JP5996224B2

JP5996224B2 - 基板乾燥装置及び乾燥方法

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Publication number: JP5996224B2
Application number: JP2012067082A
Authority: JP
Inventors: 中川　洋一; 洋一中川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: JP2013201172A

Description

本発明は、例えば基板の被めっき面（表面）に一連のめっき処理を施して乾燥させるめっき装置に備えられ、表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した洗浄後の基板の表面を液切り乾燥させる基板乾燥装置及び乾燥方法に関する。

出願人は、半導体ウエハ等の基板の表面にバンプ等を連続して形成するめっき装置として、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外側シール部材を第１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備え、この基板ホルダで保持した基板の表面にめっきを行った後、基板の表面を基板ホルダで保持したまま洗浄し乾燥させるようにしためっき装置を提案している（特許文献１参照）。

このめっき装置は、洗浄後の基板を乾燥させる基板乾燥装置としてのブロー槽を備えており、このブロー槽は、内部の所定の位置に配置した基板ホルダで保持した洗浄後の基板表面に向けてエア等の乾燥ガスを吹付けることで、基板表面を液切り乾燥させるようにしている。

基板ホルダで保持したまま基板表面を乾燥させる基板乾燥装置として、図１に示すように、乾燥槽２００と、コネクタ２０２を介して外部ガス供給源（図示せず）に接続されて乾燥槽２００内に収容された鉛直方向に延びるガスチューブ２０４と、このガスチューブ２０４の上端にブロック２０６を介して水平方向に向けて取付けられた吹付けノズル２０８とを備えたものが知られている。この基板乾燥装置は、吹付けノズル２０８の前方に、図示しない基板ホルダで保持した基板を配置し、この基板の表面のほぼ中心に向けて吹付けノズル２０８からエア等の乾燥ガスを吹付けることで、基板の表面を乾燥させるようにしている。

エア等の乾燥ガスを使用して洗浄後の基板等を乾燥するようにした乾燥装置として、洗浄後の容器内に乾燥用圧縮空気を間欠的に噴射するようにしたもの（特許文献２参照）や、被洗浄物の前面にノズルを配置し、このノズルを横移動させながら該ノズルに設けた縦方向に並ぶ複数の噴出口からエアを被研磨物に向けてムラなく噴射することで、被研磨物に残留する水滴を除去するようにしたもの（特許文献３参照）が知られている。更に、鉛直方向に沿った位置に複数のノズルを配置し、この各ノズルから被洗浄物に向けてエアを間欠的に噴出させることで、被洗浄物に付着した水滴を吹き飛ばすようにしたもの（特許文献４参照）が知られている。

特開２００３−２４７０９８号公報実開昭６３−１０７７８６号公報実開平５−３７３７７号公報特開平６−１０６１４８号公報

しかしながら、従来の基板乾燥装置にあっては、例えば基板の表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した基板の該表面に残存する純水や薬品等の液体（リンス液）を基板表面から完全に除去することは一般に困難であった。つまり、基板の表面外周部をシール部材でシールして基板を基板ホルダで保持すると、基板とシール部材との間にリング状に連続した段差Ｄ（図６参照）が生じ、この段差に沿って純水や薬品等の液体が残存する。この段差に沿って残存する液体を基板表面に向けて吹付けられるエア等の乾燥ガスで除去しようとしても、基板表面に向けて吹付けられた乾燥ガス（エア）の流れの一部に淀みが生じ、このため、段差に沿って残存する液体の一部が乾燥ガスで乾燥されることなくそのまま残る。この結果、基板の全表面を均一に液切り乾燥させることが困難となる。しかも、乾燥されずに段差に沿って残存する液体の一部が基板表面へ垂れてきて基板表面の２次汚染に繋がってしまう。

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、たとえ表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した基板であっても、２次汚染を防止しつつ、基板の全表面を均一に液切り乾燥させることができるようにした基板乾燥装置及び乾燥方法を提供することを目的とする。

出願人は、吹付けノズルから基板表面に向けて吹付けられるＮ_２ガス等の乾燥ガスによって、表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した基板上の水膜で覆われた表面でどのように液切り乾燥が起こるかを観察して本発明を完成させた。

本発明の基板乾燥装置は、表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した洗浄後の基板を鉛直に配置して該表面を乾燥させる基板乾燥装置において、前記基板ホルダで保持して鉛直に配置した基板と対向する位置に鉛直方向に沿って複数段に配置され、該基板の表面に向けて乾燥ガスを吹付ける複数の吹付けノズルと、鉛直に配置された基板上方から下方に向けて基板表面の乾燥エリアが連続して拡がるように、前記複数段に配置した吹付けノズルの各段に位置する吹付けノズルのガス吹付け時期及び時間を制御する制御部を有する。

これにより、基板表面の外周部をシール部材でシールすることによってシール部材と基板との間に形成されるリング状に連続した段差に衝突した乾燥ガスが、流れの一部に淀みを生じさせることなく、該段差に沿ってスムーズに流れるようにして、この段差に残存する純水等の液体（リンス液）を確実に乾燥させることができる。従って、基板表面の乾燥エリアの上方に未乾燥エリアが形成されたりすることをなくして、残液が基板表面に垂れて２次汚染に繋がる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、前記吹付けノズルは、基板の中心を通って鉛直方向に延びる基板対称軸に対応する位置に位置する吹付けノズル対称軸の軸上に配置された最上段に位置する１個の吹付けノズルと、前記吹付けノズル対称軸に対して左右対称位置に配置された最下段に位置する一対の吹付けノズルとを有する。

これにより、基板表面の上端及びその周辺に液体が残ることを防止して該上端及びその周辺を確実に液切り乾燥させるとともに、基板表面の下端及びその周辺に集まった液体を効果的に掻き出して該下端及びその周辺を確実に液切り乾燥させることができる。

本発明の好ましい一態様において、前記最上段に位置する吹付けノズルは、鉛直に配置された基板の最上端から５０ｍｍ以内の位置に向けて乾燥ガスを吹付ける。

本発明の好ましい一態様において、前記吹付けノズルは、前記最上段に位置する吹付けノズルと前記最下段に位置する吹付けノズルとの間の中段に位置して、前記吹付けノズル対称軸に関して左右対称位置に配置された、少なくとも一対の吹付けノズルを更に有する。

これにより、基板の大きさに合わせて、乾燥エリアの範囲を徐々に下方に拡げて、基板表面を均一に液切り乾燥させることができる。

本発明の基板乾燥方法は、表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した洗浄後の基板を鉛直に配置し、前記基板ホルダで保持して鉛直に配置した基板と対向する位置に、基板の表面に向けて乾燥ガスを吹付ける複数の吹付けノズルを鉛直方向に沿って複数段に配置し、前記鉛直に配置された基板上方から下方に向けて基板表面の乾燥エリアが連続して拡がるように、前記複数段に配置した吹付けノズルの各段に位置する吹付けノズルから基板表面に向けて乾燥ガスを順次吹付ける。

本発明の好ましい一態様において、基板の中心を通って鉛直方向に延びる基板対称軸に対応する位置に位置する吹付けノズル対称軸の軸上に配置された最上段に位置する吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて基板表面の上部に乾燥エリアを形成し、前記吹付けノズル対称軸に対して左右対称位置に配置された中段に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを下方に拡げ、前記吹付けノズル対称軸に関して左右対称位置に配置された最下段に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを基板の全表面に拡げる。

本発明の好ましい一態様において、前記中段に位置する吹付けノズルは、少なくとも一対備えられ、上方に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを下方に拡げた後、下方に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを更に下方に拡げる。

本発明によれば、基板表面に向けて吹付けられた乾燥ガスが、基板の表面外周部をシール部材でシールすることによってシール部材と基板との間に形成されるリング状に連続した段差に沿って、淀みなくスムーズに流れるようにして、基板表面を均一に乾燥させることができる。しかも、基板表面の乾燥エリアの上方に未乾燥エリアが形成されたりすることをなくして、残液が基板表面に垂れて２次汚染に繋がることを防止することができる。

従来の基板乾燥装置の一例を示す概要斜視図である。本発明の実施形態の基板乾燥装置を備えためっき装置の全体配置図である。図２に示す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一部を断面で示す右側面図である。図５のＡ部拡大図である。図２に示す基板乾燥装置の概要を、基板を保持した基板ホルダの概要と共に示す縦断正面図である。ノズルプレートを基板との位置関係と共に示す正面図である。第１段ノズルから基板表面に向けて乾燥ガスを吹付けて該表面を乾燥させている状態を示す要部拡大図である。第１段吹付けノズルからの乾燥ガスの吹付けを停止し、第２段吹付けノズルからの乾燥ガスの吹付けを開始する直前の状態を示す図である。第２段吹付けノズルからの乾燥ガスの吹付けを停止し、第３段吹付けノズルからの乾燥ガスの吹付けを開始する直前の状態を示す図である。第３段吹付けノズルからの乾燥ガスの吹付けを停止し、第４段吹付けノズルからの乾燥ガスの吹付けを開始する直前の状態を示す図である。第４段ノズルから基板表面に向けて乾燥ガスを吹付けて該表面を乾燥させている状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図２乃至図１３を参照して説明する。なお、以下の例では、基板表面に一連のめっき処理を施すめっき装置の基板乾燥装置に本発明の基板乾燥装置を適用した例を示している。基板を洗浄し液切り乾燥させる他の基板処理装置の基板乾燥装置に本発明の基板乾燥装置を適用しても良いことは勿論である。

図２は、本発明の基板乾燥装置を備えためっき装置の全体配置図を示す。図２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の液切り乾燥を行う、本発明の実施形態の基板乾燥装置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、基板乾燥装置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３乃至図６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。

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６４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の表面外周部に圧接してここをシールする内側シール部材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、内側シール部材６６の外方位置で第１保持部材５４に圧接してここをシールする外側シール部材６８が取付けられている。

図６に示すように、内側シール部材６６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６９ａを介して取付けられる第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、外側シール部材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６９ｂを介して取付けられる第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４参照）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4箇所）には、上方に突出するポッチ６４ａが設けられている。これにより、回転ピン（図示せず）を回転させてポッチ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。

これにより、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、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逆Ｌ字状のクランパ７４の押えリング６４の突起部６４ｂから引き抜くことで、このロックを解くようになっている。そして、このようにして第２保持部材５８をロックした時、内側シール部材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の表面外周部に、外側シール部材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。このように、基板Ｗの表面外周部を内側シール部材６６で押圧してシールすると、基板Ｗの表面と内側シール部材６６の内周面との間に、基板Ｗの表面外周部の内側シール部材６６との接触部に沿ってリング状に連続して延びる段差Ｄが形成される。

第１保持部材５４の周縁部には、基板Ｗの大きさに合わせてリング状に突出し、表面が基板Ｗの周縁部に当接して該基板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４に示すように、この各凹部８４内に、ハンド９０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１２個）の導電体（電気接点）８６が配置されて、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６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、板ばね形状に形成され、内側シール部材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し、しかも第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、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、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。

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９０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９０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９０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、基板乾燥装置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保持される。

図７は、本発明の実施形態の基板乾燥装置３２の概要を、基板Ｗを保持した基板ホルダ１８の概要と共に示す縦断正面図である。図７に示すように、基板乾燥装置３２は、上方に開放した乾燥槽１００を有し、基板ホルダ１８は、この乾燥槽１００の周壁に吊下げ支持されて、乾燥槽１００内の所定位置に鉛直に配置される。乾燥槽１００の内部には、基板Ｗと対向する位置に位置して、基板Ｗの表面に向けてＮ_２ガスやエア等の乾燥ガスを吹付ける複数の吹付けノズルを鉛直方向に沿って複数段に設置したノズルプレート１０２が配置されている。このノズルプレート１０２の上端には、図８に示すように、外方に突出する取付けアーム１０２ａが一体に連接され、このアーム１０２ａを介して、ノズルプレート１０２は、乾燥槽１００内の所定の位置に固定されている。

この例では、乾燥槽１００の内部の処置位置にノズルプレート１０２を配置するようにしているが、ノズルプレート１０２を乾燥槽１００の周壁に直接接着あるいは溶接しても良い。また、ノズルプレート１０２を備えることなく、複数の吹付けノズル１０４ａ〜１０４ｄを、例えば乾燥槽１００の周壁に直接取付けても、あるいは個々の吹付けノズル１０４ａ〜１０４ｄがそれぞれブラケットによって乾燥槽１００に支持されるようにしても良い。乾燥槽１００の底面には排水口１００ａが繋がっている。また、乾燥槽１００を構成する側板には貫通穴１００ｂが設けられており、この貫通穴１００ｂには、乾燥槽１００内を排気するダクトが接続されている。

この例では、ノズルプレート１０２には、最上段に位置する１個の第１段吹付けノズル１０４ａ、第１段吹付けノズル１０４ａより下方に位置する一対の第２段吹付けノズル１０４ｂ、第２段吹付けノズル１０４ｂより下方に位置する一対の第３段吹付けノズル１０４ｃ、及び第３段吹付けノズル１０４ｃより下方の最下段に位置する一対の第４段吹付けノズル１０４ｄの合計４段の吹付けノズルが設置されている。

第１段吹付けノズル１０４ａは、外部ガス供給源１０６から延び、内部に減圧弁１０８及び流量計１１０を介装したメインガス供給ライン１１２から分岐した第１分岐ライン１１４ａに接続され、この第１分岐ライン１１４ａには、該ライン１１４ａを開閉する開閉バルブ１１６ａが介装されている。同様に、第２段吹付けノズル１０４ｂは、メインガス供給ライン１１２から分岐した第２分岐ライン１１４ｂに接続され、この第２分岐ライン１１４ｂには開閉バルブ１１６ｂが介装されている。第３段吹付けノズル１０４ｃは、メインガス供給ライン１１２から分岐した第３分岐ライン１１４ｃに接続され、この第３分岐ライン１１４ｃには開閉バルブ１１６ｃが介装されている。第４段吹付けノズル１０４ｄは、メインガス供給ライン１１２から分岐した第４分岐ライン１１４ｄに接続され、この第４分岐ライン１１４ｄには開閉バルブ１１６ｄが介装されている。

更に、基板乾燥装置３２には、流量計１１０からの信号に基づいて減圧弁１０８を制御するとともに、開閉バルブ１１６ａ〜１１６ｄを開閉制御する制御部１１８が備えられている。

図８は、ノズルプレート１０２を、基板ホルダ１８で保持されて乾燥槽１００内の所定の位置に配置された基板Ｗとの位置関係と共に示す正面図である。図８に示すように、第１段吹付けノズル１０４ａは、基板Ｗの中心Ｏを通って鉛直方向に延びる基板対称軸Ｙ_１−Ｙ_１に対応する位置に位置する吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２の軸上に位置して、基板Ｗの上部に対応する位置に配置されている。基板Ｗの最上端から第１段吹付けノズル１０４ａまでの距離Ｌは、５０ｍｍ以下であることが好ましい。

一対の第２段吹付けノズル１０４ｂは、吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２に対して左右対称位置にそれぞれ位置して、基板Ｗの上半分における高さ方向に沿ったやや下方で、基板Ｗの外周部寄りに対応した位置に配置されている。一対の第３段吹付けノズル１０４ｃは、吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２に対して左右対称位置にそれぞれ位置して、基板Ｗの下半分における高さ方向に沿ったやや上方で、基板Ｗのやや中心部寄りに対応した位置に配置されている。一対の第４段吹付けノズル１０４ｄは、吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２に対して左右対称位置にそれぞれ位置して、基板Ｗの下部に対応する位置に配置されている。

この例では、吹付けノズル１０４ａ〜１０４ｄをノズルプレート１０２に取付けて乾燥槽１００の所定位置に配置するようにしており、吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２は、ノズルプレート１０２の中心を鉛直方向に延びるノズルプレート対称軸と一致している。

次に、図７に示すように、基板乾燥装置３２の乾燥槽１００の内部の所定位置に配置した基板ホルダ１８で保持した基板Ｗの表面に向けて、各段吹付けノズル１０４ａ〜１０４ｄからＮ_２等の乾燥ガスを吹付けて乾燥させる時の概要を、図９乃至図１３を参照して説明する。

先ず、図９に示すように、最上段に位置する第１段吹付けノズル１０４ａのみからＮ_２ガス等の乾燥ガスを基板Ｗの表面に向けて吹付け、これによって、円弧状に延びる乾燥ライン１２０ａの上方に基板Ｗの表面を液切り乾燥させた乾燥エリア１２２ａを形成し、この乾燥エリア１２２ａを徐々に下方に拡大する。この時、第１段吹付けノズル１０４ａから吹付けられて基板ホルダ１８の内側シール部材６６の内周面と基板Ｗとの間に形成された段差Ｄ（図６参照）に衝突する乾燥ガスは、リング状に連続して延びる段差Ｄに沿って、淀むことなく下方にスムーズに流れ、この段差Ｄに残留する液体を下方に押し流して除去するか、或いは段差Ｄを乾燥させる。これにより、特に基板Ｗの表面の上端及びその周辺に液体が残ることが防止され、乾燥エリア１２２ａは、液体が残存することなく、均一に液切り乾燥される。

そして、図１０に示すように、基板Ｗの表面の乾燥ライン１２０ａが第２段吹付けノズル１０４ｂの取付け位置と対応する位置の下方に達した直後に、第１段吹付けノズル１０４ａからの乾燥ガスの吹付けを停止する。この時に第１段吹付けノズル１０４ａから基板Ｗに向けて吹付けられるＮ_２ガスの流量は、例えば１５０Ｌ／ｍｉｎ（ｎｔｐ）で、吹付け時間は３０秒である。

次に、図１１に示すように、一対の第２段吹付けノズル１０４ｂのみからのＮ_２ガス等の乾燥ガスの基板Ｗの表面に向けた吹付けを開始し、これによって、基板対称軸Ｙ_１−Ｙ_１に対して左右対称に円弧状に延びる乾燥ライン１２０ｂの上方に基板Ｗの表面を液切り乾燥させた乾燥エリア１２２ｂを形成し、この乾燥エリア１２２ｂを徐々に下方に拡大する。この時、基板Ｗの表面に向けて吹付けられた乾燥ガスは、リング状に連続して延びる段差Ｄ（図６参照）に沿って、淀むことなく下方にスムーズに流れ、この段差Ｄに残留する液体を下方に押し流して除去するか、或いは段部Ｄを乾燥させる。

このように、基板Ｗの表面の乾燥ライン１２０ａが第２段吹付けノズル１０４ｂの取付け位置と対応する位置の下方に達した直後に、第２段吹付けノズル１０４ｂからの乾燥ガスの吹付けを開始することで、第２段吹付けノズル１０４ｂからの乾燥ガスの吹付けによって基板Ｗの表面から飛ばされた水滴が第１段吹付けノズル１０４ａからの乾燥ガスの吹付けで形成された乾燥エリア１２２ａに付着することを防止しつつ、該乾燥エリア１２２ａから連続的に拡がる乾燥エリア１２２ｂを形成することができる。このことは、以下同様である。

そして、基板Ｗの表面の乾燥ライン１２０ｂが第３段吹付けノズル１０４ｃの取付け位置と対応する位置の下方に達した直後に、第２段吹付けノズル１０４ｂからの乾燥ガスの吹付けを停止する。この時に第２段吹付けノズル１０４ｂから基板Ｗに向けて吹付けられるＮ_２ガスの総流量は、例えば３００Ｌ／ｍｉｎ（ｎｔｐ）で、吹付け時間は２５秒である。

次に、図１２に示すように、一対の第３段吹付けノズル１０４ｃのみからのＮ_２ガス等の乾燥ガスの基板Ｗの表面に向けた吹付けを開始し、これによって、基板対称軸Ｙ_１−Ｙ_１に対して左右対称に円弧状に延びる乾燥ライン１２０ｃの上方に基板Ｗの表面を液切り乾燥させた乾燥エリア１２２ｃを形成し、この乾燥エリア１２２ｃを徐々に下方に拡大する。

そして、基板Ｗの表面の乾燥ライン１２０ｃが第４段吹付けノズル１０４ｄの取付け位置と対応する位置の下方に達した直後に、第３段吹付けノズル１０４ｃからの乾燥ガスの吹付けを停止する。この時に第３段吹付けノズル１０４ｃから基板Ｗに向けて吹付けられるＮ_２ガスの総流量は、例えば３００Ｌ／ｍｉｎ（ｎｔｐ）で、吹付け時間は２５秒である。

次に、図１３に示すように、一対の第４吹付けノズル１０４ｄのみからＮ_２ガス等の乾燥ガスの基板Ｗの表面に向けた吹付けを開始し、これによって、基板Ｗの全表面を液切り乾燥させた乾燥エリア１２２ｄとする。この時、基板ホルダ１８の第２保持部材５４と基板Ｗとの間に形成された段差Ｄ（図６参照）の下端に溜まった液体は、左右から吹付けられる乾燥ガスによって、効率的に外部に掻き出される。しかも、この掻き出される液体は、上記段差Ｄに沿って移動するため、第３段吹付けノズル１０４ｃからの乾燥ガスの吹付けで形成された乾燥エリア１２２ｃに付着することはない。これによって、基板Ｗの表面の下端及びその周辺に集まった液体を効果的に掻き出して該下端及びその周辺を確実に液切り乾燥させることができる。

そして、基板Ｗの表面を完全に液切り乾燥させた後、第４段吹付けノズル１０４ｄからの乾燥ガスの吹付けを停止する。この時に第４段吹付けノズル１０４ｄから基板Ｗに向けて吹付けられるＮ_２ガスの総流量は、例えば３００Ｌ／ｍｉｎ（ｎｔｐ）で、吹付け時間は１０秒である。

この例の基板乾燥装置３２によれば、表面Ｗの外周部を内側シール部材６６でシールして基板ホルダ１８で保持した基板Ｗであっても、２次汚染を防止しつつ、基板Ｗの全表面を均一に液切り乾燥させることができる。

なお、上記の例では、基板Ｗの表面の乾燥ライン１２０ａが第２段吹付けノズル１０４ｂの取付け位置と対応する位置の下方に達した直後に、第１段吹付けノズル１０４ａからの乾燥ガスの吹付けを停止するようにしているが、基板Ｗの表面の乾燥ライン１２０ａが第２段吹付けノズル１０４ｂの取付け位置と対応する位置の下方に達する直前に、第１段吹付けノズル１０４ａからの乾燥ガスの吹付けを停止するようにしても良い。

第１段吹付けノズル１０４aからの乾燥ガスの吹付けを停止するタイミングが、基板Ｗの表面の乾燥ライン１２０ａが第２段吹付けノズル１０４ｂの取付け位置と対応する位置の下方に達する直前であれば、第２段吹付けノズル１０４ｂの取付け位置と対応する位置に位置する基板Ｗの表面の液膜の厚さは薄くなっており、液膜が薄くなった部分の液体は第２段吹付けノズル１０４ｂからの乾燥ガスの吹付けにより蒸発し基板Ｗに再付着することはない。

これによっても、第２段吹付けノズル１０４ｂからの乾燥ガスの吹付けによって基板Ｗの表面から飛ばされた水滴が第１段吹付けノズル１０４ａからの乾燥ガスの吹付けで形成された乾燥エリア１２２ａに付着することを防止しつつ、該乾燥エリア１２２ａから連続的に拡がる乾燥エリア１２２ｂを形成することができる。このことは、第３段吹付けノズル１０４ｃ及び第４段吹付けノズル１０４ｄにあっても同様である。

この例では、最上段に位置する第１段吹付けノズル１０４ａと最下段に位置する第４段吹付けノズル１０４ｄとの間に、２段の吹付けノズル１０４ｂ，１０４ｃを設置しているが、最上段に位置する吹付けノズルと最下段に位置する吹付けノズルとの間に設置される吹付けノズルの段数は、基板の大きさ等に合わせて、１段以上の任意に設定される。

また、各中段の吹付けノズルは、１個である必要はなく、また各中段の吹付けノズルの配置位置は、ノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２に対して対称位置である必要はない。例えば吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２の軸上に設置した１個の吹付けノズルで１段の吹付けノズルを構成しても良く、また吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２の軸上に設置した１個の吹付けノズルと、ノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２に対して対称位置に設置した一対の吹付けノズルの合計３個の吹付けノズルで、同じ段の吹付けノズルを構成しても良い。

また、最下段に位置する吹付けノズルにあっては、吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２に対して左右対称位置に位置する一対の吹付けノズルに加えて、吹付けノズル対称軸Ｙ_２−Ｙ_２の軸上に位置する他の１つの吹付けノズルを更に含むようにしても良い。

なお、上記の例では、複数の吹付けノズルから乾燥ガスを基板に向けて垂直に吹付けるようにしているが、吹付けノズルを基板の法線に対して僅かな角度（例えば５°）で傾け、これによって、吹付けノズルから乾燥ガスを基板に向けて僅かに傾斜させて吹付けるようにしても良い。特に最上段に位置する吹付けノズルは僅かに上向きに、最下段に位置する吹付けノズルは僅かに下向きに傾けることが望ましい。

上記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、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。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電気接点８８と電気的に導通するように固定される。ここで、電気接点８８からは基板ホルダ１８のハンド９０まで配線が繋がっており、ハンド９０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と電気接点８８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と電気接点８８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電気接点８８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電気接点８８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、この洗浄後の基板Ｗを装着した基板ホルダ１８を、前記と同様にして、基板乾燥装置３２の乾燥槽１００に搬送して乾燥槽１００内の所定の位置に配置し、しかる後、前述のように、乾燥槽１００の内部に配置したノズルプレート１０２に設置された吹付けノズル１０４ａ〜１０４ｄからＮ_２ガスやエア等の乾燥ガスを基板Ｗの表面に向けて順次吹付け、これによって、基板ホルダ１８で保持した基板Ｗの表面に付着した水滴を除去し乾燥させる。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電気接点８８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、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。

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基板乾燥装置
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押えリング
６６内側シール部材
６８外側シール部材
７４クランパ
１００乾燥槽
１０２ノズルプレート
１０４ａ〜１０４ｄ吹付けノズル
１０８減圧弁
１１０流量計
１１２メインガス供給ライン
１１４ａ〜１１４ｄ分岐ライン
１１６ａ〜１１６ｄ開閉バルブ
１１８制御部
１２０ａ〜１２０ｃ乾燥ライン
１２２ａ〜１２２ｄ乾燥エリア

Claims

表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した洗浄後の基板を鉛直に配置して該表面を乾燥させる基板乾燥装置において、
前記基板ホルダで保持して鉛直に配置した基板と対向する位置に鉛直方向に沿って複数段に配置され、該基板の表面に向けて乾燥ガスを吹付ける複数の吹付けノズルと、
鉛直に配置された基板上方から下方に向けて基板表面の乾燥エリアが連続して拡がるように、前記複数段に配置した吹付けノズルの各段に位置する吹付けノズルのガス吹付け時期及び時間を制御する制御部を有することを特徴とする基板乾燥装置。
前記吹付けノズルは、基板の中心を通って鉛直方向に延びる基板対称軸に対応する位置に位置する吹付けノズル対称軸の軸上に配置された最上段に位置する１個の吹付けノズルと、前記吹付けノズル対称軸に対して左右対称位置に配置された最下段に位置する一対の吹付けノズルとを有することを特徴とする特徴とする請求項１に記載の基板乾燥装置。
前記最上段に位置する吹付けノズルは、鉛直に配置された基板の最上端から５０ｍｍ以内の位置に向けて乾燥ガスを吹付けることを特徴とする請求項２に記載の基板乾燥装置。
前記吹付けノズルは、前記最上段に位置する吹付けノズルと前記最下段に位置する吹付けノズルとの間の中段に位置して、前記吹付けノズル対称軸に関して左右対称位置に配置された、少なくとも一対の吹付けノズルを更に有することを特徴とする請求項２または３に記載の基板乾燥装置。
表面外周部をシール部材でシールして基板ホルダで保持した洗浄後の基板を鉛直に配置し、
前記基板ホルダで保持して鉛直に配置した基板と対向する位置に、基板の表面に向けて乾燥ガスを吹付ける複数の吹付けノズルを鉛直方向に沿って複数段に配置し、
前記鉛直に配置された基板上方から下方に向けて基板表面の乾燥エリアが連続して拡がるように、前記複数段に配置した吹付けノズルの各段に位置する吹付けノズルから基板表面に向けて乾燥ガスを順次吹付けることを特徴とする基板乾燥方法。
基板の中心を通って鉛直方向に延びる基板対称軸に対応する位置に位置する吹付けノズル対称軸の軸上に配置された最上段に位置する吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて基板表面の上部に乾燥エリアを形成し、
前記吹付けノズル対称軸に対して左右対称位置に配置された中段に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを下方に拡げ、
前記吹付けノズル対称軸に関して左右対称位置に配置された最下段に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを基板の全表面に拡げることを特徴とする請求項５に記載の基板乾燥方法。
前記中段に位置する吹付けノズルは、少なくとも２対備えられ、上方に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを下方に拡げた後、下方に位置する一対の吹付けノズルから乾燥ガスを基板表面に向けて吹付けて前記乾燥エリアを更に下方に拡げることを特徴とする請求項６に記載の基板乾燥方法。