CN115706002A - 基板处理方法、基板处理装置及计算机可读取的存储介质 - Google Patents

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Abstract

提供一种通过向基板上供给降低了溶存氧浓度的液体而能够抑制基板表面的导电性材料的腐蚀的基板处理方法、基板处理装置及计算机可读取的存储介质。基板处理方法通过使非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上，从而以非活性气体置换溶存于液体中的氧气，通过对溶解了非活性气体的液体减压，在液体中产生非活性气体的气泡，一边向基板的表面供给包含气泡的液体，一边处理基板。

Description

基板处理方法、基板处理装置及计算机可读取的存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于处理晶片、PCB配线基板、印刷配线基板、角基板等基板的基板处理方法及基板处理装置，尤其是涉及一种用于抑制在基板的表面露出的导电性材料的腐蚀并处理基板的基板处理方法及基板处理装置。
背景技术
最近的半导体元件的制造中对各工序要求的精度已达到几nm的量级，预计未来将需要埃量级的精度。在化学机械研磨(CMP)中，也需要将晶片的整个表面上的元件、配线的尺寸维持在几nm量级，预计未来这一要求将达到埃量级。这是由于元件、配线的尺寸变化会影响元件的驱动性能(驱动电压、电流量)。
因此，在化学机械研磨(CMP)时，除了抑制凹陷、腐蚀外，在研磨后的清洗工序中，除了去除附着于基板表面上的浆料、研磨生成物外，还需要防止元件构成材料的腐蚀，特别是防止用于通孔接触、配线的导电性材料的腐蚀。在此，作为CMP的对象的导电性材料，可列举钨(W)、铜(Cu)等配线用金属材料、钽/氮化钽(Ta/TaN)、钛/氮化钛(Ti/TiN)等阻隔金属等。近来，除此之外，多种导电性材料，例如钴(Co)、钌(Ru)、钼(Mo)、碳纳米管(CNT)和石墨烯被用于半导体元件。根据材料的不同，例如发生腐蚀的pH范围比以往的Cu和W更宽，对防止腐蚀的要求也更为严格。
另外，作为CMP和基板清洗时产生的配线腐蚀的模式，可列举具有代表性的：因一般液体中的蚀刻剂与导电性材料的化学反应而引起的化学腐蚀；因在液体中电连接的不同种类的导电性材料之间产生的电动势而引起的电化腐蚀；因向P/N接合这样的特定元件照射光时产生的电动势而引起的光腐蚀；以及以因研磨垫与基板表面的摩擦、装置引起的静电力的传播等而在基板产生的静电力为驱动力所产生的静电力引起的腐蚀。在任一种腐蚀模式下，浆液、清洗液甚至洗涤水这样的液体中存在的蚀刻剂成分会导致腐蚀。作为具有代表性的蚀刻剂成分，可列举浆液、清洗液中的pH调节剂、氧化剂、螯合剂。进一步，还可列举清洗组件、基板输送装置内的氧气作为蚀刻剂。这是因为溶存于清洗液、洗涤水中的氧气有助于直接或与浆料或清洗液的蚀刻剂组分相互作用地进一步促进导电材料的腐蚀。
因此，对于浆液、清洗液，通过与这些成分一同添加防腐蚀成分、在导电性材料表面形成氧化膜等保护膜的成分来进行腐蚀的抑制。另一方面，对于环境中氧气的去除，虽然半导体清洗中使用的超纯水在通过脱气等强制性去除了溶存氧的状态下向清洗组件供给，但是环境中的氧气极容易溶解于超纯水，并在很短的时间内恢复到脱气前的溶存氧程度。因此，通常通过N2气体等非活性气体净化清洗组件内的环境，降低环境中的氧浓度，并减少基板上的清洗液、洗涤水中的氧气的溶解量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-268287号公报
发明所要解决的技术问题
然而，在使用非活性气体的上述方法中，根据进行净化的对象区域不同，伴随着大量的非活性气体的消耗会导致制造成本的增加。另外，在进行净化的区域较大或者由于结构而未形成完全的密闭空间的情况下，也有不能够充分地降低氧浓度的情况。在该情况下，也有仅在基板附近用板等物理地限制净化的区域的方法，但由于此板干扰其他清洗机构并妨碍清洗动作，因此其他清洗机构的搭载受到限制，这将阻碍清洁性能的提高。因此，为了抑制清洗工序中的环境氧气引起的化学腐蚀，需要在维持或提高清洗性能的同时能够以低成本充分降低氧浓度的方法。
专利文献1公开了使用溶解了饱和浓度以上的氮气的洗涤水的清洗装置。由于该洗涤水几乎不包含氧气，因此有望防止基板表面的导电性材料的腐蚀。然而，由于为了防止洗涤水中的气泡的产生，溶解了氮气的洗涤水在被脱气后向基板表面供给，因此周围环境中的氧气容易溶解于完成脱气后的洗涤水，因此有基板表面的导电性材料的腐蚀的抑制不充分的担忧。
发明内容
因此，本发明提供一种通过向基板上供给降低了溶存氧浓度的液体而能够抑制基板表面的导电性材料的腐蚀的基板处理方法及基板处理装置。
用于解决技术问题的技术手段
在一方式中，提供一种基板处理方法，是对具有在表面露出的导电性材料的基板进行处理的基板处理方法，通过使非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上，从而以所述非活性气体置换溶存于所述液体中的氧气，通过对溶解了所述非活性气体的所述液体减压，从而在所述液体中产生所述非活性气体的气泡，一边向所述基板的所述表面供给包含所述气泡的所述液体，一边处理所述基板。
在一方式中，所述气泡的直径为1μm以下。
在一方式中，所述非活性气体的所述饱和溶解度是在20℃的温度及1大气压的条件下的饱和溶解度。
在一方式中，所述基板处理方法还包括在使所述非活性气体溶解于所述液体前对所述液体进行脱气的步骤。
在一方式中，所述基板处理方法还包括在使所述非活性气体溶解于所述液体前对所述液体进行冷却的步骤。
在一方式中，冷却后的所述液体的温度在5℃～20℃的范围内。
在一方式中，所述基板处理方法还包括重复如下工序的步骤：一边经由液体箱使所述液体循环一边使所述非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上的工序、以及在所述液体中产生所述非活性气体的气泡的工序。
在一方式中，所述非活性气体为氮气或者稀有气体。
在一方式中，所述液体为纯水或者药液。
在一方式中，所述基板处理方法还包括在所述基板的输送时向所述基板的所述表面供给包含所述气泡的所述液体的步骤。
在一方式中，所述基板的处理为清洗处理，所述清洗处理在清洗装置内进行，所述基板在其表面存在包含所述气泡的所述液体的状态下被送入所述清洗装置内，并且清洗后的所述基板保持湿润状态地从所述清洗装置被送出。
在一方式中，所述基板的处理为清洗处理，所述基板处理方法还包括使清洗后的所述基板在干燥装置内进行干燥的步骤，所述基板在其表面存在包含所述气泡的所述液体的状态下被送入所述干燥装置内，干燥后的所述基板保持干燥状态地从所述干燥装置被送出。
在一方式中，所述基板的处理为清洗处理，所述基板处理方法还包括一边向研磨面上供给研磨液，一边通过使所述基板与所述研磨面滑动接触来研磨所述基板的步骤，所述清洗处理在所述基板的研磨后进行。
在一方式中，提供一种基板处理装置，是对具有在表面露出的导电性材料的基板进行处理的基板处理装置，具备：非活性气体溶解装置，该非活性气体溶解装置通过使非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上，从而以所述非活性气体置换溶存于所述液体中的氧气；气泡发生装置，该气泡发生装置通过对溶解了所述非活性气体的所述液体进行减压，从而在所述液体中产生所述非活性气体的气泡；处理组件，该处理组件一边向所述基板的所述表面供给包含所述气泡的所述液体，一边处理所述基板；以及非活性气体溶解液供给线路，该非活性气体溶解液供给线路将包含所述气泡的所述液体送往所述处理组件。
在一方式中，所述气泡发生装置构成为产生直径1μm以下的气泡。
在一方式中，所述非活性气体的所述饱和溶解度是在20℃的温度及1大气压的条件下的饱和溶解度。
在一方式中，所述基板处理装置还具备脱气装置，该脱气装置对溶解所述非活性气体前的所述液体进行脱气。
在一方式中，所述基板处理装置还具备液体冷却装置，该液体冷却装置对溶解所述非活性气体前的所述液体进行冷却。
在一方式中，所述液体冷却装置构成为将溶解所述非活性气体前的所述液体冷却至5℃～20℃的范围内的温度。
在一方式中，所述基板处理装置还具备：液体箱，该液体箱配置于所述非活性气体溶解装置的上游；泵，该泵将贮存于所述液体箱内的所述液体送往所述非活性气体溶解装置；以及循环线路，该循环线路从所述气泡发生装置的下游的位置延伸至所述液体箱，使包含所述气泡的所述液体返回所述液体箱。
在一方式中，所述非活性气体为氮气或者稀有气体。
在一方式中，所述液体为纯水或者药液。
在一方式中，所述基板处理装置还具备输送所述基板的基板输送装置，所述基板输送装置具备：机械手，该机械手支承所述基板；以及喷淋喷嘴，该喷淋喷嘴配置于所述机械手的上方且与所述非活性气体溶解液供给线路连结。
在一方式中，所述基板处理装置还包括CMP装置，该CMP装置一边向研磨面上供给研磨液，一边通过使所述基板与所述研磨面滑动接触来研磨所述基板，所述处理组件是在所述CMP装置的研磨动作后对所述基板进行清洗的清洗装置。
在一方式中，提供一种计算机可读取的存储介质，该存储介质存储了用于使计算机执行如下动作的程序：给予基板处理装置指令而使所述基板处理装置执行权利要求1至13中任一项所述的基板处理方法。
发明的效果
根据本发明，由于通过使非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上且在供给后也存在非活性气体的气泡，从而将液体中的氧浓度维持在极微量的程度，因此能够抑制因氧气引起的导电性材料的腐蚀。另外，由于能够省略由氮气等非活性气体来净化周围环境中的氧的构造，因此能够减少非活性气体的使用量并降低制造成本。
附图说明
图1是表示基板处理装置的一实施方式的示意图。
图2是表示基板处理装置的其他实施方式的示意图。
图3的(a)至图3的(c)是表示基板输送装置的一实施方式的侧视图。
图4是表示基板处理装置的另一实施方式的示意图。
图5是表示氧气和具有代表性的非活性气体的溶解度的表。
图6是表示基板处理装置的另一实施方式的示意图。
图7是表示基板处理装置的另一实施方式的示意图。
图8是表示基板处理装置的另一实施方式的示意图。
图9是表示基板处理装置的另一实施方式的示意图。
图10是表示基板处理装置的另一实施方式的示意图。
图11是表示基板处理装置的另一实施方式的示意图。
图12是示意性地表示CMP装置的一实施方式的立体图。
符号说明
1A、1B 清洗装置
3 干燥装置
5A、5B 基板输送装置
6A、6B 液体供给装置
7 动作控制部
10、11 辊子清洗器具
12 笔型清洗器具
14、15 非活性气体溶解液供给线路
17 药液供给喷嘴
18 纯水供给喷嘴
20、20’ 药液供给喷嘴
21 纯水供给喷嘴
22 纯水供给喷嘴
25 喷淋喷嘴
31A、31B 非活性气体溶解装置
32A、32B 气泡发生装置
33A、33B 非活性气体线路
35 非活性气体供给源
37A、37B 压力调节器
40A、40B 第一液体转运线路
42A、42B 流量调节器
45A、45B 三通阀
46A、46B 排水线路
51 机械手
53 移动机构
55 液体接收容器
60A、60B 脱气装置
64A、64B 液体冷却装置
65A、65B 泵
71A、71B 液体箱
72A、72B 泵
73A、73B 循环线路
80 CMP装置
81 传送装置
82 研磨垫
82a 研磨面
84 临时放置台
85 研磨台
87 研磨头
88 研磨液供给喷嘴
94 支轴
96 研磨头摆动臂
98 研磨头轴
100 研磨头旋转装置
101 研磨台旋转装置
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示基板处理装置的一实施方式的示意图。本实施方式的基板处理装置是用于对晶片、PCD配线基板、印刷配线基板、角基板等的半导体元件的制造中使用的基板进行清洗及干燥的装置。作为基板的典型例子，可列举圆形的晶片。在以下说明的实施方式中使用的基板为圆形，但是待处理的基板的形状不限于圆形，也可以具有其他形状(例如矩形状、多边形形状)。待清洗的基板例如是通过CMP(化学机械研磨)装置研磨后的基板。
作为处理对象的基板具有在其表面露出的导电性材料。导电性材料是构成半导体元件的配线、触点、插头等。作为导电性材料的例子，可列举钨(W)、铜(Cu)、钽/氮化钽(Ta/TaN)、钛/氮化钛(Ti/TiN)、钴(Co)、钌(Ru)、钼(Mo)等金属材料。而且，除了这些金属材料以外，还存在碳纳米管(CNT)或石墨烯等在基板的表面露出的情况。以下说明的实施方式的基板处理装置被用于抑制在基板的表面露出的导电性材料因氧气而引起的腐蚀并对基板的表面进行清洗及干燥的用途。
如图1所示，本实施方式的基板处理装置具备：用于清洗基板W的表面的两台清洗装置1A、1B；使清洗后的基板W干燥的干燥装置3；在清洗装置1A与清洗装置1B之间输送基板W的基板输送装置5A；在清洗装置1B与干燥装置3之间输送基板W的基板输送装置5B；向清洗装置1A、1B及干燥装置3供给纯水和药液的至少一方的液体供给装置6A、6B；以及控制基板处理装置的动作的动作控制部7。
清洗装置1A、1B及干燥装置3是用于处理基板W的处理组件的一例。在图1所示的实施方式中，虽然设置了两台清洗装置1A、1B，但是清洗装置的台数并不限于本实施方式，也可以仅设置一台清洗装置，或者也可以设置三台以上清洗装置。本实施方式中使用的药液是基板W的清洗用的药液，例如是在纯水中混合了螯合剂等清洗液成分及pH调节剂等。或者，在一实施方式中，也可以使用电解离子水、稀盐酸水或氨水。
动作控制部7由至少一台计算机构成。动作控制部7具备储存了程序的存储装置7a和根据程序中包含的命令来执行运算的运算装置7b。存储装置7a具备随机存取存储器(RAM)等主存储装置以及硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)等辅助存储装置。作为运算装置7b的例子，可列举CPU(中央处理装置)、GPU(图形处理单元)。但是，动作控制部7的具体结构不限于本实施方式。
在一实施方式中，控制部7也可以具有储存了程序的存储器、执行存储器的程序的CPU(Central Processing Unit)以及通过CPU执行程序而被实现的控制组件。另外，控制组件和控制部构成为能够与未图示的上位控制器进行通信，该上位控制器对基板处理装置及其关联装置进行集中控制，并且能够与上位控制器所具有的数据库之间进行数据的交换。在此，构成存储器的存储介质储存各种设定数据、处理程序等各种程序。作为存储介质，能够使用可以被计算机读取的ROM、RAM等存储器、硬盘、CD-ROM、DVD-ROM、软盘等盘状、棒状等自由插拔的存储介质等公知的存储介质。
在以下的说明中，将两台清洗装置1A、1B称为一次清洗装置1A和二次清洗装置1B。一次清洗装置1A和二次清洗装置1B分别构成为通过在基板W上存在液体的状态下使清洗器具与基板W的表面滑动接触来清洗基板W的表面。更具体而言，一次清洗装置1A是通过基板保持部(未图示)保持基板并使基板旋转，并且通过一边使圆筒状的辊子清洗器具10、11旋转，一边将辊子清洗器具10、11按压于基板W的两面，从而对基板W的两面进行磨砂清洗的辊型清洗机。二次清洗装置1B是通过基板保持部(未图示)保持基板并使基板旋转，并且通过一边使笔型清洗器具12旋转一边将笔型清洗器具12按压于基板W的表面(上表面)，从而对基板W的表面进行磨砂清洗的笔型清洗机。
作为上述的基板保持部(未图示)的具体例，可列举具备与基板W的周缘部接触的多个辊卡盘的基板保持部。笔型清洗器具12以能够旋转的方式与摆动臂13的顶端连结，伴随着摆动臂的摆动，笔型清洗器具12在基板W的半径方向上扫掠基板W的表面(上表面)。但是，清洗装置1A、1B的具体结构并不限定于本实施方式。例如，清洗装置1A、1B可以是相同类型的清洗装置，或者清洗装置1A、1B也可以是除了辊型清洗机和笔型清洗机以外的类型的清洗装置。
此外，清洗器具例如可以列举PVA海绵。另外，在一实施方式中，也可以是在基板的表面侧使用笔型清洗机且在背面使用辊型清洗机的类型的清洗装置。或者，例如在一实施方式中，也可以在一次清洗装置1A或者二次清洗装置1B使用双流体喷嘴(2FJ)，并且作为在双流体喷嘴清洗工序时组合使用的洗涤液，如后述那样，考虑使用使溶解了非活性气体的液体减压而产生气泡的液体。当对基板表面进行研磨时，有在基板表面形成作为凹部形状的凹陷、侵蚀的情况。存在于该凹陷等的内部的颗粒一般而言难以通过磨砂清洗去除。此时，已知双流体喷嘴清洗是有效的，但是假定在进行双流体喷嘴清洗工序时也需要抑制腐蚀，在这样的情况下考虑利用产生气泡的液体作为洗涤液。
在本实施方式中，设置有两台基板输送装置5A、5B，但是基板输送装置的台数根据清洗装置的数量而变化，因此基板输送装置的数量并不限定于本实施方式。如图1所示，一次清洗装置1A、二次清洗装置1B以及干燥装置3排成一列，基板输送装置5A配置于一次清洗装置1A与二次清洗装置1B之间，基板输送装置5B配置于二次清洗装置1B与干燥装置3之间。
在本实施方式中，干燥装置3是一边使纯水供给喷嘴和IPA供给喷嘴在基板W的半径方向上移动，一边通过从纯水供给喷嘴和IPA供给喷嘴向基板W的上表面供给纯水和IPA蒸气(异丙醇与非活性气体的混合物)而使基板W干燥的IPA干燥装置。在一实施方式中，干燥装置3也可以是在向基板W供给了由纯水构成的洗涤水后，使基板W高速地旋转的旋转干燥装置。
在本实施方式中，设置有两台液体供给装置6A、6B。在以下的说明中，将两台液体供给装置6A、6B称为第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B。如后述那样，第一液体供给装置6A构成为生成非活性气体溶解到了饱和溶解度以上的药液，第二液体供给装置6B构成为生成非活性气体溶解到了饱和溶解度以上的纯水。
第一液体供给装置6A通过第一非活性气体溶解液供给线路14向一次清洗装置1A和二次清洗装置1B供给溶解了非活性气体的药液。第二液体供给装置6B通过第二非活性气体溶解液供给线路15向一次清洗装置1A、二次清洗装置1B、基板输送装置5A、5B以及干燥装置3供给溶解了非活性气体的纯水。向基板输送装置5A、5B供给溶解了非活性气体的纯水的理由是通过向基板W上供给溶解了非活性气体的纯水，以抑制在基板W的输送过程中因周围环境中的氧气引起的基板W的导电性材料的腐蚀。
一次清洗装置1A具备向基板W的表面供给溶解了非活性气体的药液的药液供给喷嘴17和向基板W的表面供给溶解了非活性气体的纯水的纯水供给喷嘴18。二次清洗装置1B也具备向基板W的表面供给溶解了非活性气体的药液的药液供给喷嘴20和向基板W的表面供给溶解了非活性气体的纯水的纯水供给喷嘴21。干燥装置3具备向基板W的表面供给溶解了非活性气体的纯水的纯水供给喷嘴22。而且，基板输送装置5A和基板输送装置5B分别具备向基板W的表面供给溶解了非活性气体的纯水的喷淋喷嘴25。
在一实施方式中，药液供给喷嘴17、纯水供给喷嘴18、药液供给喷嘴20、纯水供给喷嘴21、纯水供给喷嘴22的位置相对于基板W被固定。在其他实施方式中，如图2所示，除了药液供给喷嘴20以外，能够在通过笔型清洗器具12对基板W的表面进行磨砂清洗时的摆动臂13的顶端设置药液供给喷嘴20’，并且使向药液供给喷嘴20的药液供给路分支而能够向药液供给喷嘴20’也供给溶解了非活性气体的药液。通过使药液供给喷嘴20’与笔型清洗器具12一同在基板W的上表面移动，还能够使溶解了非活性气体的药液对于基板W的上表面的液体着陆位置在基板W的平面内扫掠。图2所示的药液供给喷嘴20’能够同样应用于以下说明的实施方式。
基板W如以下这样被处理。在导电性材料露出的表面朝上的状态下，基板W通过基板输送装置5A被输送至一次清洗装置1A内。更具体而言，溶解了非活性气体的纯水(包含非活性气体的气泡)从基板输送装置5A的喷淋喷嘴25向基板W的表面(上表面)供给，从而在基板W上形成纯水的膜。随后，基板W在其表面存在包含气泡的纯水的状态下，通过基板输送装置5A被送入一次清洗装置1A内。在下文中，对基板输送装置5A的详细结构进行说明。一次清洗装置1A一边将从第一液体供给装置6A供给的药液和从第二液体供给装置6B供给的纯水向基板W的两面供给，一边通过辊子清洗器具10、11对基板W的两面进行磨砂清洗。药液和纯水均是包含非活性气体的气泡的液体。供给药液和纯水的时间点并未特别地限定，也可以在药液被供给后供给纯水作为洗涤水。
在第一清洗装置1A被清洗后的基板W保持湿润的状态地从一次清洗装置1A通过基板输送装置5A被送出，进一步向二次清洗装置1B输送。在从一次清洗装置1A向二次清洗装置1B的输送过程中，溶解了非活性气体的纯水(包含非活性气体的气泡)从基板输送装置5A的喷淋喷嘴25向基板W上供给，从而在基板W上形成纯水的膜。基板W在其表面存在包含气泡的纯水的状态下，通过基板输送装置5A被送入二次清洗装置1B内。二次清洗装置1B一边将从第一液体供给装置6A供给的药液和从第二液体供给装置6B供给的纯水向基板W的表面(上表面)供给，一边通过笔型清洗器具12对基板W的表面进行磨砂清洗。药液和纯水均是包含非活性气体的气泡的液体。
在第一清洗装置1B被清洗后的基板W保持湿润的状态地从二次清洗装置1B通过基板输送装置5B被送出，进一步向干燥装置3输送。在从二次清洗装置1B向干燥装置3的输送过程中，溶解了非活性气体的纯水(包含非活性气体的气泡)从基板输送装置5B的喷淋喷嘴25向基板W上供给，从而在基板W上形成纯水的膜。基板W在其表面存在包含气泡的纯水的状态下，通过基板输送装置5B被送入干燥装置3内。干燥装置3通过一边使纯水供给喷嘴22和IPA供给喷嘴(未图示)向基板W的半径方向移动，一边使纯水供给喷嘴22和IPA供给喷嘴向基板W的上表面供给纯水和IPA蒸气(异丙醇与非活性气体的混合物)而使基板W干燥。被干燥后的基板W保持干燥状态地从干燥装置3通过未图示的输送装置被送出。
在本实施方式中，设置了两台液体供给装置6A、6B，但是液体供给装置的台数根据基板的处理方法而变化，因此液体供给装置的数量并不限定于本实施方式。
接着，对第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B进行详细说明。虽然第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B具有相同结构，但是在第一液体供给装置6A使用药液作为液体，而第二液体供给装置6B使用纯水作为液体这一点上不同。
第一液体供给装置6A具备：通过使非活性气体在药液中溶解到饱和溶解度以上而将药液中溶存的氧气置换成非活性气体的非活性气体溶解装置31A；以及通过对溶解了非活性气体的药液减压而在药液中产生非活性气体的气泡的气泡发生装置32A。非活性气体溶解装置31A与非活性气体线路33A连接，并且使非活性气体从非活性气体供给源35通过非活性气体线路33A而向非活性气体溶解装置31A供给。第一液体供给装置6A具备与非活性气体线路33A连接的压力调节器37A，向非活性气体溶解装置31A供给的非活性气体的压力由压力调节器37A进行调节。
非活性气体供给源35可以是作为设置有基板处理装置的工厂的公用设备的非活性气体供给源，也可以是储存了非活性气体的非活性气体罐。作为非活性气体的例子，可列举氮气、稀有气体(氩气、氦气、氖气等)。向非活性气体溶解装置31A供给的非活性气体的压力取决于供给的药液及纯水的流量，表压为1～10大气压，被设定为药液和纯水的供给压力同等及以上的压力。
非活性气体溶解装置31A和气泡发生装置32A通过第一液体转运线路40A连结。第一液体转运线路40A与未图示的药液供给源连接。药液供给源可以是作为设置有基板处理装置的工厂的公用设备的药液供给源，也可以是贮存了药液的药液箱。药液具有比1大气压高的供给压力地从药液供给源送往第一液体转运线路40A。
非活性气体溶解装置31A构成为使非活性气体在药液中溶解到饱和溶解度以上。本说明书中定义的非活性气体的饱和溶解度是在20℃的温度和1大气压的条件下的饱和溶解度。虽然非活性气体溶解装置31A的具体结构未被特别地限定，但是例如非活性气体溶解装置31A构成为执行药液中的非活性气体的发泡或者使用气体溶解膜使非活性气体溶解于药液中。由于从药液供给源送往第一液体转运线路40A的药液的压力比1大气压高，因此非活性气体在过饱和的状态下溶解于药液中。随着非活性气体溶解于药液，药液中溶存的氧气被非活性气体排出(通过非活性气体置换)。换而言之，药液中的非活性气体的浓度越高，溶存于药液中的氧气的浓度越低。
气泡发生装置32A构成为通过对溶解了非活性气体的药液减压而在药液中产生非活性气体的气泡。气泡发生装置32A构成为能够使药液的压力下降至能够向处于该气泡发生装置32A的下游的一次清洗装置1A和二次清洗装置1B供给的压力的下限值。气泡发生装置32A的结构能够使药液减压即可，并未被特别地限定。例如，气泡发生装置32A也可以构成为通过将溶解了非活性气体的药液暴露于减压环境下而使药液减压。气泡的直径能够通过由气泡发生装置32A减压的目标压力进行控制。通过气泡发生装置32A产生的气泡的直径为1μm以下。气泡的直径也能够通过压力调节器37A进行一定程度的控制。
第一液体转运线路40A与第一非活性气体溶解液供给线路14连接。包含由非活性气体构成的气泡的药液通过第一非活性气体溶解液供给线路14被送往一次清洗装置1A和二次清洗装置1B。第一液体供给装置6A具备调节药液的流量的流量调节器42A。流量调节器42A与第一液体转运线路40A连接，并且配置于气泡发生装置32A的下游侧。包含由非活性气体构成的气泡的药液的流量由流量调节器42A进行调节。为了防止因气泡引起的流量调节器42A的故障，在一实施方式中，流量调节器42A也可以配置于非活性气体溶解装置31A的上游。
由于药液中包含的气泡可以阻碍环境中的氧气向药液的溶解，因此能够维持药液的低溶存氧浓度状态。当气泡直径过大时，由于存在颗粒的附着、药液与基板W的接触率下降或者气泡破裂时的侵蚀的影响较大的可能性，因此需要控制气泡直径，优选为1μm。一般而言，在气泡直径较大的情况下，气泡在很短的时间内破裂，溶存于药液中的非活性气体的浓度的持续时间较短。相对于此，由于1μm的气泡破裂的速度降低，能够维持一定时间的气泡的混入量，因此能够维持溶存于药液中的非活性气体的浓度。
第一液体供给装置6A还具备配置于气泡发生装置32A的下游侧的三通阀45A和与三通阀45A连接的排水线路46A。在图1所示的例子中，三通阀45A配置于气泡发生装置32A与流量调节器42A之间。三通阀45A的入口与第一液体转运线路40A连接，三通阀45A的两个出口分别与第一液体转运线路40A和排水线路46A连接。三通阀45A构成为维持打开一个入口的状态并选择性地关闭两个出口的任一方。三通阀45A是通过电动机或者气缸等的致动器进行动作的致动器驱动型三通阀。三通阀45A与动作控制部7连接，三通阀45A的动作由动作控制部7进行控制。
在气泡发生装置32A产生的气泡的直径有在气泡发生装置32A的起动时不稳定的情况。另外，在不对基板进行清洗的间隔期间，由于没有药液的流动，因此有气泡直径不稳定的情况。因此，动作控制部7在气泡发生装置32A的起动时和/或不对基板进行清洗的间隔时向三通阀45A发送指令而将药液的转运目的地切换为排水线路46A，并且在向清洗装置1A、1B供给前在预先设定的时间使药液通过排水线路46A排出。在经过了预先设定的时间后，动作控制部7向三通阀45A发送指令而将药液的转运目的地从排水线路46A切换为第一液体转运线路40A，从而将包含气泡的药液向清洗装置1A、1B供给。由此，能够供给气泡直径及气泡混合量稳定的药液。
第二液体供给装置6B具有与上述的第一液体供给装置6A相同的结构。第二液体供给装置6B的非活性气体溶解装置31B、气泡发生装置32B、非活性气体线路33B、第二液体转运线路40B、压力调节器37B、三通阀45B、排水线路46B以及流量调节器42B分别相当于第一液体供给装置6A的非活性气体溶解装置31A、气泡发生装置32A、非活性气体线路33A、第一液体转运线路40A、压力调节器37A、三通阀45A、排水线路46A以及流量调节器42A。由于第一液体供给装置6A的上述说明和液体为药液的情况的上述说明(气泡直径等)同样也适用于第二液体供给装置6B和液体为纯水的情况，因此省略其重复的说明。
第二液体转运线路40B与未图示的纯水供给源连接。纯水供给源也可以是作为设置有基板处理装置的工厂的公用设备的纯水供给源，也可以是贮存了纯水的纯水箱。纯水具有比1大气压高的供给压力地从纯水供给源送往第二液体转运线路40B。第二液体转运线路40B与第二非活性气体溶解液供给线路15连接。包含由非活性气体构成的气泡的纯水通过第二非活性气体溶解液供给线路15被送往一次清洗装置1A、二次清洗装置1B、基板输送装置5A、基板输送装置5B以及干燥装置3。气泡发生装置32B构成为能够使纯水的压力下降至能够向处于该气泡发生装置32B的下游的一次清洗装置1A、二次清洗装置1B、基板输送装置5A、基板输送装置5B以及干燥装置3供给的压力的下限值。
与第一液体供给装置6A同样，动作控制部7气泡发生装置32B的起动时和/或不对基板进行清洗的间隔时向三通阀45B发送指令而将纯水的转运目的地切换为排水线路46B，并且在向清洗装置1A、1B供给前在预先设定的时间使纯水通过排水线路46B排出。在经过了预先设定的时间后，动作控制部7向三通阀45B发送指令而将纯水的转运目的地从排水线路46B切换为第二液体转运线路40B，从而将包含气泡的纯水向清洗装置1A、1B供给。
一次清洗装置1A和二次清洗装置1B通过向基板W的表面供给药液和纯水，在基板W的表面上形成药液和纯水的膜。由于非活性气体以饱和溶解度以上的溶解度溶解于药液和纯水，且药液和纯水中存在由非活性气体构成的气泡，因此药液和纯水的膜阻断周围环境中的氧气，从而能够抑制在基板W的表面露出的导电性材料(例如，铜等配线金属)的腐蚀。在干燥装置3中也同样，由于包含非活性气体的气泡的纯水的膜形成于基板W的表面上，因此能够抑制在基板W的表面露出的导电性材料的腐蚀。
而且，根据本实施方式，由于在一次清洗装置1A与二次清洗装置1B之间及二次清洗装置1B与干燥装置3之间的基板W的输送时，包含非活性气体的气泡的纯水的膜也形成于基板W的表面上，因此在基板W的输送时也能够抑制在基板W的表面露出的导电性材料的腐蚀。
由于基板输送装置5A和基板输送装置5B具有实质上相同的结构，因此以下对基板输送装置5A进行说明。图3的(a)至图3的(c)是表示基板输送装置5A的一实施方式的侧视图。如图3的(a)所示，基板输送装置5A具备：支承基板W的机械手51、使机械手51移动的移动机构53、与移动机构53连结的液体接收容器55以及位于机械手51的上方的喷淋喷嘴25。图3的(a)至图3的(c)表示液体接收容器55的剖面。至少液体接收容器55的底部55a位于喷淋喷嘴25和机械手51的下方。在本实施方式中，喷淋喷嘴25位于液体接收容器55内。
移动机构53构成为使机械手51在水平方向和上下方向移动且使机械手51水平地回旋。液体接收容器55以与机械手51一体地回旋且与机械手51一体地在上下方向移动的方式与移动机构53连结，另一方面液体接收容器55不与机械手51一体地在水平方向移动。液体接收容器55具有切口55b，该切口55b容许机械手51向液体接收容器55的外侧水平移动。喷淋喷嘴25固定于液体接收容器55。更具体而言，喷淋喷嘴25经由连结部件56而固定于液体接收容器55。喷淋喷嘴25也可以直接固定于液体接收容器55。喷淋喷嘴25与液体接收容器55一体地回旋且在上下方向移动，但是不与机械手51一体地在水平方向移动。即，喷淋喷嘴25与液体接收容器55的相对位置是固定的。
从第二液体供给装置6B延伸的第二非活性气体溶解液供给线路15与喷淋喷嘴25连结，溶解了非活性气体的纯水(包含非活性气体的气泡)向喷淋喷嘴25供给。喷淋喷嘴25在其下表面具有多个液体喷出口。溶解了非活性气体的纯水从喷淋喷嘴25向机械手51上的基板W的上表面整体供给。
如图3的(b)所示，当基板输送装置5A接收基板W时，机械手51通过切口55b向液体接收容器55的外侧伸出。当机械手51接收基板W时，机械手51返回至液体接收容器55内的基准位置(图3的(a)所示的位置)。喷淋喷嘴25位于处于基准位置的机械手51的上方。因此，当机械手51处于基准位置时，喷淋喷嘴25向机械手51上的基板W的上表面整体供给溶解了非活性气体的纯水。纯水被收集在液体接收容器55内并从液体接收容器55内被排出。
当基板输送装置5A将基板W从一次清洗装置1A输送至二次清洗装置1B时，如图3的(c)所示，机械手51保持位于液体接收容器55内并通过移动机构53进行回旋。由于喷淋喷嘴25与机械手51一体地回旋，因此在机械手51进行回旋的期间，喷淋喷嘴25也持续向机械手51上的基板W的上表面整体供给溶解了非活性气体的纯水(包含非活性气体的气泡)。这样，通过在基板输送时供给包含非活性气体的气泡的纯水，由于基板表面的液膜被维持，并且溶解了非活性气体的纯水阻断环境中的氧气，因此能够抑制基板输送过程中的导电性材料的腐蚀。
从抑制导电性材料的腐蚀的观点来看，期望尽可能地去除药液和纯水中的溶存氧。因此，在图4所示的一实施方式中，第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B还具备对液体(在图4所示的实施方式中，为药液和纯水)进行脱气的脱气装置60A、60B。第一液体供给装置6A的脱气装置60A与第一液体转运线路40A连接且配置于非活性气体溶解装置31A的上游。该脱气装置60A在通过非活性气体溶解装置31A时非活性气体溶解于药液中之前，对药液进行脱气(从药液去除氧气)。第二液体供给装置6B的脱气装置60B与第二液体转运线路40B连接且配置于非活性气体溶解装置31B的上游。该脱气装置60B在通过非活性气体溶解装置31B时非活性气体溶解于纯水中之前，对纯水进行脱气(从纯水去除氧气)。根据图4的实施方式，能够尽可能地去除药液和纯水中的溶存氧。
一般而言，气体向液体中的溶解遵循亨利定律。即，在一定温度下能够溶解于液体的气体的量与气体的分压成正比。因此，溶解度与溶解的气体的压力(在多种气体的情况下为分压)成比例增大。另外，在恒定气压的情况下，气体的溶解度取决于温度。
图5表示氧气和具有代表性的非活性气体在1大气压下每1cm3水的溶解量(cm3)。如图5所示，在相同压力下溶解度比氧气大的气体仅有氩气，其他的非活性气体的溶解度比氧气的溶解度小。在该情况下，在1大气压条件下，根据环境中的氮气与氧气的分压，有产生氧气的再溶解的情况。
因此，在以下说明的实施方式中，通过使溶解的非活性气体的加压和作为溶剂的液体(在以下的例子中为药液和纯水)的温度降低，从而增加非活性气体的溶解度。如图6所示，第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B还具备对溶解非活性气体前的液体(在图8的实施方式中为药液的纯水)进行冷却的液体冷却装置64A、64B和对溶解非活性气体前的液体进行加压的泵65A、65B。更具体而言，第一液体供给装置6A具备与第一液体转运线路40A连接的液体冷却装置64A和泵65A。第二液体供给装置6B也同样具备与第二液体转运线路40B连接的液体冷却装置64B和泵65B。
液体冷却装置64A和泵65A配置于非活性气体溶解装置31A的上游。液体冷却装置64A在通过非活性气体溶解装置31A使非活性气体溶解于药液中之前对药液进行冷却。被冷却的药液的目标温度被预先设定，例如目标温度是比0℃高的温度，以避免药液的冻结，并且目标温度是比室温低的温度。例如，液体冷却装置64A构成为将药液冷却至5℃～20℃的范围内的温度。
泵65A在通过非活性气体溶解装置31A使非活性气体溶解于药液中之前对药液进行加压。更具体而言，泵65A将药液加压至比从药液供给源送来的药液的供给压力高的压力。被加压的药液的目标压力是预先设定的，例如是相当于表压1～10大气压的压力范围内的压力。
虽然在图6所示的实施方式中，液体冷却装置64A配置于泵65A的上游，但是只要液体冷却装置64A和泵65A这双方配置于非活性气体溶解装置31A的上游，则液体冷却装置64A也可以配置于泵65A的下游。
由于第二液体供给装置6B的液体冷却装置64B和泵65B的结构及配置与上述的第一液体供给装置6A的液体冷却装置64A和泵65A相同，因此省略重复的说明。根据本实施方式，能够提高溶解度小的非活性气体的溶解度，并且增加氧气去除效果。图4所示的脱气装置60A、60B也能够应用于图6所示的实施方式。例如如图7所示，脱气装置60A配置于液体冷却装置64A与泵65A之间，脱气装置60B配置于液体冷却装置64B与泵65B之间。
图8是表示基板处理装置的其他实施方式的示意图。由于并未特别说明的本实施方式的结构和动作与参照图1和图3说明的上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。如图8所示，在本实施方式中，第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B还具备：暂时贮存包含由非活性气体构成的气泡的液体(在图8的实施方式中为药液和纯水)的缓冲箱67A、67B、对缓冲箱67A、67B内的液体进行加压的辅助泵68A、68B。在本实施方式中，未设置图1所示的三通阀45A、45B和排水线路46A、46B。
由于缓冲箱67A和辅助泵68A的结构及配置与缓冲箱67B和辅助泵68B的结构及配置相同，因此以下对缓冲箱67A和辅助泵68A进行说明。缓冲箱67A和辅助泵68A与第一液体转运线路40A连接。缓冲箱67A配置于气泡发生装置32A的下游，辅助泵68A配置于缓冲箱67A的下游。流量调节器42A配置于辅助泵68A的下游。如果辅助泵68A能够可变速地运转，也可以省略流量调节器42A。
包含通过气泡发生装置32A生成的气泡的药液暂时积存于缓冲箱67A内。由于直径大的气泡容易破裂，因此能够利用这一点去除粗大的气泡，从而气泡直径和气泡混合量稳定。在一实施方式中，也可以将在非活性气体溶解装置31A中使用的非活性气体导入缓冲箱67A内并通过非活性气体对缓冲箱67A内的药液进行加压。在该情况下，也可以省略辅助泵68A。
图4所示的脱气装置60A、60B和/或图5所示的液体冷却装置64A、64B及泵65A、65B也可以应用于参照图8进行说明的实施方式。
图9是表示基板处理装置的其他实施方式的示意图。由于并未特别说明的本实施方式的结构和动作与参照图1和图3说明的上述实施方式相同，因此省略其重复的说明。如图9所示，在本实施方式中，第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B还具备：配置于非活性气体溶解装置31A、31B的上游的液体箱71A、71B；将贮存于液体箱71A、71B的液体(在图9的实施方式中为药液和纯水)送往非活性气体溶解装置31A、31B的泵72A、72B；以及使包含气泡的液体返回液体箱71A、71B的循环线路73A、73B。循环线路73A、73B从气泡发生装置32A、32B的下游的位置延伸至液体箱71A、71B。
由于第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B具有相同的结构，因此以下对第一液体供给装置6A进行说明。液体箱71A与第一液体转运线路40A连接。液体箱71A位于非活性气体溶解装置31A和气泡发生装置32A的上游。从药液供给源(未图示)供给的药液暂时贮存于液体箱71A内。泵72A与第一液体转运线路40A连接且位于液体箱71A与非活性气体溶解装置31A之间。当泵72A运转时，贮存于液体箱71A内的药液被加压并送往非活性气体溶解装置31A。
循环线路73A在气泡发生装置32A的下游的位置与第一液体转运线路40A连结。更具体而言，循环线路73A代替图1的排水线路而与三通阀45A的两个出口中的一个连结。即，三通阀45A的入口与第一液体转运线路40A连接，三通阀45A的两个出口分别与第一液体转运线路40A和循环线路73A连接。
在气泡发生装置32A产生的气泡直径有在气泡发生装置32A的起动时不稳定的情况。另外，在不对基板进行清洗的间隔期间，由于没有药液的流动，因此有气泡直径不稳定的情况。因此，动作控制部7在气泡发生装置32A的起动时和/或不对基板进行清洗的间隔时向三通阀45A发送指令而将药液的转运目的地切换为循环线路73A，并且在向清洗装置1A、1B供给前在预先设定的时间使药液通过循环线路73A返回液体箱71A。药液一边经由液体箱71A、非活性气体溶解装置31A、气泡发生装置32A以及循环线路73A进行循环，一边重复使非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上的工序和在药液中产生非活性气体的气泡的工序。在经过了预先设定的时间后，动作控制部7向三通阀45A发送指令而将药液的转运目的地从循环线路73A切换为第一液体转运线路40A，从而将包含气泡的药液向清洗装置1A、1B供给。由此，能够供给气泡直径及气泡混合量稳定的药液。
由于第二液体供给装置6B的液体箱71B、泵72B及循环线路73B的结构及配置与第一液体供给装置6A的液体箱71A、泵72A及循环线路73A的结构及配置相同，因此省略这些重复的说明。
本实施方式适用于从药液供给源(未图示)供给的药液的供给压力和从纯水供给源(未图示)供给的纯水的供给压力较低的情况或者基板W的清洗和基板W的干燥中使用的药液和纯水的流量较高的情况。另外，通过重复药液和纯水的循环，能够使产生的气泡中的气泡直径大的气泡在循环过程中消失，从而能够提供气泡直径和气泡混合量进一步稳定的药液和纯水。
上述的实施方式能够适当进行组合。例如，如图10所示，图4所示的脱气装置60A、60B和图6所示的液体冷却装置64A、64B也可以应用于参照图9进行说明的实施方式。在图10所示的实施方式中，脱气装置60A和液体冷却装置64A与液体箱71A连结。药液经由脱气装置60A向液体箱71A供给，并且液体冷却装置64A对液体箱71A内的药液进行冷却。同样，脱气装置60B和液体冷却装置64B与液体箱71B连结。纯水经由脱气装置60B向液体箱71B供给，并且液体冷却装置64B对液体箱71B内的纯水进行冷却。
在参照图1至图10进行说明的实施方式中作为处理的对象的基板W是导电性材料在其表面露出的基板W。作为这样的基板W的具体例子，可列举通过CMP装置进行研磨的基板W。以下所示的实施方式的基板处理装置除了具备清洗装置1A、1B、干燥装置3、基板输送装置5A、5B、第一液体供给装置6A以及第二液体供给装置6B以外，还具备对基板W进行化学机械研磨的CMP装置(化学机械研磨装置)。
图11是表示具备CMP装置(化学机械研磨装置)的基板处理装置的一实施方式的示意图。图11所示的第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B是参照图1至图10说明的实施方式中的任一种第一液体供给装置6A和第二液体供给装置6B。如图11所示，基板处理装置具备：对基板W进行化学机械研磨的多个CMP装置80和向这些CMP80的任一个送入基板W并送出研磨后的基板W的传送装置81。
多个CMP装置80具有相同的结构。图12是示意性地表示CMP装置80的一实施方式的立体图。CMP装置80具备支承具有研磨面82a的研磨垫82的研磨台85、将作为被研磨物的基板W按压于研磨面82a的研磨头87以及向研磨面82a供给研磨液的研磨液供给喷嘴88。研磨液典型的是包含磨粒的浆料。
研磨头87构成为能够通过真空吸附等将基板W保持于其下表面。CMP装置80还具备支轴94；与支轴94的上端连结且使研磨头87摆动的研磨头摆动臂96；能够旋转地支承于研磨头摆动臂96的自由端的研磨头轴98；以及使研磨头87以其轴心为中心进行旋转的研磨头旋转装置100。研磨头旋转装置100固定于研磨头摆动臂96，并且经由由带和滑轮等构成的转矩传递机构(未图示)而与研磨头轴98连结。研磨头87与研磨头轴98下端连结。研磨头旋转装置100经由转矩传递机构使研磨头轴98旋转，并且研磨头87与研磨头轴98一同进行旋转。这样，研磨头87以其轴心为中心而在箭头所示的方向上通过研磨头旋转装置100进行旋转。作为研磨头旋转装置100的具体例，可列举电动机。
研磨头轴98通过升降机构(未图示)能够相对于研磨头摆动臂96相对地进行上下移动，通过该研磨头轴98的上下移动，研磨头87能够相对于研磨头摆动臂96相对地进行上下移动。
CMP装置80还具备使研磨垫82和研磨台85以它们的轴心为中心进行旋转的研磨台旋转装置101。研磨台85经由研磨台轴85a与研磨台旋转装置101连结。研磨台85和研磨垫82通过研磨台旋转装置101而以研磨台轴85a为中心在箭头所示的方向上旋转。研磨垫82粘贴于研磨台85的上表面。研磨垫82的上表面构成对基板W进行研磨的研磨面82a。作为研磨台旋转装置101的具体例，可列举电动机。
基板W的研磨如以下这样进行。一边分别使研磨头87和研磨台85旋转，一边从研磨液供给喷嘴88向研磨垫82的研磨面82a上供给研磨液。研磨垫82以其轴心为中心与研磨台85一体地旋转。研磨头87通过升降机构(未图示)下降至规定的研磨位置。进一步，研磨头87在上述研磨位置以规定压力将基板W按压于研磨垫82的研磨面82a。在研磨液存在于研磨垫82的研磨面82a的状态下，基板W与研磨垫82的研磨面82a滑动接触。基板W的表面通过向研磨面82a上供给的研磨液的化学作用和研磨液中包含的磨粒和/或研磨垫82的机械作用的组合而被研磨。
图11所示的基板处理装置是进行基板W的研磨、清洗及干燥的复合处理装置。基板W通过图11所示的基板处理装置而如以下这样被处理。待研磨的基板W通过未图示的输送机械被运往传送装置81。传送装置81将基板运往多个CMP装置80中的任一个，CMP装置80对基板W进行研磨。被研磨后的基板W通过传送装置81从CMP装置80被取出，并且经由临时放置台84而交接至基板输送装置5A。临时放置台84设置于传送装置81与基板输送装置5A之间。在传送装置81将基板W放置于临时放置台84后，基板输送装置5A从临时放置台84取出基板W。在具有本例的CMP装置80的基板处理装置中，也可以在研磨后向传送装置81、临时放置台84的基板W供给包含非活性气体的气泡的药液或者纯水。基板W通过基板输送装置5A进一步向一次清洗装置1A内被输送。一次清洗装置1A一边将从第一液体供给装置6A供给的药液和从第二液体供给装置6B供给的纯水向基板W的表面供给，一边以清洗器具对基板W的表面进行磨砂清洗。药液和纯水均是包含非活性气体的气泡的液体。
在一次清洗装置1A被清洗后的基板W通过基板输送装置5A向二次清洗装置1B被输送。在从一次清洗装置1A向二次清洗装置1B的输送过程中，向基板W上供给包含非活性气体的气泡的纯水，从而在基板W上形成纯水的膜。二次清洗装置1B一边将从第一液体供给装置6A供给的药液和从第二液体供给装置6B供给的纯水向基板W的表面供给，一边以清洗器具对基板W的表面进行磨砂清洗。药液和纯水均是包含非活性气体的气泡的液体。
在二次清洗装置1B被清洗后的基板W通过基板输送装置5B向干燥装置3被输送。在从二次清洗装置1B向干燥装置3的输送过程中，向基板W上供给包含非活性气体的气泡的纯水，从而在基板W上形成纯水的膜。干燥装置3通过一边使纯水供给喷嘴和IPA供给喷嘴向基板W的半径方向移动，一边从纯水供给喷嘴和IPA供给喷嘴向基板W的上表面供给纯水和IPA蒸气(异丙醇与非活性气体的混合物)而使基板W干燥。
根据本实施方式，由于在通过CMP装置80研磨的基板W的表面露出的导电性材料(例如，配线金属)在基板W的清洗、输送及干燥时被包含由非活性气体构成的气泡的液体覆盖，因此能够抑制基板W的导电性材料的腐蚀。在图11所示的本实施方式中，虽然设置了四个CMP装置80，但是CMP装置80的数量并不限定于本实施方式。在一实施方式中，基板处理装置也可以仅具备单一的CMP装置。
此外，图11表示在基板W的清洗/干燥装置之前具备CMP装置80的基板处理装置的例子，但是即使在例如在清洗/干燥装置之前具备基板W的电镀装置、蚀刻装置、斜面研磨装置等的情况下，如果是需要抑制基板W的导电性材料的腐蚀的情况，则能够应用上述的实施方式。
虽然在以上说明的实施方式中，具备两个液体供给装置6A、6B，即使非活性气体溶解于药液的第一液体供给装置6A和使非活性气体溶解于纯水的第二液体供给装置6B，但是也可以省略使非活性气体溶解于药液的第一液体供给装置6A。在该情况下，通过第二液体供给装置6B使非活性气体溶解纯水，并且在生成了包含非活性气体的气泡的纯水后，通过在纯水中添加螯合剂、pH调节剂等清洗药液成分，能够作成包含非活性气体的气泡的药液。
如果药液自身包含抑制导电性材料的腐蚀的防腐剂且通过以纯水清洗基板W能够充分地去除药液，则也可以不使非活性气体溶解于药液而直接将药液向基板W的表面供给。在该情况下，也可以省略使非活性气体溶解于药液的第一液体供给装置6A。
虽然在以上说明的实施方式中，使用药液和纯水作为液体，但是本发明也能够应用于除了药液和纯水以外的液体。
上述的各个实施方式的基板处理装置的动作由动作控制部7进行控制。动作控制部7由至少一台计算机构成。动作控制部7根据电储存于存储装置7a的程序中包含的命令进行动作。即，动作控制部7给与基板处理装置指令，而使基板处理装置执行上述的实施方式的任一种基板处理方法。用于使动作控制部7执行这样的动作的程序存储于作为非临时性有形物的计算机可读取的存储介质，并且经由存储介质向动作控制部7提供。或者，程序也可以经由互联网或者局域网等的通信网络而从通信装置输入动作控制部7。
上述的实施方式是以具有本发明所属技术领域中的通常的知识的人员能实施本发明为目的而记载的。上述实施方式的种种变形例只要是本领域人员当然就能够实施，本发明的技术思想也可以适用于其它的实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，按照请求保护的范围所定义的技术思想解释为最宽的范围。

Claims (25)

1.一种基板处理方法，是对具有在表面露出的导电性材料的基板进行处理的基板处理方法，其特征在于，
通过使非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上，从而以所述非活性气体置换溶存于所述液体中的氧气，
通过对溶解了所述非活性气体的所述液体减压，从而在所述液体中产生所述非活性气体的气泡，
一边向所述基板的所述表面供给包含所述气泡的所述液体，一边处理所述基板。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
所述气泡的直径为1μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述非活性气体的所述饱和溶解度是在20℃的温度及1大气压的条件下的饱和溶解度。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括在使所述非活性气体溶解于所述液体前对所述液体进行脱气的步骤。
5.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括在使所述非活性气体溶解于所述液体前对所述液体进行冷却的步骤。
6.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
冷却后的所述液体的温度在5℃～20℃的范围内。
7.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括重复如下工序的步骤：一边经由液体箱使所述液体循环一边使所述非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上的工序、以及在所述液体中产生所述非活性气体的气泡的工序。
8.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述非活性气体为氮气或者稀有气体。
9.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述液体为纯水或者药液。
10.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括在所述基板的输送时向所述基板的所述表面供给包含所述气泡的所述液体的步骤。
11.根据权利要求10所述的基板处理方法，其特征在于，
所述基板的处理为清洗处理，所述清洗处理在清洗装置内进行，
所述基板在其表面存在包含所述气泡的所述液体的状态下被送入所述清洗装置内，并且清洗后的所述基板保持湿润状态地从所述清洗装置被送出。
12.根据权利要求10所述的基板处理方法，其特征在于，
所述基板的处理为清洗处理，
所述基板处理方法还包括使清洗后的所述基板在干燥装置内进行干燥的步骤，
所述基板在其表面存在包含所述气泡的所述液体的状态下被送入所述干燥装置内，干燥后的所述基板保持干燥状态地从所述干燥装置被送出。
13.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述基板的处理为清洗处理，
所述基板处理方法还包括一边向研磨面上供给研磨液一边通过使所述基板与所述研磨面滑动接触来研磨所述基板的步骤，
所述清洗处理在所述基板的研磨后进行。
14.一种基板处理装置，是对具有在表面露出的导电性材料的基板进行处理的基板处理装置，其特征在于，具备：
非活性气体溶解装置，该非活性气体溶解装置通过使非活性气体在液体中溶解到饱和溶解度以上，从而以所述非活性气体置换溶存于所述液体中的氧气；
气泡发生装置，该气泡发生装置通过对溶解了所述非活性气体的所述液体进行减压，从而在所述液体中产生所述非活性气体的气泡；
处理组件，该处理组件一边向所述基板的所述表面供给包含所述气泡的所述液体，一边处理所述基板；以及
非活性气体溶解液供给线路，该非活性气体溶解液供给线路将包含所述气泡的所述液体送往所述处理组件。
15.根据权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述气泡发生装置构成为产生直径1μm以下的气泡。
16.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，
所述非活性气体的所述饱和溶解度是在20℃的温度及1大气压的条件下的饱和溶解度。
17.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备脱气装置，该脱气装置对溶解所述非活性气体前的所述液体进行脱气。
18.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备液体冷却装置，该液体冷却装置对溶解所述非活性气体前的所述液体进行冷却。
19.根据权利要求18所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液体冷却装置构成为将溶解所述非活性气体前的所述液体冷却至5℃～20℃的范围内的温度。
20.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，还具备：
液体箱，该液体箱配置于所述非活性气体溶解装置的上游；
泵，该泵将贮存于所述液体箱内的所述液体送往所述非活性气体溶解装置；以及
循环线路，该循环线路从所述气泡发生装置的下游的位置延伸至所述液体箱，使包含所述气泡的所述液体返回所述液体箱。
21.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，
所述非活性气体为氮气或者稀有气体。
22.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液体为纯水或者药液。
23.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具备输送所述基板的基板输送装置，
所述基板输送装置具备：
机械手，该机械手支承所述基板；以及
喷淋喷嘴，该喷淋喷嘴配置于所述机械手的上方且与所述非活性气体溶解液供给线路连结。
24.根据权利要求14或15所述的基板处理装置，其特征在于，
还包括CMP装置，该CMP装置一边向研磨面上供给研磨液，一边通过使所述基板与所述研磨面滑动接触来研磨所述基板，
所述处理组件是在所述CMP装置的研磨动作后对所述基板进行清洗的清洗装置。
25.一种计算机可读取的存储介质，其特征在于，
该存储介质存储了用于使计算机执行如下动作的程序：给予基板处理装置指令而使所述基板处理装置执行权利要求1至13中任一项所述的基板处理方法。
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