JP5643239B2 - 基板ホルダ及びめっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば基板の被めっき面（表面）にめっきを施すめっき装置、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）を形成したりするめっき装置等に使用される基板ホルダ、及び該基板ホルダを備えた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。

近時、めっきを適用するデバイスや実装プロセスの進化により、標準的な厚み（７７５μｍ）の半導体ウエハだけでなく、様々な厚みを有する基板を処理する必要が出てきている。このため、様々な厚みをもつ基板を処理する多品種少量生産に適した基板ホルダの開発が求められるようになってきている。

基板ホルダは、めっき液中に浸漬させて使用するため、基板ホルダで基板を保持した時に、基板の裏面側へめっき液が周り込まないよう、基板の外周部及び裏面を確実にシールする必要がある。このため、出願人は、第１保持部材（固定保持部材）と第２保持部材（可動保持部材）との間に基板を介在させ、第２保持部材に取付けた基板シール部材（内側シール部材）を基板の外周部に、第２保持部材に取付けたホルダシール部材（外側シール部材）を固定保持部材にそれぞれ圧接させてシールしながら基板を着脱自在に保持するようにした基板ホルダを提案している（特許文献１，２等参照）。

この種の基板ホルダにあっては、厚みの異なる基板を保持した場合に、基板の外周部に圧接して該外周部をシールする基板シール部材の圧縮寸法（潰し代）が変化する。その結果、基板シール部材の潰し代が小さい場合はめっき液の漏れに繋がり、基板シール部材の潰し代が大きい場合は基板の破損や基板シール部材への基板の張り付きなどが発生する。また、基板の厚みが変化すると、基板を基板ホルダで保持した時に基板の表面に接触して給電する接点の基板に対する接触力も変化する。その結果、接点の基板に対する接触力が小さい場合は基板への給電時の接触電気抵抗が大きくなり、また接触力が大きい場合は基板に傷が生じてしまう。

基板の厚みのばらつき（変化）を吸収しつつ基板を着脱自在に保持する基板ホルダとして、基板ホルダに設けた凹部内に、基板を凹部から離れる方向に付勢する板ばねを配置したり（特許文献３参照）、更に板ばねの基板との間にプレートを配置したりすること（特許文献４参照）が提案されている。また、ばねの付勢力により基板を治具に押し付けることで、治具に装着したシール部材の基板外周部に対するシール力を得るようすることが提案されている（特許文献５参照）。更に、支持プレートで支持された基板を圧縮ばねの付勢力でシール部材に向かって押し付けることで、基板の外周部に圧接するシール部材の潰し代（圧縮寸法）が基板の厚みに無関係にほぼ一定となるようにしたり（特許文献６参照）、圧縮ばねの付勢力によって押圧される押え部材を介して、基板に対して、基板の裏から一定の押圧荷重を調整無しにかけることができるようにしたもの（特許文献７参照）が提案されている。

特開２００４−５２０５９号公報 特開２００４−７６０２２号公報 特開昭５８−９１５１６号公報 特開昭５９−３１８８２号公報 実開平７−６２６８号公報 特表２００３−５１８３３３号公報 特開２００８−１３３５２６号公報

前述のように、板ばねや圧縮ばね等のばねの付勢力（ばね力）を利用して、保持される基板の厚みのばらつきを吸収したり、基板の厚みの変化に対応したりするようにした基板ホルダが種々提案されている。しかしながら、この種の基板ホルダにあっては、基板ホルダで基板を保持した時に生じるばねの付勢力によって、基板にシール部材を支点としたモーメントが作用し、このモーメントによって基板が撓んでしまうことが考慮されておらず、このため、特に大型の基板を基板ホルダで保持した時に、基板にかなり大きな撓みが生じてしまうと考えられる。

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、たとえ基板の厚みが変化しても、基板が撓んでしまうことを防止しつつ、基板の厚みの変化を吸収し、基板シール部材の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で基板を保持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めっき装置を提供することを目的とする。

本発明の基板ホルダは、基板の外周部を挟持して基板を着脱自在に保持する第１保持部材及び第２保持部材を備え、前記第２保持部材は、前記第２保持部材と前記第１保持部材で基板を保持した時に、前記第２保持部材と基板の外周部との間を基板シールラインに沿ってシールする突出部を有し、前記第１保持部材は、基板を支持する支持面を有し支持ベースと分離した可動ベースと、前記第２保持部材との間で基板の外周部を挟持して基板を保持する時に、前記基板シールラインに沿った位置で、基板を前記第２保持部材に向けて付勢して基板の厚みの変化を吸収する厚み吸収機構とを有し、前記厚み吸収機構は、前記支持ベースと前記可動ベースとの間に配置されており、前記第２保持部材には、前記第１保持部材との間で基板を保持した時に基板の外周部に接触して給電する第１接点部材が備えられ、前記第１保持部材の前記支持ベースには、外部電源に接続されて前記第１接点部材に給電する第２接点部材が備えられている。

これにより、たとえ基板の厚みが変化しても、基板の厚みの変化を厚み吸収機構で吸収しつつ基板を保持することで、基板シール部材の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で厚みの異なる基板を保持し、しかも、基板ホルダで基板を保持した時に、第２保持部材と基板の外周部との間を基板シール部材でシールする基板シールラインに沿った位置で、基板を第２保持部材に向けて付勢して基板の厚みの変化を吸収することで、基板に基板シール部材を支点としたモーメントが作用して、基板が撓んでしまうことを防止することができる。
さらに、異なる厚みを有する基板を保持しても、第１接点部が接触する基板の外周部、第１接点部材及び第２接点部材の位置関係が常に一定となるようにして、基板に確実に給電することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記厚み吸収機構は、前記可動ベースを前記支持ベースに対して移動自在に支持する複数の圧縮ばねを有する。

これにより、基板の厚みの変化に応じて、可動ベースの移動量が異なる（基板の厚みが厚くなればなる程、可動ベースの移動量が大きくなって支持ベースとの間隔が狭くなる）ようにして、基板シール部材の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で厚みの異なる基板を基板ホルダで保持し、しかも基板を基板ホルダで保持した時に、複数の圧縮ばねのばね力が、基板シールラインに沿った位置で、可動ベースを介して、基板に作用するようにすることで、基板が撓んでしまうことを防止することができる。

前記第１保持部材には、前記可動ベースの前記支持ベースからの脱出を防止するストッパを有し、前記可動ベースの前記支持ベースに対する移動を規制するベースガイド機構が備えられていることが好ましい。
これにより、前記可動ベースの前記支持ベースからの脱出をストッパで防止しつつ、可動ベースを支持ベースに対してスムーズに移動させることができる。

前記第１保持部材の前記可動ベースには、基板の外周端部をガイドして基板の前記可動ベースに対する位置決めを行う基板ガイドが備えられていることが好ましい。
これにより、基板の可動ベースに対する位置決めを可動ベースに固定した基板ガイドを介して行って、基板と可動ベースが一体となって移動するようにすることで、基板が第２保持部材と干渉してしまうことを防止することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記厚み吸収機構は、前記第２保持部材との間で基板の外周部を挟持して基板を保持する時に、前記基板シールラインに沿った位置で基板に当接して該基板を前記第２保持部材に向けて付勢する伸縮自在な複数の伸縮ピンを有する。

これにより、基板の厚みの変化に応じて、複数の伸縮ピンを伸縮させることにより、基板シール部材の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で基板を基板ホルダで保持し、しかも基板を基板ホルダで保持した時に、複数の伸縮ピンの付勢力が基板シールラインに沿った位置で基板に作用するようにすることで、基板が撓んでしまうことを防止することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記突出部は第１の突出部であり、前記第２保持部材は、前記第１保持部材の前記支持ベースと前記第２保持部材との間をシールする第２の突出部をさらに有する。
本発明のめっき装置は、前述の基板ホルダと、内部にめっき液を保持するめっき槽とを有する。

本発明の基板ホルダによれば、たとえ基板の厚みが変化しても、基板シール部材の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で基板を保持することで、めっき液の漏れや基板の破損等を防止することができる。しかも、厚みの異なる基板を基板ホルダで基板を保持した時に、基板に基板シール部材を支点としたモーメントが作用して、基板が撓んでしまうことを防止することができる。

本発明の実施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。 図１に示すめっき装置に備えられている基板ホルダの平面図である。 図２に示す基板ホルダの第２保持部材を開いた状態を仮想線で示す右側面図である。 図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 図２のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 厚み吸収機構を備えていない従来タイプの基板ホルダ（比較例１）で厚みが７７５μｍと１０７５μｍの基板を保持した時と、厚み吸収機構を備えた本実施形態の基板ホルダ（実施例１）で厚みが７７５μｍと１５５０μｍの基板を保持した時における基板シール部材の圧縮寸法を示すグラフである。 本実施形態の基板ホルダにおける圧縮ばねのばね力（設計ばね力）と基板シール部材の圧縮寸法との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態の基板ホルダの平面図である。 図１０のＥ−Ｅ線断面図である。

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。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施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等の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の内部に複数のめっきユニット３８を収納して構成され、各めっきユニット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。

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第１保持部材（固定保持部材）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。

この第２保持部材５８は、基部６０とリング状のシールホルダ６２とを有し、例えば塩化ビニル製で、下記の押えリング７２との滑りを良くしている。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、基板Ｗの外周部の基板シールライン６４に沿って基板Ｗの外周部に圧接してここをシールする基板シール部材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、基板シール部材６６の外方位置で第１保持部材５４の下記の支持ベース８０に圧接してここをシールするホルダシール部材６８が取付けられている。

基板シール部材６６及びホルダシール部材６８は、シールホルダ６２と、該シールホルダ６２にボルト等の締結具を介して取付けられる固定リング７０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。基板シール部材６６のシールホルダ６２との当接面（上面）には、基板シール部材６６とシールホルダ６２との間をシールする突条部６６ａが設けられている。

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７２がスペーサ７４を介して回転自在に装着されている。押えリング７２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（図示せず）により、脱出不能に装着されている。この押えリング７２は、酸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、スペーサ７４は、押えリング７２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ＰＴＥＦで構成されている。

第１保持部材５４は、略平板状で、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時にホルダシール部材６８と圧接して第２保持部材５８との間をシールする支持ベース８０と、この支持ベース８０と互いに分離した略円板状の可動ベース８２とを有している。押えリング７２の外側方に位置して、第１保持部材５４の支持ベース８０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８４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７２の円周方向に沿ったクランパ８４と対向する位置には、外方に突出する突起部７２ａが設けられている。そして、クランパ８４の内方突出部の下面及び押えリング７２の突起部７２ａ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７２の円周方向に沿った複数箇所（例えば4箇所）には、上方に突出するポッチ７２ｂが設けられている。これにより、回転ピン（図示せず）を回転させてポッチ７２ｂを横から押し回すことにより、押えリング７２を回転させることができる。

これにより、図３に仮想線で示すように、第２保持部材５８を開いた状態で、第１保持部材５４の中央部に基板Ｗを挿入し、ヒンジ５６を介して第２保持部材５８を閉じる。そして、押えリング７２を時計回りに回転させて、押えリング７２の突起部７２ａをクランパ８４の内方突出部の内部に滑り込ませることで、押えリング７２の突起部７２ａとクランパ８４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７２を反時計回りに回転させて逆Ｌ字状のクランパ８４の内方突出部から押えリング７２の突起部７２ａを引き抜くことで、このロックを解くことができる。

可動ベース８２は、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時に、基板Ｗの外周部と当接して基板Ｗを支持するリング状の支持面８２ａを有しており、圧縮ばね８６を介して、支持ベース８０から離れる方向に付勢され、圧縮ばね８６の付勢力（ばね力）に抗して、支持ベース８０に近接する方向に移動自在に支持ベース８０に取付けられている。これによって、厚みの異なる基板Ｗを基板ホルダ１８で保持した時に、基板Ｗの厚みに応じて、可動ベース８２が圧縮ばね８６の付勢力（ばね力）に抗して支持ベース８０に近接する方向に移動することで、基板Ｗの厚みを吸収する厚み吸収機構８８が構成されている。

つまり、前述のようにして、第２保持部材５８を第１保持部材５４にロックして基板Ｗを基板ホルダ１８で保持した時、基板シール部材６６の内周面側の下方突出部下端が基板ホルダ１８で保持した基板Ｗの外周部の基板シールライン６４に沿った位置に、ホルダシール部材６８にあっては、その外周側の下方突出部下端が第１保持部材５４の支持ベース８０の表面にそれぞれ圧接し、シール部材６６，６８を均一に押圧して、ここをシールする。この時、可動ベース８２が基板Ｗの厚みの変化に対応して、支持ベース８０に対する移動量が異なるように、つまり基板Ｗの厚みが厚い程、可動ベース８２の支持ベース８０に対する移動量が大きくなって、支持ベース８０により近づくように可動ベース８２が移動し、これによって、基板Ｗの厚みの変化が厚み吸収機構８８によって吸収される。

つまり、基板Ｗの厚みに関係なく、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時の支持ベース８０と基板シール部材６６との距離はほぼ一定となるが、基板Ｗの厚みが厚くなればなる程、この基板Ｗの厚みの増加分にほぼ見合った量だけ圧縮ばね８６の歪み（縮み）量が増え、その分、可動ベース８２の支持ベース８０に対する移動量が大きくなる。この結果、基板シール部材６６の圧縮寸法（撓み代）が減少して、基板シール部材６６の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で基板Ｗを保持することができる。

例えば、図８に示すように、厚み吸収機構８８を備えていない従来タイプの基板ホルダ（比較例１）にあっては、基板の厚みを７７５μｍ〜１０７５μｍに変化させて基板を保持すると、基板シール部材の圧縮寸法（潰し代）は、０．１１ｍｍ〜０．３ｍｍと大幅に増加する。これに対して、厚み吸収機構８８を備えたこの例の基板ホルダ１８（実施例１）にあっては、基板の厚みを７７５μｍ〜１５５０μｍに変化させて基板を保持しても、基板シール部材６６の圧縮寸法（潰し代）の増加を、０．１２ｍｍ〜０．１７ｍｍと大幅に減少させることができる。

このように、基板Ｗの厚みの変化に応じて、可動ベース８２の移動量が異なる（基板の厚みが厚くなればなる程、可動ベースの移動量が大きくなって支持ベースとの間隔が狭くなる）ようにすることで、基板シール部材６６の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で厚みの異なる基板Ｗを基板ホルダ１８で保持することができる。

圧縮ばね８６は、この例では合計２４個備えられており、基板シールライン６４に沿った位置に等間隔で配置されている。ここに、基板シールライン６４と基板Ｗのエッジ部までの距離は、例えば１〜３ｍｍ程度であり、基板シールライン６４に沿った位置に配置される圧縮ばね８６の各中心を該基板シールライン６４と同心円状に結ぶラインと基板Ｗのエッジ部までの距離は、例えば１〜５ｍｍ程度である。そして、圧縮ばね８６の姿勢を安定させるため、支持ベース８０の各圧縮ばね８６の装着位置には、圧縮ばね８６の下部が周囲を囲繞する突起８０ａが、可動ベース８２の各圧縮ばね８６の装着位置には、圧縮ばね８６の上部を内部に挿入する凹部８２ｂがそれぞれ設けられている。

このように、基板シールライン６４に沿った位置、すなわち基板シールライン６４のライン上またはその近傍に複数の圧縮ばね８６を配置すると、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時に、複数の圧縮ばね８６のばね力が、基板シールライン６４に沿った位置で、可動ベース８２を介して、基板Ｗに作用する。これによって、基板ホルダ１８で保持された基板Ｗに基板シール部材６６を支点としたモーメントが作用して、基板Ｗが撓んでしまうことを防止することができる。

図９は、この例の基板ホルダ１８における圧縮ばね８６のばね力（設計ばね力）と基板シール部材６６の圧縮寸法との関係を示す。図９から、圧縮ばね８６のばね力（付勢力）を大きくすると、基板シール部材６６の圧縮寸法も圧縮ばね８６のばね力にほぼ比例して大きくなる。これにより、この例の基板ホルダ１８にあっては、基板シール部材６６の圧縮寸法を圧縮ばね８６のばね力により適正に調整可能なことが判る。実際には、めっき液への基板の浸漬によるリーク試験などにより、６００Ｎが圧縮ばね８６の適正ばね力である。

支持ベース８０と可動ベース８２との間には、可動ベース８２を支持ベース８０に対してスムーズに動かすため、図５に示すように、ベースガイド機構９０が備えられている。このベースガイド機構９０は、支持ベース８０に固定した、この例ではボルトからなるガイドシャフト９２と、可動ベース８２に固定した、フランジ９４ａを有する略円筒状のシャフト受け９４とを有しており、ガイドシャフト９２はシャフト受け９４の内部を挿通し、シャフト受け９４をガイドとして移動するように構成されている。ガイドシャフト９２は、例えばステンレス製で、シャフト受け９４は、例えば潤滑性のよい樹脂製である。ここに、可動ベース８２が支持ベース８０に対して横方向に動かないようにするため、ガイドシャフト９２の外径とシャフト受け９４の内径との差は、０．０５ｍｍ〜０．１６ｍｍに設定されている。

なお、ベースガイド機構９０は、各圧縮ばね８６の近傍に一対一の関係で設置するのが望ましいが、コストと組立性を考慮して、この例では、ベースガイド機構９０を３箇所に設置している。

この例の基板ホルダ１８にあっては、厚みの薄い基板を保持した時と、厚みの厚い基板を保持した時とで、圧縮ばね８６のばね力が多少変化する。このため、この例では、圧縮ばね８６のばね力の変化を極力少なくするため、圧縮ばね８６として、ばね定数の小さいものを使用し、圧縮ばね８６に初期圧縮歪み（縮み）を与えた状態で、支持ベース８０に可動ベース８２を取付けている。

つまり、この例では、ガイドシャフト９２を構成するボルトの頭部をストッパ９２ａとして使用し、圧縮ばね８６のばね力によって、ストッパ９２ａをシャフト受け９４のフランジ９４ａに当接させることで、可動ベース８２の支持ベース８０からの脱出を防止しつつ、圧縮ばね８６に初期圧縮歪みを与え、可動ベース８２が、例えば０．５ｍｍ押された位置で、基板シール部材６６の適正な圧縮寸法（潰し代）が実現できるようにストッパ９２ａを設置している。

この例では、可動ベース８２の表面に凹部８２ｃを設け、この凹部８２ｃ内にガイドシャフト９２を構成するボルトのストッパ９２ａを構成する頭部が露出するようにしている。これにより、ガイドシャフト９２を構成するボルトを介して、可動ベース８２の支持ベース８０への取付け、取外しを容易に行うことができる。

図６に示すように、第２保持部材５８の固定リング７０の内周面には、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時、基板Ｗの外周部に圧接して基板Ｗに給電する複数の第１接点部材１００が取付けられている。この第１接点部材１００は、基板シール部材６６の外方に位置して、内方に板ばね状に突出する接点１００ａを有しており、この接点１００ａにおいて、その弾性力によるばね性を有して容易に屈曲し、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時に、第１接点部材１００の接点１００ａが基板Ｗの外周面に弾性的に接触するように構成されている。

一方、可動ベース８２の周縁部の第１接点部材１００と対応する位置には、内方に矩形状に切欠いた切欠き部８２ｄが設けられ、支持ベース８０の該各切欠き部８２ｄに対応する位置には、下記のハンド１０２に設けた外部接点から延びる配線１０４に接続された第２接点部材１０６が配置されている。この第２接点部材１０６は、外方に板ばね状に突出する接点１０６ａを有しており、この接点１０６ａにおいて、その弾性力によるばね性を有して容易に屈曲し、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時に、第２接点部材１０６の接点１０６ａが第１接点部材１００に弾性的に接触するように構成されている。これにより、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時、第１接点部材１００及び第２接点部材１０６を通して基板Ｗに給電される。

基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時に、基板Ｗの厚みが異なっていても、基板Ｗの露出表面がなす平面、第１保持部材５４の支持ベース８０、及び第２保持部材５８との位置関係は常に一定となる。

この例によれば、第２保持部材５８に第１接点部材１００を、第１保持部材５４の支持ベース８０に第２接点部材１０６をそれぞれ固定することで、第１接点部材１００の接点１００ａが接触する基板Ｗの外周部、第１接点部材１００及び第２接点部材１０６の位置関係が、基板Ｗの厚みの変化に拘わらず常に一定となる。これにより、第１接点部材１００の接点１００ａの基板Ｗの外周部に対する接触力、及び第２接点部材１０６の接点１０６ａの第１接点部材１００に対する接触力が常に一定となるようにして、基板Ｗに確実に給電することができる。

可動ベース８２の周縁部上面には、矩形状に上方に開口する複数の凹溝８２ｅが設けられ、この各凹溝８２ｅ内に、図７に示すように、基板Ｗの外周端部をガイドして基板Ｗの可動ベース８２に対する位置決めを行う基板ガイド１０８が備えられている。つまり、基板Ｗを基板ホルダ１８で保持するに先だって、基板Ｗを可動ベース８２の支持面８２ａに支持する時、基板Ｗの外周端部が基板ガイド１０８に案内されて、基板Ｗの可動ベース８２に対する位置決めが行われる。

このように、可動ベース８２に固定した基板ガイド１０８を介して基板Ｗの可動ベース８２に対する位置決めを行って、基板Ｗと可動ベース８２が一体となって移動するようにすることで、基板Ｗが第２保持部材５８のシールホルダ６２と干渉してしまうことを防止することができる。

なお、図示しないが、基板ホルダ１８には、基板Ｗの位置決め（センタリング）機能を担う芯出スプリングと、めっき後の基板Ｗを基板ホルダ１８から取出す際に、基板Ｗが基板シール部材６６に引っ付いて基板Ｗと共に持ち上がることを防止する引っ付き防止機能が備えられている。第１接点部材１００に、基板Ｗの位置決め機能と、前記引っ付き防止機能を持たせるようにしてもよい。

第２保持部材５８の開閉は、図示しないシリンダと第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（図示せず）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、通孔を通じて押圧棒で第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、図３に仮想線で示すように、第２保持部材５８を開き、シリンダ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。

第１保持部材５４の支持ベース８０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１０２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１２０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１２０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１２０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めっき処理を説明する。先ず、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、図３に示すように、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で基板Ｗを搬送し、搬送した基板を可動ベース８２の支持面８２ａで支持する。この時、基板Ｗは、基板ガイド１０８に案内されて可動ベース８２に対する位置決めが行われる。次に、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、ロック・アンロック機構で第２保持部材５８をロックする。このように第２保持部材５８をロックすると、第１保持部材５４の可動ベース８２が基板Ｗの厚みに応じて支持ベース８０に対して相対的に移動し、これによって、基板Ｗの厚みの変化が吸収される。しかも、基板Ｗに基板シール部材６６を支点としたモーメントが作用しないので、基板Ｗが撓んでしまうことはない。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６６，６８でめっき液が浸入しないようにシールされ、シール部材６６，６８によってめっき液に触れない部分において、複数の第１接点部材１００の接点１００ａと電気的に導通するように固定される。ここで、第１接点部材１００からは基板ホルダ１８のハンド１０２まで配線が繋がっており、ハンド１０２の部分に電源を接続することにより基板のシード層等に給電することができる。なお、基板着脱部２０は、基板ホルダ１８に装着された基板Ｗと第１接点部材１００の接点１００ａとの接触状態を確認するセンサを有している。このセンサは、基板Ｗと第１接点部材１００の接点１００ａの接触状態が不良であると判断した時に、その信号をコントローラ（図示せず）に入力する。

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、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、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支持するフィキシングステーションを備え、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°回転させて基板ホルダを水平な状態となすようにしてもよい。

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、２つのロック・アンロック機構を備え、互いに隣接した位置に配置される２基の基板ホルダのロック・アンロック機構によりロック・アンロックを同時に行うようにしてもよい。

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、基板着脱部２０に備えられていた基板と第１接点部材１００の接点１００ａ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第１接点部材１００の接点１００ａ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１０２により吊り下げられて固定され、めっき電源から第１接点部材１００及び第２接点部材１０６を通して、シード層等に給電される。

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、基板着脱部２０に備えられていた基板と第１接点部材１００の接点１００ａ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、シリンダを作動させて第２保持部材５８を開く。この時、前述のように、基板Ｗ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。

図１０は、本発明の他の実施形態の基板ホルダの平面図で、図１１は、図１０のＥ−Ｅ線拡大断面図である。図１０及び図１１に示すように、この例の基板ホルダ１８の第１保持部材５４は、支持ベース８０と該支持ベースに固定された固定ベース１１０を有している。そして、固定ベース１１０の基板シールライン６４に沿った位置には、この例では合計２４個の上下に貫通した貫通孔１１０ａが設けられ、この各貫通孔１１０ａの内部に、伸縮ピン１１２が、支持ベース８０との間に介装された圧縮ばね１１４によって、支持ベース８０から離れる方向（上方）に付勢されて配置されている。この伸縮ピン１１２は、固定ベース１１０の表面がなす平面よりも反支持ベース８０側（上方）に突出し、この突出端面を基板Ｗに当接させて基板Ｗを支持するようになっている。これによって、厚みの異なる基板Ｗを基板ホルダ１８で保持した時に、基板Ｗの厚みに応じて、伸縮ピン１１２が圧縮ばね１１４の付勢力（ばね力）に抗して伸縮することで、基板Ｗの厚みを吸収する厚み吸収機構１１６が構成されている。

つまり、基板Ｗの厚みに関係なく、基板ホルダ１８で基板Ｗを保持した時の支持ベース８０と基板シール部材６６との距離はほぼ一定となるが、基板Ｗの厚みが厚くなればなる程、この基板Ｗの厚みの増加分にほぼ見合った量だけ圧縮ばね１１４の歪み（縮み）量が増え、その分、伸縮ピン１１２の支持ベース８０に対する伸縮量が大きくなる。この結果、基板シール部材６６の圧縮寸法（撓み代）が減少して、基板シール部材６６の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で基板Ｗを保持することができる。

貫通孔１１０ａは、支持ベース８０側が大径となる段付孔となっており、伸縮ピン１１２には、貫通孔１１０ａの段部に当接して伸縮ピン１１２の移動を規制する大径のストッパ１１２ａが設けられている。これによって、圧縮ばね１１４は、初期圧縮歪み（縮み）を与えた状態で、支持ベース８０と伸縮ピン１１２との間に介装されている。

この例にあっても、基板Ｗの厚みの変化に応じて、複数の伸縮ピン１１２を伸縮させることにより、基板シール部材６６の圧縮寸法をより一定範囲に保った状態で基板Ｗを基板ホルダ１８で保持し、しかも、基板Ｗを基板ホルダ１８で保持した時に、複数の伸縮ピン１１２の付勢力（ばね力）が基板シールライン６４に沿った位置で基板Ｗに作用するようにすることで、基板Ｗが撓んでしまうことを防止することができる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことはいうまでもない。

１８ 基板ホルダ
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
５４ 第１保持部材
５８ 第２保持部材
６２ シールホルダ
６４ 基板シールライン
６６ 基板シール部材
６８ ホルダシール部材
７０ 固定リング
７２ 押えリング
８０ 支持ベース
８２ 可動ベース
８４ クランパ
８６，１１４ 圧縮ばね
８８，１１６ 厚み吸収機構
９０ ベースガイド機構
９２ ガイドシャフト
９２ａ ストッパ
９４ シャフト受け
１００ 第１接点部材
１０６ 第２接点部材
１０８ 基板ガイド
１１０ 固定ベース
１１２ 伸縮ピン
１１２ａ ストッパ

Claims (7)

1. 基板の外周部を挟持して基板を着脱自在に保持する第１保持部材及び第２保持部材を備え、
   前記第２保持部材は、前記第２保持部材と前記第１保持部材で基板を保持した時に、前記第２保持部材と基板の外周部との間を基板シールラインに沿ってシールする突出部を有し、
   前記第１保持部材は、基板を支持する支持面を有し支持ベースと分離した可動ベースと、前記第２保持部材との間で基板の外周部を挟持して基板を保持する時に、前記基板シールラインに沿った位置で、基板を前記第２保持部材に向けて付勢して基板の厚みの変化を吸収する厚み吸収機構とを有し、
   前記厚み吸収機構は、前記支持ベースと前記可動ベースとの間に配置されており、
   前記第２保持部材には、前記第１保持部材との間で基板を保持した時に基板の外周部に接触して給電する第１接点部材が備えられ、前記第１保持部材の前記支持ベースには、外部電源に接続されて前記第１接点部材に給電する第２接点部材が備えられていることを特徴とする基板ホルダ。
2. 前記厚み吸収機構は、前記可動ベースを前記支持ベースに対して移動自在に支持する複数の圧縮ばねを有することを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ。
3. 前記第１保持部材には、前記可動ベースの前記支持ベースからの脱出を防止するストッパを有し、前記可動ベースの前記支持ベースに対する移動を規制するベースガイド機構が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板ホルダ。
4. 前記第１保持部材の前記可動ベースには、基板の外周端部をガイドして基板の前記可動ベースに対する位置決めを行う基板ガイドが備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板ホルダ。
5. 前記厚み吸収機構は、前記第２保持部材との間で基板の外周部を挟持して基板を保持する時に、前記基板シールラインに沿った位置で基板に当接して該基板を前記第２保持部材に向けて付勢する複数の伸縮自在な伸縮ピンを有することを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ。
6. 前記突出部は第１の突出部であり、
   前記第２保持部材は、前記第１保持部材の前記支持ベースと前記第２保持部材との間をシールする第２の突出部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ。
7. 請求項１乃至６の少なくとも一項に記載の基板ホルダと、
   内部にめっき液を保持するめっき槽とを有することを特徴とするめっき装置。

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