(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工膜が形成された被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、
前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、
薄膜化された薬液膜の表面に接触する気流を形成し、前記薬液膜を前記被処理基板上に保持しつつ、前記薬液膜中に薬液の流れを形成するステップとを含むことを特徴とする薬液処理方法。
【請求項２】
前記気流は、被処理基板の上方に配置された回転体を回転させて形成されることを特徴とする請求項１記載の薬液処理方法。
【請求項３】
前記回転体の回転の状態を時間的に変化させることを特徴とする請求項２記載の薬液処理方法。
【請求項４】
前記回転体の形状は、円盤状、リング状及び羽状のいずれかであることを特徴とする請求項２記載の薬液処理方法。
【請求項５】
前記回転体は、中心付近に開閉機構を有する孔を有する円盤状の板材であることを特徴とする請求項２記載の薬液処理方法。
【請求項６】
前記回転体の回転時、前記孔の開閉状態、前記回転体の回転数、及び前記回転体と前記被処理基板との距離の少なくとも１つを時間的に変化させることを特徴とする請求項５記載の薬液処理方法。
【請求項７】
被加工膜が形成された被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、
前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、
前記被処理基板を回転させることで、前記薄膜化した薬液膜に流れを形成するステップとを少なくとも含むことを特徴とする薬液処理方法。
【請求項８】
前記薬液膜の薄膜化は、被処理基板を回転させる、前記被処理基板の上方に配置された回転体を回転させる、又は前記薬液膜の一部を被処理基板の上方に配置された吸引ノズルで吸引する、の何れかを実行することで行われることを特徴とする請求項１又は７記載の薬液処理方法。
【請求項９】
前記被処理基板の回転は、複数回行うものであって、それぞれの回転の加速度と減速度が異なることを特徴とする請求項７に記載の薬液処理方法。
【請求項１０】
前記被処理基板の回転は、複数回行うものであって、それぞれの回転は連続もしくは間欠であることを特徴とする請求項７記載の薬液処理方法。
【請求項１１】
前記被処理基板の回転は、複数回行うものであって、時計回りと反時計回りとの回転を交互に行うことを特徴とする請求項７記載の薬液処理方法。
【請求項１２】
前記被加工膜はレジスト、前記薬液は現像液であることを特徴とする請求項１又は７に記載の薬液処理方法。
【請求項１３】
前記薬液はエッチング溶液であることを特徴とする請求項１又は７に記載の薬液処理方法。
【請求項１４】
半導体基板上に形成された被加工膜を含む被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、
前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、
薄膜化された薬液膜の表面に接触する気流を形成し、前記薬液膜を前記被処理基板上に保持しつつ、前記薬液膜の表面に薬液の流れを形成するステップとを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
半導体基板上に形成された被加工膜を含む被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、
前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、
前記被処理基板を回転させることで、前記薄膜化した薬液膜に流れを形成するステップとを少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体や液晶等基板の薬液処理方法に使用される薬液処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程において、被加工膜が形成された被処理基板上に薬液をパドル形成し、被加工膜を所望の形状に加工（エッチング）する作業が繰り返し行われる。従来、被加工膜が形成された基板上に薬液を塗布し、静止させて被加工膜をエッチングする工程では、次のような問題が生じていた。エッチング領域周辺ではエッチング生成物の滞在によって、新たなエッチャントの供給が促進されず、その結果エッチング速度が低下してしまうという問題があった。特に、この問題は、広いエッチング領域の周辺や疎なパターン（孤立の残しパターン）で顕著であった。
【０００３】
この問題を解決する手段として、エッチング時に薬液を被加工膜上で移動させる基板処理方法および基板処理装置が提案されている（特許公開２００１−１４５９４４）。この処理方法では、薬液表面に所定の板材を接触させ、さらにその板材を動かすことで、被加工膜上の薬液を移動させる。これにより、エッチング領域周辺に新たなエッチャントが供給され、面内のパターン寸法を均一性を向上させることができる。
【０００４】
しかし、この手法では、薬液の攪拌後に板材の洗浄が必要となり、さらに洗浄によって板材に付着していたごみが落下し、被処理基板上に付着してしまう場合があった。そして、ごみの付着が欠陥となる場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した問題を解決するために、薬液を基板上に供給した後に、薬液膜の表面と接触するように気流を形成することで、薬液膜を基板上に保持しつつ表面に流れを形成し、薬液を攪拌する方法（特願２０００−０３９６８３）が提案されている。この手法では、液表面に動きを生じさせ、それを基板界面に伝えて液流動を生じさせるのを目的にしたものだが、エッチング生成物が比較的被加工膜上から取り除きやすい場合には十分な攪拌効果があったが、液層が厚く取り除くのに大きな力を要する場合には十分に攪拌することができず、面内のパターンが不均一になるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、被処理基板上の薬液膜を気流により十分攪拌し、パターン寸法の面内均一性の向上を図り得る薬液処理方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成されている。
【０００８】
（１）本発明に係わる薬液処理方法は、被加工膜が形成された被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、薄膜化された薬液膜の表面に接触する気流を形成し、前記薬液膜を前記被処理基板上に保持しつつ、前記薬液膜の表面に薬液の流れを形成するステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
（２）本発明に係わる薬液処理方法は、被加工膜が形成された被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、前記被処理基板を回転させることで、前記薄膜化した薬液膜に流れを形成するステップとを少なくとも含むことを特徴とする。
【００１０】
（３）本発明に係わる半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成された被加工膜を含む被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、薄膜化された薬液膜の表面に接触する気流を形成し、前記薬液膜を前記被処理基板上に保持しつつ、前記薬液膜の表面に薬液の流れを形成するステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
（４）本発明に係わる半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成された被加工膜を含む被処理基板上に、該被加工膜を加工する薬液を供給し、前記被処理基板上に薬液膜を形成するステップと、前記薬液膜を０．５ｍｍ以下の膜厚に薄膜化するステップと、前記被処理基板を回転させることで、前記薄膜化した薬液膜に流れを形成するステップとを少なくとも含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示すフローチャートである。また、図２から５は本発明の第１の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示す工程図である。
【００１４】
図１から５を用いて本発明の第１の実施形態に係る薬液処理方法を説明する。
【００１５】
（ステップＳ１０１：基板の搬入と保持）
図２（ａ）に示すように、前工程の終了した表面に被加工膜が形成されている被処理基板１００は、図示されない搬送ロボットにより基板保持部１０１の上部に搬送される。そして、被処理基板１００は吸引によって、基板保持部１０１に固定される。基板保持部１０１は、回転機構１０２に接続されている。
【００１６】
（ステップＳ１０２：薬液膜形成工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、被処理基板１００上の被加工膜を加工する薬液膜１０４を被処理基板１００上に形成する。ここでは、直線状の薬液供給ノズル１０３を用いて、薬液を供給しながら被処理基板１００の一端から他端に走査させることで被処理基板上に薬液膜１０４を形成する。なお、この工程での平面図を図６に示す。図６に示すように、薬液供給ノズル１０３の走査方向に直行する方向の長さは、被処理基板１００の直径より長いので、被処理基板１００の全面に薬液膜１０４の膜を形成することができる。
【００１７】
薬液膜形成工程は、ここで示した方法に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、直線状の薬液供給ノズル１０３から薬液を供給しながら、被処理基板１００を回転させて被処理基板１００の全面に薬液膜１０４を形成する方法がある。また、図８に示すように、直管状のノズルから被処理基板１００に対して薬液１１３を供給しながら、被処理基板１００を回転させて基板全面に薬液膜１１４を形成する方法などがある。ここで示した方法以外にも、さまざまな形態を取りうる。
【００１８】
（ステップＳ１０３：薬液膜薄膜化工程）
次に、図３(ｃ)に示すように、薬液膜１０４形成後、被処理基板１００から所定の高さのところに回転体１０５を配置する。回転体１０５は円盤状の板材であり、板材の中心部には中空となった管が接続されており、開閉弁１０６により管の口が開閉可能である。なお、回転体の形状は、円盤状、リング状及び羽状のであっても良い。
【００１９】
次いで、図３（ｄ）に示すように、開閉弁１０６が開の状態で回転体１０５を回転させ、被処理基板１００上に形成された薬液膜１０４の一部を被処理基板１００の外に除去する。その結果、図３（ｅ）に示すように、薄膜化された薬液膜１０４が形成される。
【００２０】
（ステップＳ１０４：気流形成工程）
次に、図４（ｆ）に示すように、回転体１０５を所定の高さ位置に移動させる。そして、図４（ｇ）に示すように、開閉弁１０６が閉の状態で回転体１０５を回転させることで、被処理基板１００の中心方向に向かう気流１０７を形成し、薬液膜１０４に流れを生じさせて攪拌を行う。引き続いて、図４（ｈ）に示すように、回転体１０５を回転させたまま開閉弁１０６を開くことで、被処理基板１００の中心から外周に向かう気流１０８を形成し、薬液膜１０４に流れを生じさせて攪拌を行う。
【００２１】
気流形成工程は、また、図９（ｇ’），図９（ｈ’）に示すように、回転体１０５を回転させると共に、被処理基板１００を回転させても良い。図９（ｇ’），（ｈ’）は、図４（ｇ），（ｈ）に示す工程に対応した状態を示している。
【００２２】
また、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を閉→開とした方法に限定されるものでなく、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を閉の状態に保つ方法、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を開の状態に保つ方法、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を開→閉とする方法、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６の開閉を適当に組み合わせる方法など、さまざまな形態をとりうる。
【００２３】
（ステップＳ１０５：洗浄工程）
次に、図５（ｉ）に示すように、被処理基板１００の上方に配置されたリンスノズル１１１からリンス液（例えば純水）１１２を供給し、回転させながら被処理基板１００を洗浄する。
【００２４】
（ステップＳ１０６：乾燥工程）
さらに、図５（ｊ）に示すように、被処理基板１００を高速回転させることでリンス液１１２を振り払い、被処理基板１００を乾燥させる。
【００２５】
（ステップＳ１０７：搬出工程）
その後、基板保持部１０１から被処理基板１００を外す。
【００２６】
次に、以上説明した薬液処理方法を、レジストの現像工程に実際に適用し、レジストに形成された線幅の測定結果をもとに、説明する。
被処理基板１００上に６０ｎｍの膜厚の反射防止膜、４００ｎｍの膜厚のレジスト（被加工膜）を順次塗布し、２００ｎｍＬ／Ｓ（１：１）パターンと２００ｎｍ孤立ライン（１：１０）が含まれるレチクルを用いて露光を行い、ベーク工程の後、現像液（薬液）を供給して現像処理を行った。現像処理工程では、次に示すように５種類のサンプルを作製した。各サンプルの処理条件は図１０に示す。
【００２７】
サンプルＮｏ．１は、薬液膜形成工程（ステップＳ１０２）で、薬液供給ノズル１０３からの現像液供給量を１．５Ｌ／ｍｉｎ、ノズルの走査速度を６０ｍｍ／ｓｅｃとして液厚１．５ｍｍの薬液膜（現像液膜）を形成した。薄膜化工程（ステップＳ１０３）を行わず、気流形成工程（ステップＳ１０４）で被処理基板１００と回転体１０５との距離を１５ｍｍ、回転体１０５の回転速度４０００ｒｐｍ、開閉弁１０６を閉の状態で薬液膜１０４形成後１０秒後から１０秒間攪拌を行った。そして、薬液膜１０４形成から３０秒後に洗浄（ステップＳ１０５）を行った。
【００２８】
以下のサンプルＮｏ．２〜Ｎｏ．５は、サンプルＮｏ．１と薬液膜薄膜化工程のみが異なるので、薬液薄膜化工程の処理条件のみを説明する。
【００２９】
サンプルＮｏ．２は、薄膜化工程（ステップＳ１０３）で、被処理基板１００と回転体１０５との距離を３ｍｍ、回転体１０５の回転速度４０００ｒｐｍ、開閉弁１０６を開の状態で薬液膜１０４形成後７秒から２秒間回転体１０５を回転させて現像液からなる薬液膜１０４を除去し、０．７５ｍｍの薬液膜１０４を形成した。
【００３０】
サンプルＮｏ．３は、薄膜化工程（ステップＳ１０３）で、被処理基板１００と回転体１０５との距離を３ｍｍ、回転体１０５の回転速度４３００ｒｐｍ、開閉弁１０６を開の状態で薬液膜１０４形成後７秒から２秒間回転体１０５を回転させて現像液からなる薬液膜１０４を除去し、０．５ｍｍの薬液膜１０４を形成した。
【００３１】
サンプルＮｏ．４は、薄膜化工程（ステップＳ１０３）で、被処理基板１００と回転体１０５との距離を３ｍｍ、回転体１０５の回転速度４５００ｒｐｍ、開閉弁１０６を開の状態で薬液膜１０４形成後７秒から２秒間回転体１０５を回転させて現像液からなる薬液膜１０４を除去し、０．３ｍｍの薬液膜１０４を形成した。
【００３２】
サンプルＮｏ．５は、薄膜化工程（ステップＳ１０３）で、被処理基板１００と回転体１０５との距離を３ｍｍ、回転体１０５の回転速度５０００ｒｐｍ、開閉弁１０６を開の状態で薬液膜１０４形成後７秒から２秒間回転体１０５を回転させて現像液からなる薬液膜１０４を除去し、０．１５ｍｍの薬液膜１０４を形成した。
【００３３】
リファレンスは、薬液膜形成工程（ステップＳ１０２）はサンプルＮｏ．１から３と同じで、薄膜化工程（ステップＳ１０３）、気流形成工程（ステップＳ１０４）を行わずに洗浄（ステップＳ１０５）を行った。
【００３４】
これらサンプルの寸法評価結果を図１１に示す。図１１における疎密差は、孤立残しパターン（１：１０パターン）から１：１パターンの寸法を引いた値とした。リファレンスのサンプルでは、パターン寸法の面内均一性は良好な値となっているが、薬液膜１０４形成後、エッチング生成物がほとんど動かないため、単位面積あたりの反応領域が広い孤立残しパターン（１：１０パターン）では、１：１パターンの寸法より３０ｎｍも太くなっている。それに対し、回転体１０５により形成される気流により、薬液膜１０４中に薬液の流れを形成し、エッチング領域周辺に新たなエッチャントを供給する目的で作製したサンプルが、サンプルＮｏ．１からＮｏ．５である。
【００３５】
サンプルＮｏ．１からＮｏ．５のいずれのサンプルもリファレンスと比較して、疎密差が小さくなっていることから、気流による薬液の流れで攪拌されたことがわかる。しかし、特に、サンプルＮｏ．１とＮｏ．２で面内の均一性が悪くなっている。サンプルＮｏ．１とＮｏ．２の分布を見てみると、同心円でなく、ウエハの中で寸法が細い領域と太い領域にわかれていることが判明した。寸法が細い領域での薬液の流れの向きとパターン配置の関係を見てみると、測定パターンの上流が比較的エッチング領域が小さくなっていた。また、逆に寸法が太い領域での薬液の流れの向きとパターン配置の関係を見てみると、測定パターンの上流が比較的エッチング領域が大きくなっていた。つまり、気流により薬液に流れを生じさせても、パターン直上の薬液とエッチング生成物を十分に動かしきっていないということになる。
【００３６】
一方、薄膜化プロセス（ステップＳ１０３）で液膜厚を０．５ｍｍにしたサンプルＮｏ．３、液膜厚を０．３ｍｍにしたサンプルＮｏ．４、液膜厚を０．１５ｍｍにしたサンプルＮｏ．５では、液膜厚が厚いサンプルＮｏ．１，Ｎｏ．２よりも、均一性が向上し、かつ、疎密差も低減されている。また、分布も、中心付近だけが寸法が太くて、外周部は均一な分布となっていた。つまり、薬液膜１０４の膜厚を薄くすることで、気流により生じた薬液の流れが十分にパターン直上の薬液とエッチング生成物に伝わって、よく攪拌されたと考えられる。中心付近で寸法が太くなっているのは、図４（ｇ）に示したように、開閉弁が閉の状態では中心付近で気流が小さく、攪拌されにくいためである。気流の接触による薬液の攪拌の前に、従って、０．５ｍｍ以下に薄膜化することが望ましい。
【００３７】
次に、気流形成工程（ステップＳ１０４）を変えた場合の実験結果について示す。各サンプルの処理条件は図１２に示す。サンプルＮｏ．５は先に示したものと同じである。サンプルＮｏ．６は、サンプルＮｏ．５とほとんど同じで、気流形成工程（ステップＳ１０４）での開閉弁１０６を開の状態で処理を行ったものである。さらに、サンプルＮｏ．７は、サンプルＮｏ．５と薬液膜１０４形成から２０秒までは全く同じ処理で、その後に、回転体１０５を回転させた状態で開閉弁１０６を閉にして１０秒間処理して、洗浄（ステップＳ１０５）を行ったものである。
【００３８】
これらサンプルの寸法評価結果を図１３に示す。サンプルＮｏ．５については先に説明したように、疎密差が低減され、面内の分布は中心付近だけが寸法が太く、外周部は均一な分布となっていた。中心付近で寸法が太くなるのは、図４（ｇ）に示したように、気流が、被処理基板１００の中心に向かう方向で、被処理基板１００の中心付近では被処理基板１００から回転体１０５に向かう向きとなっていて、中心付近で気流が小さいためである。サンプルＮｏ．６についても、疎密差が低減されていたが、面内の分布は被処理基板１００の中心付近だけが寸法が細く、外周部は均一な分布となっていた。中心付近で寸法が細いのは、図４（ｈ）に示すように、被処理基板１００中心上の中空部から気流が流れ込み、中心付近での流れが大きくなり、中心付近でよく攪拌されるからである。以上の開閉弁１０６の開と閉の状態の寸法分布から、それらを組み合わせて均一な分布を得る目的で作製したのがサンプルＮｏ．７である。図１３に示すとおり、面内で均一な分布となり、また、疎密差も小さくなるという結果が得られた。
【００３９】
また、半導体基板上に直接或いは絶縁膜や金属膜を介してレジスト（被加工膜）が形成された被処理基板に対して、薬液として現像液を供給して場合、現像処理（薬液処理）を行った後、公知の手法を用いて半導体装置を製造することができる。本実施形態で説明した薬液処理方法を用いることによって、レジストパターンの寸法変動を抑え、素子性能のバラツキが少ない半導体装置を製造することができる。
【００４０】
以上説明したように、薬液処理方法を感光性薄膜（レジスト）の露光後の現像処理に適用した場合、孤立残しパターン（１：１０パターン）と１：１パターンの寸法差が、薬液膜形成工程のみの場合３０ｎｍであったのに対し、液膜厚１．５ｍｍから０．５ｍｍへの薬液膜薄膜化工程を加えることで８ｎｍに改善した。さらに、気流形成工程で、気流を時間的に変化させることで、寸法の面内均一性が向上した。
【００４１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示すフローチャートは第１の実施形態と同じく図１のとおりである。第２の実施形態は第１の実施形態と薬液薄膜化工程（ステップＳ１０３）のみ異なるので、薬液薄膜化工程について詳しく説明する。
【００４２】
第１の実施形態と同じように、図２、図６に示すような手順で被処理基板上に薬液膜を形成する（ステップＳ１０２）。薬液膜形成工程は、図２，６に示した方法のほかに図７や図８に示すように、さまざまな形態を取りうる。
【００４３】
次に、薬液膜形成工程（ステップＳ１０２）後の被処理基板１００を図１４（ａ）に表している。その後、図１４（ｂ）に示すように被処理基板１００を回転させ、被処理基板１００上に形成された薬液膜１０４の一部を被処理基板１００の外に除去する。その結果図１４（ｃ）に示すように薄膜化された薬液膜１０４が形成される（ステップＳ１０３）。
【００４４】
次に、図４（ｆ）から図４（ｈ）に示すように、回転体を回転させたまま開閉弁を閉→開とすることで、気流を形成し、薬液に流れを生じさせ、攪拌を行う（ステップＳ１０４）。
【００４５】
気流形成工程は、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を閉→開とした方法に限定されるものでなく、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を閉の状態に保つ方法、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を開の状態に保つ方法、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を開→閉とする方法、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６の開閉を適当に組み合わせる方法など、さまざまな形態をとりうる。
【００４６】
次に、図５（ｉ）に示すように、被処理基板１００の上方に配置されたリンスノズル１１１からリンス液（例えば純水）１１２を供給し、回転させながら被処理基板１００を洗浄する（ステップＳ１０５）。さらに、図５（ｊ）に示すように、被処理基板１００を高速回転させることでリンス液１１２を振り払い、被処理基板１００を乾燥させる（ステップＳ１０６）。
【００４７】
次に実際の実験結果をもとに、説明する。
ウエハ上に６０ｎｍの膜厚の反射防止膜、４００ｎｍの膜厚のレジストを順次塗布し、２００ｎｍＬ／Ｓ（１：１）パターンと２００ｎｍ孤立ライン（１：１０）が含まれるレチクルを用いて露光を行い、ベーク工程の後、現像処理を行った。現像処理工程では、次に示すように５種類のサンプルを作成した。各サンプルの処理条件を図１５に示す。
【００４８】
第１の実施形態で示したとおり、気流形成工程（ステップＳ１０４）で良好な均一性と疎密差の特性が得られた条件は、回転体１０５を回転させながら開閉弁１０６を閉→開とした条件であったので、気流形成工程（ステップＳ１０４）は図１２のサンプルＮｏ．７の処理条件と同じとした。サンプルＮｏ．８は薬液膜１０４の薄膜化を行わずに液厚１．５ｍｍのまま、気流形成工程（ステップＳ１０４）、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。サンプルＮｏ．９は、薬液膜薄膜化工程（ステップＳ１０３）を、基板回転数５０ｒｐｍで２秒間処理として、薬液膜１０４の膜厚を０．７５ｍｍとして、気流形成工程（ステップＳ１０４）、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。サンプルＮｏ．１０は薬液膜薄膜化工程（ステップＳ１０３）を、基板回転数７０ｒｐｍで２秒間処理として、薬液膜１０４の膜厚を０．５ｍｍとして、気流形成工程（ステップＳ１０４）、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。サンプルＮｏ．１１は薬液膜薄膜化工程（ステップＳ１０３）を、基板回転数９０ｒｐｍで２秒間処理として、薬液膜１０４の膜厚を０．３ｍｍとして、気流形成工程（ステップＳ１０４）、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。サンプルＮｏ．１２は薬液膜薄膜化工程（ステップＳ１０３）を、基板回転数１００ｒｐｍで２秒間処理として、薬液膜１０４の膜厚を０．１５ｍｍとして、気流形成工程（ステップＳ１０４）、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。リファレンスサンプルは薬液膜薄膜化工程（ステップＳ１０３）、気流形成工程（ステップＳ１０４）を行わずに、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。
【００４９】
これらサンプルの寸法評価結果を図１６に示す。第１の実施形態の結果と同様に、薬液膜薄膜化工程（ステップＳ１０３）後の液厚が１．５ｍｍ、０．７５ｍｍであったサンプルＮｏ．８とＮｏ．９はリファレンスサンプルと比較して、疎密差は小さくなっているものの、均一性が悪くなっていた。サンプルＮｏ．８とＮｏ．９の分布を見てみると、同心円でなく、ウエハの中で寸法が細い領域と太い領域にわかれていることが判明した。寸法が細い領域での薬液の流れの向きとパターン配置の関係を見てみると、測定パターンの上流が比較的エッチング領域が小さくなっていた。また、逆に寸法が太い領域での薬液の流れの向きとパターン配置の関係を見てみると、測定パターンの上流が比較的エッチング領域が大きくなっていた。つまり、気流により薬液に流れを生じさせても、パターン直上の薬液とエッチング生成物を十分に動かしきっていないということになる。一方、薄膜化プロセス（ステップＳ１０３）で液膜厚を０．５ｍｍ，０．３ｍｍ，０．１５ｍｍにしたサンプル（Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１２）では、液膜厚が厚いサンプル（Ｎｏ．８、Ｎｏ．９）よりも、均一性が向上し、かつ、疎密差も低減されている。また、分布もウエハ面内で均一であった。つまり、液膜厚を薄くすることで、気流により生じた薬液の流れが十分にパターン直上の薬液とエッチング生成物に伝わって、よく攪拌され、良好な現像特性が得られた。
【００５０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は第２の実施形態とステップＳ１０４（気流形成工程）のみ異なるので、気流形成工程について詳しく説明する。
【００５１】
第２の実施形態と同じように、図２、図３に示すような手順で被処理基板上に薬液膜を形成する（ステップＳ１０２）。薬液膜形成工程は、図２，３に示した方法のほかに図７や図８に示すように、さまざまな形態を取りうる。
【００５２】
次に、図１４（ａ）は、薬液膜形成工程（ステップＳ１０２）後の薬液膜１０４が形成された状態の被処理基板１００を表している。その後、図１４（ｂ）に示すように被処理基板１００を上から見て反時計まわりに回転させ、被処理基板１００上に形成された薬液の一部を基板の外に除去する。その結果図１４（ｃ）に示すように被処理基板１００上に薄膜化された薬液膜１０４が形成される（ステップＳ１０３）。
【００５３】
次に、図１７（ａ）は薄膜化工程（ステップＳ１０３）後の被処理基板１００を表している。図１７（ｂ）に示すように、被処理基板１００を上から見て時計まわりに回転させる。そして、図１７（ｃ）に示すように被処理基板を保持した状態で現像を行う（ステップＳ１０４）。
【００５４】
気流形成工程は、図１７（ａ）〜（ｃ）に示したように、薄膜化工程と逆の向きにウエハを一度回転させるだけでなく、図１８（ａ）〜（ｅ）に示すように、複数回の被処理基板１００の回転を行う（連続する回転の回転方向が逆になるように）方法など、さまざまな形態をとりうる。
【００５５】
次に、図５（ｉ）に示すように、被処理基板１００の上方に配置されたリンスノズル１１１からリンス液（例えば純水）１１２を供給し、回転させながら被処理基板１００を洗浄する（ステップＳ１０５）。さらに、図５（ｊ）に示すように、被処理基板１００を高速回転させることでリンス液１１２を振り払い、被処理基板１００を乾燥させる（ステップＳ１０６）。
【００５６】
次に実際の実験結果をもとに、説明する。
被処理基板上に６０ｎｍの膜厚の反射防止膜、４００ｎｍの膜厚のレジストを順次塗布し、２００ｎｍＬ／Ｓ（１：１）パターンと２００ｎｍ孤立ライン（１：１０）が含まれるレチクルを用いて露光を行い、ベーク工程の後、現像処理を行った。現像処理工程では、次に示すように３種類のサンプルを作成した。各サンプルの処理条件は図１９に示す。
【００５７】
サンプルＮｏ．１３から１５は、薬液膜形成工程（ステップＳ１０２）から薄膜化工程（ステップＳ１０３）までは同じ条件で処理した。具体的には、薬液膜形成工程で、１．５ｍｍの薬液膜１０４を形成し、薬液膜１０４形成後７秒後に１００ｒｐｍで２秒間反時計まわりに被処理基板１００を回転させ、０．１５ｍｍの薬液膜１０４を形成した。気流形成工程（ステップＳ１０４）で、サンプルＮｏ．１３は何も行わず、サンプルＮｏ．１４は薄膜化工程と同じ向きに１００ｒｐｍで２秒間被処理基板１００を回転させ、サンプルＮｏ．１５は薄膜化工程と逆向き（時計まわり）に１００ｒｐｍで２秒間被処理基板１００を回転させた。そして、薬液膜１０４形成後３０秒の時点で、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。リファレンスサンプルは薬液膜薄膜化工程（ステップＳ１０３）、流れ形成工程（ステップＳ１０４）を行わずに、薬液膜１０４形成後３０秒の時点で、洗浄工程（ステップＳ１０５）、乾燥工程（ステップＳ１０６）を行った。
【００５８】
これらサンプルの寸法評価結果を図２０に示す。疎密差に関しては、回転プロセスを重ねるごとに小さくなり、リファレンスサンプルで３０ｎｍであったのが、サンプルＮｏ．１３で１８ｎｍ、サンプルＮｏ．１４と１５で４ｎｍとなった。均一性に関しては、リファレンスサンプルとサンプルＮｏ．１３で同程度、サンプルＮｏ．１４では逆に悪くなり、サンプルＮｏ．１５では最も良かった。この理由を図２１の寸法測定個所の図を用いて説明する。
【００５９】
寸法計測は、被処理基板１００内のチップ２０１の中で３点（ポイント１〜３）で、被処理基板１００全面のチップ２０１についておこなった。サンプルＮｏ．１３では、図２１に示すように、被処理基板１００を回転させたため、その逆方向に現像液からなる薬液膜が動いて、被処理基板１００の左側ではポイント３で新鮮な現像液が流れ込み、リファレンスより細くなり、逆に、被処理基板右側では、ポイント１で新鮮な現像液が流れ込んで、リファレンスよりも細くなって、チップ２０１内ばらつきを悪くする方向に動いた。ただ、被処理基板１００の回転により混ぜる効果はあるのでチップ２０１間のばらつきは低減された。その結果リファレンスと均一性はほとんど変わらなかった。サンプルＮｏ．１４ではさらに同じ方向に回転したため、被処理基板１００の左側ではポイント３で寸法が細くなり、ウエハ右側では、ポイント１で細くなるという傾向がつよくなり、ばらつきが悪化した。サンプルＮｏ．１４では薄膜化工程と流れ形成工程で逆方向に回転したため、サンプルＮｏ．１３のチップ内の分布を緩和する方向に液が動いたため、均一性が向上した。
【００６０】
本実施形態では、気流形成工程（ステップＳ１０４）での回転方向と薄膜化工程（ステップＳ１０３）での回転方向を逆向きに行うことで、薬液の攪拌を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、回転の加速度と減速度を変えることも有効である。具体的には、加速度１００ｒｐｍ／ｓｅｃで１００ｒｐｍにして２秒回転させ、減速度１００００ｒｐｍ／ｓｅｃで０ｒｐｍにとすることでも攪拌の効果が見られる。これは加速度を緩やかにすることで、被処理基板と薬液を一体化した状態で回転させ、減速度を急にすることで、薬液は動いた状態で被処理基板をとめることで、被処理基板直上の薬液を攪拌させている。逆に、加速度を急にして、減速度を緩やかにすることも同様に効果がある。
【００６１】
また、回転を連続で行ったり、間欠で行ったりしてもよい。例えば現像液が薄い場合には、流れ形成工程（ステップＳ１０４）では、減速の後、液が静止するのに余り時間を要しないので連続して回転を行えば良い。また現像液が比較的厚い場合には、形成工程（ステップＳ１０４）では、減速の後、液が静止するのに多少時間を要するので間欠して回転を行えば良い。
【００６２】
以上のように、薬液をランダムに混ぜるために、回転数、回転の方向、加速度と減速度の組合せ、回転の連続性（連続と間欠）をランダムに組み合わることも可能である。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、各実施形態において、レジスト膜（被加工膜）に対して現像液（薬液）を供給していたが、金属薄膜や絶縁薄膜（被加工膜）に対してエッチング溶液（薬液）供給して金属薄膜や絶縁薄膜をエッチングする工程に用いることができる。
【００６４】
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被処理基板上の薬液膜を薄膜化してから気流により攪拌することにより、パターン寸法の面内均一性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示すフローチャート。
【図２】第１の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示す工程図。
【図３】第１の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示す工程図。
【図４】第１の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示す工程図。
【図５】第１の実施形態に係る薬液処理方法の処理手順を示す工程図。
【図６】薬液膜形成工程おける被処理基板の状態を示す平面図。
【図７】薬液形成方法の変形例を示す図。
【図８】薬液形成方法の変形例を示す図。
【図９】気流形成工程の変形例を示す図。
【図１０】現像処理工程で作製された５種類のサンプル（レジスト）の処理条件の表を示す図。
【図１１】図１０に示す処理条件で作成された各サンプルの寸法評価結果の表を示す図。
【図１２】現像処理工程で作成された３種類のサンプル（レジスト）の処理条件の表を示す図。
【図１３】図１２に示す処理条件で作成された各サンプルの寸法評価結果の表を示す図。
【図１４】薬液膜薄膜化工程における処理方法を示す工程図。
【図１５】現像処理工程で作成された５種類のサンプル（レジスト）の処理条件の表を示す図。
【図１６】図１５に示す処理条件で作成された各サンプルの寸法評価結果の表を示す図。
【図１７】気流形成工程における処理方法を示す工程図。
【図１８】気流形成工程における処理方法を示す工程図。
【図１９】現像処理工程で作成された３種類のサンプル（レジスト）の処理条件の表を示す図。
【図２０】図１９に示す処理条件で作成された各サンプルの寸法評価結果の表を示す図。
【図２１】ウェハ内の各チップの寸法測定個所を示す図。
【符号の説明】
１００…被処理基板
１０１…基板保持部
１０２…回転機構
１０３…薬液供給ノズル
１０４…薬液膜
１０５…回転体
１０６…開閉弁
１０７…気流
１０８…気流
１１１…リンスノズル
１１２…リンス液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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