JP4669019B2 - 基板ホルダ及び電解めっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば基板の被めっき面にめっきを施す電解めっき装置、特に半導体ウエハ等の表面に設けられた微細な配線用溝やホール、レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウエハ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）を形成したりする電解めっき装置に使用される基板ホルダ、及び係る基板ホルダを備えた電解めっき装置に関する。

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。このバンプの形成方法としては、電解めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法といった種々の手法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電解めっき法が多く用いられるようになってきている。

ここで、電解めっき法は、半導体ウエハ等の基板の被めっき面を下向き（フェースダウン）にして水平に置き、めっき液を下から噴き上げてめっきを施す噴流式またはカップ式と、めっき槽の中に基板を垂直に立て、めっき液をめっき槽の下から注入しオーバーフローさせつつめっきを施すディップ式に大別される。ディップ方式を採用した電解めっき法は、めっきの品質に悪影響を与える泡の抜けが良く、フットプリントが小さいという利点を有しており、このため、めっき穴の寸法が比較的大きく、めっきにかなりの時間を要するバンプめっきに適していると考えられる。

従来のディップ方式を採用した電解めっき装置にあっては、気泡が抜けやすくできる利点を有しており、半導体ウエハ等の基板をその端面と裏面をシールし表面（被めっき面）を露出させて着脱自在に保持する基板ホルダを備え、この基板ホルダを基板ごとめっき液中に浸漬させて基板の表面にめっきを施すようにしている。

基板ホルダは、めっき液中に浸漬させて使用するため、この基板ホルダで基板を保持した時に、基板の裏面（反被めっき面）側へめっき液が周り込まないよう、基板の外周部を確実にシールする必要がある。このため、例えば、一対のサポート（保持部材）で基板を着脱自在に保持するようにした基板ホルダにあっては、一方のサポートにシール部材を取付け、このシール部材を他方のサポートに載置保持した基板の周縁部に圧接させることで、基板の外周部をシールするようにしている。

ここで、基板ホルダで保持した基板にめっきを行う際には、この基板を電源のマイナス側に電気的に接続する必要がある。このため、例えばシール部材内部の該シール部材でシールされた領域内に位置して、外部から延びる配線と基板とを電気的に繋ぐ電気接点が備えられている。

この電気接点としては、ステンレス等の金属製板材を横断面コ字状に成形した金属接片と、この金属接片を基板方向に向けて付勢するコイルばねを有し、シール部材で基板の外周部を気密的にシールした状態で基板を基板ホルダで保持した時、コイルばねの弾性力を介して、金属接片の外周側に位置する一方の足が外部配線に接触し、金属接片の内周側に位置する他方の足が基板と接触するようにしたものが知られている。

しかしながら、従来のこの種の基板ホルダにあっては、電気接点を構成する金属接片が一般に剛体で構成されているため、接点が点接触（片当たり）となって接触不良が生じ易いばかりでなく、基板の周縁部のやや内に入った位置で基板と金属接片が互いに接触するようにしているため、基板のパターン形成領域として有効に利用できる面積が狭くなってしまう。

また、基板や部材には、一般に寸法のばらつきがあり、この寸法のばらつき、更には一対のサポートの位置関係等によって、このサポートで保持される基板のサポートに取付けたシール部材に対する位置決め（センタリング）が一般に困難で、この基板の位置決めのための特別な部材を別途設けると、基板ホルダとしての大型化や複雑化に繋がってしまう。

更に、前述のように、一方のサポートにシール部材を取付け、このシール部材を他方のサポートに載置保持した基板の周縁部に圧接させることで、基板の外周部をシールするようにしているため、めっき終了後に、シール部材を取付けたサポートを開いて基板を基板ホルダから取出す際に、基板がシール部材にくっついたままサポートが開き、基板が脱落してしまうことがあり、この脱落防止のための何らかの対策を施す必要がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、基板を容易かつ確実に取出すことができるようにした基板ホルダ及び該基板ホルダを備えた電解めっき装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、固定保持部材とシール部を有する可動保持部材との間に基板を介在させ、前記可動保持部材を前記固定保持部材に向けて押圧し基板の外周端部を包囲する領域を前記シール部でシールして基板を着脱自在に保持し、保持した基板の被めっき面に電解めっきを行う基板ホルダにおいて、前記固定保持部材に、該固定保持部材と前記可動保持部材で基板を保持した時に自由端部が該基板の表面または外周端部に弾性的に接触し、前記固定保持部材と前記可動保持部材での基板の保持を解いた時に自由端部が基板の外周よりも外側に位置するばね性を有する板ばね部材を設けたことを特徴とする基板ホルダである。

これにより、めっき終了後、可動保持部材を移動させ基板の保持を解いて、基板を基板ホルダから取出す際に、先ず基板の外周よりも内側に位置する板ばね部材の自由端部で基板の動きを規制して、可動保持部材に備えられたシール部を基板から引き離すことで、基板がシール部にひっついたまま該シール部と一緒に移動してしまうことを防止し、しかもこの移動に伴って、板ばね部材の自由端部を基板の外周より外側に位置させることで、この板ばね部材の存在によって、基板の基板ホルダからの取出しが阻害されてしまうことを防止することができる。

前記固定保持部材と前記可動保持部材で基板を保持した時に板ばね部材の自由端部が該基板の外周端面に弾性的に接触するようにすることで、基板ホルダで基板を保持する際に、基板を板ばね部材の弾性力で内方に付勢し、この板ばね部材を介して、基板の基板ホルダに対する位置決め（センタリング）を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、前記板ばね部材は、前記固定保持部材と前記可動保持部材で基板を保持した時に該基板に給電する電気接点を兼用していることを特徴とする請求項１記載の基板ホルダである。これにより、基板を基板ホルダから取出す際に、基板をシール部から引き離すことのみを目的とする専用の板ばね部材を設ける必要をなくして、構造の簡素化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の基板ホルダを有することを特徴とする電解めっき装置である。

本発明によれば、固定保持部材の基板を保持した時にシール部でシールされる領域に、固定保持部材と可動保持部材で基板を保持した時に自由端部が該基板の表面または外周端部に弾性的に接触し、固定保持部材と可動保持部材での基板の保持を解いた時に自由端部が基板の外周よりも外側に位置するばね性を有する板ばね部材を設けることで、めっき終了後、可動保持部材を移動させ基板の保持を解いて、基板を基板ホルダから取出す際に、基板がシール部にひっついたまま該シール部と一緒に移動して、最悪の場合には基板の脱落に繋がってしまうことを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態の基板ホルダを備えた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、半導体ウエハ等の基板Ｗ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Ｗのオリフラやノッチなど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Ｗを高速回転させて乾燥させるスピンドライヤ１６が備えられている。更に、この近くには、基板ホルダ１８を載置して基板Ｗの該基板ホルダ１８との着脱を行う基板着脱部２０が設けられ、これらのユニットの中央には、これらの間で基板Ｗ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。

そして、基板着脱部２０側から順に、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Ｗを純水に浸漬させるプリウェット槽２６、基板Ｗの表面に形成したシード層５００（図１２参照）表面の酸化膜をエッチング除去するプリソーク槽２８、基板Ｗの表面を純水で水洗する第１の水洗槽３０ａ、洗浄後の基板Ｗの水切りを行うブロー槽３２、第２の水洗槽３０ｂ及びめっき槽３４が順に配置されている。このめっき槽３４は、オーバーフロー槽３６の内部に複数の銅めっきユニット３８を収納して構成され、各銅めっきユニット３８は、内部に１個の基板Ｗを収納して、銅めっき等のめっきを施すようになっている。なお、この例では、銅めっきについて説明するが、ニッケルやはんだ、銀、更には金めっきにおいても同様であることは勿論である。

更に、これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間で基板ホルダ１８を基板Ｗ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が備えられている。この基板ホルダ搬送装置４０は、基板着脱部２０とストッカ２４との間で基板Ｗを搬送する第１のトランスポータ４２と、ストッカ２４、プリウェット槽２６、プリソーク槽２８、水洗槽３０ａ，３０ｂ、ブロー槽３２及びめっき槽３４との間で基板Ｗを搬送する第２のトランスポータ４４を有している。なお、第２のトランスポータ４４を備えることなく、第１のトランスポータ４２のみを備えるようにしてもよい。

また、この基板ホルダ搬送装置４０のオーバーフロー槽３６を挟んだ反対側には、各銅めっきユニット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平板状の載置プレート５２を備えており、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Ｗ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Ｗの受渡しを行うようになっている。

前記基板ホルダ１８は、図２乃至図７に示すように、例えば塩化ビニル製で矩形平板状の固定保持部材５４と、この固定保持部材５４にヒンジ５６を介して開閉自在に取付けた可動保持部材５８とを有している。なお、この例では、可動保持部材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、例えば可動保持部材５８を固定保持部材５４に対峙した位置に配置し、この可動保持部材５８を固定保持部材５４に向けて前進させて開閉するようにしてもよい。

この可動保持部材５８は、基部５８ａと、この例ではリング状の支持部５８ｂとを有し、例えば塩化ビニル製で、下記の押えリング６２との滑りを良くしており、その支持部５８ｂの固定保持部材５４側表面に、リング状で一方のリップ部を長くした横断面略コ字状のシール部材（シールリング）６０が固定保持部材５４側に開口して取付けられている。

可動保持部材５８の固定保持部材５４と反対側には、押えリング６２が回転自在に支承され、この押えリング６２の外周面にスライドプレート６４が取付けられている。この押えリング６２は、酸化性環境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ている。

スライドプレート６４の外側方に位置して、固定保持部材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７０が円周方向に沿って等間隔で立設されている。そして、スライドプレート６４の表面及び該表面を覆うように位置するクランパ７０の内方突出部の下面は、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。更に、押えリング６２の表面の円周方向に沿った複数箇所（例えば４カ所）には、例えば押えリング６２にねじ込んだ回転ピンからなる突起７３が設けられ、この突起７３を回転機構で引っ掛けて押えリング６２をスライドプレート６４と一体に回転させるようになっている。

これにより、可動保持部材５８を開いた状態で、固定保持部材５４の中央部に基板Ｗを挿入し、ヒンジ５６を介して可動保持部材５８を閉じた後、押えリング６２を時計回りに回転させて、スライドプレート６４をクランパ７０の突出部の内部に滑り込ませることで、固定保持部材５４と可動保持部材５８とをテーパ面を介して互いに締付けてロックし、押えリング６２を反時計回りに回転させて逆Ｌ字状のクランパ７０の突出部からスライドプレート６４を引き抜くことで、このロックを解くようになっている。そして、このようにして可動保持部材５８をロックした時、シール部材６０の内周面側の短いリップ部６０ａが基板Ｗの表面に、外周面側の長いリップ部６０ｂが固定保持部材５４の表面にそれぞれ圧接し、シール部材６０を均一に押圧して、ここを確実にシールするようになっている。

固定保持部材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、表面を基板Ｗの周縁部に当接させて該基板Ｗを支持する支持面８０となる突条部８２が設けられており、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２及び図５に示すように、この各凹部８４内に、下記のハンド９８に設けた外部接点から延びる複数の配線にそれぞれ接続した複数（図示では８個）の導電体（電気接点）８８が配置されて、固定保持部材５４の支持面８０上に基板Ｗを載置した際、この導電体８８の端部が基板Ｗの側方で固定保持部材５４の表面にばね性を有した状態で露出するようになっている。

一方、シール部材６０の一対のリップ部６０ａ，６０ｂで挟まれた内部には、支持体９０が取付けられ、この支持体９０の導電体８８に対向した位置に、電気接点９２の脚部９２ａが固着されている。この電気接点９２は、板ばね形状に形成されている。つまり、この電気接点９２は、内方に板ばね状に突出する接点端部９２ｂを有しており、この接点端部９２ｂ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ようになっている。

つまり、この例では、接点端部９２ｂは、図１１（ａ）に示すように、基板Ｗに向けた突出長さが均等な、複数の矩形状の細片が並列に配列された形状に形成されている。そして、電気接点９２は、この各接点端部（細片）９２ｂの先端部を結ぶ線が基板Ｗの接線方向に対して僅かに傾くような状態となるように、支持体９０に取付けられている。これにより、図１１（ａ）に示すように、各接点端部（細片）９２ｂの各先端部が、基板Ｗの表面の、斜線で示す電気接点との接触領域Ａに、この幅方向の異なる位置で接触し、これによって、基板Ｗに多少の位置ずれが生じても、接点端部（細片）９２ｂの各先端部の少なくとも一部が、基板Ｗの接触領域Ａで基板Ｗと接触するようになっている。

なお、図１１（ｂ）に示すように、複数の長尺状の電気接点９２を基板の直径方向に沿った位置に所定間隔離間させて配置し、この各接点端部９２ｂの各先端部が、基板Ｗの表面の、斜線で示す電気接点との接触領域Ａに、この円周方向に沿った位置で接触するようにしてもよい。これにより、一部の電気接点９２の接点端部９２ｂにゴミ等が付着しても、他の電気接点９２で基板Ｗとの導通をとるようにすることができる。

また、図１１（ｃ）に示すように、基板Ｗに向けた突出長さが均等な、複数の矩形状の細片が並列に配列された形状の各接点端部（細片）９２ｂの先端部を結ぶ線が、基板Ｗの接線方向と平行となるように、電気接点９２を支持体９０に取付けるようにしてもよく、更に、図１１（ｄ）に示すように、複数の矩形状の細片が並列に配列された形状の各接点端部（細片）９２ｂの基板Ｗに向けた突出長さが異なるようにしてもよい。これらによっても、各接点端部（細片）９２ｂの各先端部が、基板Ｗの表面の、斜線で示す電気接点との接触領域Ａに、この幅方向の異なる位置で接触して、基板Ｗに多少の位置ずれが生じても、接点端部（細片）９２ｂの各先端部の少なくとも一部が、基板Ｗの接触領域Ａで基板Ｗと接触するようにすることができる。

そして、可動保持部材５８をロックして固定保持部材５４と可動保持部材５８で基板Ｗを保持した時、図５（ｂ）に示すように、シール部材６０でシールされた位置、すなわちシール部材６０の一対のリップ部６０ａ，６０ｂで挟まれた領域で、導電体８８の露出部が電気接点９２の脚部９２ａの下面に導電体８８の露出部の弾性力を介して弾性的に接触して電気的に接続され、基板Ｗが電気接点９２の接点端部９２ｂの先端に該接点端部９２ｂの弾性力を介して弾性的に接触する。これによって、基板Ｗをシール部材６０でシールして基板ホルダ１８で保持した状態で、電気接点９２を介して基板Ｗに給電が行えるようになっている。

このように、電気接点９２を板ばね形状に形成し、この電気接点９２自体の弾性力を介して電気接点９２の接点端部９２ｂの先端が基板Ｗに接触するようにすることで、接点不良を減少させ、しかも、電気接点９２が基板Ｗのより外周部で該基板Ｗと接触するようにして、基板Ｗのパターン形成領域として有効に利用できる面積を広めることができる。
なお、導電体８８の表面の、少なくとも電気接点９２との当接面に、例えば金または白金めっきを施して被覆することが好ましい。

また、図６に示すように、固定保持部材５４の突条部８２の一部には、尖塔状のテーパ面を有するテーパ部８２ａが設けられ、また、支持体９０の内周面の該テーパ部８２ａと対向する位置には、該テーパ部８２ａのテーパ面と逆テーパ面で、固定保持部材５４と可動保持部材５８とで基板Ｗを保持した時に互いに係合して両者５４，５８の中心に対する位置決めを行うテーパ部９０ａが設けられている。つまり、図６（ｂ）に示すように、固定保持部材５４と可動保持部材５８とで基板Ｗを保持する際に、テーパ部８２ａ，９０ａが互いに案内となって、可動保持部材５８の固定保持部材５４に対する（またはその逆の）位置決めが行われるようになっている。

このように、固定保持部材５４の突条部８２と可動保持部材５８の支持体９０に互いに係合するテーパ部８２ａ，９０ａを設けることにより、固定保持部材５４と可動保持部材５８が離れた位置では両者５４，５８の位置合わせが正確でなくとも、基板Ｗを固定保持部材５４と可動保持部材５８で保持する過程で、互いに係合するテーパ部８２ａ，９０ａを介して、両者５４，５８の中心に対する位置決めを自動的に行うことができる。

ここで、可動保持部材５８の支持体９０に設けられたテーパ部９０ａは、固定保持部材５４と可動保持部材５８で基板Ｗを保持する時に、固定保持部材５４の突条部８２の支持面８０上に支持された基板Ｗの外周端面を案内して基板Ｗの位置決めを行うように構成されている。つまり、図６（ｂ）に示すように、基板Ｗの外周部が突条部８２の支持面８０から外方に突出した時に、この基板Ｗの外周端面がテーパ部９０ａに接触し、これによって、基板Ｗの基板ホルダ、ひいてはシール部材６０に対する位置決め（センタリング）が行われるようになっている。

これにより、前述のようにして、基板Ｗを固定保持部材５４と可動保持部材５８で保持する過程で、両者５４，５８の中心に対する位置決めを行い、可動保持部材５８の支持体９０に設けられたテーパ部９０ａを介して、基板Ｗの基板ホルダに対する位置決め（センタリング）を同時に行うことができる。

更に、図２及び図７に示すように、固定保持部材５４の表面のシール部材６０と対面する円周方向に沿った所定の位置には、複数の凹溝９４が設けられ、この各凹溝９４の内部に、上方に向けて延出する板ばね部材９６がその下端を固定して配置されている。この板ばね部材９６は、その下端を固定して上方をフリーとすることでばね性を有しており、上方に向け外方に傾斜して延出するばね性を有する延出部（自由端部）９６ａの先端には、円弧状に丸めた係合部９６ｂが設けられている。

一方、可動保持部材５８の支持体９０の板ばね部材９６と対向する内周面には、上方に向けて内方に傾斜するテーパ面９０ｃと該テーパ面９０ｃに連続して鉛直方向に立上る鉛直面９０ｄからなる案内面が形成されている。

これにより、図７（ａ）から図７（ｂ）に示すように、可動保持部材５８の下降に伴って、板ばね部材９６の先端係合部９６ｂが支持体９０のテーパ面９０ｃに当接し該テーパ面９０ｃに案内されて、板ばね部材９６は内方に向けて屈曲する。そして、可動保持部材５８が更に下降すると、図７（ｃ）に示すように、板ばね部材９６の先端係合部９６ｂが支持体９０の鉛直面９０ｄの内方に位置し、延出部９６ａが垂直となって、板ばね部材９６は、これ以上内方に屈曲しないが、板ばね部材９６の係合部９６ｂが固定保持部材５４の支持面８０上に支持された基板Ｗの外周部の上方を覆う位置に位置する。そして、可動保持部材５８が更に下降することで、シール部材６０の内周面側の短いリップ部６０ａが基板Ｗの表面に、外周面側の長いリップ部６０ｂが固定保持部材５４の表面にそれぞれ圧接し、シール部材６０を均一に押圧して、ここを確実にシールし、この状態で、めっき等の基板の処理が行われる。

そして、一連の処理を終了して、基板ホルダで保持した基板Ｗを取出す時には、可動保持部材５８を上昇させるのであるが、この時、先ず、図７（ｄ）に示すように、板ばね部材９６の先端係合部９６ｂが支持体９０の鉛直面９０ｄの内方に位置しているため、この板ばね部材９６の動きが規制される。このため、例えシール部材６０に基板Ｗがひっついていたとしても、板ばね部材９６の先端係合部９６ｂが基板Ｗの外周部上面に当接してこの上昇を規制し、シール部材６０、可動保持部材５８、支持体９０が上昇して、基板Ｗをシール部材６０から強制的に切り離す。そして、可動保持部材５８が更に上昇すると、板ばね部材９６は、その先端係合部９６ｂが支持体９０のテーパ面９０ｃに当接しながら、その弾性力で徐々に外方に拡がり、図７（ｆ）に示すように元の状態に復帰する。この時、板ばね部材９６の係合部９６ｂが固定保持部材５４の支持面８０上に支持された基板Ｗの外周部の外方に位置する。これによって、この板ばね部材９６によって、処理後の基板Ｗの取出しや、処理前の基板の装着が阻害されてしまうことはない。

これにより、めっき終了後、可動保持部材５８を移動させ基板Ｗの保持を解いて、基板Ｗを基板ホルダから取出す際に、基板Ｗがシール部材６０にひっついたまま該シール部材６０と一緒に移動してしまうことを防止し、しかもこの移動に伴って、板ばね部材９６の自由端部を基板の外周より外側に位置させることで、この板ばね部材９６の存在によって、基板Ｗの基板ホルダからの取出しが阻害されてしまうことを防止することができる。

シール部材６０は、前述のように、固定保持部材５４と可動保持部材５８で基板Ｗを保持した時に該基板Ｗの周縁部と固定保持部材５８の表面にそれぞれ接触するリップ部６０ａ，６０ｂを有しており、このリップ部６０ａ，６０ｂの間に装着した支持体９０に一体的に保持されている。つまり、シール部材６０は、リップ部６０ａ，６０ｂを繋ぐ平坦部を可動保持部材５８の支持部５８ａと支持体９０で挟み、この可動保持部材５８の支持部５８ａと支持体９０とをボルト９１（図６参照）で締付けることで固定されている。更に、可動保持部材５８の支持部５８ａとシール部材６０の上面との間にシール材９３が介装されて、ここを確実にシールするように構成されている。

このように、シール部材６０を支持体９０に一体的に保持することで、めっき終了後、可動保持部材５８を移動させ基板Ｗの保持を解いて、基板Ｗを基板ホルダ１８から取出す際に、シール部材６０のリップ部（シール部）６０ａが基板Ｗに付着して固定保持部材５８の支持部５８ｂから捲れてしまうことを防止して、シール部材６０と基板Ｗとの剥離性を向上させることができる。

可動保持部材５８の開閉は、図示しないシリンダと可動保持部材５８の自重によって行われる。つまり、固定保持部材５４には通孔５４ａが設けられ、載置プレート５２の上に基板ホルダ１８を載置した時に該通孔５４ａに対向する位置にシリンダが設けられている。これにより、シリンダロッドを伸展させ、通孔５４ａを通じて押圧棒で可動保持部材５８の基部５８ａを上方に押上げることで可動保持部材５８を開き、シリンダロッドを収縮させることで、可動保持部材５８をその自重で閉じるようになっている。

この例にあっては、押えリング６２を回転させることにより、可動保持部材５８のロック・アンロックを行うようになっているが、このロック・アンロック機構は、天井側に設けられている。つまり、このロック・アンロック機構は、載置プレート５２の上に基板ホルダ１８を載置した時、この中央側に位置する基板ホルダ１８の押えリング６２の各突起７３に対応する位置に位置させた把持部材を有し、載置プレート５２を上昇させ、突起７３を把持部材で把持した状態で把持部材を押えリング６２の軸芯周りに回転させることで、押えリング６２を回転させるように構成されている。このロック・アンロック機構は、１個備えられ、載置プレート５２の上に載置した２個の基板ホルダ１８の一方をロック（またはアンロック）した後、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をロック（またはアンロック）するようになっている。

また、基板ホルダ１８には、基板Ｗを装着した時の該基板Ｗと接点との接触状態を確認するセンサが備えられ、このセンサからの信号がコントローラ（図示せず）に入力されるようになっている。

基板ホルダ１８の固定保持部材５４の端部には、基板ホルダ１８を搬送したり、吊下げ支持したりする際の支持部となる一対の略Ｔ字状のハンド９８が連接されている。そして、ストッカ２４内においては、この周壁上面にハンド９８の突出端部を引っ掛けることで、これを垂直に吊下げ保持し、この吊下げ保持した基板ホルダ１８のハンド９８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２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、プリソーク槽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９８を介してそれらの周壁に吊下げ保持される。

このように構成しためっき装置による一連のバンプめっき処理を説明する。先ず、図１２（ａ）に示すように、表面に給電層としてのシード層５００を成膜し、このシード層５００の表面に、例えば高さＨが２０〜１２０μｍのレジスト５０２を全面に塗布した後、このレジスト５０２の所定の位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部５０２ａを設けた基板をその表面（被めっき面）を上にした状態でカセット１０に収容し、このカセット１０をカセットテーブル１２に搭載する。

このカセットテーブル１２に搭載したカセット１０から、基板搬送装置２２で基板を１枚取出し、アライナ１４に載せてオリフラやノッチなど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の上に同時に載置し、シリンダを作動させて基板ホルダ１８の可動保持部材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、シリンダを逆作動させて可動保持部材５８を閉じ、しかる後、ロック・アンロック機構で可動保持部材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。

これにより、基板Ｗは、そのめっき処理を行う面を基板ホルダ１８の開口部から露出させた状態で、周囲をシール部材６０でめっき液が浸入しないようにシールされ、シールによってめっき液に触れない部分において複数の接点と電気的に導通するように固定される。ここで、接点からは基板ホルダ１８のハンド９８まで配線が繋がっており、ハンド９８の部分に電源を接続することにより基板のシード層５００に給電することができる。

次に、基板Ｗを装着した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２で２基同時に把持し、ストッカ２４まで搬送する。そして、基板ホルダ１８を垂直な状態となして下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１８をストッカ２４に吊下げ保持（仮置き）する。

これらの基板搬送装置２２、基板着脱部２０及び基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２においては、前記作業を順次繰り返して、ストッカ２４内に収容された基板ホルダ１８に順次基板を装着し、ストッカ２４の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。
なお、基板ホルダ１８に備えられていた基板と接点との接触状態を確認するセンサで、この接触状態が不良である判断とした時には、その信号をコントローラ（図示せず）に入力する。

一方、基板ホルダ搬送装置４０の他方のトランスポータ４４にあっては、基板を装着しストッカ２４に仮置きした基板ホルダ１８を２基同時に把持し、プリウェット槽２６まで搬送して下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１８をプリウェット槽２６内に入れる。

なお、この時、基板ホルダ１８に備えられていた基板と接点との接触状態を確認するセンサで、この接触状態が不良であると判断した基板を収納した基板ホルダ１８は、ストッカ２４に仮置きしたままにしておく。これにより、基板ホルダ１８に基板を装着した時に該基板と接点との間に接触不良が生じても、装置を停止させることなく、めっき作業を継続することができる。この接触不良を生じた基板にはめっき処理が施されないが、この場合には、カセットを戻した後にめっき未処理の基板をカセットから排除することで、これに対処することができる。

次に、この基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、プリソーク槽２８に搬送し、プリソーク槽２８で酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。更に、この基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、水洗槽３０ａに搬送し、この水洗槽３０ａに入れた純水で基板の表面を水洗する。

水洗が終了した基板を装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、めっき液を満たしためっき槽３４に搬送し、めっきユニット３８に吊り下げ保持する。基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ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のめっきユニット３８に搬送して所定の位置に吊下げ保持する。

全ての基板ホルダ１８の吊下げ保持が完了した後、オーバーフロー槽３６のめっき液を循環させ、かつ、オーバーフローさせながら、めっき槽３４内のアノード（図示せず）と基板Ｗとの間にめっき電圧を印加し、同時にパドル駆動装置４６によりパドルを基板の表面と平行に往復移動させることで、基板の表面にめっきを施す。この時、基板ホルダ１８は、めっきユニット３８の上部でハンド９８により吊り下げられて固定され、めっき電源から導電体８８及び電気接点９２を通して、シード層５００（図１２参照）に給電される。

めっきが終了した後、めっき電源の印加、めっき液の供給及びパドル往復運動を停止し、めっき後の基板Ｗを装着した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４４で２基同時に把持し、前述と同様にして、水洗槽３０ｂまで搬送し、この水洗槽３０ｂに入れた純水に浸漬させて基板の表面を純水洗浄する。次に、この基板Ｗ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、エアーの吹き付けによって基板ホルダ１８に付着した水滴を除去する。しかる後、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、ストッカ２４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。

基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４４は、上記作業を順次繰り返し、めっきが終了した基板を装着した基板ホルダ１８を順次ストッカ２４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。

一方、基板ホルダ搬送装置４０の他方のトランスポータ４２にあっては、めっき処理後の基板Ｗを装着しストッカ２４に戻した基板ホルダ１８を２基同時に把持し、前記と同様にして、基板着脱部２０の載置プレート５２の上に載置する。この時、基板ホルダ１８に備えられていた基板と接点との接触状態を確認するセンサで、この接触状態が不良であると判断した基板を装着しストッカ２４に仮置きしたままの基板ホルダ１８も同時に搬送して載置プレート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の可動保持部材５８のロックを、ロック・アンロック機構を介して解き、シリンダを作動させて可動保持部材５８を開く。この時、前述のように、基板Ｗが可動保持部材５８にくっついたまま可動保持部材５８が開くことが防止される。この状態で、基板ホルダ１８内のめっき処理後の基板Ｗを基板搬送装置２２で取出して、スピンドライヤ１６に運び、このスピンドライヤ１６の高速回転によってスピンドライ（水切り）した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ドライしてカセット１０に戻す。

載置プレート５２を元の状態に戻した後、基板を取出した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０のトランスポータ４２で２基同時に把持し、前記と同様にして、これをストッカ２４の所定の場所に戻す。しかる後、めっき処理後の基板を装着しストッカ２４に戻した基板ホルダ１８を基板ホルダ搬送装置４０で２基同時に把持し、前記と同様にして、基板着脱部２０の載置プレート５２の上に載置して、前記と同様な作業を繰り返す。

そして、めっき処理後の基板を装着しストッカ２４に戻した基板ホルダ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。これにより、図１２（ｂ）に示すように、レジスト５０２に設けた開口部５０２ａ内にめっき膜５０４を成長させた基板Ｗが得られる。

次に、前述のようにしてスピンドライした基板Ｗを、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図１２（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト５０２を剥離除去する。そして、図１２（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層５００を除去し、バンプ５０４を形成する。

なお、この例では、基板着脱部２０と銅めっきユニット３８との間に基板ホルダ１８を縦置きで収納するストッカ２４を配置し、基板着脱部２０とストッカ２４との間での基板ホルダ１８の搬送を基板ホルダ搬送装置４０の第１のトランスポータ４２で、ストッカ２４と銅めっきユニット３８との間での基板ホルダ１８の搬送を第２のトランスポータ４４でそれぞれ行うことで、不使用時の基板ホルダ１８をストッカ２４に保管しておき、またストッカ２４を挟んだ前後における基板ホルダ１８の搬送をスムーズに行ってスループットを向上させるようにしている。１つのトランスポータで全ての搬送を行うようにしても良いことは勿論である。

また、基板搬送装置２２として、ドライハンドとウェットハンドを有するロボットを使用し、基板ホルダ１８からめっき後の基板を取出す時にのみウェットハンドを使用し、他はドライハンドを使用するようにしている。基板ホルダ１８のシールによって基板の裏面はめっき液に接触しないように保たれており、原則的にはウェットハンドとすることは必ずしも必要ではないが、このようにハンドを使い分けることで、リンス水の回り込みやシール不良によるめっき液汚染が生じ、この汚染が新しい基板の裏面を汚染することを防止することができる。

なお、上記の例では、電気接点９２として、その接点端部９２ｂの先端が、固定保持部材５４の支持面８０上に支持された基板Ｗの表面に弾性的に接触するようにした例を示しているが、図８に示すように、固定保持部材５４と可動保持部材５８で基板Ｗを保持した時に、電気接点９２の接点端部９２ｂが、固定保持部材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して、この電気接点９２が基板の位置決めを行う板ばね部材を兼用するように構成してもよい。

これにより、基板ホルダで基板Ｗを保持する際に、基板Ｗを板ばね形状の電気接点９２の弾性力で内方に付勢することで、この電気接点（板ばね部材）９２を介して、基板Ｗの基板ホルダ１８に対する位置決め（センタリング）を行うことができる。しかも、可動保持部材５８にシール部材６０と電気接点９２を設け、この電気接点９２を介して基板Ｗの基板ホルダ１８に対する位置決めを行うことで、基板Ｗを基板ホルダ１８で保持した時に、基板Ｗ、シール部材６０及び電気接点９２の位置関係が常に一定となるようにすることができる。

また、図９に示すように、前述の電気接点９２としての役割と、前述の板ばね部材９６としての役割を兼用する電気接点兼板ばね部材１００を、固定保持部材５４の表面のシール部材６０と対面する円周方向に沿った所定の位置に設けた凹状部１０２内に設けてもよい。

この電気接点兼板ばね部材１００の前述の板ばね部材９６との作用上の相違は、図９（ｃ）に示すように、電気接点兼板ばね部材１００の先端係合部１００ｂが支持体９０の鉛直面９０ｄの内方に位置し、延出部１００ａが垂直となって、電気接点兼板ばね部材１００がこれ以上内方に屈曲しない状態となった時、電気接点兼板ばね部材１００が固定保持部材５４の支持面８０上に支持された基板Ｗの外周部に接触して基板Ｗに給電し、更に、図９（ｄ）に示すように、基板Ｗの保持を解く際、電気接点兼板ばね部材１００の先端係合部１００ｂを基板Ｗの外周部に当接させ続けることで、シール部材６０のみを上昇させて、基板Ｗを強制的に切り離すようにしている点である。その他の作用は、図７に示す板ばね部材９６と基本的に同様である。

このように、電気接点９２としての役割と板ばね部材９６としての役割を兼用する電気接点兼板ばね部材１００を設けることで、基板ホルダの基板Ｗの保持を解く際に、基板Ｗをシール部材から引き離すことのみを目的とする専用の板ばね部材を設ける必要をなくして、構造の簡素化を図ることができる。

なお、図示しないが、前述と同様に、固定保持部材５４と可動保持部材５８で基板Ｗを保持した時に、電気接点兼板ばね部材１００の先端係合部１００ｂが、固定保持部材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し、基板ホルダで基板Ｗを保持する際に、基板Ｗを板ばね形状の電気接点兼板ばね部材１００の弾性力で内方に付勢することで、この電気接点兼板ばね部材１００を介して、基板Ｗの基板ホルダに対する位置決め（センタリング）を行うようにしてもよい。

更に、図１０に示すように、可動保持部材５８と固定保持部材５４で基板Ｗを保持した時に基板Ｗの外周端面と弾性的に接触して該基板Ｗの位置決めを行うばね性を有する板ばね部材１１０を、電気接点９２とは別に、支持体９０に設けるようにしても良い。この板ばね部材１１０は、例えば図５に示す電気接点９２に挟まれた位置に配置される。

これにより、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持する過程で、基板Ｗをばね性を有する板ばね部材１１０の弾性力で内方に付勢することで、この板ばね部材１１０を介して、基板Ｗの基板ホルダ１８に対する位置決め（センタリング）を行うことができる。しかも、可動保持部材５８にシール部材６０、電気接点９２及び基板の位置決めを行う板ばね部材１１０を設け、この板ばね部材１１０を介して基板Ｗの位置決めを行うことで、基板Ｗを基板ホルダ１８で保持した時に、板ばね部材１１０を介して、基板Ｗ、シール部材６０及び電気接点９２の位置関係が常に一定となるようにすることができる。

以上説明したように、このめっき装置によれば、基板を収納したカセットをカセットテーブルにセットして装置を始動することで、ディップ方式を採用した電解めっきを全自動で行って、基板の表面にバンプ等に適した金属めっき膜を自動的に形成することができる。

本発明の実施の形態の基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図である。 基板ホルダの一部を省略した平面図である。 基板ホルダの縦断正面図である。 基板ホルダの右側面図である。 基板ホルダにおける導電体と電気接点を示す断面図で、（ａ）は基板保持前、（ｂ）は基板保持後の状態を示す。 基板ホルダにおける固定保持部材と可動保持部材のテーパ部を示す断面図で、（ａ）は基板保持前、（ｂ）は基板保持後の状態を示す。 基板ホルダにおける板ばね部材と該板ばね部材と係合して該板ばね部材を変形させる部材との関係を工程順に示す断面図である。 電気接点の他の例を示す断面図で、（ａ）は基板保持前、（ｂ）は基板保持後の状態を示す。 電気接点と板ばね部材とを兼用した電気接点兼板ばね部材と該電気接点兼板ばね部材と係合して該電気接点兼板ばね部材を変形させる部材との関係を工程順に示す断面図である。 基板の位置決めを行う板ばね部材を示す断面図で、（ａ）は基板保持前、（ｂ）は基板保持後の状態を示す。 電気接点のそれぞれ異なる例を示す平面図である。 基板上にバンプ（突起状電極）を形成する過程を工程順に示す断面図である。

符号の説明

１０ カセット
１２ カセットテーブル
１４ アライナ
１６ スピンドライヤ
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 プリソーク槽
３０ａ，３０ｂ 水洗槽
３２ ブロー槽
３４ めっき槽
３６ オーバーフロー槽
３８ めっきユニット
４０ 基板ホルダ搬送装置
４２，４４ トランスポータ
４６ パドル駆動装置
５４ 固定保持部材
５６ ヒンジ
５８ 可動保持部材
６０ シール部材
６２ 押えリング
６４ スライドプレート
７０ クランパ
７３ 突起
８０ 支持面
８２ 突条部
８２ａ テーパ部
８８ 導電体
９０ 支持体
９０ａ テーパ部
９０ｃ テーパ面
９０ｄ 鉛直面
９２ 電気接点
９２ａ 脚部
９２ｂ 接点端部
９６ 板ばね部材
９６ａ 延出部（自由端部）
９６ｂ 係合部
１００ 電気接点兼板ばね部材
１００ａ 延出部（自由端部）
１００ｂ 係合部
１１０ 板ばね部材

Claims (3)

1. 固定保持部材とシール部を有する可動保持部材との間に基板を介在させ、前記可動保持部材を前記固定保持部材に向けて押圧し基板の外周端部を包囲する領域を前記シール部でシールして基板を着脱自在に保持し、保持した基板の被めっき面に電解めっきを行う基板ホルダにおいて、
   前記固定保持部材に、該固定保持部材と前記可動保持部材で基板を保持した時に自由端部が該基板の表面または外周端部に弾性的に接触し、前記固定保持部材と前記可動保持部材での基板の保持を解いた時に自由端部が基板の外周よりも外側に位置するばね性を有する板ばね部材を設けたことを特徴とする基板ホルダ。
2. 前記板ばね部材は、前記固定保持部材と前記可動保持部材で基板を保持した時に該基板に給電する電気接点を兼用していることを特徴とする請求項１記載の基板ホルダ。
3. 請求項１または２に記載の基板ホルダを有することを特徴とする電解めっき装置。

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