大体上保持新鲜的显影液的值，边进行显影处理。
图25是显示这时的扫描速度与喷嘴下面的图案开口率的关系的图。其结果是：在开口率大的地方，使扫描速度变慢，在开口率小的地方，使扫描速度变快。扫描速度相应于开口率在1.2-1.6mm/sec之间变化。所使用的显影液是0.27当量的碱性显影液。显影液的吐出速度定为0.2L/min。
显影液吐出狭缝与吸引狭缝之间的间隔为5mm。在显影液吐出狭缝的两侧有2个吸引狭缝。药液吐出狭缝的宽度为1mm。因此，在扫描喷嘴与衬底表面之间显影液存在着的宽度，在与移动方向平行的方向上约为11mm。即，结果就变成为在着眼于衬底表面的某一点时，显影液通过该场所的时间约为7～9秒，即实效显影时间约为7～9秒。
通过上述的显影处理，由于在吐出了显影液之后显影液高速地在喷嘴与衬底表面之间的间隙内流动并立即就被吸引除去，此外，还得益于可以确保与开口率对应的必要的显影时间，故借助于可以总是向抗蚀剂表面供给新鲜的显影液的效果，可以实现对整个抗蚀剂面均一地显影处理。
接着，以所形成的抗蚀剂图案为蚀刻掩模，通过于反应性离子蚀刻，对Cr膜进行蚀刻。蚀刻气体使用氯气和氧气的混合气体。然后，通过于灰化装置剥离抗蚀剂，用清洗机进行清洗。然后，用尺寸测定装置测定所形成的Cr图案尺寸。其结果是：图案尺寸的平均值和目标尺寸之差为2nm，Cr图案尺寸的面内均一性为6nm(3σ)而没有依赖于开口率的分布。
其次，作为确认上述显影方法的有效性的实验，用市售掩模，用ArF扫描仪对晶片进行曝光，进行曝光宽余度的评价。评价采用使散焦量和曝光量变化用SEM测定在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的办法进行。其结果是：使在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的变动量变成为10％或以下的散焦宽余度为0.40微米，这时的曝光量宽余度为12％。
此外，本实施方案，虽然是用pH监视仪测量吸引显影液的浓度，但是也可以用光学透过率或导电率进行监视。此外，本实施方案虽然是向掩模制作工艺的显影工序应用的应用例，但是并不限定于此，在平板显示器制造工序或晶片加工等中，在抗蚀剂剥离、表面自然氧化膜除去、清洗等所有的药液处理中，都可以应用。
(实施方案6)
在本实施方案中，对抗蚀剂剥离后的光掩模衬底的清洗处理进行说明。要使用的清洗装置与在实施方案2中使用的显影装置是同样的。但是，从显影液吐出口吐出的不是显影液而是臭氧水。此外，代替pH计设置粒子计数器。除此之外的构成是同样的，故省略图示和说明。
用缺陷检查装置检查Cr图案形成结束了的抗蚀剂剥离后的掩模的结果，可以确认280个异物。用现有的掩模清洗机清洗该掩模的结果，可以将异物的个数减少到73个。但是，在该异物的个数依然是不充分的。于是，以前在同样的清洗装置内进行3次的清洗，异物变成为0个。这样，以往，清洗能力是不充分的，为了除去异物，花费了很多的时间。
同样地将在抗蚀剂剥离后附着有332个异物的掩模衬底载置到上述的清洗装置内，从一端A向着与之相向的另一端B，边使扫描速度变化以使得粒子计数器的测定值变成为0.1个/min或以下边进行臭氧水处理。臭氧水吐出速度被设定为0.2L/min。另外，在脏的很厉害的情况下，直到粒子计数器变成为0.1个/min或以下为止，有时候扫描速度会变成为0。
臭氧水吐出狭缝和吸引狭缝的间隔为5mm。在臭氧水吐出狭缝的两侧有2个吸引狭缝。药液吐出狭缝的宽度为1mm。因此，在扫描喷嘴与衬底表面之间存在着臭氧水的宽度，在与移动方向平行的方向上约为11mm。
通过该清洗，在吐出了臭氧水之后臭氧水高速地在喷嘴与衬底表面之间的间隙流动除去了异物后立即就被吸引除去。因此，可以防止异物向掩模上的再附着。
此外，采用边使扫描速度变化以使得粒子计数器的值变成为0.1个/min或以下边进行臭氧水处理的办法，在可以实现总是使掩模变得干净的同时，还可以实现在光掩模衬底整个面上均一的臭氧水处理。其结果是，清洗后的掩模的异物的个数变成为0个，可以实现与掩模的清洗度相吻合的稳定的清洗。
此外，本实施方案虽然是用粒子计数器测定清洗度的，但是，也可以借助于光学透过率或导电率进行监视。此外，本实施方案虽然是向掩模制作工艺的显影工序应用的应用例，但是并不限定于此，在平板显示器制造工序或晶片加工等中，在抗蚀剂剥离、表面自然氧化膜除去、清洗等所有的药液处理中，都可以应用。
(实施方案7)
边参看附图边说明本发明的实施方案。首先，对在本发明中使用的衬底处理装置的药液吐出/吸引部进行说明。
在本实施方案的显影装置中，具有2个与在实施方案2中参看图12～图14说明的扫描喷嘴同样的扫描喷嘴。参看图26说明显影装置。图26是显示实施方案7涉及的显影装置的概略构成的平面图。
如图26所示，具有2个同一构造的药液吐出/吸引部(以下，称作扫描喷嘴)，不论哪一个扫描喷嘴的大小都是在与相对于衬底的移动方向垂直的方向上宽度为35cm，在与移动方向平行的方向上宽度为5cm左右。此外，在扫描喷嘴的相对衬底的每一个扫描喷嘴的下面上，都设置有5个狭缝状的口。
首先，对第1扫描喷嘴260的结构进行说明。从中央的臭氧水吐出狭缝261吐出臭氧水液体。从其相邻的2个第1吸引狭缝262、263吸引衬底上的溶液(臭氧水、预湿液、冲洗液)。此外，从其外侧的2个口(第1预湿液吐出狭缝、第2冲洗液吐出狭缝)264、265吐出预湿液或冲洗液。在移动方向前方，配置有吐出预湿液的预湿液吐出狭缝264、在移动方向后方，配置有吐出冲洗液的冲洗液吐出狭缝265。
首先，对第2扫描喷嘴270的结构进行说明。从中央的显影液吐出狭缝271吐出显影液。从其相邻的2个吸引狭缝272、273吸引衬底上的溶液(臭氧水、预湿液、冲洗液)。此外，从其外侧的2个口(预湿液吐出狭缝、冲洗液吐出狭缝)274、275吐出预湿液或冲洗液。在移动方向前方，配置有吐出预湿液的预湿液吐出狭缝274、在移动方向后方，配置有吐出冲洗液的冲洗液吐出狭缝275。
臭氧水吐出狭缝261和显影液吐出狭缝271的长度为310mm，宽度为1mm。第1～第4吸引狭缝262、263、272、273长度为310mm，宽度为3mm。第1和第2预湿液吐出狭缝264、274以及第1和第2冲洗液吐出狭缝265、275长度为310mm，宽度为3mm。使来自吸引狭缝262、263、272、273的吸引力和来自臭氧水或显影液吐出狭缝261、271的吐出速度平衡，以使得从臭氧水或显影液吐出狭缝261、271被吐出的药液(显影液、臭氧水)不会溢出到吸引狭缝外侧。预湿液·冲洗液都是纯水且可用泵从各液吐出狭缝供给。各个扫描喷嘴260、270，如图13、14所示，具备在扫描喷嘴120上备有的间隙测定机构142，在扫描喷嘴120的两端备有的间隙调整机构143，和用来使扫描喷嘴120与衬底保持器141在大体上水平方向上相对地进行移动的扫描载置台144。
其次，对衬底处理的例子进行说明。用具有50keV的加速电压的电子束描画装置，向已涂敷上500nm厚度的正型化学放大型抗蚀剂的Cr掩模坯料上描画0.1微米规则的线条和间隔系的DRAM的图案。在描画后，在110度下进行15分钟的烘干。在该烘干工序中，由于从抗蚀剂蒸散出来的氧向抗蚀剂上的再附着，对抗蚀剂表面的难溶化层的状态对描画面积率将产生依赖，该依赖将使显影后的图案尺寸变动，使尺寸均一性恶化。
其次，将衬底装载到显影装置内。如图27(a)～(c)所示，从衬底130的一端A朝向与之相向的另一端B，以恒定的速度使要进行臭氧水处理的第1扫描喷嘴260移动以进行臭氧水处理。第1扫描喷嘴260的移动速度被设定为20mm/sec。臭氧水的臭氧浓度定为5ppm，吐出速度定为1L/min。由于臭氧水吐出狭缝261和吸引狭缝262、263的间隔为10mm，臭氧水吐出狭缝261的宽度为1mm，故扫描喷嘴与衬底表面之间存在着臭氧水的宽度，在与移动方向平行的方向上约为21mm。即，当着眼于衬底表面的某一点时臭氧水通过该场所的时间约为1秒。结果变成为实效的臭氧水处理时间约为1秒。通过该短时间的臭氧水处理，就可以仅仅除去在抗蚀剂表面上形成的极薄的难溶化层，就可以均一地开始其次的显影处理工序中的抗蚀剂的溶解。通过使用本装置，就可以像这样地在面内均一地进行短时间的药液处理。
在以前一直进行的喷射和衬底旋转的组合，或搅拌与旋转干燥的组合的情况下，面内的处理时间不同，不能实现均一的处理。图29是显示臭氧水浓度与抗蚀剂蚀刻量的关系以及与抗蚀剂表面粗糙度之间的关系的图。由图可知：在0.2ppm或以上的情况下，蚀刻抗蚀剂的效果小，此外，当大于35ppm时则表面粗糙度急剧地增多。由此可知，臭氧水的臭氧浓度必须在0.2ppm到35ppm间使用。更优选使用0.2ppm或以上5ppm或以下的臭氧浓度的臭氧水。
其次，如图28(d)～(f)所示，从衬底130的一端A朝向与之相向的另一端B，以恒定的速度使要进行显影处理的第2扫描喷嘴270移动以进行显影处理。移动速度被设定为1mm/sec。显影液是0.27当量的碱性显影液。吐出速度定为0.5L/min。显影液吐出狭缝271与吸引狭缝272、273的间隔为10mm，显影液吐出狭缝271的宽度为1mm。因此，在第2扫描喷嘴270与衬底表面之间显影液存在着的宽度，在与移动方向平行的方向上约为21mm。即，结果就变成为在着眼于衬底表面的某一点时，显影液通过该场所的时间约为21秒，即实效显影时间约为21秒。通过本显影处理，除了抗蚀剂溶解均一地开始之外，由于在吐出了显影液之后显影液高速地在喷嘴与衬底表面之间的间隙内流动并立即就被吸引除去，故得益于可以总是向抗蚀剂表面供给新鲜的显影液的效果，可以实现对整个光掩模均一地进行显影处理。即，通过由邻近的扫描喷嘴的均一的臭氧水处理和显影处理的组合才可以实现。
接着，以所形成的抗蚀剂图案为蚀刻掩模，通过反应性离子蚀刻，对Cr膜进行蚀刻。蚀刻气体使用氯气和氧气的混合气体。然后，通过灰化装置剥离抗蚀剂，用清洗机进行清洗。然后，用尺寸测定装置测定所形成的Cr图案尺寸。其结果是：图案尺寸的平均值和目标尺寸之差为2nm，Cr图案尺寸的面内均一性为6nm(3σ)。
其次，作为确认本显影方法的有效性的实验，用市售掩模，用ArF扫描仪对晶片进行曝光，进行曝光宽余度的评价。评价采用使散焦量和曝光量变化用SEM测定在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的办法进行。其结果是：使在晶片上形成的抗蚀剂图案尺寸的变动量达到10％或以下的散焦宽余度为0.40微米，这时的曝光量宽余度为12％。
此外，本实施方案虽然是向掩模制作工艺的显影工序应用的应用例，但是并不限定于此，在平板显示器制造工序或晶片加工等中，在抗蚀剂剥离、表面自然氧化膜除去、清洗等所有的药液处理中，都可以适用。
(实施方案8)
参看图30～39以要对晶片进行显影的情况为例详细地对本发明的实施方案8进行说明。
图30、31、32是显示本发明的实施方案8涉及的显影装置的概略构成的图。
如图30(a)、(b)所示，显影装置的显影喷嘴310具备显影液吐出喷嘴313和吸引喷嘴314。显影液吐出喷嘴313在与衬底300相向的面上具有显影液吐出口311。吸引喷嘴314，在与衬底300相向的面上具有吸引口312。吸引口312被配置为将显影液吐出口311的周围连续地围起来。
显影液吐出喷嘴313，通过对供给·吸引系统317的未画出来的药液筒加压的办法，通过显影液导入管道315向显影液吐出喷嘴313内供给显影液。所供给的显影液，从显影液吐出口311被吐出。吸引喷嘴314，通过排出管道316连接到供给/吸引系统317的泵上。借助于泵的吸引力就可以从吸引口进行衬底300上的溶液的吸引。通过同时进行吐出和吸引，结果变成为仅仅在显影液吐出口311与吸引口312之间的区域上才会存在显影液301。
此外，如图31所示，衬底300用真空卡盘321进行保持。在衬底的周围设置有辅助板322。辅助板322设置有使之进行上下移动的驱动机构。辅助板322的表面，优选对显影液的润湿性与衬底310表面大体上相等。相对于衬底310，设置有供给冲洗液的冲洗液供给喷嘴323。冲洗液供给喷嘴323连续地供给冲洗液。衬底300上是用由冲洗液供给喷嘴323供给的冲洗液布满的状态。因此，吸引口312将吸引显影液和冲洗液混合起来的溶液。显影液吐出、吸引、冲洗液吐出可同时连续进行。
如图32所示，具备使显影喷嘴310相对衬底300进行移动的移动机构319。移动机构319使显影喷嘴310在水平方向、垂直方向上移动。控制系统318，进行供给/吸引系统317和移动机构319的控制。控制系统318，对显影液吐出速度、显影液吐出时间、吸引速度、吸引时间、冲洗液吐出量、吐出时间、喷嘴移动速度等进行控制。
如图30(b)所示，从显影液吐出口311吐出来的显影液，形成朝向将其周围围起来地配置的吸引口312流动的液流，只有在被吸引口312内部挟持起来的区域中才可以进行显影。即，控制系统318保持显影液吐出压力和吸引压力的平衡以使得显影液不会泄漏到吸引口312的外部。
用显影液进行处理的处理区域被设定为4πmm²。将该喷嘴310下面和衬底300之间的距离设定为约100微米。下面，显示向晶片上供给显影液的具体的方法。向在要加工的基底膜上已形成了厚度0.4微米的抗蚀剂等的感光性树脂膜的晶片上，通过KrF受激准分子逐次曝光机转印在掩模上形成的图案，在感光性薄膜上形成0.13微米的图案潜像。用晶片保持器水平地保持该晶片。显影液使用TMAH(当量为0.27N)，调整显影液吐出速度和吸引速度。
将显影液吐出口径定为2mm，吸引口内径定为3.5mm，吸引口外径定为4.5mm，将显影液吐出速度定为100cc/min，将吸引速度定为100cc/min，将冲洗液吐出速度定为300cc/min。
其次，对处理方法进行说明。
首先，用真空卡盘321保持晶片衬底。使显影喷嘴310移动到晶片主面上的端部上方。使辅助板322的上面与晶片面同一高度。使喷嘴310从晶片主面上端部移动到间隙为100微米的位置上而且移动到显影开始点上。
对决定处理条件的步骤进行说明。图33是显示0.13微米的图案中图案被覆率与喷嘴扫描速度之间的关系的图。所谓图案的被覆率，指的是通过显影处理不溶解于显影液而在衬底上残留下来的抗蚀剂的面积率。
在被覆率大时，与被覆率小的情况相比，在使用正型抗蚀剂的情况下，抗蚀剂图案尺寸被加工得大。为此，采用根据被覆率改变扫描速度的办法就可以得到所希望的尺寸。其变化率也可以根据被覆率易于示出。作为其方法，先计算由从显影液吐出口向吸引口流动的显影液形成的处理区域的被覆率，然后，根据该值用预备实验的数据计算要加工成所希望的图案尺寸的喷嘴的扫描速度。
图34是显示本次要进行处理的晶片内的芯片的被覆率分布。图34(a)是显示晶片的构成的剖面图。图34(b)是显示芯片内的被覆率的图。晶片340的芯片341内的图案的被覆率，可根据设计数据求得。此外，在显影喷嘴的移动方向侧前方一侧，设置有向衬底照射光的光源和测定来自衬底的反射光强度的反射光强度测定系统。另外，测定反射光强度的强度计，优选使用比处理区域的宽度更长的线状传感器。
使显影喷嘴310移动到芯片341的扫描开始点上。然后，同时进行显影液吐出、显影液吸引、冲洗液吐出，开始显影喷嘴310的扫描。图35是显示显影喷嘴310的轨迹的图。此外，图36是显示处理时间与扫描速度之间的关系的图。在扫描开始后，以与喷嘴所要通过的区域的被覆率对应的扫描速度进行处理，以便使得喷嘴通过被覆率50％的区域时扫描速度如图36所示为1mm/sec，然后，通过被覆率10％的区域时，扫描速度为1.3mm/sec。对于处理区域的边界部分来说，也要先求被覆率以变成为要加工成所希望的图案尺寸的喷嘴扫描速度。
在显影处理结束后，使衬底旋转，甩尽衬底上的液体，结束衬底的干燥，完成抗蚀剂图案形成。
图37是显示所形成的图案偏移目标值的偏移量与被覆率之间的关系的图。图案尺寸可以形成为在整个区域中偏移目标值的偏移量在±5nm或以下。
此外，就本实施方案来说，虽然示出的是抗蚀剂的显影的应用例，但是，并不仅仅限定于抗蚀剂的显影。例如，在晶片的湿法蚀刻或半导体制造用的光掩模制作工艺中的衬底上的感光性膜的显影，湿法蚀刻、清洗和滤色片制作工艺以及DVD等的器件的加工工艺中的显影等中，也可以应用。
喷嘴的大小，形状和处理条件，并不限定于在实施例中所示的大小，形状和处理条件。例如，也可以在中心配置药液吐出口，在其周边用矩形形状的吸引口围起来。此外，也可以是图38(a)、(b)所示的显影喷嘴380那样的结构。在吸引口312的外侧设置有冲洗液吐出口381。图38(a)是显示显影喷嘴的下面的结构的平面图，图38(b)是显示显影喷嘴的结构的平面图。
此外，如图39所示，也可以在吸引口312的周围配置显影液吐出口311。图39(a)是显示显影喷嘴的下面结构的平面图，图39(b)是显示显影喷嘴的结构的平面图。
此外，就喷嘴吸引口的外侧来说，如本实施例所示，并不是非要存在冲洗液不可，例如，在喷嘴吸引口的外侧既可以存在别的液体，也可以没有液体，即便是气体的状态也可以。在这样的情况下，就必须保持显影液吐出压力和显影液吸引压力的平衡，以便使得显影液不会泄漏到显影液吸引口的外侧，而且不吸引外部的空气等的气氛。
对于处理条件来说，为了得到所希望的流速，有时候需要根据被处理物质的表面状态或处理液体的润湿性或喷嘴直径或材质等改变，并不限定于在本实施方案内所示的值。此外，在图案尺寸不同的情况下，也要根据各自的图案尺寸预先取得被覆率和扫描速度之间的关系，以选择要加工成所希望的尺寸的最佳的扫描速度，这种情况当然也包括在本方法中。处理区域不言而喻是处理晶片上的整个面，有时候也可以仅仅是一部分的处理。
(实施方案9)
图40是显示本发明的实施方案9涉及的显影装置的显影喷嘴的结构的图。另外，对于那些与图30同样的部位都赋予同一标号而省略其说明。
在该显影喷嘴310的侧面上，安装有反射光学式监视器400。反射光学式监视器400的测定值，被取入到控制系统318内。控制系统318，根据测定值测定衬底上面与喷嘴下面之间的间隙。在本实施方案中，通过控制喷嘴310与衬底之间的间隙的办法使显影液流速变化来进行处理。除此之外的构成，与实施方案8的构成是同样的，故予以省略。
在实施方案8的处理条件中，由于处理液体的平均的流速在0.1(mm)×4π×v(mm/sec)＝0.1/60(L/sec)时，变成为1.27m/sec左右。图41是显示被覆率与显影液的流速之间的关系的图。
在规定的显影时间(扫描速度：1mm/sec)中，为了将被覆率不同的图案尺寸加工成相等，在被覆率大的地方就必须加快流速。反之，在被覆率小的地方就可以不那么快。使显影喷嘴310移动到扫描开始点上，进行显影液吐出、显影液吸引、冲洗液吐出。其条件要边改变喷嘴与衬底的间隙以便使得显影液流速变成为与衬底的被覆率相配合的最佳流速边进行。被覆率与最佳流速之间的关系示于图41。更为具体地说，图42是显示显影液流速相对于处理时间的关系。
根据图42所示的关系，对与实施方案8具有相同被覆率的芯片进行显影处理。
在显影处理结束后，使晶片旋转，甩尽晶片上的冲洗液体使之干燥，完成抗蚀剂图案形成。
此外，流速的控制，并不仅仅限定于间隙，也可以对显影液吐出速度、显影液吸引速度进行控制。
(实施方案10)
对进行抗蚀剂膜的显影的前阶段中的表面处理进行说明。
在曝光后，在对已施行了规定的烘干的晶片上的抗蚀剂进行显影处理之前，进行氧化处理。由于在曝光部分和未曝光部分中对显影液的润湿性不同，故在进行显影处理时，严密地说显影液的流速等在曝光部分和未曝光部分中不同。氧化处理，是为了在衬底整个面上使抗蚀剂表面对显影液的润湿性相等，而且为了对之进行改善而进行的。在氧化处理中使用臭氧水。
图43是显示本发明的实施方案10涉及的衬底表面处理装置的处理喷嘴的结构的图。另外，对于那些与图30同样的部位都赋予同一标号而省略其说明。如图43所示，处理喷嘴430具备臭氧水供给喷嘴432。臭氧水处理喷嘴432，在与衬底300相向的面上具有臭氧水吐出口431。从未画出来的供给/吸引系统供给的臭氧水，从臭氧水吐出口431对衬底300吐出。
其次，对氧化处理进行说明。在抗蚀剂表面的氧化处理中使用的臭氧水的浓度定为3ppm。对具有与实施方案8同样的被覆率的芯片进行氧化处理。与实施方案8同样，根据图36所示的处理时间与扫描速度之间的关系进行处理。在氧化处理时，根据反射光学式监视器的测定值，使得处理喷嘴430的下面与衬底300的上面之间的间隙变成为恒定值那样地进行处理。
在氧化处理后，对被处理抗蚀剂膜进行显影处理。然后，在向衬底上供给冲洗液进行了冲洗后，采用使衬底旋转以甩尽衬底上的液体的办法进行衬底的干燥。借助于以上的操作完成抗蚀剂图案的形成。
在臭氧水处理前后，测定抗蚀剂膜上的显影液的接触角，进行润湿性的评价。接触角在处理前是60度，在处理后则改善为54度。确认通过臭氧水处理，已经改善了抗蚀剂膜对显影液的润湿性。归因于润湿性的改善，显影液可以非常高的高速在衬底上流动。其结果是，提高了显影时的图案间的显影妨害物的置换效果，可以将由图案疏密引起的尺寸差降低到±4nm。
另外，在改变处理时间中使用的手段并不仅仅限定于衬底和喷嘴的相对速度。例如，通过改变处理液浓度或温度、处理液的流速的办法，也可以改变实效处理时间。此外，本方法并不限定于对衬底上的所有区域实施该处理。有时候也可以仅仅对曝光部分或仅仅对未曝光部分实施处理。对于衬底的表面处理也不限于氧化性液体。在用氧化性液体进行的处理后既可以进行用还原性液体进行的处理，也可以用浓度极稀薄的酸性、碱性的液体。
(实施方案11)
在本实施方案中，对应用于除去掩模上的抗蚀剂残余或附着灰尘等的清洗的情况进行说明。
图44是显示本发明实施方案11涉及的处理装置的处理喷嘴的结构的图。在处理中使用的处理喷嘴430，由于与在实施方案10中说明的喷嘴是同样的，故省略详细的说明。清洗液使用浓度20ppm的臭氧水。
其次，对实际的处理进行说明。
在抗蚀剂图案形成后的6英寸的掩模衬底上进行缺陷检查，预先检查出抗蚀剂残余或附着灰尘等的异物441在掩模上的位置。
在将该掩模设置到衬底支持台上之后，就如在图15中所示的那样，使喷嘴移动到缺陷坐标位置上方。将处理喷嘴430的下面与衬底300是上面之间的间隙设定为50微米。然后，从臭氧水吐出口431吐出臭氧水，同时，从吸引口312进行吸引。固定处理喷嘴430的位置，进行10秒的臭氧水的吐出和吸引后，停止臭氧水的吐出和吸引动作。在处理后，使喷嘴退避到喷嘴等待位置。
在处理时，借助于反射光学式监视器的测定值，将间隙控制为50微米。通过的控制，使清洗液的平均流速达到10cm/sec或以上。
在处理后，在向衬底300上供给冲洗液并进行了冲洗处理后，采用使衬底旋转以甩尽衬底上的液体的办法结束衬底的清洗。
用本实施方案的方法成功地全部除去了衬底上的有机附着物。
倘采用本发明者等的实验，则在清洗液流速为10cm/sec或以上的情况下，可以确认已完全除去了有机物附着。因此，优选清洗液流速在10cm/sec以上。另外，理所当然的是可以任意地选择可实现清洗液平均流速在10cm/sec或以上的间隙、清洗液吐出速度、清洗液吸引速度。也可以用泵等给液体加上压力，有意识地提供液体。
此外，不仅对于抗蚀剂图案，对于抗蚀剂剥离后的铬掩模和半色调掩模的有机物附着，本处理也是有效的。
(实施方案12)
在本实施方案中，对应用于除去掩模上的抗蚀剂残余或附着灰尘等的清洗的情况进行说明。
图45是显示本发明实施方案12涉及的显影装置的显影喷嘴的结构的图。在图45中，那些与图30同样的部位都赋予同一标号并省略其说明。
该显影喷嘴450，在下表面部分上具备超声波振动元件451。显影处理时通过超声波振动元件451的动作，将振动赋予显影喷嘴450的下表面与衬底300之间的显影液301。借助于显影液的脉动，如图46所示，就可以效率良好地进行晶片461上的抗蚀剂图案462间的显影液301的置换。其结果是，可以得到所希望的图案尺寸。
在使显影喷嘴接近衬底表面仅以特定流速的显影液进行显影处理的情况下，在显影处理中，例如要将被覆率不同的图案同时地加工成所希望的尺寸是非常困难的。人们认为这是因为图案间的显影液置换效率不好而产生的。但是，通过将超声波振动赋予衬底上的显影液，就可以提高置换效率，可以同时将被覆率不同的图案加工成所希望的尺寸。
另外，不限定于将超声波振动赋予衬底上的显影液的办法，即便是使显影液的流速时间性地变化，也可以同样地实现置换效率的提高。此外，使显影喷嘴与衬底之间的相对移动速度和该药液吐出/吸引部与衬底表面之间的间隔中的至少一方时间性地变动，也可以得到同样的效果。
此外，也可以在图12-图14所示的显影装置的扫描喷嘴上设置超声波振动元件，将振动赋予衬底上的显影液。此外，使显影液的流速、显影喷嘴与衬底之间的相对移动速度和该药液吐出/吸引部与衬底表面之间的间隔中的至少一方时间性地变动，也可以得到同样的效果。
另外，本发明并不限定于上述实施方案。例如，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以进行种种变形地予以实施。