JP6899040B1 - めっき装置、および基板ホルダ操作方法 - Google Patents

Abstract

基板保持の信頼性が高い基板ホルダを実現する。めっきモジュールは、めっき液を収容するためのめっき槽と、被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持するための基板ホルダ４４０と、基板ホルダ４４０を昇降させるための昇降機構と、を含む。基板ホルダ４４０は、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの外周部を支持するための支持機構４６０と、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの裏面側に配置されるフローティングプレート４７２と、フローティングプレート４７２を基板Ｗｆの裏面から離れる方向に付勢するためのフローティング機構４９０と、フローティング機構４９０による基板Ｗｆへの付勢力に抗してフローティングプレート４７２を基板Ｗｆの裏面に押圧するための押圧機構４８０と、を含む。

Description

本願は、めっき装置、および基板ホルダ操作方法に関する。

めっき装置の一例としてカップ式の電解めっき装置が知られている。カップ式の電解めっき装置は、被めっき面を下方に向けて基板ホルダに保持された基板（例えば半導体ウェハ）をめっき液に浸漬させ、基板とアノードとの間に電圧を印加することによって、基板の表面に導電膜を析出させる。

例えば特許文献１には、基板の被めっき面の外周部を支持するリング状の支持部材と、被めっき面の裏面の外周部に配置されたリング状のダイヤフラムと、を備える電解めっき装置の基板ホルダが開示されている。この基板ホルダは、ダイヤフラムに流体を供給してダイヤフラムを膨張させることによって基板を支持部材に押圧し、基板と支持部材との間をシールするように構成されている。

特表２００３−５０１５５０号公報

従来技術の基板ホルダは、基板保持の信頼性を高めるという点で改善の余地がある。

すなわち、従来技術の基板ホルダは、ダイヤフラムで基板の裏面を直接押圧するので、ダイヤフラムと基板の裏面が擦れてダイヤフラムが破損し、基板を保持できなくなるおそれがある。また、リング状のダイヤフラムが局所的に基板と擦れるとダイヤフラムの膜厚が周方向に沿って不均一になるおそれがある。すると、基板の押圧力が周方向に沿って不均一になるので、基板と支持部材との間のシール性が損なわれるおそれがある。

そこで、本願は、基板保持の信頼性が高い基板ホルダを実現することを１つの目的としている。

一実施形態によれば、めっき液を収容するためのめっき槽と、被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持するための基板ホルダと、前記基板ホルダを昇降させるための昇降機構と、を含み、前記基板ホルダは、前記基板の被めっき面の外周部を支持するための支持機構と、前記基板の被めっき面の裏面側に配置されるフローティングプレートと、前記フローティングプレートを前記基板の裏面から離れる方向に付勢するためのフローティング機構と、前記フローティング機構による前記基板への付勢力に抗して前記フローティングプレートを前記基板の裏面に押圧するための押圧機構と、を含む、めっき装置が開示される。

図１は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す平面図である。 図３は、本実施形態のめっきモジュールの構成を概略的に示す縦断面図である。 図４は、本実施形態の基板ホルダの構成を概略的に示す斜視図である。 図５は、本実施形態の基板ホルダの一部を拡大して概略的に示す斜視図である。 図６は、基板ホルダの押圧機構による流体供給圧力とシール部材の厚みとの関係を示すグラフである。 図７は、本実施形態の基板ホルダにおける基板保持動作を概略的に示す図である。 図８は、基板ホルダの押圧機構の配置態様を概略的に示す平面図である。 図９は、本実施形態の基板ホルダにおける基板保持動作を概略的に示す図である。 図１０は、基板ホルダの押圧機構の配置態様を概略的に示す平面図である。 図１１は、本実施形態の基板ホルダの操作方法を説明するためのフローチャートである。

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。以下で説明する図面において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

＜めっき装置の全体構成＞
図１は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す平面図である。図１、２に示すように、めっき装置１０００は、ロードポート１００、搬送ロボット１１０、アライナ１２０、プリウェットモジュール２００、プリソークモジュール３００、めっきモジュール４００、洗浄モジュール５００、スピンリンスドライヤ６００、搬送装置７００、および、制御モジュール８００を備える。

ロードポート１００は、めっき装置１０００に図示していないFOUPなどのカセットに収納された基板を搬入したり、めっき装置１０００からカセットに基板を搬出するためのモジュールである。本実施形態では４台のロードポート１００が水平方向に並べて配置されているが、ロードポート１００の数および配置は任意である。搬送ロボット１１０は、基板を搬送するためのロボットであり、ロードポート１００、アライナ１２０、および搬送装置７００の間で基板を受け渡すように構成される。搬送ロボット１１０および搬送装置７００は、搬送ロボット１１０と搬送装置７００との間で基板を受け渡す際には、図示していない仮置き台を介して基板の受け渡しを行うことができる。

アライナ１２０は、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるためのモジュールである。本実施形態では２台のアライナ１２０が水平方向に並べて配置されているが、アライナ１２０の数および配置は任意である。プリウェットモジュール２００は、めっき処理前の基板の被めっき面を純水または脱気水などの処理液で濡らすことで、基板表面に形成されたパターン内部の空気を処理液に置換する。プリウェットモジュール２００は、めっき時にパターン内部の処理液をめっき液に置換することでパターン内部にめっき液を供給しやすくするプリウェット処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリウェットモジュール２００が上下方向に並べて配置されているが、プリウェットモジュール２００の数および配置は任意である。

プリソークモジュール３００は、例えばめっき処理前の基板の被めっき面に形成したシード層表面等に存在する電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの処理液でエッチング除去してめっき下地表面を洗浄または活性化するプリソーク処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリソークモジュール３００が上下方向に並べて配置されているが、プリソークモジュール３００の数および配置は任意である。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。本実施形態では、上下方向に３台かつ水平方向に４台並べて配置された１２台のめっきモジュール４００のセットが２つあり、合計２４台のめっきモジュール４００が設けられているが、めっきモジュール４００の数および配置は任意である。

洗浄モジュール５００は、めっき処理後の基板に残るめっき液等を除去するために基板に洗浄処理を施すように構成される。本実施形態では２台の洗浄モジュール５００が上下方向に並べて配置されているが、洗浄モジュール５００の数および配置は任意である。スピンリンスドライヤ６００は、洗浄処理後の基板を高速回転させて乾燥させるためのモジュールである。本実施形態では２台のスピンリンスドライヤが上下方向に並べて配置されているが、スピンリンスドライヤの数および配置は任意である。搬送装置７００は、めっき装置１０００内の複数のモジュール間で基板を搬送するための装置である。制御モジュール８００は、めっき装置１０００の複数のモジュールを制御するように構成され、例えばオペレータとの間の入出力インターフェースを備える一般的なコンピュータまたは専用コンピュータから構成することができる。

めっき装置１０００による一連のめっき処理の一例を説明する。まず、ロードポート１００にカセットに収納された基板が搬入される。続いて、搬送ロボット１１０は、ロードポート１００のカセットから基板を取り出し、アライナ１２０に基板を搬送する。アライナ１２０は、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。搬送ロボット１１０は、アライナ１２０で方向を合わせた基板を搬送装置７００へ受け渡す。

搬送装置７００は、搬送ロボット１１０から受け取った基板をプリウェットモジュール２００へ搬送する。プリウェットモジュール２００は、基板にプリウェット処理を施す。搬送装置７００は、プリウェット処理が施された基板をプリソークモジュール３００へ搬送する。プリソークモジュール３００は、基板にプリソーク処理を施す。搬送装置７００は、プリソーク処理が施された基板をめっきモジュール４００へ搬送する。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。

搬送装置７００は、めっき処理が施された基板を洗浄モジュール５００へ搬送する。洗浄モジュール５００は、基板に洗浄処理を施す。搬送装置７００は、洗浄処理が施された基板をスピンリンスドライヤ６００へ搬送する。スピンリンスドライヤ６００は、基板に乾燥処理を施す。搬送装置７００は、乾燥処理が施された基板を搬送ロボット１１０へ受け渡す。搬送ロボット１１０は、搬送装置７００から受け取った基板をロードポート１００のカセットへ搬送する。最後に、ロードポート１００から基板を収納したカセットが搬出される。

＜めっきモジュールの構成＞
次に、めっきモジュール４００の構成を説明する。本実施形態における２４台のめっきモジュール４００は同一の構成であるので、１台のめっきモジュール４００のみを説明する。図３は、第１実施形態のめっきモジュール４００の構成を概略的に示す縦断面図である。図３に示すように、めっきモジュール４００は、めっき液を収容するためのめっき槽４１０を備える。めっきモジュール４００は、めっき槽４１０の内部を上下方向に隔てるメンブレン４２０を備える。めっき槽４１０の内部はメンブレン４２０によってカソード領域４２２とアノード領域４２４に仕切られる。カソード領域４２２とアノード領域４２４にはそれぞれめっき液が充填される。アノード領域４２４のめっき槽４１０の底面にはアノード４３０が設けられる。カソード領域４２２にはメンブレン４２０に対向して抵抗体４５０が配置される。抵抗体４５０は、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａにおけるめっき処理の均一化を図るための部材であり、多数の孔が形成された板状部材によって構成される。

また、めっきモジュール４００は、被めっき面Ｗｆ−ａを下方に向けた状態で基板Ｗｆを保持するための基板ホルダ４４０を備える。基板ホルダ４４０は、図示していない電源から基板Ｗｆに給電するための給電接点を備える。めっきモジュール４００は、基板ホルダ４４０を昇降させるための昇降機構４４２を備える。昇降機構４４２は、例えばモータなどの公知の機構によって実現することができる。めっきモジュール４００は、昇降機構４４２を用いて基板Ｗｆをカソード領域４２２のめっき液に浸漬し、アノード４３０と基板Ｗｆとの間に電圧を印加することによって、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａにめっき処理を施すように構成される。

また、めっきモジュール４００は、被めっき面Ｗｆ−ａの中央を垂直に伸びる仮想的な回転軸周りに基板Ｗｆが回転するように基板ホルダ４４０を回転させるための回転機構４４６を備える。回転機構４４６は、例えばモータなどの公知の機構によって実現することができる。

＜基板ホルダの構成＞
次に、本実施形態の基板ホルダ４４０の詳細を説明する。図４は、本実施形態の基板ホルダの構成を概略的に示す斜視図である。図５は、本実施形態の基板ホルダの一部を拡大して概略的に示す斜視図である。

図４および図５に示すように、基板ホルダ４４０は、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの外周部を支持するための支持機構４６０と、基板Ｗｆを保持するためのバックプレートアッシー４７０と、バックプレートアッシー４７０から鉛直に上に伸びる回転シャフト４４８と、を備える。

バックプレートアッシー４７０は、支持機構４６０とともに基板Ｗｆを挟持するための円板状のフローティングプレート４７２を備える。フローティングプレート４７２は、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの裏面側に配置される。また、バックプレートアッシー４７０は、フローティングプレート４７２を基板Ｗｆの裏面から離れる方向に付勢するためのフローティング機構４９０と、フローティング機構４９０による基板Ｗｆへの付勢力に抗してフローティングプレート４７２を基板Ｗｆの裏面に押圧するための押圧機構４８０と、を備える。

押圧機構４８０は、フローティングプレート４７２の上方に配置された円板状のバックプレート４７４と、バックプレート４７４の内部に形成された流路４７６と、を含む。流路４７６は、バックプレート４７４の中央部から外周部へ向けて放射状に伸びる第１の流路４７６−１と、第１の流路４７６−１からバックプレート４７４の下面に開口するように上下方向に伸びる第２の流路４７６−２と、を含む。押圧機構４８０は、第２の流路４７６−２に配置されたダイヤフラム４８４を備える。ダイヤフラム４８４は薄膜状の部材である。ダイヤフラム４８４の外周部は固定部材４８３によってバックプレート４７４の下面に固定されている。押圧機構４８０は、ダイヤフラム４８４とフローティングプレート４７２との間に配置された、押圧部材の一態様としてのロッド４８２を備える。ロッド４８２の下面はボルト４８１によってフローティングプレート４７２に固定されており、ロッド４８２の上面はダイヤフラム４８４の下面と接している。ロッド４８２の上部にはダイヤフラム４８４を挟んでキャップ４８５が被せられている。ダイヤフラム４８４の中央部はキャップ４８５とロッド４８２によって挟まれている。ダイヤフラム４８４、ロッド４８２、およびキャップ４８５は、バックプレートアッシー４７０の周方向に沿って複数設けられている。なお、本実施形態ではフローティングプレート４７２とは別部材のロッド４８２がフローティングプレート４７２の上面に固定される例を示したが、これに限らず、例えばフローティングプレート４７２の上面に周方向に沿って突起が形成されていてもよい。この場合、突起がロッド４８２と同様の押圧部材としての機能を有することになる。

押圧機構４８０は、ダイヤフラム４８４に流体を供給するための流体源４８８を備える。流体は、空気などの気体であってもよし、水などの液体であてもよい。回転シャフト４４８には、鉛直方向に沿って伸びる流路４４９が形成されており、流体源４８８は流路４４９の上端に接続されている。流路４４９の下端は、バックプレート４７４に形成された第１の流路４７６−１に接続されている。第１の流路４７６−１は、バックプレート４７４の中央から放射状に伸びており、第２の流路４７６−２を介してキャップ４８５の上面に連通している。流体源４８８は、流路４４９および流路４７６を介してダイヤフラム４８４に流体を供給する。すると、キャップ４８５およびロッド４８２が下方へ押圧され、これによりフローティングプレート４７２が下方へ押圧される。

支持機構４６０は、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの外周部を支持するための環状の支持部材４６２を含む。支持部材４６２は、バックプレートアッシー４７０の下面の外周部に付き出すフランジ４６２ａを有する。フランジ４６２ａの上には環状のシール部材４６４が配置される。シール部材４６４は弾性を有する部材である。支持部材４６２は、シール部材４６４を介して基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの外周部を支持する。シール部材４６４とフローティングプレート４７２とで基板Ｗｆを挟持することにより、支持部材４６２と基板Ｗｆとの間がシールされる。シール部材４６４は弾性を有するので、押圧機構４８０による基板Ｗｆの押圧力に応じて潰れて厚みαが変化する。

支持機構４６０は、支持部材４６２に保持された環状のクランパ４６６を備える。クランパ４６６は、基板ホルダ４４０に基板Ｗｆを設置／取り出しするときにバックプレートアッシー４７０を支持機構４６０に対して昇降させることができる。また、クランパ４６６は、流体源４８８からダイヤフラム４８４に流体が供給されたときにバックプレート４７４が上方向（基板Ｗｆの裏面から離れる方向）へ移動するのを規制することができる。以下この点について説明する。

バックプレートアッシー４７０は、バックプレート４７４の上面の外周部に環状に設けられたスライドリング４７８を備える。スライドリング４７８は、バックプレート４７４とは独立して周方向に移動可能になっている。バックプレートアッシー４７０は、スライドリング４７８からクランパ４６６の方に突出するスライドプレート４７９を備える。

一方、クランパ４６６は、スライドリング４７８と対向する面にかぎ状の切り欠き４６６ｄが形成されている。かぎ状の切り欠き４６６ｄは、スライドプレート４７９が昇降することができるように上下方向に伸びる第１の溝４６６ａと、第１の溝４６６ａと連通してクランパ４６６の周方向に沿って伸びる第２の溝４６６ｂと、を有する。第２の溝４６６ｂの上面には、流体源４８８からダイヤフラム４８４に流体が供給されたときにバックプレート４７４の上方向の移動に伴って移動するスライドプレート４７９の上面と当接する当接面４６６ｃが形成される。スライドプレート４７９および切り欠き４６６ｄは、基板ホルダ４４０の周方向に沿って複数設けられている。

基板ホルダ４４０に対して基板Ｗｆを設置するときには、バックプレートアッシー４７０は支持機構４６０より上方に位置している。この状態で支持機構４６０に対して基板Ｗｆが置かれたら、スライドプレート４７９の周方向の位置を第１の溝４６６ａと合わせることにより、バックプレートアッシー４７０を支持機構４６０に対して降下させることができる。バックプレートアッシー４７０を降下させた後、スライドリング４７８を周方向に回転させることによってスライドプレート４７９を第２の溝４６６ｂに嵌める。これにより、スライドプレート４７９と当接面４６６ｃが対向するようになるので、バックプレートアッシー４７０の上方向への移動が規制される。

フローティング機構４９０は、フローティングプレート４７２からバックプレート４７４の貫通穴４７４ａを介して上方に伸びるシャフト４９２を備える。シャフト４９２の下端はフローティングプレート４７２に固定されている。フローティング機構４９０は、シャフト４９２のバックプレート４７４より上部に取りつけられたフランジ４９５を備える。フランジ４９５は、ボルト４９３によってシャフト４９２の上端に取り付けられている。フローティング機構４９０は、貫通穴４７４ａに設けられたガイド４９４を備える。ガイド４９４は、シャフト４９２の外径よりも僅かに大きな穴を有し、貫通穴４７４ａの上端に取り付けられている。ガイド４９４は、シャフト４９２の昇降方向の移動を案内するように構成される。ガイド４９４を設けることによって、フローティングプレート４７２とバックプレート４７４の径方向の位置ずれが発生するのを抑制することができる。

フローティング機構４９０は、ガイド４９４の上面およびフランジ４９５の下面に取り付けられた圧縮ばね４９６を備える。圧縮ばね４９６は、バックプレート４７４の上面とフランジ４９５の下面との間に設けられてもよい。圧縮ばね４９６はフランジ４９５を上方へ持ち上げる付勢力を有するので、シャフト４９２を介してフローティングプレート４７２は基板Ｗｆの裏面から離れる方向へ付勢させる。

押圧機構４８０は、流体源４８８から流体が供給されているときには、フローティング機構４９０による基板Ｗｆへの付勢力よりも強い力で基板Ｗｆをシール部材４６４へ押圧する。押圧機構４８０は、流体源４８８から供給される流体の圧力に応じて基板Ｗｆの保持位置を変化させることができる。図６は、基板ホルダの押圧機構による流体供給圧力とシール部材の厚みとの関係を示すグラフである。図６において横軸は、流体源４８８から供給される流体の圧力（Ｐａ）であり、縦軸はシール部材４６４の厚みα（ｍｍ）である。

流体源４８８から供給される流体の圧力が増加するとシール部材４６４の潰し量が増加するので、図６に示すように、流体源４８８から供給される流体の圧力の増加と比例してシール部材４６４の厚みは薄くなる。シール部材４６４の厚みが薄くなるということは、基板Ｗｆの保持位置が下方に移動するということであるので、アノード４３０と基板Ｗｆとの間の距離が短くなるということである。すなわち、流体源４８８から供給する流体の流量を調整することによって、アノード４３０と基板Ｗｆとの間の距離を調整することができる。したがって、本実施形態によれば、基板Ｗｆの種類に応じてアノード４３０と基板Ｗｆとの間の距離を調整することにより、被めっき面Ｗｆ−ａにおけるめっき膜厚の均一性を向上させることができる。

本実施形態の基板ホルダ４４０によれば、ダイヤフラム４８４を直接基板Ｗｆに押圧するのではなく、フローティングプレート４７２によって基板Ｗｆを押圧するので、基板Ｗｆとの擦れによるダイヤフラム４８４の破損の可能性を低減することができる。また、本実施形態の基板ホルダ４４０によれば、フローティングプレート４７２によって基板Ｗｆの外周部を押圧するので、安定的に基板Ｗｆを押圧することができる。その結果、基板Ｗｆと支持部材４６２との間のシール性を向上させることができ、基板保持の信頼性を向上させることができる。

次に、本実施形態の基板ホルダ４４０の基板保持動作を説明する。図７は、本実施形態の基板ホルダにおける基板保持動作を概略的に示す図である。図８は、基板ホルダの押圧機構の配置態様を概略的に示す平面図である。

図７に示すように、めっきモジュール４００は、ダイヤフラム４８４に供給する流体の圧力を計測するための圧力センサ４９７と、圧力センサ４９７によって計測された圧力に基づいてフローティングプレート４７２の押圧不良を検出するための制御モジュール（制御部材）８００を備える。制御モジュール８００は、流体源４８８からダイヤフラム４８４へ供給する流体の流量を調整する機能も有する。また、めっきモジュール４００は、制御モジュール８００から出力される信号に応じて、流体源４８８から供給される流体の流量を調整するための電空レギュレータ４９９と、制御モジュール８００から出力される信号に応じて流路４４９の流体を排気するためのバルブ４９８と、を備える。

図７に示すようにバックプレートアッシー４７０が支持機構４６０に囲まれる位置まで降下したら、流体源４８８から電空レギュレータ４９９を介してダイヤフラム４８４に流体が供給される。図８に示すようにダイヤフラム４８４はフローティングプレート４７２の周方向に沿って複数設けられるので、ダイヤフラム４８４に流体が供給されると、ダイヤフラム４８４はフローティングプレート４７２全体を基板Ｗｆ側へ押圧する。基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの外周部がシール部材４６４に当接すると、その反力でバックプレート４７４が上方へ押圧される。これに伴いスライドリング４７８およびスライドプレート４７９も上方へ移動する。すると、上述のようにスライドプレート４７９は第２の溝４６６ｂに嵌められているので、スライドプレート４７９は当接面４６６ｃに当接する。この状態からさらにダイヤフラム４８４へ流体を供給すると、フローティングプレート４７２はシール部材４６４を潰しながら基板Ｗｆを押圧する。これにより、フローティングプレート４７２と支持部材４６２との間に基板Ｗｆを挟持し、基板Ｗｆと支持部材４６２との間をシールすることができる。

制御モジュール８００は、フローティングプレート４７２によって基板Ｗｆを加圧しているときに圧力センサ４９７によって計測された圧力値を監視する。制御モジュール８００は、圧力センサ４９７によって計測された圧力値に基づいて、フローティングプレート４７２の押圧不良を検出することができる。例えば、流体源４８８からダイヤフラム４８４へ流体を供給しているにもかかわらず圧力値が上昇しない場合、または圧力値が上昇した後に急激に減少した場合には、流体の漏洩など何らかの異常が発生して基板Ｗｆを押圧できていない可能性がある。制御モジュール８００は、フローティングプレート４７２の押圧不良を検出した場合には、警報を出力してユーザに点検を促すことができる。

図９は、本実施形態の基板ホルダにおける基板保持動作を概略的に示す図である。図１０は、基板ホルダの押圧機構の配置態様を概略的に示す平面図である。

図９および図１０に示すように、流体源４８８は、複数（９個）のダイヤフラム４８４を複数（３個）にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給することができる。具体的には、バックプレート４７４に形成された第１の流路群４７６ａが第１のグループ４８６−１に含まれる３個のダイヤフラム４８４に接続され、第２の流路群４７６ｂが第２のグループ４８６−２に含まれる３個のダイヤフラム４８４に接続され、第３の流路群４７６ｃが第３のグループ４８６−３に含まれる３個のダイヤフラム４８４に接続される。第１の流路群４７６ａは回転シャフト４４８に鉛直方向に沿って伸びる第１の流路４４９−１に接続され、第２の流路群４７６ｂは回転シャフト４４８に鉛直方向に沿って伸びる第２の流路４４９−２に接続され、第３の流路群４７６ｃは回転シャフト４４８に鉛直方向に沿って伸びる第３の流路４４９−３に接続される。

第１の流路４４９−１には第１の圧力センサ４９７−１および第１の電空レギュレータ４９９−１が設けられる。第２の流路４４９−２には第２の圧力センサ４９７−２および第２の電空レギュレータ４９９−２が設けられる。第３の流路４４９−３には第３の圧力センサ４９７−３および第３の電空レギュレータ４９９−３が設けられる。制御モジュール８００は、第１の電空レギュレータ４９９−１、第２の電空レギュレータ４９９−２、第３の電空レギュレータ４９９−３を個別に制御するように構成される。これにより、制御モジュール８００は、流体源４８８から第１のグループ４８６−１、第２のグループ４８６−２、第３のグループ４８６−３のそれぞれに供給される流体の流量を個別に調整することができる。

本実施形態によれば、第１のグループ４８６−１、第２のグループ４８６−２、第３のグループ４８６−３のそれぞれに供給される流体の流量を個別に調整することができるので、支持部材４６２に対する基板Ｗｆの押圧力を周方向に沿って調整することができる。例えばアノード４３０と基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａとを平行にしてめっき処理を行った場合に、基板Ｗｆの特定の領域のめっき膜厚が他の領域よりも薄くなり、基板Ｗｆ全体のめっき膜厚が不均一になる傾向があるとする。この場合、そのような傾向をもつ基板Ｗｆについては、特定の領域を他の領域より強く支持部材４６２に押圧すれば、特定の領域を他の領域よりもアノード４３０に接近させることができる。その結果、基板Ｗｆの特定の領域と他の領域との間のめっき膜厚の不均一が是正され、基板Ｗｆ全体のめっき膜厚の均一性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、制御モジュール８００は、第１の圧力センサ４９７−１、第２の圧力センサ４９７−２、および第３の圧力センサ４９７−３によって計測された圧力値に基づいて、フローティングプレート４７２の押圧不良の発生場所を特定することができる。例えば、第１のグループ４８６−１、第２のグループ４８６−２、および第３のグループ４８６−３のそれぞれに均等に流体を供給しているにもかかわらず第１のグループ４８６−１の圧力値のみが上昇しない場合、または第１のグループ４８６−１の圧力値のみ上昇した後に急激に減少した場合を想定する。この場合、第１のグループ４８６−１の系統において流体の漏洩など何らかの異常が発生して基板Ｗｆを押圧できていない可能性がある。制御モジュール８００は、フローティングプレート４７２の押圧不良を検出した場合には、押圧不良が発生しているおそれがある場所（第１のグループ４８６−１の系統）を特定した警報を出力してユーザに点検を促すことができる。

次に、本実施形態の基板ホルダ４４０の操作方法について説明する。図１１は、本実施形態の基板ホルダの操作方法を説明するためのフローチャートである。以下では、図９および図１０に示すように、フローティングプレート４７２の周方向に沿って設けられた複数のダイヤフラム４８４が、第１のグループ４８６−１、第２のグループ４８６−２、および第３のグループ４８６−３に分けられた基板ホルダの操作方法について説明する。

図１１に示すように、基板ホルダの操作方法は、まず、被めっき面Ｗｆ−ａを下方に向けた状態の基板Ｗｆを基板ホルダ４４０の支持部材４６２に設置する（設置ステップ１１０）。続いて、基板ホルダの操作方法は、フローティングプレート４７２を含むバックプレートアッシー４７０を降下させて基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ−ａの裏面側に配置する（配置ステップ１２０）。

配置ステップ１２０は、具体的には、第１の溝４６６ａにスライドプレート４７９の位置を合わせて、第１の溝４６６ａにスライドプレート４７９を案内しながらバックプレートアッシー４７０を降下させる（第１の案内ステップ１２２）。続いて、配置ステップ１２０は、スライドリング４７８を回転させることによって第２の溝４６６ｂにスライドプレート４７９を案内する（第２の案内ステップ１２４）。

配置ステップ１２０の後、基板ホルダの操作方法は、フローティング機構４９０によって上方に付勢された状態のフローティングプレート４７２を、フローティング機構４９０による付勢力に抗して下方へ押圧して支持機構４６０とフローティングプレート４７２とで基板Ｗｆを挟持する（挟持ステップ１３０）。

挟持ステップ１３０は、具体的には、流路４７６を介してダイヤフラム４８４に流体を供給する（供給ステップ１３２）。供給ステップ１３２は、各グループ４８６−１、４８６−２、４８６−３のそれぞれに個別に流体を供給する。続いて、挟持ステップ１３０は、供給ステップ１３２によってバックプレート４７４およびスライドリング４７８を上昇させてスライドプレート４７９を第２の溝４６６ｂの上面（当接面４６６ｃ）に当接させる（当接ステップ１３４）。

なお、上記の供給ステップ１３２は、第１、第２、第３の電空レギュレータ４９９−１、４９９−２、４９９−３を用いて各グループ４８６−１、４８６−２、４８６−３に対して供給する流体の流量を調整することができる。これにより、支持部材４６２に対する基板Ｗｆの押圧力（言い換えれば、シール部材４６４の潰し量）を調整し、その結果アノード４３０と被めっき面Ｗｆ−ａとの間の距離を調整することができる。供給ステップ１３２は、各グループ４８６−１、４８６−２、４８６−３に対して均等に流体を供給してもよいし、不均等に流体を供給することもできる。例えば、基板Ｗｆ特定の領域のめっき膜厚が他の領域よりも厚くなり、基板Ｗｆ全体のめっき膜厚が不均一になる傾向があるとする。この場合、そのような傾向をもつ基板Ｗｆについては、特定の領域に対応するグループの流体流量を他の領域に対応するグループの流体流量よりも減らすことができる。これにより、基板Ｗｆの特定の領域を他の領域よりも弱く支持部材４６２に押圧することができるので、特定の領域を他の領域よりもアノード４３０から離すことができる。その結果、基板Ｗｆの特定の領域と他の領域との間のめっき膜厚の不均一が是正され、基板Ｗｆ全体のめっき膜厚の均一性を向上させることができる。

挟持ステップ１３０の後、基板ホルダの操作方法は、供給ステップ１３２によってダイヤフラム４８４に供給された流体の圧力を計測する（計測ステップ１４０）。計測ステップ１４０は、第１、第２、第３の圧力センサ４９７−１、４９７−２、４９７−３を用いて各グループ４８６−１、４８６−２、４８６−３のそれぞれに供給された流体の圧力を個別に計測することができる。

基板ホルダの操作方法は、計測ステップ１４０によって計測された圧力に基づいてフローティングプレート４７２の押圧不良を検出する（検出ステップ１５０）。基板ホルダの操作方法は、検出ステップ１５０によってフローティングプレート４７２の押圧不良が検出されたか否かを判定する（判定ステップ１６０）。基板ホルダの操作方法は、判定ステップ１６０によってフローティングプレート４７２の押圧不良が検出されたと判定された場合（判定ステップ１６０、Ｙｅｓ）、ユーザに警報を出力する（ステップ１７０）。一方、基板ホルダの操作方法は、判定ステップ１６０によってフローティングプレート４７２の押圧不良が検出されなかったと判定された場合（判定ステップ１６０、Ｎｏ）、または、ステップ１７０の後に、基板ホルダの操作方法の処理を終了する。

以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

本願は、一実施形態として、めっき液を収容するためのめっき槽と、被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持するための基板ホルダと、前記基板ホルダを昇降させるための昇降機構と、を含み、前記基板ホルダは、前記基板の被めっき面の外周部を支持するための支持機構と、前記基板の被めっき面の裏面側に配置されるフローティングプレートと、前記フローティングプレートを前記基板の裏面から離れる方向に付勢するためのフローティング機構と、前記フローティング機構による前記基板への付勢力に抗して前記フローティングプレートを前記基板の裏面に押圧するための押圧機構と、を含む、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記押圧機構は、前記フローティングプレートの上方に配置されたバックプレートと、前記バックプレートの下面に開口するように前記バックプレートの内部に形成された流路と、前記流路に配置されたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムと前記フローティングプレートとの間に配置された押圧部材と、前記流路を介して前記ダイヤフラムに流体を供給するための流体源と、を含む、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記支持機構は、シール部材を介して前記基板の被めっき面の外周部を支持するための環状の支持部材と、前記支持部材に保持された環状のクランパであって、前記流体源から前記ダイヤフラムに流体が供給されたときに前記バックプレートの上方向への移動を規制するための当接面を有するクランパと、を含む、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記基板ホルダは、前記バックプレートの外周部に環状に設けられたスライドリングであって、前記バックプレートとは独立して周方向に移動可能なスライドリングと、前記スライドリングから前記クランパの方に突出するスライドプレートと、を有し、前記クランパは、前記スライドリングと対向する面に、前記スライドプレートが昇降することができるように上下方向に伸びる第１の溝と、前記第１の溝と連通して前記クランパの周方向に沿って伸びる第２の溝と、を有するかぎ状の切り欠きを有し、前記当接面は、前記第２の溝の上面に形成される、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記フローティング機構は、前記フローティングプレートから前記バックプレートの貫通穴を介して上方に伸びるシャフトと、前記シャフトの前記バックプレートより上部に取りつけられたフランジと、前記バックプレートの上面および前記フランジに取り付けられた圧縮ばねと、を含む、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記フローティング機構は、前記貫通穴に設けられ前記シャフトの昇降方向の移動を案内するためのガイドをさらに含む、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記ダイヤフラムおよび前記ロッドは、前記フローティングプレートの周方向に沿って複数設けられ、前記流体源は、前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給可能に構成され、前記流体源から前記前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記各グループのそれぞれに供給される流体の流量を個別に調整するための制御部材をさらに含む、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記ダイヤフラムに供給する流体の圧力を計測するための圧力センサと、前記圧力センサによって計測された圧力に基づいて前記フローティングプレートの押圧不良を検出するための制御部材と、をさらに含む、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記ダイヤフラムおよび前記ロッドは、前記フローティングプレートの周方向に沿って複数設けられ、前記流体源は、前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給可能に構成され、前記圧力センサは、前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記各グループのそれぞれに供給される流体の圧力を計測するように構成される、めっき装置を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、被めっき面を下方に向けた状態の基板をめっき装置の基板ホルダの支持部材に設置する設置ステップと、フローティングプレートを含むバックプレートアッシーを降下させて前記基板の被めっき面の裏面側に配置する配置ステップと、フローティング機構によって上方に付勢された状態の前記フローティングプレートを、前記フローティング機構による付勢力に抗して下方へ押圧して前記支持機構と前記フローティングプレートとで前記基板を挟持する挟持ステップと、を含む、基板ホルダ操作方法を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記挟持ステップは、前記フローティングプレートの上方に配置されたバックプレートに形成された流路を介して、前記流路に配置されたダイヤフラムおよび押圧部材に流体を供給する供給ステップを含む、基板ホルダ操作方法を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記配置ステップは、前記支持部材の上方に配置された環状のクランパに上下方向に沿って形成された第１の溝に、前記バックプレートの外周部に設けられたスライドリングから外側へ突出するスライドプレートを案内する第１の案内ステップと、前記スライドリングを回転させることによって前記第１の溝と連通して前記クランパに周方向に沿って形成された第２の溝に前記スライドプレートを案内する第２の案内ステップと、を含む、基板ホルダ操作方法を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記挟持ステップは、前記供給ステップによって前記バックプレートおよび前記スライドリングを上昇させて前記スライドプレートを前記第２の溝の上面に当接させる当接ステップを含む、基板ホルダ操作方法を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記供給ステップによって前記ダイヤフラムに供給された流体の圧力を計測する計測ステップと、前記計測ステップによって計測された圧力に基づいて前記フローティングプレートの押圧不良を検出する検出ステップと、をさらに含む、基板ホルダ操作方法を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記供給ステップは、前記フローティングプレートの周方向に沿って配置された複数のダイヤフラムのそれぞれ、または前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給する個別供給ステップを含む、基板ホルダ操作方法を開示する。

本願は、さらに、一実施形態として、前記供給ステップは、前記フローティングプレートの周方向に沿って配置された複数のダイヤフラムのそれぞれ、または前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給する個別供給ステップを含み、前記計測ステップは、前記個別供給ステップによって前記複数のダイヤフラムのそれぞれ、または前記各グループのそれぞれに供給された流体の圧力を個別に計測する個別計測ステップを含む、基板ホルダ操作方法を開示する。

４００ めっきモジュール
４１０ めっき槽
４３０ アノード
４４０ 基板ホルダ
４４２ 昇降機構
４４６ 回転機構
４４８ 回転シャフト
４４９ 流路
４６０ 支持機構
４６２ 支持部材
４６２ａ フランジ
４６４ シール部材
４６６ クランパ
４６６ａ 第１の溝
４６６ｂ 第２の溝
４６６ｃ 当接面
４６６ｄ 切り欠き
４７０ バックプレートアッシー
４７２ フローティングプレート
４７４ バックプレート
４７４ａ 貫通穴
４７６ 流路
４７８ スライドリング
４７９ スライドプレート
４８０ 押圧機構
４８２ ロッド
４８４ ダイヤフラム
４８８ 流体源
４９０ フローティング機構
４９２ シャフト
４９４ ガイド
４９５ フランジ
４９６ 圧縮ばね
４９７ 圧力センサ
８００ 制御モジュール（制御部材）
１０００ めっき装置
Ｗｆ 基板
Ｗｆ−ａ 被めっき面

Claims (16)

1. めっき液を収容するためのめっき槽と、
   被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持するための基板ホルダと、
   前記基板ホルダを昇降させるための昇降機構と、
   を含み、
   前記基板ホルダは、
   前記基板の被めっき面の外周部を支持するための支持機構と、
   前記基板の被めっき面の裏面側に配置されるフローティングプレートと、
   前記フローティングプレートを前記基板の裏面から離れる方向に付勢するためのフローティング機構と、
   前記フローティング機構による前記基板への付勢力に抗して前記フローティングプレートを前記基板の裏面に押圧するための押圧機構と、
   を含む、めっき装置。
2. 前記押圧機構は、
   前記フローティングプレートの上方に配置されたバックプレートと、
   前記バックプレートの下面に開口するように前記バックプレートの内部に形成された流路と、
   前記流路に配置されたダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムと前記フローティングプレートとの間に配置された押圧部材と、
   前記流路を介して前記ダイヤフラムに流体を供給するための流体源と、
   を含む、
   請求項１に記載のめっき装置。
3. 前記支持機構は、シール部材を介して前記基板の被めっき面の外周部を支持するための環状の支持部材と、前記支持部材に保持された環状のクランパであって、前記流体源から前記ダイヤフラムに流体が供給されたときに前記バックプレートの上方向への移動を規制するための当接面を有するクランパと、を含む、
   請求項２に記載のめっき装置。
4. 前記基板ホルダは、前記バックプレートの外周部に環状に設けられたスライドリングであって、前記バックプレートとは独立して周方向に移動可能なスライドリングと、前記スライドリングから前記クランパの方に突出するスライドプレートと、を有し、
   前記クランパは、前記スライドリングと対向する面に、前記スライドプレートが昇降することができるように上下方向に伸びる第１の溝と、前記第１の溝と連通して前記クランパの周方向に沿って伸びる第２の溝と、を有するかぎ状の切り欠きを有し、
   前記当接面は、前記第２の溝の上面に形成される、
   請求項３に記載のめっき装置。
5. 前記フローティング機構は、
   前記フローティングプレートから前記バックプレートの貫通穴を介して上方に伸びるシャフトと、前記シャフトの前記バックプレートより上部に取りつけられたフランジと、前記バックプレートの上面および前記フランジに取り付けられた圧縮ばねと、
   を含む、
   請求項２から４のいずれか一項に記載のめっき装置。
6. 前記フローティング機構は、
   前記貫通穴に設けられ前記シャフトの昇降方向の移動を案内するためのガイドをさらに含む、
   請求項５に記載のめっき装置。
7. 前記ダイヤフラムおよび前記押圧部材は、前記フローティングプレートの周方向に沿って複数設けられ、
   前記流体源は、前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給可能に構成され、
   前記流体源から前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記各グループのそれぞれに供給される流体の流量を個別に調整するための制御部材をさらに含む、
   請求項２から６のいずれか一項に記載のめっき装置。
8. 前記ダイヤフラムに供給する流体の圧力を計測するための圧力センサと、
   前記圧力センサによって計測された圧力に基づいて前記フローティングプレートの押圧不良を検出するための制御部材と、
   をさらに含む、
   請求項２から６のいずれか一項に記載のめっき装置。
9. 前記ダイヤフラムおよび前記押圧部材は、前記フローティングプレートの周方向に沿って複数設けられ、
   前記流体源は、前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給可能に構成され、
   前記圧力センサは、前記複数のダイヤフラムのそれぞれまたは前記各グループのそれぞれに供給される流体の圧力を計測するように構成される、
   請求項８に記載のめっき装置。
10. 被めっき面を下方に向けた状態の基板をめっき装置の基板ホルダの支持部材に設置する設置ステップと、
    フローティングプレートを含むバックプレートアッシーを降下させて前記基板の被めっき面の裏面側に配置する配置ステップと、
    フローティング機構によって上方に付勢された状態の前記フローティングプレートを、前記フローティング機構による付勢力に抗して下方へ押圧して前記支持部材と前記フローティングプレートとで前記基板を挟持する挟持ステップと、
    を含む、基板ホルダ操作方法。
11. 前記挟持ステップは、前記フローティングプレートの上方に配置されたバックプレートに形成された流路を介して、前記流路に配置されたダイヤフラムおよび押圧部材に流体を供給する供給ステップを含む、
    請求項１０に記載の基板ホルダ操作方法。
12. 前記配置ステップは、前記支持部材の上方に配置された環状のクランパに上下方向に沿って形成された第１の溝に、前記バックプレートの外周部に設けられたスライドリングから外側へ突出するスライドプレートを案内する第１の案内ステップと、前記スライドリングを回転させることによって前記第１の溝と連通して前記クランパに周方向に沿って形成された第２の溝に前記スライドプレートを案内する第２の案内ステップと、を含む、
    請求項１１に記載の基板ホルダ操作方法。
13. 前記挟持ステップは、前記供給ステップによって前記バックプレートおよび前記スライドリングを上昇させて前記スライドプレートを前記第２の溝の上面に当接させる当接ステップを含む、
    請求項１２に記載の基板ホルダ操作方法。
14. 前記供給ステップによって前記ダイヤフラムに供給された流体の圧力を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップによって計測された圧力に基づいて前記フローティングプレートの押圧不良を検出する検出ステップと、 をさらに含む、
    請求項１１から１３のいずれか一項に記載の基板ホルダ操作方法。
15. 前記供給ステップは、前記フローティングプレートの周方向に沿って配置された複数のダイヤフラムのそれぞれ、または前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給する個別供給ステップを含む、
    請求項１１から１４のいずれか一項に記載の基板ホルダ操作方法。
16. 前記供給ステップは、前記フローティングプレートの周方向に沿って配置された複数のダイヤフラムのそれぞれ、または前記複数のダイヤフラムを複数にグループ分けした各グループのそれぞれに個別に流体を供給する個別供給ステップを含み、
    前記計測ステップは、前記個別供給ステップによって前記複数のダイヤフラムのそれぞれ、または前記各グループのそれぞれに供給された流体の圧力を個別に計測する個別計測ステップを含む、
    請求項１４に記載の基板ホルダ操作方法。

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