JP2023155151A - 基板処理システムおよび基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の供給ラインの途中にサイズの大きな気泡を発生させることなく、かつ高濃度の微細気泡を含んだ処理液を被処理基板へ供給することが可能な基板処理システムが提供される。【解決手段】ガス溶解水生成タンク５１と、薬液希釈モジュール５２と、基板処理モジュールと、を備える、基板処理システム５０が提供される。基板処理モジュールは、基板Ｗに向けて処理液を供給する処理液供給ノズルを備える。処理液供給ノズルは、希釈薬液からガスの微細気泡を発生させる減圧開放部を有している。処理液供給ノズルは、基板Ｗをスクラブ処理する工程において、微細気泡を含む希釈薬液を供給する。【選択図】図２

Description

本発明は、基板処理システムおよび基板処理方法に関するもので、特に基板を研磨処理または洗浄処理する基板処理装置に関する。

半導体素子の製造において、基板の表面を平坦化処理するＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置では、砥粒と研磨助剤とを含む懸濁液（スラリー）を用いて基板の表面を研磨処理した後に洗浄液を用いて基板の表面および裏面に付着したスラリーを除去する洗浄処理と、洗浄処理によって基板の表面および裏面に付着した液滴を除去する乾燥処理と、が行われる。

洗浄処理が適切でない場合、素子の構造に欠陥が生じ、それによって素子の特性不良が生じるため、素子の破壊や腐食を生じることなく、短時間で確実にスラリーを除去する洗浄処理方法の選択が必要である。

例えば特許文献１に記載の基板洗浄方法に示されるように、ロール状あるいはペンシル状のスポンジ部材によるスクラブ洗浄が適用され、そのスクラブ洗浄の過程において各種薬液からなる洗浄液が供給される。

特許文献２に記載の基板処理装置は、基板をスクラブ洗浄する時に、洗浄効果の高いナノバブルを含有する洗浄液を洗浄部材（スポンジ部材）の内部に供給して、洗浄液を洗浄部材の表面から基板上へ到達させるように構成されている。ナノバブルを含有する洗浄液の供給部は、洗浄液供給源と、気体溶解部と、フィルタと、供給ラインと、を有する。洗浄液供給源は、予め所定の濃度でかつ脱気された洗浄液を調整するとともに供給ラインに接続されている。気体溶解部は、供給ラインを流れる洗浄液に対して、例えばメンブレンを介して気体を加圧することで、洗浄液に気体を溶解させる。この時に過飽和状態まで洗浄液に気体を含ませることによって洗浄液中にナノバブルを発生させることを可能にしている。

特許第５８６６２２７号公報 特開２０２０－１７４０８１号公報

しかしながら、特許文献２に記載の基板処理装置では、気体溶解部がメンブレンを介した気体の加圧によって過飽和状態まで気体を溶解させるため、洗浄液中に余剰気体成分がサイズの大きなバブルとして発生する。サイズの大きなバブルは、供給ラインの途中にある屈曲箇所に滞留して洗浄液の流れを著しく阻害する課題があり、その対策として供給ラインにフィルタを設けるなどしてサイズの大きなバブルを除去する機構の追加が必要である。また、メンブレンを介した溶解方法の場合、洗浄液の圧力を一定値未満に下げる必要があるが、その一方で気体の飽和溶解濃度は液体の圧力にも依存するため、高濃度の気体の溶解および高濃度のバブルの発生が困難であるという課題がある。

そこで、本発明は、処理液の供給ラインの途中にサイズの大きな気泡を発生させることなく、かつ高濃度の微細気泡を含んだ処理液を被処理基板へ供給することが可能な基板処理システムおよび基板処理方法を提供することを目的とする。

一態様では、ガスを純水中に第１の圧力で溶解させるガス溶解水生成タンクと、薬液と、前記ガス溶解水生成タンクで生成されたガス溶解水と、を所定の体積比で混合させる薬液希釈モジュールと、基板を処理する基板処理モジュールと、を備える基板処理システムが提供される。前記基板処理モジュールは、前記基板を保持する基板保持機構と、前記基板に接触して前記基板をスクラブ処理するスクラブ処理部材と、前記基板に向けて処理液を供給する処理液供給ノズルと、を備え、前記処理液供給ノズルは、前記薬液希釈モジュールで混合された希釈薬液を前記第１の圧力から第２の圧力まで減圧させることによって、前記希釈薬液から前記ガスの微細気泡を発生させる減圧開放部を有しており、前記処理液供給ノズルは、前記基板をスクラブ処理する工程において、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する。

一態様では、前記減圧開放部は、前記処理液供給ノズルの内部流路またはその直前の流路に配置された、少なくとも一つ以上のオリフィス板から構成されており、前記オリフィス板は、自身が有する圧力損失作用によって、前記希釈薬液を前記第２の圧力まで減圧させると同時に前記微細気泡を発生させる。
一態様では、前記基板処理システムは、前記ガス溶解水生成タンクの上流側の流路に配置されたガス供給源と、純水供給源と、送水ポンプと、を備えており、前記送水ポンプは、前記ガス溶解水生成タンク内の圧力が前記第１の圧力となるように純水を前記ガス溶解水生成タンクに移送する。
一態様では、前記ガスは、窒素、水素、酸素、オゾン、二酸化炭素、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンの少なくとも一つ以上の成分から構成されている。

一態様では、前記基板処理システムは、前記薬液希釈モジュールの上流側の流路に配置された送液ポンプを備えており、前記送液ポンプは、前記第１の圧力となるように前記薬液を前記薬液希釈モジュールに移送する。
一態様では、前記基板処理モジュールは、洗浄モジュールを備えており、前記薬液は、洗浄液の原液であり、前記スクラブ処理部材は、スポンジ洗浄部材およびバフ洗浄部材のうちの少なくとも一つを備えている。
一態様では、前記処理液供給ノズルは、前記洗浄モジュールにおいて、回転している前記基板の半径方向に対して揺動する揺動アームに配置されており、前記基板の中心部から周縁部にかけて一様に前記微細気泡を含む洗浄液を供給する。
一態様では、前記処理液供給ノズルは、前記洗浄モジュールにおいて、前記基板の位置から離間されたセルフ洗浄位置に配置されており、前記セルフ洗浄位置で待機している前記スクラブ処理部材に向けて前記微細気泡を含む洗浄液または前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する。

一態様では、前記基板処理モジュールは、研磨モジュールを備えており、前記薬液は、スラリーの原液であり、前記スクラブ処理部材は、研磨パッドを備えている。
一態様では、前記処理液供給ノズルは、前記研磨モジュールにおいて、回転している前記研磨パッドの上方に配置されており、回転している前記基板と前記研磨パッドとの接触界面に浸入するように前記微細気泡を含む前記スラリーを供給する。
一態様では、基板処理システムは、前記研磨パッドの半径方向に延び、かつ前記ガス溶解水から前記微細気泡を発生させる減圧開放部を有する純水供給ノズルを備えており、前記純水供給ノズルは、前記基板の研磨終了後、前記研磨パッドのドレッシング中において、前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する。
一態様では、前記基板処理システムは、前記研磨パッドの半径方向に揺動可能なノズルアームに配置された、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する単数または複数のガス溶解水ノズルを備えており、前記ガス溶解水ノズルは、前記基板の研磨終了後、前記基板を前記研磨パッドに接触させた状態で、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する。

一態様では、基板を処理する基板処理方法が提供される。基板処理方法は、ガス溶解水生成タンクにおいて、ガスを純水中に第１の圧力で溶解させ、薬液希釈モジュールにおいて、薬液と、前記ガス溶解水生成タンクで生成されたガス溶解水と、を所定の体積比で混合させ、前記薬液希釈モジュールで混合された希釈薬液を、処理液供給ノズルの内部流路またはその直前の流路に配置された減圧開放部を通過させて、前記第１の圧力から第２の圧力まで減圧させることによって、前記希釈薬液から前記ガスの微細気泡を発生させ、前記基板をスクラブ処理する工程において、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する。

一態様では、前記ガスは、窒素、水素、酸素、オゾン、二酸化炭素、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンの少なくとも一つ以上の成分から構成されている。
一態様では、前記薬液は、洗浄液の原液であり、スポンジ洗浄部材およびバフ洗浄部材のうちの少なくとも一つを備えるスクラブ処理部材を前記基板に接触させながら、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する。
一態様では、前記薬液は、スラリーの原液であり、研磨パッドを備えるスクラブ処理部材を前記基板に接触させながら、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する。

一態様では、前記基板の研磨終了後、前記研磨パッドのドレッシング中において、前記ガス溶解水から前記微細気泡を発生させる減圧開放部を有する純水供給ノズルから前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する。
一態様では、前記基板の研磨終了後、前記基板を前記研磨パッドに接触させた状態で、前記研磨パッドの半径方向に揺動可能なノズルアームに配置された、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する単数または複数のガス溶解水ノズルから、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する。
一態様では、前記基板をスクラブ処理した後、前記スクラブ処理部材を、前記基板の位置から離間されたセルフ洗浄位置に搬送し、前記セルフ洗浄位置で待機している前記スクラブ処理部材に向けて前記微細気泡を含む洗浄液または前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する。

処理液供給ノズルは、ガスの微細気泡を発生させる減圧開放部を有している。したがって、供給ラインの途中でサイズの大きな気泡は発生せず、基板の処理がなされるユースポイント付近で微細気泡が発生する。これにより、高濃度の微細気泡を含んだ薬液を被処理基板へ供給することができる。

基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 基板処理システムを示す図である。 第１洗浄モジュールを示す図である。 第２洗浄モジュールを示す図である。 第１洗浄モジュールにおいて微細気泡を含んだ希釈薬液を供給する機構の一実施形態を示す図である。 第２洗浄モジュールにおいて微細気泡を含んだ希釈薬液を供給する機構の一実施形態を示す図である。 基板処理システムの他の実施形態を示す図である。 研磨モジュールを示す図である。 研磨モジュールにおいて微細気泡を含んだスラリーを供給する機構の一実施形態を示す図である。 第１洗浄モジュールによる基板の表面および裏面の洗浄工程を示す図である。 第２洗浄モジュールによる基板の表面および裏面の洗浄工程を示す図である。 研磨モジュールによる基板の研磨工程を示す図である。 微細気泡を含む洗浄液で基板を洗浄したときの効果を示す図である。 微細気泡を含むスラリーで基板を研磨したときの効果を示す図である。 液体供給機構を示す図である。 制御装置による、基板の処理フローを示す図である。 研磨装置の他の実施形態を示す図である。 制御装置による、基板の処理フローの他の実施形態を示す図である。 第１洗浄モジュールの他の実施形態を示す斜視図である。 図１９に示す第１洗浄モジュールを示す断面図である。 第２洗浄モジュールの他の実施形態を示す斜視図である。 図２１に示す第２洗浄モジュールを示す断面図である。

図１は、基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、基板処理装置１は、ハウジング１０と、多数の半導体ウェーハ等の基板をストックする基板カセットが載置されるロードポート１２と、を備えている。ロードポート１２は、ハウジング１０に隣接して配置されている。

基板処理装置１は、ハウジング１０の内部に配置された研磨部２および洗浄部４を備えている。研磨部２は、複数（本実施形態では４つ）の研磨モジュール１４ａ～１４ｄを備えている。洗浄部４は、研磨された基板を洗浄する第１洗浄モジュール１６および第２洗浄モジュール１８と、洗浄された基板を乾燥させる乾燥モジュール２０と、を備えている。

研磨モジュール１４ａ～１４ｄは、基板処理装置１の長手方向に沿って配列されている。同様に、第１洗浄モジュール１６、第２洗浄モジュール１８、および乾燥モジュール２０は、基板処理装置１の長手方向に沿って配列されている。

基板処理装置１は、ロードポート１２に隣接して配置された第１搬送ロボット２２と、研磨モジュール１４ａ～１４ｄに隣接して配置された搬送モジュール２４と、を備えている。第１搬送ロボット２２は、研磨前の基板をロードポート１２から受け取って搬送モジュール２４に受け渡すとともに、乾燥後の基板を乾燥モジュール２０から受け取ってロードポート１２に戻す。搬送モジュール２４は、第１搬送ロボット２２から受け取った基板を搬送して、各研磨モジュール１４ａ～１４ｄとの間で基板の受け渡しを行う。

基板処理装置１は、第１洗浄モジュール１６と第２洗浄モジュール１８との間に配置された第２搬送ロボット２６と、第２洗浄モジュール１８と乾燥モジュール２０との間に配置された第３搬送ロボット２８と、を備えている。第２搬送ロボット２６は、搬送モジュール２４と、各洗浄モジュール１６，１８との間で基板の受け渡しを行う。第３搬送ロボット２８は、各モジュール１８，２０との間で基板の受け渡しを行う。

基板処理装置１は、ハウジング１０の内部に配置された制御装置３０を備えている。制御装置３０は、基板処理装置１の各機器の動きを制御するように構成されている。本実施形態では、制御装置３０は、特に、後述する基板処理システム５０の動作を制御するように構成されている。

図２は、基板処理システムを示す図である。基板処理装置１は、基板処理システム５０を備えている。基板処理システム５０は、ガスを純水中に第１の圧力で溶解させるガス溶解水生成タンク５１と、薬液とガス溶解水とを所定の体積比で混合させる薬液希釈モジュール５２と、基板を処理する基板処理モジュールと、を備えている。一実施形態では、薬液は加熱された加熱薬液であってもよい。

本実施形態では、基板処理システム５０は、基板処理モジュールとして、基板を洗浄処理する第１洗浄モジュール１６および第２洗浄モジュール１８を備えているが、一実施形態では、基板処理システム５０は、第１洗浄モジュール１６および第２洗浄モジュール１８のうちのいずれかを備えてもよい。

図３は、第１洗浄モジュールを示す図である。図３に示すように、第１洗浄モジュール１６は、基板Ｗを保持しつつ回転させる基板保持機構６０と、基板Ｗに接触して、基板Ｗをスクラブ処理するスクラブ処理部材（本実施形態では、洗浄部材）６１，６２と、基板Ｗの表面および裏面に向けて、処理液（本実施形態では、希釈薬液）を供給する処理液供給ノズル（本実施形態では、薬液供給ノズル）６５，６６と、基板Ｗの表面および裏面に向けて、処理液（本実施形態では、純水）を供給する処理液供給ノズル（本実施形態では、純水供給ノズル）６７，６８と、を備えている。

各洗浄部材６１，６２は、円筒形状を有し、かつ長手方向の長さが基板Ｗの直径よりも長いスポンジ部材である。スポンジ部材の材質として、親水性の高い材質が好ましく、例えばＰＵ（ポリウレタン）やＰＶＡｃ（ポリビニルアセタール）などが望ましい。一実施形態では、各洗浄部材６１，６２は、バフ洗浄部材であってもよい。

各洗浄部材６１，６２は、その中心軸の方向が基板Ｗの面（すなわち、表面および裏面）に対して平行に配置されている。以下、洗浄部材６１を上側ロール洗浄部材６１と呼ぶことがあり、洗浄部材６２を下側ロール洗浄部材６２と呼ぶことがある。

基板保持機構６０は、基板Ｗの表面を上向きにして基板Ｗを水平に保持し、回転させる４つのローラー６０ａ～６０ｄを備えている。ローラー６０ａ～６０ｄは、図示しない駆動機構（例えば、エアシリンダ）によって、互いに近接および離間する方向に移動可能に構成されている。本実施形態では、基板保持機構６０は、その構成要素として、ローラー６０ａ～６０ｄを備えているが、基板保持機構６０は、基板Ｗの側面を保持できるものであればよく、ローラーに限定されない。ローラーの代わりに、例えば複数のクランプ（図示しない）を備えてもよい。クランプは、基板Ｗの周縁部を保持する位置と、基板Ｗから離間した位置との間を移動可能に構成されている。

一実施形態では、基板保持機構６０は、基板Ｗを鉛直方向に保持するように構成されてもよい。この場合、ローラー６０ａ～６０ｄ（またはクランプ）は、縦置きに配置される。第１洗浄モジュール１６は、上側ロール洗浄部材６１および下側ロール洗浄部材６２を回転させる回転機構６３ａ，６３ｂを備えている。

上側ロール洗浄部材６１および下側ロール洗浄部材６２のそれぞれは、昇降機構６４ａ，６４ｂに支持されており、昇降機構６４ａ，６４ｂによって上下方向に移動可能である。昇降機構６４ａ，６４ｂのそれぞれの一例として、ボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダを挙げることができる。

基板Ｗの搬入搬出時では、上側ロール洗浄部材６１および下側ロール洗浄部材６２は互いに離間している。基板Ｗの洗浄時には、上側ロール洗浄部材６１および下側ロール洗浄部材６２は、互いに近接する方向に移動して、基板Ｗの表面および裏面に接触する。その後、上側ロール洗浄部材６１および下側ロール洗浄部材６２のそれぞれは、回転機構６３ａ，６３ｂによって回転して、基板Ｗをスクラブする（スクラブ洗浄）。

図４は、第２洗浄モジュールを示す図である。図４に示すように、第２洗浄モジュール１８は、基板Ｗを保持しつつ回転させる基板保持機構７０と、基板Ｗに接触して、基板Ｗをスクラブ処理するスクラブ処理部材（本実施形態では、洗浄部材）７１と、洗浄部材７１と連結されたアーム（より具体的には、揺動アーム）７３と、アーム７３を水平方向に揺動させるアーム揺動機構７９と、基板Ｗの表面および裏面に向けて、処理液（本実施形態では、希釈薬液）を供給する処理液供給ノズル（本実施形態では、薬液供給ノズル）７５，７６と、基板Ｗの表面および裏面に向けて、処理液（本実施形態では、純水）を供給する処理液供給ノズル（本実施形態では、純水供給ノズル）７７，７８と、を備えている。

基板保持機構７０は、基板Ｗの周縁部を保持するチャック７０ａ～７０ｄと、チャック７０ａ～７０ｄに連結されたモータ７０ｅと、を備えている。チャック７０ａ～７０ｄは、基板Ｗを保持し、モータ７０ｅを駆動させることにより、基板Ｗはその軸心を中心に回転される。

洗浄部材７１は、ペンシル形状を有し、かつ洗浄部材７１の中心軸の周りに回転しながら、基板Ｗの表面に接触して、基板Ｗをスクラブするスポンジ部材である。以下、洗浄部材７１をペンシル洗浄部材７１と呼ぶことがある。

アーム７３は、基板Ｗの上方に配置されており、アーム揺動機構７９と連結されている。アーム揺動機構７９は、旋回軸７９ａと、回転機構７９ｂと、を備えている。アーム７３の一端は、旋回軸７９ａと連結されており、アーム７３の他端にはペンシル洗浄部材７１が連結されている。ペンシル洗浄部材７１の中心軸の方向は、基板Ｗの表面（または裏面）に対して垂直である。

旋回軸７９ａには、アーム７３を旋回させる回転機構７９ｂが連結されている。回転機構７９ｂは、旋回軸７９ａを所定の角度回転させることにより、アーム７３を基板Ｗと平行な平面内で旋回させるように構成されている。ペンシル洗浄部材７１は、アーム７３の旋回によって基板Ｗの半径方向に移動する。旋回軸７９ａは、昇降機構（図示しない）によって上下方向に移動可能であり、ペンシル洗浄部材７１を所定の圧力で基板Ｗの表面に押し付けて基板Ｗをスクラブする（スクラブ洗浄）。昇降機構の一例として、ボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが挙げられる。

上述したように、第１洗浄モジュール１６は、ロール洗浄部材６１および下側ロール洗浄部材６２が基板Ｗをスクラブしているとき、薬液供給ノズル６５，６６を通じて、基板Ｗの表面および裏面に薬液を供給する。同様に、第２洗浄モジュール１８は、ペンシル洗浄部材７１が基板Ｗをスクラブしているとき、薬液供給ノズル７５，７６を通じて、基板Ｗの表面および裏面に薬液を供給する。

図２に示すように、基板処理システム５０は、ガス溶解水生成タンク５１の上流側の流路に配置されたガス供給源ＧＳおよび純水供給源ＰＳと、送水ポンプ５３と、を備えている。送水ポンプ５３は、ガス溶解水生成タンク５１内の圧力が所定の圧力（すなわち、第１の圧力）となるように純水をガス溶解水生成タンク５１に移送するように構成されている。言い換えれば、送水ポンプ５３の吐出圧力は第１の圧力に相当する。ガスは、窒素、水素、酸素、オゾン、二酸化炭素、希ガス（ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン）の少なくとも一つ以上の成分から構成されている。

基板処理システム５０は、ガス供給源ＧＳおよびガス溶解水生成タンク５１を接続するガスラインＧＬと、純水供給源ＰＳおよびガス溶解水生成タンク５１を接続する純水ラインＰＬと、を備えている。送水ポンプ５３は純水ラインＰＬに接続されている。

ガスおよび純水のそれぞれがガスラインＧＬおよび純水ラインＰＬのそれぞれを通じてガス溶解水生成タンク５１に供給されると、ガスおよび純水がガス溶解水生成タンク５１で第１の圧力で混合される。ガスおよび純水の混合液としてのガス溶解水は、ガス溶解水生成タンク５１で貯留される。

ガス溶解水生成タンク５１の上部には、余剰ガスを排出するガス排出ラインＤＬが接続されている。ガス排出ラインＤＬには、バルブＤＶＬが接続されている。バルブＤＶＬを開くと、ガス溶解水生成タンク５１内の余剰ガスは、ガス排出ラインＤＬを通じて外部に排出される。

基板処理システム５０は、ガス溶解水生成タンク５１内のガス溶解水を循環させる循環ラインＣＬと、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水を純水供給ノズル６７，６８に供給するガス溶解水供給ラインＳＬ１と、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水を純水供給ノズル７７，７８に供給するガス溶解水供給ラインＳＬ２と、を備えている。循環ラインＣＬには、圧力計Ｐ１が接続されている。

ガス溶解水供給ラインＳＬ１には、バルブＶＬ１が接続されており、ガス溶解水供給ラインＳＬ２には、バルブＶＬ２が接続されている。バルブＶＬ１は、後述するバルブ６７ｂ，６８ｂ（図５参照）に相当し、バルブＶＬ２は、後述するバルブ７７ｂ，７８ｂ（図６参照）に相当する。

ガス溶解水生成タンク５１内のガス溶解水は、循環ラインＣＬを循環する。ガス溶解水が循環ラインＣＬを循環すると、ガス溶解水に含まれるガスのバブル濃度および／またはガス溶解水の流量が安定する。

図２に示すように、基板処理システム５０は、供給ラインＳＬ２の、循環ラインＣＬとの接続部分よりも下流側に配置されたバルブＶａと、バルブＶａの下流側の循環ラインＣＬと供給ラインＳＬ１とを接続するバイパスラインＢＬと、バイパスラインＢＬに接続されたバルブＶｂと、を備えている。バルブＶａは循環ラインＣＬに接続されている。

制御装置３０がバルブＶａ，Ｖｂを閉じて、バルブＶＬ１，ＶＬ２を開くと、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水は、純水供給ノズル６７，６８，７７，７８のそれぞれを通じて基板Ｗに供給される。

一実施形態では、基板処理システム５０は、循環ラインＣＬに接続された気泡濃度計および／または流量計を備えてもよい。このような構成により、制御装置３０は、気泡濃度計および／または流量計によって検出された信号に基づいて、バルブＶＬ１，ＶＬ２の開閉動作を制御することができる。

バイパスラインＢＬは、循環ラインＣＬの循環流路を短縮させるために配置されている。バルブＶＬ１，ＶＬ２，Ｖａを閉じて、バルブＶｂを開くことにより、ガス溶解水は、循環ラインＣＬの一部と、バイパスラインＢＬと、の間を循環する。

基板処理システム５０は、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水を薬液希釈モジュール５２に移送するための接続ラインＬ１，Ｌ２と、接続ラインＬ１，Ｌ２に接続されたバルブＶ１，Ｖ２と、を備えている。

接続ラインＬ１は、ガス溶解水を薬液希釈モジュール５２に移送する配管である。接続ラインＬ１は、循環ラインＣＬおよび薬液希釈モジュール５２を接続しており、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水の流れ方向において、接続ラインＬ２の上流側に配置されている。接続ラインＬ２は、循環ラインＣＬおよび接続ラインＬ１に接続されている。接続ラインＬ２は、ガス溶解水を薬液希釈モジュール５２に移送しない場合に、循環ラインＣＬを介して、ガス溶解水をガス溶解水生成タンク５１に戻すための配管である。

バルブＶ１を開き、かつバルブＶ２を閉じると、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水は、接続ラインＬ１を通じて薬液希釈モジュール５２に移送される。バルブＶ１を閉じ、かつバルブＶ２を開くと、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水は、接続ラインＬ２（および接続ラインＬ１）を通じてガス溶解水生成タンク５１に戻される。

基板処理システム５０は、薬液希釈モジュール５２の上流側の流路に配置された薬液供給源ＭＳと、薬液希釈モジュール５２および薬液供給源ＭＳを接続する薬液ラインＣＭＬと、薬液ラインＣＭＬに接続された送液ポンプ５４と、を備えている。送液ポンプ５４は、薬液希釈モジュール５２の上流側の流路に配置されており、所定の圧力（すなわち、第１の圧力）となるように、薬液を薬液希釈モジュール５２に移送するように構成されている。本実施形態では、薬液は、洗浄液の原液である。

図２に示すように、基板処理システム５０は、薬液ラインＣＭＬに接続された流量コントローラ５５と、接続ラインＬ１に接続された流量コントローラ５７と、を備えている。制御装置３０は、流量コントローラ５５，５７によって検出された信号に基づいて、薬液ラインＣＭＬを流れる薬液の流量と、接続ラインＬ１を流れるガス溶解水の流量と、を測定し、薬液希釈モジュール５２に供給される薬液の流量およびガス溶解水の流量を制御する。このようにして、制御装置３０は、薬液希釈モジュール５２において、薬液とガス溶解水とを所定の体積比で混合させることができる。

基板処理システム５０は、薬液希釈モジュール５２で混合された希釈薬液を薬液ノズル６５，６６および薬液ノズル７５，７６に供給する薬液供給ラインＳＬａと、薬液供給ラインＳＬａに接続された圧力計５６と、薬液供給ラインＳＬａに接続されたバルブＶＬａおよびバルブＶＬｂと、を備えている。バルブＶＬａは、後述するバルブ６５ｂ，６６ｂ（図５参照）に相当し、バルブＶＬｂは、後述するバルブ７５ｂ，７６ｂ（図６参照）に相当する。以下、基板Ｗに微細気泡を含んだ薬液を供給する機構について説明する。

図５は、第１洗浄モジュールにおいて微細気泡を含んだ希釈薬液を供給する機構の一実施形態を示す図である。第１洗浄モジュール１６は、基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に向けて、希釈薬液を供給する薬液供給ノズル６５，６６を備える。薬液供給ノズル６５，６６のそれぞれは、薬液供給ラインＳＬａに接続されている。

図５に示すように、薬液供給ノズル６５，６６のそれぞれは、その内部流路に配置された、薬液希釈モジュール５２から供給される希釈薬液の圧力を低下させる減圧開放部６５ａ，６６ａのそれぞれを有している。

減圧開放部６５ａ，６６ａは、高い圧力損失が得られる機構であり、一例としてオリフィス板が挙げられる。減圧開放部６５ａ，６６ａのそれぞれは、薬液希釈モジュール５２で混合された希釈薬液を第１の圧力（例えば、０．４～０．５ＭＰａ）から第２の圧力（例えば、静水圧（約０．１ＭＰａ））まで減圧させることによって、希釈薬液からガスの微細気泡を発生させるように構成されている。第２の圧力は第１の圧力よりも小さな圧力である。微細気泡は、ウルトラファインバブル（すなわち、ナノバブル）、マイクロバブルを含む上位概念である。

より具体的には、減圧開放部６５ａ，６６ａのそれぞれは、ガス溶解水生成タンク５１で飽和状態まで混合されたガス溶解水（すなわち、飽和溶液）の急減圧により微細気泡を発生させる加圧溶解方式によって、希釈薬液からガスの微細気泡を発生させる。ガス溶解水生成タンク５１内で溶解されない余剰ガスは、ガス排出ラインＤＬを通じて外部に排出される。

希釈薬液が減圧開放部６５ａ，６６ａを通過すると、希釈薬液の圧力が急激に低下し、それまで高い圧力作用で薬液中に溶解していた高濃度のガスが微細気泡として発生する。これによって、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液が洗浄処理中（すなわち、基板をスクラブ処理する工程において）の基板へ供給される。

本実施形態では、減圧開放部６５ａ，６６ａは、薬液供給ノズル６５，６６の内部に配置されているが、一実施形態では、減圧開放部６５ａ，６６ａは、薬液供給ノズル６５，６６の直前の流路（すなわち、バルブ６５ｂ，６６ｂよりも薬液供給ノズル６５，６６に近接した薬液供給ラインＳＬａ）に備えられてもよい。本実施形態においても同様に、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液を生成することができる。

減圧開放部６５ａ，６６ａは薬液供給ノズル６５，６６の構成要素の一部であり、減圧開放部６５ａ，６６ａが薬液供給ラインＳＬａに配置された場合であっても、薬液供給ノズル６５，６６は減圧開放部６５ａ，６６ａを有している。

図５に示すように、純水供給ノズル６７，６８は、その内部流路、もしくは純水供給ノズル６７，６８の直前の流路（すなわち、バルブ６７ｂ，６８ｂよりも薬液供給ノズル６７，６８に近接した薬液供給ラインＳＬ１）に配置された減圧開放部６７ａ，６８ａを有してもよい。このような構成により、高濃度の微細気泡を含んだ純水を洗浄処理中の基板へ供給することができる。

図６は、第２洗浄モジュールにおいて微細気泡を含んだ希釈薬液を供給する機構の一実施形態を示す図である。第２洗浄モジュール１８は、固定された位置から基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に向けて、希釈薬液を供給する薬液供給ノズル７５，７６と、アーム７３の下面から基板Ｗの表面Ｗ１に向けて、希釈薬液を供給する移動式薬液供給ノズル７２と、を備えている。

移動式薬液供給ノズル７２は、ペンシル洗浄部材７１と同様にアーム７３の旋回によって、回転している基板Ｗの半径方向に移動する。移動式薬液供給ノズル７２は、ペンシル洗浄部材７１が基板Ｗの中心部から周縁部へ移動する過程において、ペンシル洗浄部材７１よりも前方に位置している。言い換えれば、移動式薬液供給ノズル７２は、基板Ｗの回転方向において、ペンシル洗浄部材７１よりも前方側に配置されている。

薬液供給ノズル７２，７５，７６のそれぞれは、その内部流路に配置された、薬液希釈モジュール５２から供給される希釈薬液の圧力を低下させる減圧開放部７２ａ，７５ａ，７６ａのそれぞれを有している。希釈薬液が減圧開放部７２ａ，７５ａ，７６ａを通過すると、希釈薬液の中に溶解していた高濃度のガスが微細気泡として発生する。一実施形態では、減圧開放部７２ａ，７５ａ，７６ａは、薬液供給ノズル７２，７５，７６の直前の流路に配置されてもよい。

純水供給ノズル７７，７８のそれぞれは、その内部流路に配置された、もしくは純水供給ノズル７７，７８のそれぞれの直前の流路に配置された、減圧開放部７７ａ，７８ａのそれぞれを有してもよい。減圧開放部７２ａ，７５ａ，７６ａ，７７ａ，７８ａの構成は、減圧開放部６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａの構成と同一であるので、詳細な説明を省略する。

本実施形態によれば、ガス溶解水生成タンク５１において高い圧力で高濃度のガスが溶解され、その高い圧力を維持したまま薬液希釈モジュール５２において希釈薬液が調整される。さらに基板処理モジュールに備えられた処理液供給機構付近の減圧開放部において微細気泡が発生する。したがって、供給ラインＳＬａ，ＳＬ１の途中でサイズの大きな気泡は発生せず、基板の処理がなされるユースポイント付近で微細気泡が発生する。結果として、基板処理システム５０は、高濃度の微細気泡を含んだ薬液（およびガス溶解水）を被処理基板へ供給することができる。

図７は、基板処理システムの他の実施形態を示す図である。本実施形態において、上述した実施形態と同一の構造については、同一の符号を付して、重複した説明を省略する。

図７に示すように、基板処理システム５０は、ガスを純水中に第１の圧力で溶解させるガス溶解水生成タンク５１と、薬液（本実施形態では、スラリーの原液）とガス溶解水とを所定の体積比で混合させる薬液希釈モジュール５２と、基板処理モジュールとして、基板を研磨処理する研磨モジュール１４ａ～１４ｄと、を備えている。本実施形態では、基板処理システム５０は、４台の研磨モジュール１４ａ～１４ｄを備えているが、一実施形態では、基板処理システム５０は、少なくとも１台の研磨モジュール１４を備えてもよい。

本実施形態では、基板処理システム５０は、研磨モジュール１４ａ～１４ｄの数に対する数を有するバルブ８２ｂ（すなわち、図７に示すＶＬａ，ＶＬｂ，ＶＬｃ，ＶＬｄ）を備えている（後述する図８参照）。バルブ８２ｂは、薬液供給ラインＳＬａに接続されている。

同様に、基板処理システム５０は、研磨モジュール１４ａ～１４ｄの数に対する数を有するガス溶解水供給ラインＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４およびバルブ８５ｂ（すなわち、図７に示すＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３，ＶＬ４）を備えている（後述する図８参照）。バルブ８５ｂは、ガス溶解水供給ラインＳＬ１～ＳＬ４のそれぞれに接続されている。ガス溶解水供給ラインＳＬ１～ＳＬ３のそれぞれには、バイパスラインＢＬが接続されている。

図８は、研磨モジュールを示す図である。以下に示す実施形態では、研磨モジュール１４ａ～１４ｄを総称して研磨モジュール１４と呼ぶことがあり、ガス溶解水供給ラインＳＬ１～ＳＬ４を総称してガス溶解水供給ラインＳＬと呼ぶことがある。

研磨モジュール１４は、スクラブ処理部材として、研磨面８４ａを有する研磨パッド８４を使用して基板Ｗの研磨を行うことができるように構成されている。図８に示すように、研磨モジュール１４は、研磨パッド８４を支持する研磨テーブル８０と、基板Ｗを保持して研磨面８４ａに押し当てる基板保持機構（トップリング）８１と、研磨面８４ａの表面にスラリーを供給する処理液供給ノズル（本実施形態では、スラリー供給ノズル）８２と、研磨面８４ａの表面に付着したスラリーを除去するための純水（すなわち、ガス溶解水）を供給する処理液供給ノズル（本実施形態では、純水供給ノズル）８５と、を備えている。純水供給ノズル８５は、言い換えれば、アトマイザである。したがって、以下、純水供給ノズル８５をアトマイザ８５と呼ぶことがある。

研磨モジュール１４は、研磨パッド８４をドレッシングするためのドレッシング装置１１０をさらに備えている。ドレッシング装置１１０は、研磨パッド８４の研磨面８４ａに摺接されるドレッサ１１５と、ドレッサ１１５を支持するドレッサアーム１１１と、ドレッサアーム１１１を旋回させるドレッサ旋回軸１１２と、を備えている。ドレッサ旋回軸１１２は、研磨パッド８４の外側に配置されている。

ドレッサアーム１１１の旋回に伴って、ドレッサ１１５は研磨面８４ａ上を揺動する。ドレッサ１１５の下面は、ダイヤモンド粒子などの多数の砥粒からなるドレッシング面を構成する。ドレッサ１１５は、研磨面上を揺動しながら回転し、研磨パッド８４を僅かに削り取ることにより研磨面をドレッシングする。

図７および図８に示すように、スラリー供給ノズル８２は薬液供給ラインＳＬａに接続されており、アトマイザ８５（すなわち、純水供給ノズル）はガス溶解水供給ラインＳＬに接続されている。したがって、スラリー供給ノズル８２は、薬液供給ラインＳＬａを通じて、微細気泡を含んだ希釈スラリーを研磨パッド８４上に供給し、アトマイザ８５は、ガス溶解水供給ラインＳＬを通じて、微細気泡を含むガス溶解水を研磨パッド８４上に供給する。一実施形態では、アトマイザ８５は、超音波振動により励起されたガス溶解水（メガソニック水）を供給してもよい。

研磨テーブル８０は、円盤状に形成されており、その中心軸を回転軸線として回転可能に構成されている。研磨テーブル８０の上面には、研磨パッド８４が貼り付けられている。研磨パッド８４は、図示しないモータによって研磨テーブル８０が回転することにより、研磨テーブル８０と一体に回転する。

トップリング８１は、その下面において、基板Ｗを真空吸着などによって保持する。トップリング８１は、図示しないモータからの動力により基板Ｗとともに回転可能に構成されている。トップリング８１の上部は、シャフト８１ａを介して支持アーム８１ｂに接続されている。トップリング８１は、図示しないエアシリンダによって上下方向に移動可能であり、研磨テーブル８０からの距離が調節される。これにより、トップリング８１は、保持した基板Ｗを研磨パッド８４の研磨面８４ａに押し当てることができる。

支持アーム８１ｂは、図示しないモータによって揺動可能に構成されており、トップリング８１を研磨面８４ａと平行な方向に移動させる。本実施形態では、トップリング８１は、図示しない基板Ｗの受取位置と、研磨パッド８４の上方位置とで移動可能に構成されているとともに、研磨パッド８４に対する基板Ｗの押し当て位置を変更可能なように構成されている。

スラリー供給ノズル８２は、研磨テーブル８０の上方に設けられており、研磨テーブル８０に支持される研磨パッド８４上に微細気泡を含むスラリーを供給する。スラリー供給ノズル８２は、シャフト８３によって支持されている。シャフト８３は、図示しないモータによって移動可能に構成され、スラリー供給ノズル８２は、研磨処理中にスラリーの滴下位置を変更できる。このように、スラリー供給ノズル８２は、回転している基板Ｗと研磨パッド８４との接触界面に浸入するように微細気泡を含んだスラリーを供給する。

アトマイザ８５は、研磨テーブル８０の上方に設けられており、研磨テーブル８０の径方向に沿って延びるように配置されている。アトマイザ８５は、スラリーによる基板Ｗの研磨処理工程の直後に、所定の流量で研磨パッド８４に向けて微細気泡を含むガス溶解水を噴射し、研磨面８４ａと基板Ｗに付着している一部のスラリーを洗い流す。

なお、制御装置３０は、研磨モジュール１４の動作全般を制御するように構成されている。制御装置３０は、ＣＰＵ、メモリーなどの構成要素を備えており、ソフトウェアを用いて所望の機能を実現するマイクロコンピューターとして構成されてもよいし、専用の演算処理を行うハードウェア回路として構成されてもよい。

制御装置３０は、過去に実施された研磨処理におけるスラリーの型番と、研磨パッド８４の型番と、各種センサー出力値と、研磨処理レシピと、実際の研磨速度との相関関係を予め機械学習しておき、人工知能を用いて研磨処理中の研磨速度を推定するように構成されてもよい。

図９は、研磨モジュールにおいて微細気泡を含んだスラリーを供給する機構の一実施形態を示す図である。研磨モジュール１４は、研磨パッド８４の研磨面８４ａに向けて、スラリーを供給するスラリー供給ノズル８２を備える。スラリー供給ノズル８２は、その内部流路に配置された、薬液希釈モジュール５２から供給されるスラリーの圧力を低下させる減圧開放部８２ａを有している。スラリーが減圧開放部８２ａを通過すると、スラリーの圧力が急激に低下し、スラリーの中に溶解していた高濃度のガスが微細気泡として発生する。これにより、高濃度の微細気泡を含んだスラリーが研磨処理中の研磨面８４ａと基板Ｗとの界面へ供給される。

減圧開放部８２ａは、スラリー供給ノズル８２の直前の流路（すなわち、バルブ８２ｂよりもスラリー供給ノズル８２に近接した薬液供給ラインＳＬａ）に備えられてもよい。本実施形態においても同様に、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液を生成することができる。減圧開放部８２ａはスラリー供給ノズル８２の構成要素の一部であり、減圧開放部８２ａが薬液供給ラインＳＬａに配置された場合であっても、スラリー供給ノズル８２は減圧開放部８２ａを有している。

図９に示すように、アトマイザ８５は、その内部流路、もしくはアトマイザ８５の直前の流路（すなわち、バルブ８５ｂよりもアトマイザ８５に近接したガス溶解水供給ラインＳＬ）に配置された、減圧開放部８５ａを有してもよい。このような構成により、高濃度の微細気泡を含んだ純水（すなわち、ガス溶解水）をスラリーによる研磨工程直後の研磨面８４ａと基板Ｗとの界面へ供給することができる。減圧開放部８５ａはアトマイザ８５の構成要素の一部であり、減圧開放部８５ａがガス溶解水供給ラインＳＬに配置された場合であっても、アトマイザ８５は減圧開放部８５ａを有している。

図１０は、第１洗浄モジュールによる基板の表面および裏面の洗浄工程を示す図である。まず、搬送モジュール２４（図１参照）で待機中の基板Ｗを第１洗浄モジュール１６に搬送する。以下、一連の工程について、図５を参照しながら説明する。

基板保持機構６０は、第１洗浄モジュール１６に搬送された基板Ｗを保持し、この状態で、基板Ｗの回転が開始される（ステップＳ１０１参照）。その後、制御装置３０は、バルブ６５ｂ，６６ｂを開き、基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に対して、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液の供給を開始する（ステップＳ１０２参照）。高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液の供給が開始された後、制御装置３０は、洗浄部材６１，６２を所定の待機位置から所定の処理位置まで移動させて、洗浄部材６１，６２を基板Ｗの両面に接触させる（ステップＳ１０３参照）。

その後、制御装置３０は、基板Ｗに対する洗浄部材６１，６２のスクラブを開始し（ステップＳ１０４参照）、基板Ｗのスクラブ洗浄を実行する。基板Ｗのスクラブ洗浄が終了した後、洗浄部材６１，６２を基板Ｗから離間させて（ステップＳ１０５参照）、洗浄部材６１，６２を待機位置に移動させる（ステップＳ１０６参照）。

その後、制御装置３０は、バルブ６５ｂ，６６ｂを閉じ、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液の供給を停止する（ステップＳ１０７参照）。その後、制御装置３０は、バルブ６７ｂ，６８ｂを開き、高濃度の微細気泡を含んだ純水の供給を開始し（ステップＳ１０８参照）、基板Ｗのリンス洗浄を実行する。一定時間が経過すると、制御装置３０は、バルブ６７ｂ，６８ｂを閉じ、高濃度の微細気泡を含んだ純水の供給を停止する（ステップＳ１０９参照）。

ステップＳ１０６、ステップＳ１０７、およびステップＳ１０８は、順次行ってもよく、または同時に行ってもよい。これらのステップを同時に行う場合、基板処理システム５０は、一連の洗浄シーケンスの時間短縮を実現することができる。

ステップＳ１０２からステップＳ１０７では、希釈薬液の代りに純水を用いてもよい。この場合、基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に対して、高濃度の微細気泡を含んだ純水が供給された状態で、基板Ｗのスクラブ洗浄が実行される。そのため、基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に残留する希釈薬液を除去するためのステップＳ１０８を省略できるため、基板処理システム５０は、一連の洗浄シーケンスの時間短縮を実現することができる。また、基板処理システム５０は、一連の洗浄シーケンスの薬液使用量を低減し、環境負荷の低減を実現することができる。

図１１は、第２洗浄モジュールによる基板の表面および裏面の洗浄工程を示す図である。まず、第１洗浄モジュール１６（図１参照）で洗浄処理が完了した基板Ｗを第２洗浄モジュール１８に搬送する。以下、一連の工程について、図６を参照しながら説明する。

基板保持機構７０は、第１洗浄モジュール１８に搬送された基板Ｗを保持し、この状態で、基板Ｗの回転が開始される（ステップＳ２０１参照）。その後、制御装置３０は、バルブ７５ｂ，７６ｂを開き、基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に対して、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液の供給を開始する（ステップＳ２０２参照）。高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液の供給が開始された後、ペンシル洗浄部材７１は、アーム７３の旋回によって待機位置から処理位置まで移動し、基板Ｗの表面１に接触する（ステップＳ２０３参照）。

その後、制御装置３０は、バルブ７５ｂを閉じるとともに、薬液供給ノズル７２のバルブ７２ｂ（図６参照）を開き（ステップＳ２０４参照）、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液を供給する供給ノズルを切り替える。その後、制御装置３０は、アーム７３を旋回させて基板Ｗの半径方向に移動させることで、回転している基板Ｗの表面Ｗ１に対して、洗浄部材７１によるスクラブを開始して（ステップＳ２０５参照）、基板Ｗのスクラブ洗浄を実行する。

基板Ｗのスクラブ洗浄が終了した後、制御装置３０は、洗浄部材７１を基板Ｗから離間させ（ステップＳ２０６参照）、薬液供給ノズル７２のバルブ７２ｂを閉じるとともに、バルブ７５ｂを開き（ステップＳ２０７参照）、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液を供給する供給ノズルを再び切り替える。

その後、ペンシル洗浄部材７１は、アーム７３の旋回によって待機位置に移動する（ステップＳ２０８参照）。その後、制御装置３０は、バルブ７５ｂ，７６ｂを閉じ、高濃度の微細気泡を含んだ希釈薬液の供給を停止する（ステップＳ２０９参照）。その後、制御装置３０は、バルブ７７ｂ，７８ｂを開き、高濃度の微細気泡を含んだ純水の供給を開始し（ステップＳ２１０参照）、基板Ｗのリンス洗浄を実行する。一定時間が経過すると、制御装置３０は、バルブ７７ｂ，７８ｂを閉じ、高濃度の微細気泡を含んだ純水の供給を停止する（ステップＳ２１１参照）。

ステップＳ２０８、ステップＳ２０９、およびステップＳ２１０は、順次行ってもよく、または同時に行ってもよい。これらのステップを同時に行う場合、基板処理システム５０は、一連の洗浄シーケンスの時間短縮を実現することができる。

ステップＳ２０２からステップＳ２０９では、希釈薬液の代りに純水を用いてもよい。この場合、基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に対して、高濃度の微細気泡を含んだ純水が供給された状態で、基板Ｗの表面Ｗ１スクラブ洗浄が実行される。そのため、基板Ｗの表面Ｗ１および裏面Ｗ２に残留する希釈薬液を除去するためのステップＳ２１０を省略できるため、基板処理システム５０は、一連の洗浄シーケンスの時間短縮を実現することができる。また、基板処理システム５０は、一連の洗浄シーケンスの薬液使用量を低減し、環境負荷の低減を実現することができる。

図１２は、研磨モジュールによる基板の研磨工程を示す図である。まず、ロードポート１２に収容された研磨前の基板を第１搬送ロボット２２および搬送モジュール２４によって研磨モジュール１４に搬送する。以下、一連の工程について、図９を参照しながら説明する。

研磨テーブル８０が回転を開始し（ステップＳ３０１参照）、基板Ｗを保持したトップリング８１が基板Ｗの回転を開始する（ステップＳ３０２参照）。その後、制御装置３０は、バルブ８２ｂを開き、微細気泡を含んだスラリーの供給を開始する（ステップＳ３０３参照）

ステップＳ３０３の後、制御装置３０は、トップリング８１を下降させて、基板Ｗを研磨パッド８４の研磨面８４ａに接触させ（ステップＳ３０４参照）、トップリング８１から基板Ｗに加えられる押圧力を増加させて、スラリー研磨を開始する（ステップＳ３０５参照）。

所定時間の経過後、制御装置３０は、バルブ８２ｂを閉じて、スラリーの供給を終了する（ステップＳ３０６参照）。その後、制御装置３０は、トップリング８１から基板Ｗに加えられる押圧力を減少させて、基板Ｗのスラリー研磨を終了する（ステップＳ３０７参照）。

その後、制御装置３０は、基板Ｗを研磨パッド８４に接触させた状態で（より具体的には、正の圧力で基板Ｗを研磨パッド８４に押し付けた状態、またはゼロ圧力で基板Ｗを研磨パッド８４に接触させた状態）、バルブ８５ｂを開き、微細気泡を含んだガス溶解水を供給して、基板Ｗの水研磨および研磨パッド８４の洗浄を開始する（ステップＳ３０８参照）。その後、制御装置３０は、トップリング８１を上昇させて、基板Ｗを研磨パッド８４から離間し、基板Ｗの水研磨を終了する（ステップＳ３０９参照）。

ステップＳ３０９の後、制御装置３０は、トップリング８１による基板Ｗの回転を終了し（ステップＳ３１０参照）、バルブ８５ｂを閉じて、研磨パッド８４の洗浄を終了する（ステップＳ３１１参照）。ステップＳ３１１の後、制御装置３０は、研磨テーブル８０の回転を終了する（ステップＳ３１２参照）。

図８に示すように、研磨モジュール１４は、ドレッシング装置１１０を備えている。したがって、基板Ｗの水研磨の終了後、制御装置３０は、ドレッサ１１５を研磨パッド８４上に移動させつつ、バルブ８５ｂを開いて、微細気泡を含むガス溶解水を研磨パッド８４上に供給してもよい。このように、アトマイザ８５は、基板Ｗの研磨終了後、研磨パッド８４のドレッシング中において、微細気泡を含むガス溶解水を研磨パッド８４上に供給してもよい。

図１３は、微細気泡を含む洗浄液で基板を洗浄したときの効果を示す図である。図１３から明らかなように、微細気泡を含む洗浄液で基板Ｗを洗浄したときの欠陥数は、従来の洗浄液（すなわち、微細気泡を含まない洗浄液）で基板Ｗを洗浄したときの欠陥数と比較して、著しく少ない。本実施形態によれば、洗浄モジュールにおいて、高濃度の微細気泡を含んだ洗浄液が供給された状態で基板をスクラブ洗浄処理する。したがって、基板処理システムは、高いパーティクル除去性能を得ることができる。

図１４は、微細気泡を含むスラリーで基板を研磨したときの効果を示す図である。図１４から明らかなように、微細気泡を含むスラリーで基板Ｗを研磨したときの研磨レートは、従来のスラリー（すなわち、微細気泡を含まないスラリー）で基板Ｗを研磨したときの研磨レートと比較して、著しく高い。本実施形態によれば、研磨モジュールにおいて、高濃度の微細気泡を含んだスラリーが供給された状態で基板Ｗを研磨処理する。したがって、基板処理システム５０は、高い研磨レートを得ることができる。

さらに、本実施形態によれば、高濃度の窒素ガスまたは水素ガスの微細気泡を含んだ薬液（洗浄液、スラリー）が基板Ｗへ供給される。微細気泡を含んだ薬液は基板Ｗの処理中において大気成分の溶け込みを抑制することができる。したがって、溶存酸素濃度の低い薬液で研磨処理と洗浄処理が実行されるため、基板Ｗ上に形成された金属膜の腐食を抑制することができる。

図１５は、液体供給機構を示す図である。以下では、バブルのサイズ分布を制御する場合の実施形態について説明する。図１５に示すように、基板処理システム５０は、液体供給機構１０４を備えてもよい。液体供給機構１０４は、研磨テーブル８０の半径方向に移動可能なノズルアーム１３０と、ノズルアーム１３０の先端部分１３０ａに配置されたスラリー供給ノズル８２と、ノズルアーム１３０のアーム部分１３０ｂに配置された純水ノズル１３２およびガス溶解水ノズル１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃ，１３３Ｄ，１３３Ｅと、を備えている。

ノズルアーム１３０は、ノズルアーム１３０を旋回させるノズル旋回軸（図示しない）に連結されている。ノズル旋回軸は、研磨パッド８４の外側に配置されている。ノズルアーム１３０は、ノズル旋回軸の駆動（より具体的には、ノズル旋回軸に連結されたモータ）によって、研磨パッド８４の外側にある退避位置と研磨パッド８４の上方にある処理位置との間を移動可能に構成されている。

図１５に示すように、ノズルアーム１３０が処理位置にあるとき、ノズルアーム１３０の先端部分１３０ａは、研磨パッド８４の中心の上方に配置される。したがって、ノズルアーム１３０の先端部分１３０ａに配置されたスラリー供給ノズル８２は、その噴射口が研磨パッド８４の中心に対向するように、研磨パッド８４の中心の上方に配置される。

ノズルアーム１３０が処理位置にあるとき、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅのそれぞれは、その噴射口が研磨パッド８４の中心と研磨パッド８４の外周部との間の領域に対向するように、この領域の上方に配置される。純水ノズル１３２は、スラリー供給ノズル８２に隣接して配置されており、ガス溶解水ノズル１３３Ａは、純水ノズル１３２に隣接して配置されている。

ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅは、ノズルアーム１３０の先端側（すなわち、先端部分１３０ａ）から基端側に向かって、この順に配置されている。ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅのそれぞれは、単管形状を有してもよく、スプレーノズル形状を有してもよい。

図１５に示す実施形態では、液体供給機構１０４は、複数（より具体的には、５つ）のガス溶解水ノズルを備えているが、ガス溶解水ノズルの数は、本実施形態には限定されない。一実施形態では、液体供給機構１０４は、１つのガス溶解水ノズルを備えてもよく、２つ以上のガス溶解水ノズルを備えてもよい。

液体供給機構１０４は、スラリー供給ノズル８２に接続されたスラリーライン１４２と、スラリーライン１４２を開閉する開閉弁１４３と、スラリーライン１４２を通じて、スラリー供給ノズル８２にスラリーを供給するスラリー供給源１４１と、を備えている。同様に、液体供給機構１０４は、純水ノズル１３２に接続された純水ライン１４５と、純水ライン１４５を開閉する開閉弁１４６と、純水ライン１４５を通じて、純水ノズル１３２に純水を供給する純水供給源１４４と、を備えている。

開閉弁１４３，１４６は、制御装置３０に電気的に接続されている。制御装置３０が開閉弁１４３を開くと、スラリーは、スラリーライン１４２を通じて、スラリー供給源１４１からスラリー供給ノズル８２に供給される。同様に、制御装置３０が開閉弁１４６を開くと、純水は、純水ライン１４５を通じて、純水供給源１４４から純水ノズル１３２に供給される。

基板処理システム５０は、循環ラインＣＬおよびガス溶解水ノズル１３３Ａに接続されたガス溶解水供給ライン１５２と、ガス溶解水供給ライン１５２に接続されたバイパスライン１５７と、ガス溶解水供給ライン１５２に接続されたマイクロバブルフィルタ１５９と、バイパスライン１５７に接続されたウルトラファインバブルフィルタ１５８と、を備えている。

基板処理システム５０は、ファインバブル液供給ライン１５２に接続された処理液供給ノズル１５１を備えている。処理液供給ノズル１５１は、循環ラインＣＬを流れるガス溶解水を第１の圧力から第２の圧力まで減圧させることによって、ガス溶解水からガスの微細気泡を発生させる減圧開放部１５１ａを有している。

基板処理システム５０は、バイパスライン１５７をガス溶解水供給ライン１５２に接続する三方弁１５６Ａ，１５６Ｂを備えている。三方弁１５６Ａ，１５６Ｂのそれぞれは、制御装置３０に電気的に接続されている。制御装置３０は、三方弁１５６Ａ，１５６Ｂのそれぞれを動作させることにより、ガス溶解水の流れを、マイクロバブルフィルタ１５９を通過させる流れと、ウルトラファインバブルフィルタ１５８を通過させる流れと、の間で切り替えることができる。

マイクロバブルフィルタ１５９は、１マイクロメートルから１００マイクロメートル以下のバブル直径を有するマイクロバブルの通過を許容し、マイクロバブルよりも大きなサイズのバブルを捕捉（除去）する。したがって、ガス溶解水がマイクロバブルフィルタ１５９を通過すると、１マイクロメートルから１００マイクロメートル以下のバブル直径を有するマイクロバブルを含むガス溶解水が供給される。

ウルトラファインバブルフィルタ１５８は、１マイクロメートル以下のバブル直径を有するウルトラファインバブル（すなわち、ナノバブル）の通過を許容し、ウルトラファインバブルよりも大きなサイズのバブルを捕捉（除去）する。したがって、ガス溶解水がウルトラファインバブルフィルタ１５８を通過すると、１マイクロメートル以下のバブル直径を有するウルトラファインバブルを含むガス溶解水が供給される。このようにして、基板処理システム５０は、マイクロバブルを含むガス溶解水と、ウルトラファインバブルを含むガス溶解水と、を供給することができる。

基板処理システム５０は、ガス溶解水の流れ方向において、三方弁１５６Ａの下流側に配置されたパーティクルカウンター１６０をさらに備えてもよい。パーティクルカウンター１６０は、ガス溶解水に含まれるバブル数を計測するように構成されている。したがって、基板処理システム５０は、パーティクルカウンター１６０によって計測されたバブル数に基づいて、ガス溶解水に含まれるバブル数が所定の基準数に到達した後に、ガス溶解水をガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅのそれぞれから供給してもよい。所定の基準数を満たすバブルを有するガス溶解水は、その性質を十分に発揮することができる。一実施形態では、パーティクルカウンター１６０は、レーザー回析・散乱方式の気泡濃度計であってもよい。

図１乃至図１４に示す実施形態に係る基板処理システム５０は、上述したパーティクルカウンター１６０を備えてもよい。この場合においても、パーティクルカウンター１６０は、減圧開放部の下流側に配置されている。

図１５に示すように、ウルトラファインバブルフィルタ１５８およびマイクロバブルフィルタ１５９は、ノズルアーム１３０（より具体的には、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅ）に隣接して配置されている。フィルタ１５８，１５９とガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅとの間の距離が大きいと、ガス溶解水がガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅに移動する間に、ガス溶解水に含まれるバブルが消失してしまうおそれがある。本実施形態では、このような配置により、ガス溶解水に含まれるバブルの消失を確実に防止することができる。

基板処理システム５０は、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅに接続された分岐ライン１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄ，１５３Ｅを備えている。基板処理システム５０は、分岐ライン１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄ，１５３Ｅに接続された開閉弁１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃ，１５４Ｄ，１５４Ｅと、ガス溶解水供給ライン１５２に接続された開閉弁１５５と、を備えている。開閉弁１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃ，１５４Ｄ，１５４Ｅおよび開閉弁１５５は、制御装置３０に電気的に接続されている。制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃ，１５４Ｄ，１５４Ｅのそれぞれの動作と、開閉弁１５５の動作と、を制御可能である。

ガス溶解水をガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅから供給する場合には、制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅを開き、かつ開閉弁１５５を閉じる。この動作により、ガス溶解水供給ライン１５２を流れるガス溶解水は、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅから供給される。

開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅは、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅに対応している。したがって、制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅのそれぞれを制御することにより、ガス溶解水を供給すべきガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅを任意に選択することができる。

例えば、制御装置３０は、開閉弁１５４Ａを開き、開閉弁１５４Ｂ，１５４Ｃ，１５４Ｄ，１５４Ｅおよび開閉弁１５５を閉じることにより、ガス溶解水は、ガス溶解水ノズル１３３Ａからのみ供給される。制御装置３０は、開閉弁１５５を開き、開閉弁１５４Ａ，１５４Ｂ，１５４Ｃ，１５４Ｄ，１５４Ｅを閉じることにより、ガス溶解水は、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅのいずれからも供給されず、ガス溶解水供給ライン１５２を通じて循環ラインＣＬに排出される。

図１６は、制御装置による、基板の処理フローを示す図である。制御装置３０は、ノズルアーム１３０を動作させて、ノズルアーム１３０の先端部分１３０ａを研磨パッド８４の中心の上方に配置させる。制御装置３０は、研磨テーブル８０を回転させつつ、開閉弁１４３を開き、研磨パッド８４上にスラリーを供給する（図１６のステップＳ４０１参照）。

一実施形態では、上述した実施形態で説明したように、微細気泡を含むスラリーを供給してもよい。微細気泡を含むスラリーを供給する構成は、図７に示す実施形態に係る構成であってもよく、図１５に示す実施形態に係る液体供給機構１０４が微細気泡を含むスラリーを供給する構成を有してもよい。

この状態で、制御装置３０は、トップリング８１で保持された基板Ｗを回転させつつ、研磨パッド８４に押し付けて、基板Ｗをスラリー研磨する（ステップＳ４０２参照）。ステップＳ４０２において、制御装置３０は、研磨パッド８４およびトップリング８１を同一方向に回転させて、基板Ｗを研磨する。

このとき、制御装置３０は、ガス溶解水を安定的に供給するための供給準備を、基板Ｗの研磨動作（すなわち、ステップＳ４０２）と並行して実行する（ステップＳ４０３参照）。より具体的には、制御装置３０は、ガス溶解水を供給するために、三方弁１５６Ａ，１５６Ｂを操作して、バイパスライン１５７を開く。すると、ガス溶解水は、マイクロバブルフィルタ１５９を通過せずに、ウルトラファインバブルフィルタ１５８を通過し、結果として、基板処理システム５０は、ウルトラファインバブルを含むガス溶解水を供給する。

制御装置３０が開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅを閉じて、開閉弁１５５を開くことにより、ガス溶解水は、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅから供給されずに、ガス溶解水供給ライン１５２を通じて、循環ラインＣＬに戻される。制御装置３０は、パーティクルカウンター１６０によって計測されたバブル数に基づいて、ガス溶解水のバブル数が安定しているか否かを判断する。

その後、制御装置３０は、開閉弁１４３を閉じて、基板Ｗのスラリー研磨を終了する。基板Ｗのスラリー研磨終了後、制御装置３０は、基板Ｗの水研磨（本実施形態では、ガス溶解水研磨）を開始する（ステップＳ４０４参照）。より具体的には、制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅのうちの少なくとも１つを開き、かつ開閉弁１５５を閉じて、基板Ｗを研磨パッド８４に接触させた状態で、ガス溶解水を、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅの少なくとも１つから、研磨パッド８４上に供給する。

ガス溶解水が研磨パッド８４上に供給されると、ガス溶解水に含まれるバブルは破裂する。破裂したバブルの衝撃によって、局所的にエネルギー（発光、高温高圧、衝撃波など）が放出され、このエネルギーによって基板Ｗの表面に付着した研磨屑や研磨液の砥粒が除去される。また、ガス溶解水の気液界面がマイナスの電位を帯びるため、ガス溶解水は、プラスの電位を帯びた電解質イオンや汚れを吸着し、除去する。

バブルの衝撃の大きさは、バブル直径に依存する。したがって、研磨パッド８４上に供給されるガス溶解水がガス溶解水である場合、ガス溶解水に含まれるバブルの破裂に起因する衝撃は、ガス溶解水に含まれるバブルの破裂に起因する衝撃よりも大きい。

本実施形態では、基板Ｗは、ガス溶解水で研磨される。したがって、バブルの破裂に起因して、基板Ｗに与える衝撃は小さい。基板Ｗは、微細な構造を有している場合があるため、基板Ｗをガス溶解水で研磨することにより、基板Ｗが受けるダメージを小さくすることができる。結果として、基板Ｗに欠陥が生じることを防止することができる。さらに、このような構成により、基板Ｗの処理時間を長くする必要はなく、基板Ｗのスループットを向上させることができる。

基板Ｗのガス溶解水研磨を終了した後、制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅを閉じつつ、開閉弁１４６を開いて、純水を研磨パッド８４上に供給する。その後、制御装置３０は、研磨テーブル８０およびトップリング８１を回転させつつ、基板Ｗをトップリング８１に吸着させる（ステップＳ４０５参照）。この状態で、制御装置３０は、トップリング８１を上昇させて、トップリング８１を研磨パッド８４の上方に位置させる。

制御装置３０は、ガス溶解水を安定的に供給するための供給準備を、基板Ｗの搬送動作（すなわち、ステップＳ４０５および後述するステップＳ４０７）と並行して実行する（ステップＳ４０６参照）。より具体的には、制御装置３０は、ガス溶解水を供給するために、三方弁１５６Ａ，１５６Ｂを操作して、バイパスライン１５７を閉じつつ、ガス溶解水供給ライン１５２の一部（より具体的には、三方弁１５６Ａの上流側および三方弁１５６Ｂの下流側）を開く。すると、ガス溶解水は、マイクロバブルフィルタ１５９を通過し、結果として、基板処理システム５０は、マイクロバブルを含むガス溶解水を供給する。

制御装置３０が開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅを閉じて、開閉弁１５５を開くことにより、ガス溶解水は、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅから供給されずに、ガス溶解水供給ライン１５２を通じて、循環ラインＣＬに戻される。制御装置３０は、パーティクルカウンター１６０によって計測されたバブル数に基づいて、ガス溶解水のバブル数が安定しているか否かを判断する。

ステップＳ４０５の後、制御装置３０は、基板Ｗを吸着したトップリング８１を研磨パッド８４の外部に移動させて、基板Ｗを次の工程に搬送する（ステップＳ４０７参照）。ステップＳ４０７の後、制御装置３０は、ドレッサ１１５を研磨パッド８４上に移動させつつ、ガス溶解水を研磨パッド８４上に供給して、研磨パッド８４をドレッシングする（ステップＳ４０８参照）。

研磨パッド８４のドレッシング時において、制御装置３０は、研磨パッド８４の上方に配置されたアトマイザ８５から大流量の洗浄液を研磨パッド８４の表面に噴射させてもよい。一実施形態では、ノズルアーム１３０から供給されるガス溶解水の流量は、１Ｌ／ｍｉｎであり、アトマイザ８５から供給されるガス溶解水の流量は、１０Ｌ／ｍｉｎである。

本実施形態では、基板処理システム５０は、ノズルアーム１３０を通じて、ガス溶解水を供給するように構成されている。一実施形態では、基板処理システム５０は、アトマイザ８５を通じて、ガス溶解水を供給するように構成されてもよい。このような構成により、基板処理システム５０は、ノズルアーム１３０を通じてガス溶解水を供給するのみならず、アトマイザ８５を通じて大流量のガス溶解水を研磨パッド８４上に供給することができる。アトマイザ８５からガス溶解水を供給する構造については、ノズルアーム１３０からガス溶解水を供給する構造（または上述した実施形態（図１乃至図１４）に係る構造）と同一であるため、説明を省略する。

研磨パッド８４のドレッシング中において、基板処理システム５０は、ガス溶解水を研磨パッド８４上に供給する。より具体的には、制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅのうちの少なくとも１つを開き、かつ開閉弁１５５を閉じて、マイクロバブルを含むガス溶解水を、ガス溶解水ノズル１３３Ａ～１３３Ｅの少なくとも１つから、研磨パッド８４上に供給する。

上述したように、ガス溶解水に含まれるバブルの破裂に起因する衝撃は、ガス溶解水に含まれるバブルの破裂に起因する衝撃よりも大きい。したがって、基板処理システム５０は、バブルの破裂に起因して、研磨パッド８４の表面（研磨面）に大きな衝撃を与えることができる。

このような構成により、研磨パッド８４の目詰まりをより確実に解消することができる。したがって、研磨パッド８４のドレッシング時において、研磨パッド８４の削り取る量を小さくすることができる。結果として、研磨パッド８４の長寿命化を実現することができ、研磨レートや基板Ｗのプロファイルに悪影響を及ぼすことはない。さらに、ドレッシング時間が短縮し、スループットを向上させることができる。

本実施形態によれば、基板処理システム５０は、基板Ｗの研磨終了後に、高い洗浄力を有するガス溶解水（すなわち、ガス溶解水、ガス溶解水）を研磨パッド８４上に供給することにより、基板Ｗの研磨プロセスの安定化を実現することができる。

図１７は、研磨装置の他の実施形態を示す図である。図１７に示すように、基板処理システム５０は、ガス溶解水を研磨モジュール１４の構成要素（本実施形態では、トップリング８１、液体供給機構１０４、およびドレッシング装置１１０）に分配するガス溶解水分配装置１７０を備えてもよい。

ガス溶解水分配装置１７０は、ガス溶解水供給ライン１５２に接続された分配ライン１７１Ａと、分配ライン１７１Ａに接続された洗浄ノズル１７２Ａと、分配ライン１７１Ａに接続された開閉弁１７３Ａと、を備えている。

洗浄ノズル１７２Ａは、退避位置に配置されたトップリング８１に隣接して配置されており、基板処理システム５０は、トップリング８１の下方からトップリング８１に向けてガス溶解水を噴射する。高い洗浄力を有するガス溶解水の噴射により、トップリング８１をより効果的に洗浄することができる。

図１６のステップＳ４０９に示すように、制御装置３０は、基板Ｗの搬送後、トップリング８１を研磨パッド８４の外部に位置する退避位置に移動させ、ガス溶解水を、退避位置に配置されたトップリング８１に供給して、トップリング８１を洗浄する。基板処理システム５０は、トップリング８１が退避位置に配置された状態で、トップリング８１を洗浄するため、トップリング８１を洗浄したガス溶解水が研磨パッド８４上に落下することを防止することができる。

開閉弁１７３Ａは、制御装置３０に電気的に接続されている。制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅを閉じつつ、開閉弁１５５（図１５参照）および開閉弁１７３Ａを開いて、ガス溶解水をトップリング８１に供給する。ステップＳ４０８において、基板処理システム５０は、ガス溶解水を供給するため、ステップＳ４０９においても、基板処理システム５０は、トップリング８１にガス溶解水を供給する。

図１７に示すように、ガス溶解水分配装置１７０は、ガス溶解水供給ライン１５２に接続された分配ライン１７１Ｂと、分配ライン１７１Ｂに接続された洗浄ノズル１７２Ｂ，１７２Ｄと、を備えてもよい。

洗浄ノズル１７２Ｂは、退避位置に配置されたノズルアーム１３０に隣接して配置されている。洗浄ノズル１７２Ｂには、分配ライン１７１Ｂから分岐した分岐ライン１７１Ｂａが接続されており、分岐ライン１７１Ｂａには、開閉弁１７３Ｂが接続されている。

洗浄ノズル１７２Ｄは、退避位置に配置されたドレッサ１１５に隣接して配置されている。洗浄ノズル１７２Ｄに隣接して、分配ライン１７１Ｂに接続された開閉弁１１７３Ｄが配置されている。

制御装置３０は、開閉弁１５４Ａ～１５４Ｅを閉じつつ、開閉弁１５５および開閉弁１７３Ｂ，１７３Ｄを開いて、ガス溶解水をノズルアーム１３０およびドレッサ１１５に供給することができる。例えば、制御装置３０は、図１６のステップＳ４０９において、トップリング８１のみならず、ノズルアーム１３０およびドレッサ１１５のうちの少なくとも１つを洗浄してもよい。

図１８は、制御装置による、基板の処理フローの他の実施形態を示す図である。図１８に示すように、制御装置３０は、研磨パッド８４上にスラリーを供給し、基板Ｗをスラリー研磨する（ステップＳ５０１，Ｓ５０２参照）。制御装置３０は、ガス溶解水を安定的に供給するための供給準備を、基板Ｗの研磨動作（すなわち、ステップＳ５０２）と並行して実行し、（ステップＳ５０３参照）、ガス溶解水分配装置１７０を通じて、ガス溶解水をドレッサ１１５に供給してもよい（ステップＳ５０４参照）。一実施形態では、制御装置３０は、ドレッサ１１５のみならず、アトマイザ８５をも洗浄してもよい。

その後、制御装置３０は、基板Ｗのガス溶解水研磨を開始し（ステップＳ５０５参照）、ステップＳ５０５が終了した後、制御装置３０は、基板Ｗをトップリング８１に吸着させる（ステップＳ５０６参照）。

ステップＳ５０７に示すように、制御装置３０は、ガス溶解水を安定的に供給するための供給準備を、基板Ｗの搬送動作（すなわち、ステップＳ５０６および後述するステップＳ５０８）と並行して実行し、基板Ｗを次の工程に搬送した後（ステップＳ５０８参照）、ガス溶解水を研磨パッド８４上に供給して、研磨パッド８４をドレッシングする（ステップＳ５０９参照）。

制御装置３０は、基板Ｗの搬送後、ガス溶解水を、退避位置に配置されたトップリング８１に供給して、トップリング８１を洗浄する（ステップＳ５１０参照）。図１８に示す実施形態では、基板処理システム５０は、ステップＳ５０４において、ドレッサ１１５を洗浄しているため、ステップＳ５１０において、ドレッサ１１５を洗浄する必要はない。

図示しないが、図１乃至図１４に示す実施形態と、図１５乃至図１８に示す実施形態と、は、適宜、組み合わせてもよい。

図１９は、第１洗浄モジュールの他の実施形態を示す斜視図である。図１９に示すように、第１洗浄モジュール１６は、基板Ｗを保持しつつ、回転させるスピンチャック１２０と、基板Ｗの直径よりも長い洗浄ローラー１２１と、洗浄ローラー１２１に巻き付けられた洗浄部材１２２と、基板Ｗの表面に向けて洗浄液を供給する洗浄液ノズル１２３と、洗浄ローラー１２１を移動可能に支持する支持柱１２８と、を備えている。

図１９に示す実施形態では、洗浄ローラー１２１および洗浄部材１２２は、上述した洗浄部材６１，６２（図３参照）に相当する構成を有している。スピンチャック１２０は、基板Ｗの周縁部を保持する駒１２７と、駒１２７を回転可能に保持するスピンドル１２６と、を備えている。

本実施形態では、スピンチャック１２０は、複数のスピンドル１２６と、スピンドル１２６の数に対応する数の駒１２７と、を備えている。スピンドル１２６の上端に保持された駒１２７が回転すると、駒１２７の回転力が基板Ｗに伝達され、基板Ｗは、駒１２７とともに回転する。

第１洗浄モジュール１６は、洗浄された基板Ｗの位置から離間されたセルフ洗浄位置（洗浄ローラー１２１および洗浄部材１２２の待機位置）に配置されたセルフクリーニング部１２４と、セルフクリーニング部１２４に配置された処理液供給ノズル（セルフクリーニング液ノズル）１８０と、を備えている。

セルフクリーニング部１２４は、スピンチャック１２０に隣接して配置されている。支持柱１２８は、図１９のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に移動可能である。したがって、支持柱１２８は、スピンチャック１２０が配置された基板洗浄位置と、セルフクリーニング部１２４が配置されたセルフ洗浄位置と、の間で、洗浄ローラー１２１を移動させるように構成されている。

洗浄液ノズル１２３は、スピンチャック１２０に保持された基板Ｗの表面に洗浄液を供給し、基板Ｗ上に配置された洗浄部材１２２（および洗浄ローラー１２１）は、回転する基板Ｗの表面をスクラブ洗浄する（例えば、図１０のステップＳ１０４参照）。基板Ｗのスクラブ洗浄によって、洗浄液ノズル１２３から供給された洗浄液に含まれるパーティクルは、洗浄部材１２２に付着する。

そこで、基板Ｗのスクラブ洗浄を終了した後、支持柱１２８は、洗浄ローラー１２１を基板洗浄位置からセルフ洗浄位置に移動する（図１９の矢印参照）。セルフ洗浄位置に移動された洗浄ローラー１２１（および洗浄部材１２２）は、セルフクリーニング液ノズル１８０から供給された洗浄液によって、セルフクリーニング部１２４で洗浄される。

図２０は、図１９に示す第１洗浄モジュールを示す断面図である。図２０に示すように、セルフクリーニング部１２４は、セルフクリーニング液ノズル１８０から供給された洗浄液を受けるセルフクリーニング槽１４０と、セルフクリーニング槽１４０に供給された洗浄液を排出する排液配管１８１と、セルフクリーニング槽１４０に配置された石英板１２９と、を備えている。

セルフクリーニング液ノズル１８０は、薬液希釈モジュール５２から供給される洗浄液の圧力を低下させる減圧開放部１８０ａを有している。減圧開放部１８０ａは、上述した減圧開放部（例えば、減圧開放部６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ）と同一の構成を有している。

セルフクリーニング液ノズル（すなわち、処理液供給ノズル）１８０は、セルフ洗浄位置で待機している洗浄部材１２２（すなわち、スクラブ処理部材）に向けて、微細気泡を含む洗浄液または微細気泡を含むガス溶解水を供給する。微細気泡は、減圧開放部１８０ａによって発生される。このようにして、セルフクリーニング液ノズル１８０は、洗浄部材１２２に付着したパーティクルを除去する。洗浄部材１２２の洗浄中において、洗浄部材１２２を石英板１２９に押し付けて、洗浄部材１２２からのパーティクルの除去を促進してもよい。

図２１は、第２洗浄モジュールの他の実施形態を示す斜視図である。図２１に示すように、第２洗浄モジュール１８は、基板Ｗを保持しつつ、回転させるスピンチャック２０２と、基板Ｗをスクラブ処理する洗浄部材２０３（すなわち、スクラブ処理部材）と、洗浄部材２０３を回転可能に支持する回転軸２１０と、回転軸２１０を介して洗浄部材２０３を揺動させる揺動アーム２０７と、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル２０８と、を備えている。

基板Ｗがスピンチャック２０２に保持された状態で、スピンチャック２０２が回転すると、基板Ｗは、スピンチャック２０２とともに回転する。洗浄液ノズル２０８は、スピンチャック２０２に保持された基板Ｗの表面に洗浄液を供給し、基板Ｗ上に配置された洗浄部材２０３は、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄する（例えば、図１０のステップＳ１０４参照）。基板Ｗのスクラブ洗浄によって、洗浄液ノズル２０８から供給された洗浄液に含まれるパーティクルは、洗浄部材２０３に付着する。

第２洗浄モジュール１８は、洗浄された基板Ｗの位置から離間されたセルフ洗浄位置（洗浄部材２０３の待機位置）に配置されたセルフクリーニング部２０９と、セルフクリーニング部２０９に配置された処理液供給ノズル（セルフクリーニング液ノズル）２１６と、を備えている。

セルフクリーニング部２０９は、スピンチャック２０２に隣接して配置されている。揺動アーム２０７は、スピンチャック２０２が配置された基板洗浄位置と、セルフクリーニング部２０９が配置されたセルフ洗浄位置と、の間で、洗浄部材２０３を移動させるように構成されている。

基板Ｗのスクラブ洗浄を終了した後、揺動アーム２０７は、洗浄部材２０３を基板洗浄位置からセルフ洗浄位置に移動する。セルフ洗浄位置に移動された洗浄部材２０３は、セルフクリーニング部２０９で洗浄される。

図２２は、図２１に示す第２洗浄モジュールを示す断面図である。図２２に示すように、セルフクリーニング液ノズル２１６は、薬液希釈モジュール５２から供給される洗浄液の圧力を低下させる減圧開放部２１６ａを有している。減圧開放部２１６ａは、上述した減圧開放部（例えば、減圧開放部６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ）と同一の構成を有している。

図２２に示すように、セルフクリーニング部２０９は、セルフクリーニング液ノズル２１６から供給された洗浄液を受けるセルフクリーニング槽２２０と、セルフクリーニング槽２２０に供給された洗浄液を排出する排液配管２２１と、セルフクリーニング槽２２０に配置された石英板２１５と、石英板２１５を支持する支持板２１４と、を備えている。支持板２１４は、図示しない支持軸に固定されている。

セルフクリーニング液ノズル２１６（すなわち、処理液供給ノズル）は、セルフ洗浄位置で待機している洗浄部材２０３（すなわち、スクラブ処理部材）に向けて、微細気泡を含む洗浄液または微細気泡を含むガス溶解水を供給する。微細気泡は、減圧開放部２１６ａによって発生される。このようにして、セルフクリーニング液ノズル２１６は、基板Ｗのスクラブ洗浄によって、洗浄部材２０３に付着したパーティクルを除去する。洗浄部材２０３の洗浄中において、洗浄部材２０３を石英板２１５に押し付けてもよい。

図示しないが、図１９乃至図２２は、適宜、図１乃至図１８に適用されてもよい。例えば、図１９および図２０を参照して説明したセルフクリーニング部１２４および処理液供給ノズル１８０は、図３を参照して説明した第１洗浄モジュール１６に適用されてもよい。同様に、図２１および図２２を参照して説明したセルフクリーニング部２０９および処理液供給ノズル２１６は、図４を参照して説明した第２洗浄モジュール１８に適用されてもよい。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１ 基板処理装置
２ 研磨部
４ 洗浄部
１０ ハウジング
１２ ロードポート
１４ａ～１４ｄ 研磨モジュール
１６ 第１洗浄モジュール
１８ 第２洗浄モジュール
２０ 乾燥モジュール
２２ 第１搬送ロボット
２４ 搬送モジュール
２６ 第２搬送ロボット
２８ 第３搬送ロボット
３０ 制御装置
５０ 基板処理システム
５１ ガス溶解水生成タンク
５２ 薬液希釈モジュール
５３ 送水ポンプ
５４ 送液ポンプ
５５ 流量コントローラ
５６ 圧力計
５７ 流量コントローラ
６０ 基板保持機構
６１，６２ スクラブ処理部材（洗浄部材）
６３ａ，６３ｂ 回転機構
６４ａ，６４ｂ 昇降機構
６５，６６ 処理液供給ノズル（薬液供給ノズル）
６５ａ，６６ａ 減圧開放部
６５ｂ，６６ｂ バルブ
６７，６８ 処理液供給ノズル（純水供給ノズル）
６７ａ，６８ａ 減圧開放部
６７ｂ，６８ｂ バルブ
７０ 基板保持機構
７０ａ～７０ｄ チャック
７０ｅ モータ
７１ スクラブ処理部材（洗浄部材）
７２ 移動式薬液供給ノズル
７２ａ 減圧開放部
７２ｂ バルブ
７３ アーム
７５，７６ 処理液供給ノズル（薬液供給ノズル）
７５ａ，７６ａ 減圧開放部
７５ｂ，７５ｂ バルブ
７７，７８ 処理液供給ノズル（純水供給ノズル）
７７ａ，７８ａ 減圧開放部
７７ｂ，７８ｂ バルブ
７９ アーム揺動機構
７９ａ 旋回軸
７９ｂ 回転機構
８０ 研磨テーブル
８１ 基板保持機構（トップリング）
８１ａ シャフト
８１ｂ 支持アーム
８２ 処理液供給ノズル（スラリー供給ノズル）
８２ａ 減圧開放部
８２ｂ バルブ
８３ シャフト
８４ 研磨パッド
８４ａ 研磨面
８５ 処理液供給ノズル（純水供給ノズル）
８５ａ 減圧開放部
８５ｂ バルブ
１０４ 液体供給機構
１１０ ドレッシング装置
１１１ ドレッサアーム
１１２ ドレッサ旋回軸
１１５ ドレッサ
１２０ スピンチャック
１２１ 洗浄ローラー
１２２ 洗浄部材
１２３ 洗浄液ノズル
１２４ セルフクリーニング部
１２６ スピンドル
１２７ 駒
１２８ 支持柱
１２９ 石英板
１３０ ノズルアーム
１３０ａ 先端部分
１３０ｂ アーム部分
１３２ 純水ノズル
１３３Ａ～１３３Ｅ ガス溶解水供給ノズル
１４０ セルフクリーニング槽
１４１ スラリー供給源
１４２ スラリーライン
１４３ 開閉弁
１４４ 純水供給源
１４５ 純水ライン
１４６ 開閉弁
１５１ 処理液供給ノズル
１５１ａ 減圧開放部
１５２ ガス溶解水供給ライン
１５３Ａ～１５３Ｅ 分岐ライン
１５４Ａ～１５４Ｅ 開閉弁
１５５ 開閉弁
１５６Ａ，１５６Ｂ 三方弁
１５７ バイパスライン
１５８ ウルトラファインバブルフィルタ
１５９ マイクロバブルフィルタ
１６０ パーティクルカウンター
１７０ ガス溶解水分配ライン
１７１Ａ，１７１Ｂ 分配ライン
１７１Ｂａ 分岐ライン
１７２Ａ，１７２Ｂ，１７２Ｄ 洗浄ノズル
１８０ セルフクリーニング液ノズル（処理液供給ノズル）
１８０ａ 減圧開放部
２０２ スピンチャック
２０３ 洗浄部材（スクラブ処理部材）
２０７ 揺動アーム
２０８ 洗浄液ノズル
２０９ セルフクリーニング部
２１０ 回転軸
２１４ 支持板
２１５ 石英板
２１６ セルフクリーニング液ノズル（処理液供給ノズル）
２１６ａ 減圧開放部
２２０ セルフクリーニング槽
２２１ 排液配管
ＧＳ ガス供給源
ＧＬ ガスライン
ＰＳ 純水供給源
ＰＬ 純水ライン
ＤＬ ガス排出ライン
ＤＶＬ バルブ
ＭＳ 薬液供給源
ＣＭＬ 薬液ライン
ＣＬ 循環ライン
ＳＬ１～ＳＬ４ ガス溶解水供給ライン
ＳＬａ 薬液供給ライン
Ｐ１ 圧力計
ＶＬ１（６７ｂ,６８ｂ）バルブ
ＶＬ２（７７ｂ,７８ｂ）バルブ
ＶＬａ～ＶＬｄ バルブ
Ｖａ，Ｖｂ バルブ
Ｖ１，Ｖ２ バルブ
ＢＬ バイパスライン
Ｌ１，Ｌ２ 接続ライン

Claims (19)

1. ガスを純水中に第１の圧力で溶解させるガス溶解水生成タンクと、
   薬液と、前記ガス溶解水生成タンクで生成されたガス溶解水と、を所定の体積比で混合させる薬液希釈モジュールと、
   基板を処理する基板処理モジュールと、を備え、
   前記基板処理モジュールは、
   前記基板を保持する基板保持機構と、
   前記基板に接触して前記基板をスクラブ処理するスクラブ処理部材と、
   前記基板に向けて処理液を供給する処理液供給ノズルと、を備え、
   前記処理液供給ノズルは、前記薬液希釈モジュールで混合された希釈薬液を前記第１の圧力から第２の圧力まで減圧させることによって、前記希釈薬液から前記ガスの微細気泡を発生させる減圧開放部を有しており、
   前記処理液供給ノズルは、前記基板をスクラブ処理する工程において、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する、基板処理システム。
2. 前記減圧開放部は、前記処理液供給ノズルの内部流路またはその直前の流路に配置された、少なくとも一つ以上のオリフィス板から構成されており、
   前記オリフィス板は、自身が有する圧力損失作用によって、前記希釈薬液を前記第２の圧力まで減圧させると同時に前記微細気泡を発生させる、請求項１に記載の基板処理システム。
3. 前記基板処理システムは、前記ガス溶解水生成タンクの上流側の流路に配置されたガス供給源と、純水供給源と、送水ポンプと、を備えており、
   前記送水ポンプは、前記ガス溶解水生成タンク内の圧力が前記第１の圧力となるように純水を前記ガス溶解水生成タンクに移送する、請求項１または請求項２に記載の基板処理システム。
4. 前記ガスは、窒素、水素、酸素、オゾン、二酸化炭素、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンの少なくとも一つ以上の成分から構成されている、請求項１または請求項２に記載の基板処理システム。
5. 前記基板処理システムは、前記薬液希釈モジュールの上流側の流路に配置された送液ポンプを備えており、
   前記送液ポンプは、前記第１の圧力となるように前記薬液を前記薬液希釈モジュールに移送する、請求項１または請求項２に記載の基板処理システム。
6. 前記基板処理モジュールは、洗浄モジュールを備えており、
   前記薬液は、洗浄液の原液であり、
   前記スクラブ処理部材は、スポンジ洗浄部材およびバフ洗浄部材のうちの少なくとも一つを備えている、請求項１または請求項２に記載の基板処理システム。
7. 前記処理液供給ノズルは、前記洗浄モジュールにおいて、回転している前記基板の半径方向に対して揺動する揺動アームに配置されており、前記基板の中心部から周縁部にかけて一様に前記微細気泡を含む洗浄液を供給する、請求項６に記載の基板処理システム。
8. 前記処理液供給ノズルは、前記洗浄モジュールにおいて、前記基板の位置から離間されたセルフ洗浄位置に配置されており、前記セルフ洗浄位置で待機している前記スクラブ処理部材に向けて前記微細気泡を含む洗浄液または前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する、請求項６に記載の基板処理システム。
9. 前記基板処理モジュールは、研磨モジュールを備えており、
   前記薬液は、スラリーの原液であり、
   前記スクラブ処理部材は、研磨パッドを備えている、請求項１または請求項２に記載の基板処理システム。
10. 前記処理液供給ノズルは、前記研磨モジュールにおいて、回転している前記研磨パッドの上方に配置されており、回転している前記基板と前記研磨パッドとの接触界面に浸入するように前記微細気泡を含む前記スラリーを供給する、請求項９に記載の基板処理システム。
11. 基板処理システムは、前記研磨パッドの半径方向に延び、かつ前記ガス溶解水から前記微細気泡を発生させる減圧開放部を有する純水供給ノズルを備えており、
    前記純水供給ノズルは、前記基板の研磨終了後、前記研磨パッドのドレッシング中において、前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する、請求項９に記載の基板処理システム。
12. 前記基板処理システムは、前記研磨パッドの半径方向に揺動可能なノズルアームに配置された、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する単数または複数のガス溶解水ノズルを備えており、
    前記ガス溶解水ノズルは、前記基板の研磨終了後、前記基板を前記研磨パッドに接触させた状態で、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する、請求項９に記載の基板処理システム。
13. 基板を処理する基板処理方法であって、
    ガス溶解水生成タンクにおいて、ガスを純水中に第１の圧力で溶解させ、
    薬液希釈モジュールにおいて、薬液と、前記ガス溶解水生成タンクで生成されたガス溶解水と、を所定の体積比で混合させ、
    前記薬液希釈モジュールで混合された希釈薬液を、処理液供給ノズルの内部流路またはその直前の流路に配置された減圧開放部を通過させて、前記第１の圧力から第２の圧力まで減圧させることによって、前記希釈薬液から前記ガスの微細気泡を発生させ、
    前記基板をスクラブ処理する工程において、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する、基板処理方法。
14. 前記ガスは、窒素、水素、酸素、オゾン、二酸化炭素、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトンの少なくとも一つ以上の成分から構成されている、請求項１３に記載の基板処理方法。
15. 前記薬液は、洗浄液の原液であり、
    スポンジ洗浄部材およびバフ洗浄部材のうちの少なくとも一つを備えるスクラブ処理部材を前記基板に接触させながら、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する、請求項１３または請求項１４に記載の基板処理方法。
16. 前記薬液は、スラリーの原液であり、
    研磨パッドを備えるスクラブ処理部材を前記基板に接触させながら、前記微細気泡を含む希釈薬液を供給する、請求項１３または請求項１４に記載の基板処理方法。
17. 前記基板の研磨終了後、前記研磨パッドのドレッシング中において、前記ガス溶解水から前記微細気泡を発生させる減圧開放部を有する純水供給ノズルから前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する、請求項１６に記載の基板処理方法。
18. 前記基板の研磨終了後、前記基板を前記研磨パッドに接触させた状態で、前記研磨パッドの半径方向に揺動可能なノズルアームに配置された、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する単数または複数のガス溶解水ノズルから、前記微細気泡を含むガス溶解水を前記研磨パッド上に供給する、請求項１６に記載の基板処理方法。
19. 前記基板をスクラブ処理した後、前記スクラブ処理部材を、前記基板の位置から離間されたセルフ洗浄位置に搬送し、
    前記セルフ洗浄位置で待機している前記スクラブ処理部材に向けて前記微細気泡を含む洗浄液または前記微細気泡を含むガス溶解水を供給する、請求項１５に記載の基板処理方法。

Images