JP2018104799A - 基板を処理するための方法および装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウェハなどの基板に、少量のプリウェット液でソフトプリウェット処理を実行することができる方法を提供する。【解決手段】本方法は、第2保持部材58の開口部58aから基板Wの表面を露出させた状態で、基板Wを第1保持部材54と第2保持部材58との間に挟み、基板ホルダ18のシール突起66を基板Wの外周部に押し付け、基板ホルダ18にシールブロック140を押し付け、外部空間S内に真空を形成し、シール突起66によって形成されたシール状態を、外部空間S内の圧力の変化に基づいて検査するシール検査を実行し、外部空間Sを真空引きしながら外部空間Sにプリウェット液を供給し、該プリウェット液を基板Wの露出した表面に接触させるプリウェット処理を実行する。【選択図】図7

Description

本発明は、ウェハなどの基板をめっきする前に、プリウェット液を基板の表面に接触させて、基板の表面に形成されている凹部または貫通孔(ビアホール、トレンチ、レジスト開口部など)内の空気をプリウェット液で置換する方法および装置に関する。
めっき技術は、ウェハの表面に設けられた微細な配線用溝やホール、レジスト開口部に金属を析出させたり、基板の表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ(突起状電極)を形成するのに使用される。さらに、めっき技術は、上下に貫通する多数のビアプラグを有し、半導体チップ等のいわゆる3次元実装に使用されるインタポーザまたはスペーサを製造する際におけるビアホールの埋込みにも使用される。
例えば、TAB(Tape Automated Bonding)やフリップチップにおいては、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所(電極)に金、銅、はんだ、或いはニッケル、更にはこれらを多層に積層した突起状接続電極(バンプ)を形成し、このバンプを介してパッケージの電極やTAB電極と電気的に接続することが広く行われている。
ウェハの電解めっきは、アノードと、カソードとなるウェハをめっき液中に浸漬させた状態で、アノードとウェハとの間に電圧を印加することによって行われる。めっき液がウェハ表面に形成された凹部または貫通孔に進入しやすくするために、これら凹部または貫通孔内に存在する空気をプリウェット液で置換するプリウェット処理が行われる。プリウェット処理は、プリウェット槽内に保持されたプリウェット液中にウェハを浸漬させることによって行われる(例えば、特許文献1参照)。
日本特許第4664320号明細書
しかしながら、上述した従来のプリウェット処理は、ウェハ全体をプリウェット液中に浸漬させるために、多量のプリウェット液を必要とする。さらに、プリウェット液をプリウェット槽に注入し、プリウェット槽から排出するためには、かなりの時間を要する。
このような問題を解決するために、ウェハの表面にプリウェット液を噴霧するスプレー式プリウェット処理も提案されている。しかしながら、プリウェット液の圧力が高いため、ウェハに形成されているパターン倒れが起こるおそれがある。このような背景から、パターン倒れを起こさないソフトプリウェット技術が望まれている。
そこで、本発明は、ウェハなどの基板に、従来に比較して少量のプリウェット液でソフトプリウェット処理を実行することができる方法および装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様では、第1保持部材と、開口部を有する第2保持部材とを備えた基板ホルダで基板を保持しながら該基板の表面を処理する方法であって、前記第2保持部材の前記開口部から基板の表面を露出させた状態で、基板を前記第1保持部材と前記第2保持部材との間に挟むことで該基板を前記基板ホルダで保持し、かつ前記基板ホルダのシール突起を前記基板の外周部に押し付け、前記シール突起を覆うようにシールブロックを前記基板ホルダに押し付けることで、前記基板ホルダと、前記基板の露出した表面と、前記シールブロックとによって外部空間を形成し、前記外部空間内に真空を形成し、前記シール突起によって形成されたシール状態を、前記外部空間内の圧力の変化に基づいて検査するシール検査を実行し、前記外部空間を真空引きしながら、プリウェット液を前記外部空間に供給して、該プリウェット液を前記基板の露出した表面に接触させるプリウェット処理を実行することを特徴とする方法が提供される。
一実施形態では、前記シール検査および前記プリウェット処理は、プリウェット槽内で連続して実行される。
一実施形態では、前記シール検査および前記プリウェット処理は、前記基板を保持した前記基板ホルダが鉛直姿勢の状態で実行される。
一実施形態では、前記シール検査の後であって前記プリウェット処理の前に、前記外部空間内に真空を再度形成し、前記シールブロックによって形成されたシール状態を、前記外部空間内の圧力の変化に基づいて検査する。
一実施形態では、前記プリウェット処理の後に、前記外部空間から前記プリウェット液を排出し、前記外部空間内に前処理液を供給して該前処理液を前記基板の露出した表面に接触させる前処理をさらに実行する。
一実施形態では、前記シール検査、前記プリウェット処理、および前記前処理は、プリウェット槽内で連続して実行される。
本発明の一態様では、基板の表面を処理する装置であって、第2保持部材の開口部から基板の表面を露出させた状態で、基板を第1保持部材と前記第2保持部材との間に挟み、かつシール突起を前記基板の外周部に押し付けることができる基板ホルダと、前記シール突起よりも大きな形状を有するシールブロックと、前記シールブロックを、前記基板ホルダに押し付けるアクチュエータと、前記シールブロックに接続された真空ラインと、前記真空ラインに取り付けられた開閉弁と、前記シール突起によって形成されたシール状態を、前記基板ホルダと、前記基板の露出した表面と、前記シールブロックとによって形成された外部空間内の圧力の変化に基づいて検査するシール検査を実行する処理制御部と、前記シールブロックに接続されたプリウェット液供給ラインと、前記プリウェット液供給ラインに取り付けられたプリウェット液供給弁とを備え、前記処理制御部は、少なくとも所定の期間、前記開閉弁と前記プリウェット液供給弁とを開いた状態に同時に維持することを特徴とする装置が提供される。
一実施形態では、前記シール検査および前記プリウェット液の供給が行われるプリウェット槽をさらに備える。
一実施形態では、前記シールブロックに接続され、かつ前記外部空間に連通するドレインラインと、前記シールブロックに接続され、かつ前記外部空間に連通する前処理液供給ラインをさらに備える。
一実施形態では、前記基板ホルダにより保持された基板をめっき液に浸漬させてめっきするためのめっき槽をさらに備える。
本発明の一態様では、第1保持部材と、開口部を有する第2保持部材とを備えた基板ホルダで基板を保持しながら該基板の表面を処理する方法をめっき装置に実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、前記方法は、前記第2保持部材の前記開口部から基板の表面を露出させた状態で、基板を前記第1保持部材と前記第2保持部材との間に挟むことで該基板を前記基板ホルダで保持し、かつ前記基板ホルダのシール突起を前記基板の外周部に押し付け、前記シール突起を覆うようにシールブロックを前記基板ホルダに押し付けることで、前記基板ホルダと、前記基板の露出した表面と、前記シールブロックとによって外部空間を形成し、前記外部空間内に真空を形成し、前記シール突起によって形成されたシール状態を、前記外部空間内の圧力の変化に基づいて検査するシール検査を実行し、前記外部空間を真空引きしながら、プリウェット液を前記外部空間に供給して、該プリウェット液を前記基板の露出した表面に接触させるプリウェット処理を実行することと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、基板ホルダに保持されている基板の露出した表面とシールブロックとの間に外部空間が形成され、この外部空間にのみプリウェット液が供給される。したがって、プリウェット液の使用量を、従来の方法に比べて大幅に減らすことができる。さらに、外部空間を真空引きしながらプリウェット液が外部空間内に注入されるので、プリウェット液は、基板に形成されている凹部または貫通孔内に容易に進入し、これら凹部または貫通孔から空気を追い出すことができる。
めっき装置の全体配置図である。 基板ホルダの概略を示す斜視図である。 図2に示す基板ホルダの平面図である。 図2に示す基板ホルダの右側面図である。 図4のA部拡大図である。 シール検査およびプリウェット処理を実施するための構成の一実施形態を示す図である。 シール検査とプリウェット処理が行われるときの基板ホルダおよびシールブロックを示す図である。 シール検査およびプリウェット処理の一実施形態を示すフローチャートである。 シール検査、プリウェット処理、および前処理を行うことができる構成の一実施形態を示す図である。 シール検査、プリウェット処理、および前処理の一実施形態を示すフローチャートである。 シール検査およびプリウェット処理を実施するための構成の他の実施形態を示す図である。 シール検査およびプリウェット処理の他の実施形態を示すフローチャートである。 シール検査およびプリウェット処理を実施するための構成のさらに他の実施形態を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、めっき装置の全体配置図を示す。図1に示すように、このめっき装置には、ウェハ等の基板を収納したカセット10を搭載する2台のカセットテーブル12と、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの切り欠きの位置を所定の方向に合わせるアライナ14と、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるスピンリンスドライヤ16が備えられている。スピンリンスドライヤ16の近くには、基板ホルダ18を載置して基板の該基板ホルダ18への着脱を行う基板着脱部20が設けられる。これらのユニットの中央には、これらの間で基板を搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置22が配置されている。
さらに、基板ホルダ18の保管及び一時仮置きを行うストッカ24、基板の表面を親水化処理するプリウェット槽26、基板の表面に形成したシード層等の導電膜の表面の酸化膜をエッチング除去する前処理槽28、前処理後の基板を洗浄する第1水洗槽30a、洗浄後の基板の水切りを行うブロー槽32、めっき後の基板を洗浄する第2水洗槽30b、及びめっき槽34が順に配置されている。めっき槽34は、オーバーフロー槽36の内部に複数のめっきセル38を収納して構成され、各めっきセル38は、内部に1個の基板を収納して、銅めっきや金属めっき(Sn、Au、Ag、Ni、Ru、Inめっき)、合金めっき(Sn/Ag合金、Sn/In合金等)のめっきを施すようになっている。
さらに、めっき装置は、基板ホルダ18を基板とともに搬送する、例えばリニアモータ方式を採用した基板ホルダ搬送装置40を備えている。この基板ホルダ搬送装置40は、基板着脱部20、ストッカ24、プリウェット槽26との間で基板を搬送する第1トランスポータ42と、ストッカ24、プリウェット槽26、前処理槽28、水洗槽30a,30b、ブロー槽32、及びめっき槽34との間で基板を搬送する第2トランスポータ44を有している。第2トランスポータ44を備えることなく、第1トランスポータ42のみを備えるようにしてもよい。この場合、第1トランスポータ42は、基板着脱部20、ストッカ24、プリウェット槽26、前処理槽28、水洗槽30a,30b、ブロー槽32、及びめっき槽34との間で基板を搬送できるように構成される。
めっき槽34のオーバーフロー槽36に隣接して、各めっきセル38の内部に位置してめっき液を攪拌する掻き混ぜ棒としてのパドル(図示せず)を駆動するパドル駆動装置46が配置されている。
基板着脱部20は、レール50に沿って横方向にスライド自在な載置プレート52を備えている。この載置プレート52に2個の基板ホルダ18を水平状態で並列に載置して、この一方の基板ホルダ18と基板搬送装置22との間で基板の受渡しを行った後、載置プレート52を横方向にスライドさせて、他方の基板ホルダ18と基板搬送装置22との間で基板の受渡しを行うようになっている。
基板ホルダ18は、図2乃至図5に示すように、例えば塩化ビニル製で矩形平板状の第1保持部材(ベース保持部材)54と、この第1保持部材54にヒンジ56を介して開閉自在に取付けた第2保持部材(可動保持部材)58とを有している。なお、この例では、第2保持部材58を、ヒンジ56を介して開閉自在に構成した例を示しているが、例えば第2保持部材58を第1保持部材54に対峙した位置に配置し、この第2保持部材58を第1保持部材54に向けて前進させて開閉するようにしてもよい。
第2保持部材58は、基部60とシールホルダ62とを有する。シールホルダ62は、例えば塩化ビニル製であり、下記の押えリング64との滑りを良くしている。シールホルダ62の上面には、基板ホルダ18で基板Wを保持した時、基板Wの表面外周部に圧接して基板Wと第2保持部材58との間の隙間をシールする基板側シール突起(第1シール突起)66が内方に突出して取付けられている。更に、シールホルダ62の第1保持部材54と対向する面には、基板ホルダ18で基板Wを保持した時、第1保持部材54に圧接して第1保持部材54と第2保持部材58との間の隙間をシールするホルダ側シール突起(第2シール突起)68が取付けられている。ホルダ側シール突起68は基板側シール突起66の外方に位置している。
基板側シール突起(第1シール突起)66およびホルダ側シール突起(第2シール突起)68は無端状のシールである。基板側シール突起66およびホルダ側シール突起68はOリングなどのシール部材でもよい。一実施形態では、基板側シール突起66およびホルダ側シール突起68を含む第2保持部材58自体がシール機能を有する材料から構成されてもよい。本実施形態では、基板側シール突起66およびホルダ側シール突起68は環状であり、同心状に配置されている。ホルダ側シール突起68は省略してもよい。
図5に示すように、基板側シール突起(第1シール突起)66は、シールホルダ62と第1固定リング70aとの間に挟持されてシールホルダ62に取付けられている。第1固定リング70aは、シールホルダ62にボルト等の締結具69aを介して取付けられる。ホルダ側シール突起(第2シール突起)68は、シールホルダ62と第2固定リング70bとの間に挟持されてシールホルダ62に取付けられている。第2固定リング70bは、シールホルダ62にボルト等の締結具69bを介して取付けられる。
第2保持部材58のシールホルダ62の外周部には、段部が設けられ、この段部に、押えリング64がスペーサ65を介して回転自在に装着されている。なお、押えリング64は、シールホルダ62の側面に外方に突出ように取付けられた押え板72(図3参照)により、脱出不能に装着されている。この押えリング64は、酸やアルカリに対して耐食性に優れ、十分な剛性を有する、例えばチタンから構成される。スペーサ65は、押えリング64がスムーズに回転できるように、摩擦係数の低い材料、例えばPTFEで構成されている。
押えリング64の外側方に位置して、第1保持部材54には、内方に突出する突出部を有する逆L字状のクランパ74が円周方向に沿って等間隔で立設されている。一方、押えリング64の円周方向に沿ったクランパ74と対向する位置には、外方に突出する突起部64bが設けられている。そして、クランパ74の内方突出部の下面及び押えリング64の突起部64aの上面は、回転方向に沿って互いに逆方向に傾斜するテーパ面となっている。押えリング64の円周方向に沿った複数箇所(例えば3箇所)には、上方に突出する凸部64aが設けられている。これにより、回転ピン(図示せず)を回転させて凸部64aを横から押し回すことにより、押えリング64を回転させることができる。
第2保持部材58を開いた状態で、基板Wは第1保持部材54の中央部に置かれる。次いで、ヒンジ56を介して第2保持部材58を閉じ、押えリング64を時計回りに回転させて、押えリング64の突起部64bをクランパ74の内方突出部の内部に滑り込ませることで、押えリング64とクランパ74にそれそれぞれ設けたテーパ面を介して、第1保持部材54と第2保持部材58とを互いに締付けてロックし、押えリング64を反時計回りに回転させて押えリング64の突起部64bを逆L字状のクランパ74から外すことで、このロックを解くようになっている。
このようにして第2保持部材58をロックした時(すなわち、基板ホルダ18が基板Wを保持した時)、基板側シール突起66の内周面側の下方突出部下端は、基板Wの表面外周部に均一に押圧され、第2保持部材58と基板Wの表面外周部との間の隙間が基板側シール突起66によってシールされる。同様に、ホルダ側シール突起68の外周側の下方突出部下端は、第1保持部材54の表面に均一に押圧され、第1保持部材54と第2保持部材58との間の隙間がホルダ側シール突起68によってシールされる。
基板ホルダ18は、基板Wを第1保持部材54と第2保持部材58との間に挟むことによって、基板Wを保持する。第2保持部材58は、円形の開口部58aを有している。この開口部58aは、基板Wの大きさよりもやや小さい。基板Wが第1保持部材54と第2保持部材58との間に挟まれているとき、基板Wの被処理面は、この開口部58aを通じて露出される。したがって、後述するプリウェット液、前処理液、めっき液などの各種処理液は、基板ホルダ18に保持された基板Wの露出した表面に接触することができる。この基板Wの露出した表面は、基板側シール突起(第1シール突起)66に囲まれている。
基板ホルダ18で基板Wを保持すると、図5に示すように、内周側を基板シール突起66で、外周側をホルダ側シール突起68でそれぞれシールされた第1内部空間R1(以下、単に内部空間R1という)が基板ホルダ18の内部に形成される。さらに、基板Wの露出した表面とは反対側の面と、基板ホルダ18の第1保持部材54との間に第2内部空間R2(以下、単に内部空間R2という)が形成される。内部空間R1と内部空間R2とは、通路(後述する)を介して互いに連通している。内部空間R2は、図2および図3に示すように、第1保持部材54の内部に形成された内部通路100に接続され、この内部通路100はハンド90に設けた吸引ポート102に繋がっている。
第1保持部材54の中央部には、基板Wの大きさに合わせてリング状に突出し、基板Wの外周部に当接して該基板Wを支持する支持面80を有する突条部82が設けられている。この突条部82の円周方向に沿った所定位置に凹部84が設けられている。
そして、図3に示すように、この各凹部84内には複数(図示では12個)の導電体(電気接点)86が配置されており、これらの導電体86は、ハンド90に設けた外部接点91から延びる複数の配線にそれぞれ接続されている。第1保持部材54の支持面80上に基板Wを載置した際、この導電体86の端部が基板Wの側方で第1保持部材54の表面にばね性を有した状態で露出して、図5に示す電気接点88の下部に接触するようになっている。
導電体86に電気的に接続される電気接点88は、ボルト等の締結具89を介して第2保持部材58のシールホルダ62に固着されている。この電気接点88は、板ばね形状を有している。電気接点88は、基板側シール突起66の外方に位置して、内方に板ばね状に突出する接点部を有しており、この接点部において、その弾性力によるばね性を有して容易に屈曲する。第1保持部材54と第2保持部材58で基板Wを保持した時に、電気接点88の接点部が、第1保持部材54の支持面80上に支持された基板Wの外周面に弾性的に接触するように構成されている。
第2保持部材58の開閉は、図示しないエアシリンダと第2保持部材58の自重によって行われる。つまり、第1保持部材54には通孔54aが設けられ、基板着脱部20の上に基板ホルダ18を載置した時に該通孔54aに対向する位置にエアシリンダが設けられている。これにより、ピストンロッドを伸展させ、通孔54aを通じて押圧棒(図示せず)で第2保持部材58のシールホルダ62を上方に押上げることで第2保持部材58を開き、ピストンロッドを収縮させることで、第2保持部材58をその自重で閉じるようになっている。
基板ホルダ18の第1保持部材54の端部には、基板ホルダ18を搬送したり、吊下げる際の支持部となる一対の略T字状のハンド90が設けられている。ストッカ24内においては、ストッカ24の周壁上面にハンド90を引っ掛けることで、基板ホルダ18が垂直に吊下げられる。この吊下げられた基板ホルダ18のハンド90を基板ホルダ搬送装置40のトランスポータ42または44で把持して基板ホルダ18を搬送するようになっている。なお、プリウェット槽26、前処理槽28、水洗槽30a,30b、ブロー槽32及びめっき槽34内においても、基板ホルダ18は、ハンド90を介してそれらの周壁に吊下げられる。図2および図3に示すように、基板ホルダ18のハンド90には、吸引ポート102が設けられている。
上記のように構成されためっき装置による一連の処理を説明する。先ず、カセットテーブル12に搭載されたカセット10から、基板搬送装置22で基板を1枚取出し、アライナ14に載せて、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの切り欠きの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ14で方向を合わせた基板を基板搬送装置22で基板着脱部20まで搬送する。
基板着脱部20においては、ストッカ24内に収容されていた基板ホルダ18を基板ホルダ搬送装置40の第1トランスポータ42で2基同時に把持して、基板着脱部20まで搬送する。そして、基板ホルダ18を水平な状態として下降させ、これによって、2基の基板ホルダ18を基板着脱部20の載置プレート52の上に同時に載置する。2基のエアシリンダを作動させて2基の基板ホルダ18の第2保持部材58を開いた状態にしておく。
この状態で、中央側に位置する基板ホルダ18に基板搬送装置22で搬送した基板を挿入し、エアシリンダを逆作動させて第2保持部材58を閉じ、しかる後、基板着脱部20の上方にあるロック・アンロック機構で第2保持部材58をロックする。そして、一方の基板ホルダ18への基板の装着が完了した後、載置プレート52を横方向にスライドさせて、同様にして、他方の基板ホルダ18に基板を装着し、しかる後、載置プレート52を元の位置に戻す。
基板は、その処理される面を基板ホルダ18の開口部18aから露出させた状態で、基板ホルダ18に保持される。内部空間R1にめっき液が浸入しないように、基板の外周部と第2保持部材58との隙間は基板側シール突起66でシール(密閉)され、第1保持部材54と第2保持部材58との隙間はホルダ側シール突起68でシール(密閉)される。基板は、そのめっき液に触れない部分において複数の電気接点88と電気的に導通する。配線は電気接点88からハンド90上の外部接点91まで延びており、外部接点91に電源を接続することにより基板のシード層等の導電膜に給電することができる。
基板を保持した基板ホルダ18は、基板ホルダ搬送装置40の第1トランスポータ42によってプリウェット槽26に搬送される。プリウェット槽26では、シール検査とプリウェット処理がこの順に連続して行われる。シール検査は、基板側シール突起(第1シール突起)66および/またはホルダシール突起(第2シール突起)68によってシール状態が正しく形成されているかを調べる工程である。プリウェット処理は、基板ホルダ18に保持されている基板の表面にプリウェット液を接触させて、基板の表面に親水性を付与する工程である。本実施形態ではプリウェット液として純水が使用されるが、他の液体を用いてもよい。例えば、めっき液と同じ成分を含む液体であってもよい。めっき液が硫酸銅めっき液の場合、希硫酸、金属イオン、塩素イオンや、促進剤、抑制剤、レベラーなどの添加剤を単独または組み合わせた水溶液であっても良い。
図示しないが、2基の基板ホルダ18を水平に載置する基板着脱部20の代わりに、第1トランスポータ42で搬送された2基の基板ホルダを鉛直に(あるいは鉛直からわずかに傾けた角度で)支持するフィキシングステーションを備えてもよい。基板ホルダを鉛直に保持したフィキシングステーションを90°回転させることによって、基板ホルダは水平な状態とされる。
また、この例では、1つのロック・アンロック機構を備えた例を示しているが、互いに隣接した位置に配置される2基のロック・アンロック機構により基板ホルダのロック・アンロックを同時に行うようにしてもよい。
次に、この基板を保持した基板ホルダ18を、前記と同様にして、前処理槽28に搬送し、前処理槽28で基板表面の酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。更に、この基板を保持した基板ホルダ18を、前記と同様にして、第1水洗槽30aに搬送し、この第1水洗槽30aに入れた純水で基板の表面を洗浄する。
洗浄が終了した基板を保持した基板ホルダ18を、基板ホルダ搬送装置40の第2トランスポータ44で把持して、めっき液を満たしためっき槽34に搬送し、基板ホルダ18をめっきセル38内に吊り下げる。基板ホルダ搬送装置40の第2トランスポータ44は、上記作業を順次繰り返し行って、基板を装着した基板ホルダ18を順次めっき槽34のめっきセル38に搬送して所定の位置に吊下げる。
基板ホルダ18を吊下げた後、めっきセル38内のアノード(図示せず)と基板との間にめっき電圧を印加する。これと同時にパドル駆動装置46により、めっき液に浸漬されたパドルを、基板の表面と平行に往復移動させながら、基板の表面にめっきを施す。この時、基板ホルダ18は、めっきセル38の上部でハンド90により吊り下げられて固定され、めっき電源から導電体86及び電気接点88を通して、シード層等の導電膜に給電される。オーバーフロー槽36からめっきセル38へのめっき液の循環は、装置運転中は基本的に常に行われ、循環ライン中の図示しない恒温ユニットによりめっき液の温度が実質的に一定に保たれる。
めっきが終了した後、めっき電圧の印加及びパドル往復運動を停止し、めっきされた基板を保持した基板ホルダ18を基板ホルダ搬送装置40の第2トランスポータ44で把持し、前述と同様にして、第2水洗槽30bまで搬送し、この第2水洗槽30bに入れた純水で基板の表面を洗浄する。
次に、この洗浄後の基板を装着した基板ホルダ18を、前記と同様にして、ブロー槽32に搬送し、ここで、エアーまたはNガスの吹き付けによって、基板ホルダ18及び基板ホルダ18で保持した基板の表面に付着した水滴を除去し乾燥させる。
基板ホルダ搬送装置40の第2トランスポータ44は、上記作業を繰り返し、めっきされた基板を保持した基板ホルダ18をブロー槽32に搬送する。
基板ホルダ搬送装置40の第1トランスポータ42は、ブロー槽32で乾燥された基板ホルダ18を把持し、基板着脱部20の載置プレート52の上に載置する。
そして、中央側に位置する基板ホルダ18の第2保持部材58のロックを、ロック・アンロック機構を介して解き、エアシリンダを作動させて第2保持部材58を開く。この時、基板ホルダ18の第2保持部材58に、電気接点88とは別のばね部材(図示せず)を設けて、基板が第2保持部材58にくっついたまま第2保持部材58が開くことを防止することが望ましい。その後、基板ホルダ18内のめっき処理後の基板を基板搬送装置22で取出してスピンリンスドライヤ16に運び、純水で洗浄した後、スピンリンスドライヤ16の高速回転によってスピンドライ(水切り)する。そして、スピンドライ後の基板を基板搬送装置22でカセット10に戻す。
そして、一方の基板ホルダ18に装着した基板をカセット10に戻した後、或いはこれと並行して、載置プレート52を横方向にスライドさせて、同様にして、他方の基板ホルダ18に装着した基板をスピンリンスドライしてカセット10に戻す。
基板を取出した基板ホルダ18には、基板搬送装置22により新たに処理を行う基板が搭載され、連続的な処理が行われる。新たに処理を行う基板がない場合は、基板を取出した基板ホルダ18を基板ホルダ搬送装置40の第1トランスポータ42で把持して、ストッカ24の所定の場所に戻す。
そして、基板ホルダ18から全ての基板を取出し、スピンドライしてカセット10に戻して作業を完了する。このように、全ての基板をめっき処理してスピンリンスドライヤ16で洗浄、乾燥し、基板ホルダ18をストッカ24の所定の場所に戻して一連の作業が完了する。
次に、プリウェット槽26で行われる上述したシール検査およびプリウェット処理について詳細に説明する。シール検査およびプリウェット処理は、この順に連続して行われる。図6は、シール検査およびプリウェット処理を実施するための構成の一実施形態を示す図である。プリウェット槽26には、図6に模式的に示すように、シールリング104を備えた吸引継手106と、吸引継手106に連結板110を介して連結されているエアシリンダ等のアクチュエータ108が設けられている。アクチュエータ108は、吸引継手106のシールリング104を、基板ホルダ18の吸引ポート102に押し付けて、吸引継手106を基板ホルダ18に接続することができる。アクチュエータ108は処理制御部109からの指示に従って動作する。また、以下に記載される全ての開閉弁は、処理制御部109からの指示に従って動作する。
処理制御部109は、その内部に記憶装置109aと、演算装置109bを備えている。記憶装置109aはハードディスクドライブ(HDD)またはソリッドステートドライブ(SSD)などのストレージ装置を備える。演算装置109bとしては、CPU(Central Processing Unit)が使用される。記憶装置109aにはプログラムが予め格納されており、演算装置109bはプログラムに従って動作する。処理制御部109はコンピュータであってもよい。以下に記載する基板の表面を処理する方法をめっき装置に実行させるためのプログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されてもよい。
本実施形態では、シール検査およびプリウェット処理は、基板Wを保持した基板ホルダ18が鉛直姿勢の状態で実行される。すなわち、基板Wを保持した基板ホルダ18は、プリウェット槽26内に鉛直姿勢で配置される。一実施形態では、シール検査およびプリウェット処理は、基板Wを保持した基板ホルダ18が水平姿勢の状態で実行されてもよい。例えば、基板Wの被処理面が下方を向いた状態で、基板ホルダ18がウェット槽26内に配置されてもよい。この場合、ホルダ側シール突起68は省略してもよい。
基板ホルダ18で基板Wを保持した時に、シール突起66,68で封止された内部空間R1が基板Wの周囲に形成され、さらに基板Wの裏面(開口部58aから露出した表面とは反対側の面)と第1保持部材54との間に内部空間R2が形成される。内部空間R1と内部空間R2とは、通路55を介して互いに連通している。基板Wのエッジ部および電気接点88は内部空間R1内に位置しており、基板Wの裏面は内部空間R2に面している。内部空間R2は、内部通路100を通じて吸引ポート102に連通している。内部空間R2の周囲には基板Wの裏面を支持するサポート突部としての支持面80が配置されている。このサポート突部として、例えば、表面に弾性膜が被覆された部材を用いてもよい。
プリウェット槽26には、基板ホルダ18の開口部58aを覆うことができる形状を有するシールブロック140と、シールブロック140を基板ホルダ18に押し付けるアクチュエータ141がさらに配置されている。アクチュエータ141は処理制御部109からの指示に従って動作する。シールブロック140および吸引継手106は、真空ポンプ等の真空源112から延びる真空ライン114に接続されている。真空ライン114は、真空源112に接続された主吸引ライン115と、主吸引ライン115から分岐したホルダ吸引ライン121および差圧検査ライン122と、ホルダ吸引ライン121から分岐したシールブロック吸引ライン133とを有している。ホルダ吸引ライン121の先端は、上述した吸引継手106に接続されている。したがって、ホルダ吸引ライン121は、吸引継手106を介して基板ホルダ18に連結可能とされている。
主吸引ライン115には、該真空ライン114内の圧力を測定する圧力センサ116と、主開閉弁118が設けられている。差圧検査ライン122の一端は主吸引ライン115に接続され、差圧検査ライン122の他端は、漏れが生じないことが保証されたマスター容器120に接続されている。差圧検査ライン122には開閉弁124bが設けられている。ホルダ吸引ライン121には開閉弁124aおよび開閉弁130が設けられている。開閉弁130は、開閉弁124aの上流側に配置されている。すなわち、開閉弁130は、開閉弁124aと吸引継手106との間に位置している。さらに、ホルダ吸引ライン121には、大気開放弁138が取り付けられた大気開放ライン139が接続されている。大気開放ライン139とホルダ吸引ライン121との接続点は、開閉弁130と吸引継手106との間に位置している。
ホルダ吸引ライン121と差圧検査ライン122とはブリッジライン129で連結されている。ブリッジライン129とホルダ吸引ライン121との接続点は、開閉弁124bと開閉弁130との間に位置しており、ブリッジライン129と差圧検査ライン122との接続点は、開閉弁124bとマスター容器120との間に位置している。ブリッジライン129には差圧センサ126が設けられている。この差圧センサ126は、ホルダ吸引ライン121内の圧力と差圧検査ライン122と内の圧力との差を測定することができるように構成されている。差圧センサ126は処理制御部109に接続されており、差圧センサ126の出力信号は処理制御部109に送られる。
シールブロック140は、基板ホルダ18に保持された基板Wの露出した表面を覆うことができる蓋であり、流体の通過を許容しない構造を有する。シールブロック140には、排気ポート151、プリウェット液供給ポート152、およびドレインポート153が形成されている。排気ポート151は、鉛直姿勢で配置されたシールブロック140の最上部に配置されており、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153は、鉛直姿勢で配置されたシールブロック140の最下部に配置されている。すなわち、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153は、排気ポート151から見てシールブロック140の反対側に位置している。
本実施形態では、排気ポート151、プリウェット液供給ポート152、およびドレインポート153は、基板ホルダ18の第2保持部材58の周囲に配置されている。より具体的には、排気ポート151は第2保持部材58の上方に位置し、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153は第2保持部材58の下方に位置している。したがって、排気ポート151は基板Wの露出面よりも上方に位置し、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153は基板Wの露出面よりも下方に位置している。
プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153には、プリウェット液供給ライン155およびドレインライン156がそれぞれ接続されている。プリウェット液供給ライン155およびドレインライン156には、プリウェット液供給弁161およびドレイン弁162がそれぞれ取り付けられている。
シールブロック吸引ライン133は、ホルダ吸引ライン121から分岐してシールブロック140の排気ポート151に接続されている。シールブロック吸引ライン133とホルダ吸引ライン121との接続点は、開閉弁130と開閉弁124aとの間に位置している。シールブロック吸引ライン133には、開閉弁150が設けられている。さらに、シールブロック吸引ライン133には、大気開放弁172が取り付けられた大気開放ライン171が接続されている。この大気開放ライン171は、開閉弁150と排気ポート151との間に位置している。
シールブロック140は、その縁部に無端状の隔壁シール144を有している。本実施形態では、隔壁シール144は環状である。アクチュエータ141によってシールブロック140が基板ホルダ18に押し付けられるとき、隔壁シール144が基板ホルダ18の第1保持部材54に接触するようになっている。シールブロック140の大きさは、第2保持部材58のシール突起66,68よりも大きく、シール突起66,68および基板Wの露出した表面はシールブロック140によって覆われる。
次に、プリウェット槽26において行われるシール検査とプリウェット処理について説明する。図7は、シール検査とプリウェット処理が行われるときの基板ホルダ18およびシールブロック140を示す図である。基板Wを保持した基板ホルダ18は鉛直姿勢でプリウェット槽26内に配置される。シール検査とプリウェット処理は、プリウェット槽26内において基板ホルダ18が同じ位置に保たれた状態で、シール検査、プリウェット処理の順で連続して行われる。図7に示すように、シール検査が行われる前に、アクチュエータ108は吸引継手106のシールリング104を基板ホルダ18の吸引ポート102に押し付け、これによって真空ライン114のホルダ吸引ライン121を基板ホルダ18に接続する。
さらに、アクチュエータ141は、シールブロック140の隔壁シール144を基板ホルダ18の第1保持部材54に押し付ける。開口部58aから露出している基板Wの表面は、シールブロック140によって覆われている。シールブロック140と、基板Wの露出した表面と、基板ホルダ18とにより、外部空間Sが形成される。この外部空間Sは、シールブロック140の排気ポート151、プリウェット液供給ポート152、およびドレインポート153を通じて、真空ライン114のシールブロック吸引ライン133、プリウェット液供給ライン155、およびドレインライン156にそれぞれ連通する。
シール検査およびプリウェット処理は、図7に示す状態で行われる。図8は、シール検査およびプリウェット処理の一実施形態を示すフローチャートである。上述したように、真空ライン114のホルダ吸引ライン121を、プリウェット槽26内に配置された基板ホルダ18に接続する(ステップ1)。さらに、シールブロック140を基板ホルダ18に押し付けて外部空間Sを形成する(ステップ2)。開閉弁130、大気開放弁138、プリウェット液供給弁161、ドレイン弁162、大気開放弁172が閉じられた状態で、処理制御部109は、開閉弁118,124a,124b,150を開き、外部空間Sおよびマスター容器120内に真空を形成する(ステップ3)。外部空間Sおよびマスター容器120は、共通の真空ライン114に連通しているので、外部空間Sおよびマスター容器120内の圧力(負圧)は同じである。この圧力(負圧)としては、たとえば、200Torr以下、より好ましくは100Torr以下とすることができる。
次に、処理制御部109は、開閉弁150は開いた状態に維持しつつ、開閉弁124a,124bを閉じて、外部空間S内に形成されている真空を所定時間の間維持する(ステップ4)。処理制御部109は、上記所定時間内における外部空間S内の圧力の変化がしきい値よりも小さいか否かを判断する(ステップ5)。処理制御部109は、外部空間S内の圧力の変化を、差圧センサ126からの出力信号変化に基づいて、すなわち、外部空間S内の圧力とマスター容器120内の圧力との差の変化に基づいて決定することができる。より具体的には、処理制御部109は、上記所定時間内における外部空間S内の圧力とマスター容器120内の圧力との差がしきい値よりも小さいか否かを決定する。
このように、開閉弁124a,124bを閉じた時における外部空間S内の圧力とマスター容器120内の圧力の差を測定する差圧センサ126を使用して外部空間S内の圧力変化を検出することで、圧力センサを使用して外部空間S内の圧力変化を直接測定する場合に比較して、外部空間S内の微小な圧力変化をより正確に検出することができる。
所定時間内における外部空間S内の圧力の変化がしきい値以上である場合は、シール突起66および/またはシール突起68によるシール状態が正しく形成されていない、つまりシール突起66および/またはシール突起68に不具合が発生していると予想される。したがって、この場合は、処理制御部109は警報を発する(ステップ6)。
上記所定時間内における外部空間S内の圧力の変化がしきい値よりも小さい場合は、処理制御部109は、真空圧の設定値を変更し、外部空間S内に真空を再度形成する(ステップ7)。基板Wが割れることを防ぐために、外部空間S内に真空が形成されている間に、内部空間R1,R2に真空を形成してもよい。処理制御部109は、開閉弁150(および開閉弁130)は開いた状態に維持しつつ、開閉弁124a,124bを閉じて、外部空間S内に形成されている真空を所定時間の間維持する(ステップ8)。
処理制御部109は、所定時間内における外部空間S内の圧力の変化がしきい値よりも小さいか否かを判断する(ステップ9)。このステップ8,9で設定される所定時間およびしきい値は、上述したステップ4,5で設定される所定時間およびしきい値と同じでもよいし、または異なってもよい。処理制御部109は、外部空間S内の圧力の変化を、差圧センサ126からの出力信号変化に基づいて、すなわち、外部空間S内の圧力とマスター容器120内の圧力との差の変化に基づいて決定することができる。より具体的には、処理制御部109は、上記所定時間内における外部空間S内の圧力とマスター容器120内の圧力との差がしきい値よりも小さいか否かを判断する。
所定時間内における外部空間S内の圧力の変化がしきい値以上である場合は、シールブロック140の隔壁シール144によるシール状態が正しく形成されていない、つまり隔壁シール144に不具合が発生していると予想される。したがって、この場合は、処理制御部109は警報を発する(ステップ10)。
このように、本実施形態では、基板ホルダ18のシール突起66,68によるシール状態を検査する第1のシール検査がステップ3〜6に従って実行され、次いで、シールブロック140の隔壁シール144によるシール状態を検査する第2のシール検査がステップ7〜10に従って実行される。以下に説明するプリウェット処理は、第1のシール検査および第2のシール検査に合格した基板ホルダ18およびシールブロック140を用いて行われる。
上記所定時間内における外部空間S内の圧力の変化がしきい値よりも小さい場合は、処理制御部109は、開閉弁124aを開き、真空ライン114を外部空間S(および内部空間R1,R2)に連通させることによって、外部空間S(および内部空間R1,R2)の真空引きを再度開始する。そして、外部空間S(および内部空間R1,R2)内を真空引きしながら、処理制御部109はプリウェット液供給弁161を開き、プリウェット液をプリウェット液供給ライン155を通じて外部空間S内に供給する(ステップ11)。処理制御部109は開閉弁124aおよびプリウェット液供給弁161を同時に開いてもよい。プリウェット液の液面は外部空間S内を上昇し、ついには、プリウェット液は基板Wの露出した表面の全体に接触する。処理制御部109は、開閉弁124aおよびプリウェット液供給弁161を、少なくとも所定の期間、開いた状態に同時に維持する。この所定の期間は、プリウェット液が外部空間S内に供給されてから、プリウェット液が基板Wの露出した表面の全体に接触するまでの想定される期間である。
プリウェット液の液面が基板Wよりも高くなった時点で、処理制御部109はプリウェット液供給弁161を閉じてプリウェット液の供給を停止し、開閉弁124a,150(および開閉弁130)を閉じて外部空間S(および内部空間R1,R2)内の真空引きを停止する。処理制御部109は、開閉弁124a,150(および開閉弁130)を、プリウェット液供給弁161と同時に閉じてもよい。内部空間R1,R2内の真空引きを停止した後に、大気開放弁138を開いて、内部空間R1,R2を大気開放ライン139を通じて大気に連通させてもよい。
本実施形態によれば、外部空間S内を真空引きしながらプリウェット液が外部空間S内に供給されるので、プリウェット液内の気泡が除去される。さらに、プリウェット液は、真空下の基板Wの表面に形成されている凹部または貫通孔(ビアホール、トレンチなど)内に容易に侵入し、これら凹部または貫通孔内に存在する空気はプリウェット液で置換される。このようにして、基板Wの表面には親水性が付与される。本実施形態では、プリウェット液には、純水が用いられている。一実施形態では、プリウェット液は、脱気された純水でもよい。プリウェット液と基板Wとの接触は、予め設定された時間の間維持される(ステップ12)。
上記予め設定された時間が経過した後、処理制御部109は、大気開放弁172を開き、大気開放ライン171を通じて外部空間Sを大気に連通させる(ステップ13)。さらに、処理制御部109は、ドレイン弁162を開き、プリウェット液を外部空間Sからドレインライン156を通じて排出する(ステップ14)。処理制御部109は、大気開放弁172およびドレイン弁162を同時に開いてもよい。
上記実施形態では、プリウェット液として純水のみが供給される例を示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、(1)第1のプリウェット液として純水を外部空間S内に供給して一定時間保持し、次いでこの純水を外部空間Sからドレインライン156を通じて排出し、(2)外部空間Sを真空引きしながら、第2のプリウェット液を外部空間S内に供給して所定時間保持した後に、この第2のプリウェット液を外部空間Sからドレインライン156を通じて排出する。この第2のプリウェット液には、微量の促進剤や、塩化物イオンを含んでいてもよい。さらに、(3)外部空間Sを真空引きしながら、洗浄水としての純水を外部空間S内に供給した後、この純水を外部空間Sからドレインライン156を通じて排出するようにしてもよい。このように、外部空間Sを真空引きしながらプリウェット液を供給することで、基板Wの表面に形成されている凹部または貫通孔(ビアホール、トレンチなど)内に容易にプリウェット液が侵入する。また、プリウェット液を外部空間S内に供給するために、プリウェット液供給ポート152にノズルを設け、そのノズル形状を基板に対して微細な液滴が噴射されるような形状になるように構成してもよい。
本実施形態によれば、基板ホルダ18に保持されている基板Wの露出した表面とシールブロック140との間に外部空間Sが形成され、この外部空間Sにのみプリウェット液が供給される。したがって、プリウェット液の使用量を、従来の方法に比べて大幅に減らすことができる。さらに、外部空間Sを真空引きしながらプリウェット液が外部空間S内に注入されるので、プリウェット液内の気泡を除去することができる。しかも、プリウェット液は、基板Wに形成されている凹部または貫通孔内に容易に進入し、これら凹部または貫通孔から空気を追い出すことができる。
一実施形態では、シール検査およびプリウェット処理の後に、前処理を行ってもよい。前処理は、基板の表面に形成したシード層等の導電膜の表面の酸化膜をエッチング除去する工程である。前処理は、プリソーク処理とも呼ばれる。本実施形態では、シール検査、プリウェット処理、および前処理は、シール検査、プリウェット処理、および前処理の順にプリウェット槽26内で連続して実行される。シール検査、プリウェット処理、および前処理の間、基板ホルダ18はプリウェット槽26内の同じ位置に保たれる。
図9は、シール検査、プリウェット処理、および前処理を行うことができる構成の一実施形態を示す図である。図9に示す実施形態が図7に示す実施形態と異なる点は、シールブロック140には前処理液供給ポート180が形成され、前処理液供給ライン181が前処理液供給ポート180に接続され、前処理液供給ライン181に前処理液供給弁182が取り付けられている点である。その他の構成は図7に示す構成と同じであるので、重複する説明を省略する。前処理液供給ポート180は、鉛直姿勢で配置されたシールブロック140の最下部に位置している。本実施形態では、前処理液供給ポート180は、プリウェット液供給ポート152とドレインポート153との間に位置している。
図10は、シール検査、プリウェット処理、および前処理の一実施形態を示すフローチャートである。図10に示すステップ1からステップ14は、図7に示すステップ1からステップ14と同じである。ステップ15では、ドレイン弁162を閉じた状態で、処理制御部109は前処理液供給弁182を開き、前処理液供給ライン181を通じて前処理液(プリソーク液ともいう)を外部空間S内に供給し、基板Wの露出した表面の全体に前処理液を接触させる。前処理液の液面が基板Wよりも高くなった時点で、処理制御部109は前処理液供給弁182を閉じる。
前処理液と基板Wとの接触は、予め設定された時間の間維持される(ステップ16)。上記予め設定された時間が経過した後、処理制御部109は、ドレイン弁162を開き、前処理液を外部空間Sからドレインライン156を通じて排出する(ステップ17)。さらに、前処理の後に、基板Wのリンスが行われる(ステップ18)。本実施形態では、プリウェット液として純水が使用されているので、リンス水としての純水がプリウェット液供給ライン155を通じて外部空間S内に供給される。具体的には、処理制御部109は、プリウェット液供給弁161を開き、プリウェット液として使用されている純水を外部空間S内に供給し、基板Wの露出した表面の全体に純水を接触させる。その後、処理制御部109は、ドレイン弁162を開いて、純水を外部空間Sからドレインライン156を通じて排出する。
本実施形態では、プリウェット液として純水が使用されているので、プリウェット液供給ライン155は、リンス水としての純水を外部空間S内に供給するリンス水供給ラインとしても機能する。プリウェット液として純水が用いられていない場合には、純水からなるリンス水を外部空間S内に供給するためのリンス水供給ラインをシールブロック140に接続してもよい。
本実施形態によれば、シール検査およびプリウェット処理の後に、前処理と基板Wのリンスがプリウェット槽26内で行われるので、上述した前処理槽28および第1水洗槽30aを省略することができる。したがって、めっき装置の全体のダウンサイジングが実現される。
次に、シールブロック140の他の実施形態について説明する。図11は、シール検査およびプリウェット処理を実施するための構成の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図7に示す構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。
シールブロック140は、無端状の第1隔壁シール144aおよび第2隔壁シール144bを備えている。第1隔壁シール144aは、上述した実施形態における隔壁シール144に相当する。本実施形態では、第1隔壁シール144aおよび第2隔壁シール144bは、環状の形状を有している、第2隔壁シール144bの大きさは第1隔壁シール144aよりも小さく、第2隔壁シール144bは第1隔壁シール144aの内側に配置されている。アクチュエータ141がシールブロック140を基板ホルダ18に押し付けると、第1隔壁シール144aは基板ホルダ18の第1保持部材54に接触し、第2隔壁シール144bは基板ホルダ18の第2保持部材58に接触するようになっている。
シールブロック140が基板ホルダ18に押し付けられているとき、基板Wの露出した表面と、基板ホルダ18と、シールブロック140とによって第1外部空間S1が形成され、基板ホルダ18とシールブロック140とによって第2外部空間S2が形成される。第1外部空間S1と第2外部空間S2とは第2隔壁シール144bによって仕切られる。第1外部空間S1および第2外部空間S2は、互いに連通していない独立した空間である。一方、基板ホルダ18内に形成される内部空間R1、内部空間R2は、通路55を介して互いに連通している。
真空ライン114のシールブロック吸引ライン133は、第1分岐ライン133aと第2分岐ライン133bとを有している。第1分岐ライン133aと第2分岐ライン133bには、開閉弁150aおよび開閉弁150bがそれぞれ取り付けられている。シールブロック140には、第1排気ポート151aおよび第2排気ポート151bが形成されている。第1分岐ライン133aおよび第2分岐ライン133bは第1排気ポート151aおよび第2排気ポート151bにそれぞれ接続されている。
第1排気ポート151aは第2隔壁シール144bよりも内側に位置し、第2排気ポート151bは第2隔壁シール144bよりも外側であって、かつ第1隔壁シール144aよりも内側に位置している。第1分岐ライン133aは、第1排気ポート151aを通じて第1外部空間S1に連通し、第2分岐ライン133bは、第2排気ポート151bを通じて第2外部空間S2に連通している。
第1大気開放ライン171aは第1分岐ライン133aに接続されている。この第1大気開放ライン171aは、開閉弁150aと第1排気ポート151aとの間に位置している。第2大気開放ライン171bは第2分岐ライン133bに接続されている。この第2大気開放ライン171bは、開閉弁150bと第2排気ポート151bとの間に位置している。第1大気開放ライン171aおよび第2大気開放ライン171bには、第1大気開放弁172aおよび第2大気開放弁172bがそれぞれ取り付けられている。
第1排気ポート151aは、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153よりも高い位置にある。より具体的には、第1排気ポート151aは、第1外部空間S1の最上部に連通し、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153は第1外部空間S1の最下部に連通している。
本実施形態では、シール検査およびプリウェット処理は、図11に示す状態で行われる。図12は、シール検査およびプリウェット処理の他の実施形態を示すフローチャートである。上述したように、真空ライン114のホルダ吸引ライン121を、プリウェット槽26内に配置された基板ホルダ18に接続する(ステップ1)。さらに、シールブロック140を基板ホルダ18に押し付けて第1外部空間S1および第2外部空間S2を形成する(ステップ2)。開閉弁130,150b、大気開放弁138、プリウェット液供給弁161,ドレイン弁162,大気開放弁172が閉じられた状態で、処理制御部109は、開閉弁118,124a,124b,150aを開き、第1外部空間S1およびマスター容器120内に真空を形成する(ステップ3)。
次に、処理制御部109は、開閉弁150aは開いた状態に維持しつつ、開閉弁124a,124bを閉じて、第1外部空間S1内に形成されている真空を所定時間の間維持する(ステップ4)。処理制御部109は、上記所定時間内における第1外部空間S1内の圧力の変化がしきい値よりも小さいか否かを判断する(ステップ5)。処理制御部109は、第1外部空間S1内の圧力の変化を、差圧センサ126からの出力信号変化に基づいて、すなわち、第1外部空間S1内の圧力とマスター容器120内の圧力との差の変化に基づいて決定することができる。より具体的には、処理制御部109は、上記所定時間内における外部空間S1内の圧力とマスター容器120内の圧力との差がしきい値よりも小さいか否かを決定する。
所定時間内における第1外部空間S1内の圧力の変化がしきい値以上である場合は、シール突起66によるシール状態が正しく形成されていない、つまりシール突起66に不具合が発生していると予想される。したがって、この場合は、処理制御部109は警報を発する(ステップ6)。
上記所定時間内における第1外部空間S1内の圧力の変化がしきい値よりも小さい場合は、処理制御部109は、開閉弁150aを閉じる。第1外部空間S1内の真空はそのまま維持される。さらに、処理制御部109は、開閉弁124a,124b,150bを開いて、第2外部空間S2およびマスター容器120内に真空を形成する(ステップ7)。次に、処理制御部109は、開閉弁150bは開いた状態に維持しつつ、開閉弁124a,124bを閉じて、第2外部空間S2内に形成されている真空を所定時間の間維持する(ステップ8)。
処理制御部109は、上記所定時間内における第2外部空間S2内の圧力の変化がしきい値よりも小さいか否かを判断する(ステップ9)。処理制御部109は、第2外部空間S2内の圧力の変化を、差圧センサ126からの出力信号変化に基づいて、すなわち、第2外部空間S2内の圧力とマスター容器120内の圧力との差の変化に基づいて決定することができる。より具体的には、処理制御部109は、上記所定時間内における第2外部空間S2内の圧力とマスター容器120内の圧力との差がしきい値よりも小さいか否かを決定する。
所定時間内における第2外部空間S2内の圧力の変化がしきい値以上である場合は、シール突起68によるシール状態が正しく形成されていない、つまりシール突起68に不具合が発生していると予想される。したがって、この場合は、処理制御部109は警報を発する(ステップ10)。本実施形態によれば、シール突起(第1シール突起)66またはシール突起(第2シール突起)68のどちらに不具合があるかを決定することができる。
上記所定時間内における第2外部空間S2内の圧力の変化がしきい値よりも小さい場合は、処理制御部109は、開閉弁150bを閉じ、ついて大気開放弁172bを開いて、第2外部空間S2を大気に連通させる。次いで、処理制御部109は、真空圧の設定値を変更し、第1外部空間S1内に真空を再度形成する(ステップ11)。基板Wが割れることを防ぐために、第1外部空間S1内に真空が形成されている間に、内部空間R1,R2に真空を形成してもよい。処理制御部109は、開閉弁150a(および開閉弁130)は開いた状態に維持しつつ、開閉弁124a,124bを閉じて、第1外部空間S1内に形成されている真空を所定時間の間維持する(ステップ12)。
処理制御部109は、所定時間内における第1外部空間S1内の圧力の変化がしきい値よりも小さいか否かを判断する(ステップ13)。このステップ12,13で設定される所定時間およびしきい値は、上述したステップ4,5で設定される所定時間およびしきい値と同じでもよいし、または異なってもよい。処理制御部109は、第1外部空間S1内の圧力の変化を、差圧センサ126からの出力信号変化に基づいて、すなわち、第1外部空間S1内の圧力とマスター容器120内の圧力との差の変化に基づいて決定することができる。より具体的には、処理制御部109は、上記所定時間内における第1外部空間S1内の圧力とマスター容器120内の圧力との差がしきい値よりも小さいか否かを判断する。
所定時間内における第1外部空間S1内の圧力の変化がしきい値以上である場合は、シールキャップ140の第2隔壁シール144bによるシール状態が正しく形成されていない、つまり第2隔壁シール144bに不具合が発生していると予想される。したがって、この場合は、処理制御部109は警報を発する(ステップ14)。
本実施形態においても、基板ホルダ18のシール突起66,68によるシール状態を検査する第1のシール検査がステップ3〜10に従って実行され、次いで、シールブロック140の隔壁シール144によるシール状態を検査する第2のシール検査がステップ11〜14に従って実行される。以下に説明するプリウェット処理は、第1のシール検査および第2のシール検査に合格した基板ホルダ18およびシールブロック140を用いて行われる。
上記所定時間内における第1外部空間S1内の圧力の変化がしきい値よりも小さい場合は、処理制御部109は、開閉弁124aを開き、真空ライン114を外部空間S(および内部空間R1,R2)に連通させることによって、第1外部空間S1(および内部空間R1,R2)内の真空引きを再度開始する。そして、第1外部空間S1(および内部空間R1,R2)内を真空引きしながら、処理制御部109はプリウェット液供給弁161を開き、プリウェット液をプリウェット液供給ライン155を通じて第1外部空間S1内に供給する(ステップ15)。処理制御部109は開閉弁124aおよびプリウェット液供給弁161を同時に開いてもよい。プリウェット液の液面は第1外部空間S1内を上昇し、ついには、プリウェット液は基板Wの露出した表面の全体に接触する。処理制御部109は、開閉弁124aおよびプリウェット液供給弁161を、少なくとも所定の期間、開いた状態に同時に維持する。この所定の期間は、プリウェット液が第1外部空間S1内に供給されてから、プリウェット液が基板Wの露出した表面の全体に接触するまでの想定される期間である。
プリウェット液の液面が基板Wよりも高くなった時点で、処理制御部109はプリウェット液供給弁161を閉じてプリウェット液の供給を停止し、開閉弁124a,150a(および開閉弁130)を閉じて第1外部空間S1(および内部空間R1,R2)内の真空引きを停止する。処理制御部109は、開閉弁124a,150a(および開閉弁130)を、プリウェット液供給弁161と同時に閉じてもよい。内部空間R1,R2内の真空引きを停止した後に、大気開放弁138を開いて、内部空間R1,R2を大気開放ライン139を通じて大気に連通させてもよい。
プリウェット液の供給を停止させるタイミングは所定の管理時間が経過した時点であってもよい。例えば、プリウェット液の液面が基板Wよりも高くなる時間を予め測定し、その時間を管理時間と定義し、管理時間経過後にプリウェット液の供給を停止させてもよい。また、別の方法として、大気開放ライン171、171a、および171bに図示しない液検出センサをそれぞれ取り付けておき、プリウェット液が大気開放ライン171、171a、および171bのいずれかに到達したことを液検出センサが検知した段階で、この検知信号に基づき、処理制御部109がプリウェット液供給弁161を閉じてプリウェット液の供給を停止するように構成してもよい。
プリウェット液と基板Wとの接触は、予め設定された時間の間維持される(ステップ16)。上記予め設定された時間が経過した後、処理制御部109は、大気開放弁172を開き、大気開放ライン171を通じて外部空間Sを大気に連通させる(ステップ17)。さらに、処理制御部109は、ドレイン弁162を開き、プリウェット液を外部空間Sからドレインライン156を通じて排出する(ステップ18)。処理制御部109は、大気開放弁172およびドレイン弁162を同時に開いてもよい。なお、ドレインライン156に液検出センサが取り付けられてもよい。プリウェット液が外部空間Sからドレインライン156を通じて排出された後に、プリウェット液が液検出センサにより検出されなくなった段階で処理完了とし、その後、処理制御部109がドレイン弁162を閉じるようにしてもよい。
先に述べた実施形態と同様に、シール検査およびプリウェット処理の後に、前処理を行ってもよい。前処理を実行するための構成は、図9および図10を参照して説明した上述の実施形態と同じ構成である。前処理は、シール検査およびプリウェット処理と同様に、プリウェット槽26内で実行され、基板ホルダ18は同じ位置に保たれる。本実施形態においても、前処理は、図9および図10を参照して説明した上述の実施形態で説明した動作に従って実行される。従って、前処理に関する重複する説明を省略する。
次に、シールブロック140のさらに他の実施形態について説明する。図13は、シール検査およびプリウェット処理を実施するための構成の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図6および図7に示す構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。
本実施形態では、基板ホルダ18は、ホルダ側シール突起(第2シール突起)68を備えていなく、基板側シール突起(第1シール突起)66のみが設けられている。シールブロック140の大きさは、第2保持部材58と同じか、それよりも小さい。さらに、シールブロック140の大きさは、第2保持部材58のシール突起66よりも大きい。アクチュエータ141によってシールブロック140が基板ホルダ18に押し付けられるとき、隔壁シール144は基板ホルダ18の第2保持部材58に接触する。シール突起66および基板Wの露出した表面は、シールブロック140によって覆われる。シールブロック140が基板ホルダ18に押し付けられると、シールブロック140と、基板Wの露出した表面と、基板ホルダ18とにより、外部空間Sが形成される。
排気ポート151は、鉛直姿勢で配置されたシールブロック140の最上部に位置しており、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153は、鉛直姿勢で配置されたシールブロック140の最下部に位置している。排気ポート151はシール突起66の上方に位置し、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153はシール突起66の下方に位置している。したがって、排気ポート151は基板Wの露出面よりも上方に位置し、プリウェット液供給ポート152およびドレインポート153は基板Wの露出面よりも下方に位置している。
本実施形態のシール検査およびプリウェット処理は、図8に示すフローチャートに従って実施されるので、その重複する説明を省略する。また、プリウェット処理の後に、前処理およびリンス処理を図10に示すフローチャートに従って実施してもよい。本実施形態は、基板ホルダ18が水平姿勢でプリウェット処理を行うプリウェット槽に好適である。
今まで説明した各実施形態における基板Wは、ウェハなどの円形の基板であるが、本発明は四角形の基板にも適用することができる。四角形の基板を保持するための基板ホルダの各構成部材は、その基板の形状に適合する形状を有する。例えば、上述した開口部58bは、四角形の基板全体のサイズよりも小さい四角形の開口部とされる。基板側シール突起66、ホルダ側シール突起68などの各種シール要素も、四角形の基板の形状に適合する形状とされる。その他の各構成部材の形状も、上述した技術思想から逸脱しない範囲内で適宜変更される。
なお、基板へのめっき処理を連続的に行うにあたり、プリウェット槽26自体及びシールブロック140を常に清浄状態に維持するため、基板ホルダをプリウェット槽26が受け入れていないタイミングで、図示しない洗浄ノズル(例えばスプレー)から純水(DIW)等の洗浄液を供給するようにして、プリウェット槽26の内部(シールブロック140含む)を自動的に洗浄するように構成することもできる。なお、この洗浄を終えるタイミングは、例えば洗浄排液中に含まれる粒子の数をパーティクルカウンターによりカウントすることで判定するように構成できる。このように構成すれば、シール検査、プリウェット処理、および前処理の一連の連続的な処理を行うようにしたプリウェット槽26について、複数基板へのめっき処理を自動的にかつ連続的に行うことができる。
上述した実施形態では、基板を基板ホルダにセットし、めっき槽に基板ホルダを垂直に浸漬するディップ方式の基板ホルダによる基板のプリウェットについて記載してあるが、本発明は基板の被処理面を下向きに水平に置き、あるいは水平面から傾斜させて置き、めっき液を下から供給するカップ方式の基板ホルダによる基板のプリウェットにも適用することができる。
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。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に解釈されるものである。
10 カセット
12 カセットテーブル
14 アライナ
16 スピンリンスドライヤ
18 基板ホルダ
20 基板着脱部
22 基板搬送装置
24 ストッカ
26 プリウェット槽
28 前処理槽
30a 第1水洗槽
30b 第2水洗槽
32 ブロー槽
34 めっき槽
36 オーバーフロー槽
38 めっきセル
40 基板ホルダ搬送装置
42 第1トランスポータ
44 第2トランスポータ
54 第1保持部材(固定保持部材)
55 通路
56 ヒンジ
58 第2保持部材(可動保持部材)
60 基部
62 シールホルダ
64 押えリング
65 スペーサ
66 基板側シール突起(第1シール突起)
68 ホルダ側シール突起(第2シール突起)
70a 第1固定リング
70b 第2固定リング
74 クランパ
80 支持面
82 突条部
84 凹部
86 導電体(電気接点)
88 電気接点
89 締結具
90 ハンド
91 外部接点
104 シールリング
106 吸引継手
108 アクチュエータ
109 処理制御部
110 連結板
112 真空源
114 真空ライン
115 主吸引ライン
116 圧力センサ
118 主開閉弁
120 マスター容器
121 ホルダ吸引ライン
122 差圧検査ライン
133 シールブロック吸引ライン
138 大気開放弁
139 大気開放ライン
140 シールブロック
141 アクチュエータ
144、144a、144b 隔壁シール
118,124a,124b,130,150,150a,150b 開閉弁
151,151a,151b 排気ポート
152 プリウェット液供給ポート
153 ドレインポート
155 プリウェット液供給ライン
156 ドレインライン
161 プリウェット液供給弁
162 ドレイン弁
171,171a,171b 大気開放ライン
172,172a,172b 大気開放弁
180 前処理液供給ポート
181 前処理液供給ライン
182 前処理液供給弁
R1,R2 内部空間
S,S1,S2 外部空間
W 基板

Claims (11)

  1. 第1保持部材と、開口部を有する第2保持部材とを備えた基板ホルダで基板を保持しながら該基板の表面を処理する方法であって、
    前記第2保持部材の前記開口部から基板の表面を露出させた状態で、基板を前記第1保持部材と前記第2保持部材との間に挟むことで該基板を前記基板ホルダで保持し、かつ前記基板ホルダのシール突起を前記基板の外周部に押し付け、
    前記シール突起を覆うようにシールブロックを前記基板ホルダに押し付けることで、前記基板ホルダと、前記基板の露出した表面と、前記シールブロックとによって外部空間を形成し、
    前記外部空間内に真空を形成し、
    前記シール突起によって形成されたシール状態を、前記外部空間内の圧力の変化に基づいて検査するシール検査を実行し、
    前記外部空間を真空引きしながら、プリウェット液を前記外部空間に供給して、該プリウェット液を前記基板の露出した表面に接触させるプリウェット処理を実行することを特徴とする方法。
  2. 前記シール検査および前記プリウェット処理は、プリウェット槽内で連続して実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記シール検査および前記プリウェット処理は、前記基板を保持した前記基板ホルダが鉛直姿勢の状態で実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記シール検査の後であって前記プリウェット処理の前に、前記外部空間内に真空を再度形成し、
    前記シールブロックによって形成されたシール状態を、前記外部空間内の圧力の変化に基づいて検査することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記プリウェット処理の後に、前記外部空間から前記プリウェット液を排出し、
    前記外部空間内に前処理液を供給して該前処理液を前記基板の露出した表面に接触させる前処理をさらに実行することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記シール検査、前記プリウェット処理、および前記前処理は、プリウェット槽内で連続して実行されることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 基板の表面を処理する装置であって、
    第2保持部材の開口部から基板の表面を露出させた状態で、基板を第1保持部材と前記第2保持部材との間に挟み、かつシール突起を前記基板の外周部に押し付けることができる基板ホルダと、
    前記シール突起よりも大きな形状を有するシールブロックと、
    前記シールブロックを、前記基板ホルダに押し付けるアクチュエータと、
    前記シールブロックに接続された真空ラインと、
    前記真空ラインに取り付けられた開閉弁と、
    前記シール突起によって形成されたシール状態を、前記基板ホルダと、前記基板の露出した表面と、前記シールブロックとによって形成された外部空間内の圧力の変化に基づいて検査するシール検査を実行する処理制御部と、
    前記シールブロックに接続されたプリウェット液供給ラインと、
    前記プリウェット液供給ラインに取り付けられたプリウェット液供給弁とを備え、
    前記処理制御部は、少なくとも所定の期間、前記開閉弁と前記プリウェット液供給弁とを開いた状態に同時に維持することを特徴とする装置。
  8. 前記シール検査および前記プリウェット液の供給が行われるプリウェット槽をさらに備えたことを特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. 前記シールブロックに接続され、かつ前記外部空間に連通するドレインラインと、
    前記シールブロックに接続され、かつ前記外部空間に連通する前処理液供給ラインをさらに備えたことを特徴とする請求項7に記載の装置。
  10. 前記基板ホルダにより保持された基板をめっき液に浸漬させてめっきするためのめっき槽をさらに備えたことを特徴とする請求項7に記載の装置。
  11. 第1保持部材と、開口部を有する第2保持部材とを備えた基板ホルダで基板を保持しながら該基板の表面を処理する方法をめっき装置に実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、
    前記方法は、
    前記第2保持部材の前記開口部から基板の表面を露出させた状態で、基板を前記第1保持部材と前記第2保持部材との間に挟むことで該基板を前記基板ホルダで保持し、かつ前記基板ホルダのシール突起を前記基板の外周部に押し付け、
    前記シール突起を覆うようにシールブロックを前記基板ホルダに押し付けることで、前記基板ホルダと、前記基板の露出した表面と、前記シールブロックとによって外部空間を形成し、
    前記外部空間内に真空を形成し、
    前記シール突起によって形成されたシール状態を、前記外部空間内の圧力の変化に基づいて検査するシール検査を実行し、
    前記外部空間を真空引きしながら、プリウェット液を前記外部空間に供給して、該プリウェット液を前記基板の露出した表面に接触させるプリウェット処理を実行することと、を有することを特徴とする記憶媒体。
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