JP7256027B2 - 基板ホルダおよび当該基板ホルダを備えるめっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板ホルダおよび当該基板ホルダを備えるめっき装置に関する。

めっき加工などの加工がなされる際に基板を保持するための基板ホルダが用いられる。基板ホルダは開口を介して基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部を露出する。基板ホルダに設けられたシールが、基板の露出される部分と露出されない部分とを区分けする。典型的には、特許文献１（特に図１５を参照）に見られるように、シールはシールリップを有し、シールは基板の面に垂直な方向に押圧される。

特開２０１８－０４００４５号公報

シールの形状によっては、シールが基板の面に垂直な方向に押圧されると、シールリップが開口の中心に向かって（特許文献１の図１５では左側に向かって）倒れこむ可能性がある。シールリップが開口の中心に向かって倒れこむと、シールリップが開口の中心に向かって基板を押すこととなる。一般的に、シールは開口の全周にわたって配置されている。したがって、基板はほとんど全方向から開口の中心に向かう方向の力を受け得る。

剛性の高い基板が用いられている場合、基板がシールから受ける力はほとんど無視し得た。しかし近年ではさまざまな種類の基板が用いられている。基板の厚み、大きさ、材質などによっては、基板の剛性は低くなり得る。剛性の低い基板が用いられている場合、シールリップが倒れこむことによる力を受けた基板は撓み得、または、ダメージを受け得る。

そこで本願は、上述した課題の少なくとも一部を解決することをひとつの目的とする。

本願は、一実施形態として、基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部を露出するための開口を有する基板ホルダであって、基板ホルダは、基板の露出される部分を含む面と接触し、基板が位置すべき平面と垂直な方向に押圧されるシールと、シールを支持するためのシール支持面を有するシール支持部であって、開口の外側周囲に設けられた、シール支持部と、を備え、シールは、シール支持面と接触するシールボディと、シールボディから延びて基板の露出される面と接触するシールリップと、を備え、シール支持面の少なくとも一部は、基板が位置すべき平面にシール支持面の内側端部が近づくような傾斜角を有し、シール支持面の内側端部は、シールリップよりも内側に位置する、基板ホルダを開示する。

めっき装置の上面図である。 めっき装置の側面図である。 一実施形態にかかる基板ホルダ（片面ホルダ）の斜視図である。 一実施形態にかかる基板ホルダ（両面ホルダ）の正面図である。 図３Ａの基板ホルダの断面図である。 従来例にかかる基板ホルダの基板シール周辺の断面図である。 図４の基板ホルダにおいて、基板シールが押圧された場合のシールリップの倒れこみを示す図である。 一実施形態にかかる基板ホルダの断面図である。 図６の基板シールが押圧された場合の図である。 突出部を備える基板シールを示す図である。 シール支持面が見える向きから見た、第１または第２保持部材の図である。 基板ホルダの歪みについて説明するための基板ホルダの断面図である。 ある基板ホルダにおけるシールリップのつぶし量の位置依存性のシミュレーション結果を示す図である。 一実施形態にかかる、開口の角部の近傍における基板シールの断面図である。 一実施形態にかかる、開口の辺部の近傍における基板シールの断面図である。 一実施形態にかかる、開口の角部の近傍における基板シールの断面図である。 一実施形態にかかる、開口の辺部の近傍における基板シールの断面図である。 シールボディから内側に向けて延びる突出部を有する基板シールの断面図である。

＜めっき装置について＞
図１は一実施形態にかかるめっき装置１００の模式図である。図１Ａはめっき装置１００の上面図である。図１Ｂはめっき装置１００の側面図である。一実施形態にかかるめっき装置１００は、ロードポート１１０と、基板搬送ロボット１２０と、ドライヤ１３０と、基板着脱装置１４０と、めっき処理部１５０と、トランスポータ１６０と、ストッカ１７０と、を備える。めっき装置１００はさらに、めっき装置１００の各部を制御するための制御部１８０を備えてよい。

ロードポート１１０はめっき装置１００に基板をロードするため、および、めっき装置１００から基板をアンロードするために設けられている。ロードポート１１０はＦＯＵＰ等の機構を置くことができるように、または、ＦＯＵＰ等の機構との間で基板を搬送可能であるように構成されていてよい。

ロードポート１１０によりロードされた基板は基板搬送ロボット１２０により搬送される。基板搬送ロボット１２０は、ロードポート１１０、ドライヤ１３０および基板着脱装置１４０の間で基板を搬送可能に構成されている。ただし、基板搬送ロボット１２０以外の搬送機構が用いられてもよい。本明細書における「ロードポート１１０に基板を搬送すること」は「ロードポート１１０に置かれたＦＯＵＰ等の機構に基板を搬送すること」を含む。ドライヤ１３０は基板を乾燥させるための部材である。

基板着脱装置１４０は、基板ホルダに基板を取り付けるため、および／または、基板ホルダから基板を取り外すための装置である。基板着脱装置１４０には基板および基板ホルダの双方が搬入される必要がある。そこで、基板着脱装置１４０は、基板搬送ロボット１２０およびトランスポータ１６０の双方がアクセス可能な位置に位置付けられる。

めっき処理部１５０は基板に対してめっき処理（めっき加工）を行うために設けられている。めっき処理部１５０は１つまたは複数の処理槽を備える。１つまたは複数の処理槽のうち少なくとも１つはめっき槽である。一例として、図１のめっき処理部１５０は８つ
の処理槽、すなわち前水洗槽１５１、前処理槽１５２、第１のリンス槽１５３、第１のめっき槽１５４、第２のリンス槽１５５、第２のめっき槽１５６、第３のリンス槽１５７およびブロー槽１５８を備える。めっき装置１００は、各処理槽にて所定の処理を順番に行うことができる。

トランスポータ１６０は基板着脱装置１４０、めっき処理部１５０およびストッカ１７０との間で基板ホルダを搬送するよう構成されている。さらに、トランスポータ１６０は各処理槽（前水洗槽１５１～ブロー槽１５８）の間で基板ホルダを搬送するように構成されている。トランスポータ１６０は、基板ホルダを懸架するためのトランスポータアーム１６１と、トランスポータアーム１６１を上下動させるためのアーム上下動機構１６２と、アーム上下動機構１６２を処理槽の並びに沿って水平移動させるための水平移動機構１６３と、を備える。水平移動機構１６３はトランスポータアーム１６１を水平移動させるための機構と表現されてもよい。トランスポータ１６０の構成は例示に過ぎないことに留意されたい。

ストッカ１７０は基板ホルダを少なくとも１枚、好ましくは複数枚保管可能に構成されている。好ましくは、基板を保持していない基板ホルダがストッカ１７０に保管される。基板を保持している基板ホルダがストッカ１７０に保管されてもよい。ストッカ１７０への基板ホルダの搬入およびストッカ１７０からの基板ホルダの搬出はトランスポータ１６０によって行われてよい。

＜片面ホルダについて＞
図２は一実施形態にかかる基板ホルダ２００の斜視図である。図２の基板ホルダ２００は基板の一方の面の少なくとも一部を露出するよう構成されている。すなわち、図２の基板ホルダ２００は「片面ホルダ」である。基板ホルダ２００は、第１保持部材２１０と、第２保持部材２２０と、を有している。図２の基板ホルダ２００は円形の基板を保持するためのホルダである。しかし、基板の形状は円形に限らない。基板の形状はたとえば矩形であってもよい。円形以外の基板が用いられる場合、基板ホルダ２００の形状および特性は適宜変更されてよい。

第１保持部材２１０のほぼ中央部には、基板を乗せるための基板乗せ部２１２が設けられている。基板乗せ部２１２の外周には複数のクランパ２１３が設けられている。クランパ２１３は内方に突出する逆Ｌ字状である。なお、本明細書においては、基板の位置すべき平面（図２の例では基板乗せ部２１２の位置する平面）と平行な面内において開口２２０ＯＰの中心（または後述の開口２１０ＯＰ）から離れる方向を外側方向、中心に近づく方向を内側方向とする。

第１保持部材２１０の端部には一対のハンド２１４が設けられている。ハンド２１４は電極（図示せず）を備えてよい。ハンド２１４の電極は基板ホルダ２００内部の導電経路を介して基板と電気的に接続される。めっき加工に必要な電流は基板ホルダ２００の外部から（たとえばめっき装置１００から）供給される。

基板乗せ部２１２と第２保持部材２２０との間に基板が挟み込まれる。第２保持部材２２０は第１保持部材２１０に取り付け可能、たとえば開閉可能である。一つの例では、図２の第２保持部材２２０はヒンジ２１１を中心に枢動するよう構成されている。

第２保持部材２２０は基板の被めっき部分を露出するための開口２２０ＯＰを有している。第２保持部材２２０は、ヒンジ２１１に固定された基部２２１と、基部２２１に固定されたボディ２２２と、を備えている。ボディ２２２はシールを備える（図４参照）。ボディ２２２は、ボディ２２２を第１保持部材２１０に取り付けるための押さえリング２２
３を備える。押さえリング２２３は複数の突条部２２３ａを有する。突条部２２３ａがクランパ２１３に引っ掛けられることで、第２保持部材２２０が第１保持部材２１０に取り付けられる。

＜両面ホルダについて＞
図２と異なり、基板ホルダ２００は基板の両方の面のそれぞれ少なくとも一部を露出するよう構成されていてもよい。すなわち、基板ホルダ２００は「両面ホルダ」であってもよい。両面ホルダである基板ホルダ２００の正面図を図３Ａに、断面図を図３Ｂに示す。図３の基板ホルダ２００は角型の基板のためのホルダである。基板ホルダ２００は円形の基板を保持するように構成されていてもよい。

図３の基板ホルダ２００は、第１保持部材２１０と、第２保持部材２２０と、を備える。第１保持部材２１０は「フロントフレーム」と呼ばれてもよく、第２保持部材２２０は「リアフレーム」と呼ばれてもよい。ただし、「フロントフレーム」および「リアフレーム」という名称は区別のために用いられているものに過ぎない。すなわち、フロントフレームとリアフレームのどちらが正面を向いていてもよい。基板は、第１保持部材２１０と第２保持部材２２０との間に挟まれて保持される。第１保持部材２１０および第２保持部材２２０のそれぞれは開口２１０ＯＰおよび開口２２０ＯＰを有する。基板のそれぞれの面の少なくとも一部は、開口２１０ＯＰおよび開口２２０ＯＰのそれぞれを介して露出する。

図３のクランパ２１３は、フック部２５０と、クロー２７１を有するプレート２７０と、を備える。フック部２５０は、フックベース２５１と、フック本体２５２と、を備える。フック本体２５２はシャフト２５３を介してフックベース２５１に取り付けられている。したがって、フック本体２５２は枢動可能である。フック本体２５２の枢動のため、フック部２５０はレバー２５４をさらに備えてもよい。フック本体２５２がクロー２７１に引っ掛けられることで、第１保持部材２１０と第２保持部材２２０との位置関係が固定される。図３では、第１保持部材２１０がフック部２５０を備え、第２保持部材２２０がプレート２７０を備える。しかし、第２保持部材２２０がフック部２５０を備え、第１保持部材２１０がプレート２７０を備えていてもよい。第１保持部材２１０および第２保持部材２２０にフック部２５０およびプレート２７０の双方が取り付けられていてもよい。

＜基板シールについて＞
図２の基板ホルダ２００も図３の基板ホルダ２００も基板シール４００を備える。基板シール４００は、基板の露出される部分を含む面と接触する。基板シール４００は、基板の露出される部分と露出されない部分とを区分けする。図４は、従来例にかかる基板ホルダ２００の基板シール４００周辺の断面図である。

基板シール４００は第１保持部材２１０および／または第２保持部材２２０に設けられている。なお、図２のような基板ホルダ２００が用いられている場合、厳密には「基板シール４００は第２保持部材２２０のボディ２２２に設けられている」と表現すべきかもしれない。ただし、ボディ２２２は第２保持部材２２０の一部である。そこで、以下ではボディ２２２と第２保持部材２２０とを同視して取り扱う。

開口２１０ＯＰおよび／または開口２２０ＯＰの外側周囲に、シール支持面４３１を有するシール支持部４３０が設けられている。基板シール４００はシール支持部４３０（のシール支持面４３１）によって支持される。基板ＷＦの露出される領域を極力広くするため、基板シール４００は開口２１０ＯＰまたは開口２２０ＯＰに向けて突出しないように構成されていることが好ましい。典型的な基板シール４００は、シールボディ４０１と、シールリップ４０２とを有する。シールボディ４０１はシール支持面４３１と接触する部
分である。シールリップ４０２は基板ＷＦと接触する部分である。シールリップ４０２はシールボディ４０１から、典型的にはシールボディ４０１の内側端部から延びている。シール圧の確保を容易にするため、シールリップ４０２はシールボディ４０１より小さく（「細く」または「狭く」とも表現され得る）形成されている。

ひとつの例では、基板シール４００（のシールボディ４０１）の一部が第１保持部材２１０および／または第２保持部材２２０に設けられた取付部４１０に取り付けられる。取付部４１０は基板シール４００を所定の位置に取り付けるための部分である。この例の取付部４１０は溝であり、基板シール４００の一部が溝に嵌め込まれる。したがって、一つの例では、「取付部」は「取付溝」と呼ばれ得る。しかし、溝以外の取付部が用いられてもよい。取り付けの手法には嵌め込みの他にもたとえば２つ以上の部材による挟み込み（締め込み）や、接着などが用いられてもよい。取付部４１０の具体的な構成は適宜決定されてよい。この構成により、基板シール４００が第１保持部材２１０および／または第２保持部材２２０に取り付けられる。一つの例では、取付部４１０はシール支持部４３０の外側端部に配置されている。ただし、取付部４１０の構成は説明または図示された構成に限られない。さらなる追加または代替として、基板ホルダ２００は、基板シール４００を保持するためのシールホルダ４２０を有してもよい。

基板ホルダ２００が片面ホルダ（図２参照）である場合、基板ＷＦは基板乗せ部２１２に乗せられる。基板ホルダ２００が両面ホルダ（図３参照）である場合、基板ＷＦは一方の保持部材（図４では第１保持部材２１０）に取り付けられた基板シール４００に乗せられる。基板ホルダ２００が片面ホルダである場合および基板ホルダ２００が両面ホルダである場合の双方を表現するため、図４では、基板乗せ部２１２と、第１保持部材２１０に取り付けられた基板シール４００の双方が想像線により図示されている。

基板シール４００は、第２保持部材２２０が第１保持部材２１０に向かって押し付けられる（または第１保持部材２１０が第２保持部材２２０に向かって押し付けられる）ことにより、基板ＷＦの位置すべき平面と垂直な方向に押圧される。なお、「基板シール４００が基板ＷＦの位置すべき平面と垂直な方向に押圧される」ことは、「基板シール４００が受ける力は少なくとも基板ＷＦの位置すべき平面と垂直な方向の成分を含む」ことを意味する。具体的には、シール支持部４３０（のシール支持面４３１）が基板シール４００に押圧力を伝達する。

＜シールリップの倒れこみについて＞
図５は基板ホルダ２００の断面図であり、従来例にかかる基板ホルダ２００において基板シール４００が押圧された場合のシールリップ４０２の倒れこみを示している。なお、図示の便宜上、図５からはいくつかの符号が省略されている（図４を参照のこと）。前述のとおり、シールリップ４０２はシールボディ４０１の内側端部から延びている。一方で、基板シール４００はシール支持面４３１のほぼ全面で支えられている。この非対称性により、基板シール４００が基板ＷＦより受ける力のベクトルの始点（シールリップ４０２の位置）は、基板シール４００がシール支持面４３１から受ける力のベクトルの始点（たとえばシール支持面４３１のほぼ中央）より内側に位置し得る。したがって、基板シール４００が押圧された場合、基板シール４００はシールリップ４０２を内側に移動あるいは変形（回転）させるようなモーメントを受け得る。また、シールリップ４０２はシールボディ４０１の内側端部から延びているので、シールリップ４０２より内側には構造物が存在しない。換言すれば、基板シール４００の全体形状は内側端部において切り立った形状である。一方で、シールボディ４０１の外側およびシールリップ４０２の外側には構造物（たとえばシールボディ４０１の外側部分それ自体およびシールホルダ４２０）が存在する。したがって、基板シール４００がモーメントを受けた場合、シールリップ４０２は内側に向けて倒れこみ得る。なお、「シールリップ４０２の倒れこみ」が発生した場合、典
型的にはシールボディ４０１も倒れる、歪むまたは撓む（図５参照）。

シールリップ４０２が内側に向けて倒れることにより、基板ＷＦは内側方向への力を受ける（図５の矢印の方向）。典型的には、基板シール４００は開口２１０ＯＰ／開口２２０ＯＰの全周にわたって配置されている。したがって、基板ＷＦは開口２１０ＯＰ／開口２２０ＯＰのほとんど全周から内側方向の力を受け得る。剛性の低い基板ＷＦが用いられている場合、内側方向の力を受けた基板ＷＦは、撓み得、および／またはダメージを受け得る。基板ＷＦの大きさおよび材質ならびに力の大きさなどにもよるが、ひとつの例では、基板ＷＦの厚さが０ｍｍより大きく１ｍｍ以下である場合にシールリップが倒れこむことによる影響が顕著となる。基板ＷＦに撓みが生ずると、めっきのための電気的条件が乱れ、予期したとおりのめっき加工を施すことが困難となり得る。

基板ホルダ２００が片面ホルダである場合、基板ホルダ２００がめっき液中に浸漬されると基板ＷＦは一方向から水圧を受ける。この水圧により基板乗せ部２１２に基板ＷＦが押し付けられることで、基板ＷＦの撓みが相殺される場合がある。一方で、基板ホルダ２００が両面ホルダである場合、基板ＷＦは表裏双方の面から水圧を受ける。したがって、両面ホルダである場合には基板ＷＦの撓みは相殺されない。以上の点に鑑みると、シールリップが倒れこむことによる問題は基板ホルダ２００が両面ホルダである場合に特に顕著である。ただし、基板ホルダ２００が片面ホルダであっても基板ＷＦの撓みが完全に相殺されるとは限らない。また、基板ＷＦの撓みが完全に相殺されたとしても、基板シール４００から受ける力によって基板ＷＦがダメージを受ける可能性は残っている。したがって、基板ホルダ２００が片面ホルダである場合にもシールリップ４０２が倒れこむことによる問題は存したままである。

＜シール支持面の傾きについて＞
図６は一実施形態にかかる基板ホルダ２００の断面図である。一実施形態においては、シールリップ４０２の倒れこみを防止するためにシール支持部４３０は傾いて形成されている。具体的には、シール支持部４３０は、基板ＷＦが位置すべき平面にシール支持部４３０の内側端部が近づくような傾斜角を有している。さらに、シール支持面４３１の内側端部はシールリップ４０２よりも内側に位置している。シール支持部４３０が傾斜していることで、基板シール４００もまた傾斜して取り付けられることとなる。結果として、シールリップ４０２は若干ながら外側に向いて延びることとなる。なお、図６の基板シール４００は図５の基板シール４００と同等のシールである。一般的にシールは弾性体から構成されているので、取り付け先の形状が多少違えども同等のシールを用いることができる。

図６の基板シール４００が押圧された場合の図を図７に示す。シール支持面４３１の傾斜によってシールリップ４０２が外側を向いているので、シールリップ４０２の内側方向への倒れこみが抑制され得る。その結果、基板ＷＦの撓みおよび基板ＷＦへのダメージの発生が抑制され得る。

好ましくは、シール支持面４３１の傾斜角は、基板シール４００が押圧された場合にシールリップ４０２が外側に向けて倒れる角度である。シールリップ４０２が外側に向けて倒れる場合、基板ＷＦは外側方向への力を受ける。外側方向の力であれば基板ＷＦを引っ張る方向の力となるので基板ＷＦに撓みは生じ得ない。他の例では、シール支持面４３１の傾斜角は、基板シール４００が押圧された場合にシールリップ４０２が内側にも外側にも倒れないような角度に構成される。この例では、基板ＷＦに内側方向の力も外側方向の力も印加されなくなるという効果がある。一方で、前述のとおり基板シール４００は弾性体である。したがって、基板シール４００は容易に変形し得る。すると、設計上はシールリップ４０２が倒れないように傾斜角が構成されていたとしても、実際にはシールリップ
４０２が内側または外側に倒れていることがあり得よう。更なる他の例では、シール支持面４３１の傾斜角は、シールリップ４０２が内側に向けて倒れるような角度であってもよい。シールリップ４０２が内側に倒れる場合、基板ＷＦが撓む可能性を完全に排除することは困難である。しかし、シール支持部４３０が図６に示されるような傾斜角を有しているのであれば、シールリップ４０２が内側に向けて倒れる量は小さくなる。結果として、シール支持面４３１の傾斜角が小さい場合であっても、基板ＷＦの撓みを幾分か低減することができる。

一つの例におけるシール支持面４３１の少なくとも一部の傾斜角、たとえば後述する第２の部分９００Ｓの傾斜角は５度以上２０度以下であってよい。なお、シール支持面４３１と基板ＷＦが位置すべき平面とが平行な場合のシール支持面４３１の傾斜角を０度とする。

後述のように、基板シール４００の形状を変更することによってもシールリップ４０２が内側に向けて倒れることを防止し得る。しかし、一般的には、基板シール４００は型成形または射出成形等の技法によって形成される。したがって、基板シール４００を複雑な形状に形成することは技術的またはコスト的に困難で有り得る。一方で、シール支持面４３１に傾斜を持たせることは、基板シール４００の形状を変更するより容易であり得る。

図６および図７の例では、シール支持部４３０は第２保持部材２２０と一体となっている。追加または代替として、第２保持部材２２０とは別個の部材であるシール支持部４３０が用いられてもよい。たとえば、楔形状のシール支持部４３０が用いられてよい。

＜基板シールが突出部を有する場合の構造について＞
図８に示されるように、シール支持面４３１と基板シール４００との間に液体が流入することを防止するため、基板シール４００に突出部８００を設けてもよい。突出部８００はシールボディ４０１のシール支持面４３１と接触する部分に設けられる。突出部８００は、シールリップ４０２が基板ＷＦから受ける反力に対向する位置に設けられる。突出部８００は、シールボディ４０１のシール支持面４３１と接触する部分の内縁近傍に設けられる。突出部８００はシールリップ４０２が基板ＷＦから受ける反力に対向する位置に設けられているので、突出部８００はシール支持面４３１に局所的な強い圧力で押し付けられ、液体の流入をより効果的に防止できる。なお、図８においては、突出部８００がシール支持面４３１に突き刺さっている（またはシール支持面４３１に穴が形成されており、突出部８００がその穴に挿入されている）ように示されている。これは図示の便宜を図ったものに過ぎない。シール支持面４３１は原則として滑らかな面であり、かつ、典型的には基板シール４００はシール支持部４３０より軟らかい。したがって、突出部８００がシール支持面４３１に突き刺さることはない。また、図８の突出部８００は誇張されて表現されており、実際の突出部８００は図８の突出部８００より小さくともよいことに留意されたい。

突出部８００が存する場合、突出部８００がシールリップ４０２の先端より内側に位置するように基板ホルダ２００が構成されてよい。ここにいう「シールリップ４０２の先端」とは、基板ＷＦに最初に触れるであろうシールリップ４０２の部分を指す。突出部８００はシールボディ４０１から突出している。したがって、シール支持部４３０からの押圧力は主に突出部８００を介して基板シール４００に伝わる。押圧力の伝達点がシールリップ４０２の先端より内側にあることで、シールリップ４０２が外側に向かって倒れやすくなるという効果がある。

＜第１の部分の傾斜角と第２の部分の傾斜角の違いについて＞
一実施形態における基板ホルダ２００の開口２１０ＯＰおよび／または開口２２０ＯＰ
（以下では符号を付けず単に「開口」という）は多角形である（たとえば図３参照）。多角形の開口を有する基板ホルダ２００は、典型的には、多角形の基板ＷＦを保持するために用いられる。

開口が多角形である場合、開口は角部と辺部を有する。本明細書における「辺部」は、保持されるべき基板の辺の長さの８０％以上９５％以下の長さを有してよい。本明細書における「角部」は「辺部」以外の部分、または「辺部」および後述する「遷移部」以外の部分であってよい。基板の辺の長さが辺ごとに異なる場合、開口の「辺部」のそれぞれは異なる長さを有してよい。ただし、上記の説明は一例に過ぎない。「角部」と「辺部」との長さまたは「角部」と「辺部」とを分別する基準は、後述する要因、たとえばシールリップ４０２の倒れこみの量および／または基板ホルダ２００の歪み、などによって決定されてよい。

前述のように、シール支持部４３０およびシール支持面４３１は開口の外側周囲に設けられている。したがって、開口が多角形である場合、基板ＷＦが位置すべき平面と垂直な方向から見た場合のシール支持部４３０およびシール支持面４３１の概略的な形状もまた多角形となる。結果として、基板ホルダ２００に取り付けられた基板シール４００の形状もまた多角形となる。ただし、基板シール４００は弾性体である。したがって、基板シール４００が基板ホルダ２００から取り外された場合にも基板シール４００が多角形形状を維持しているとは限らない。

開口が多角形である場合、角部におけるシールリップ４０２の内側への倒れこみの量は少ないまたは極端な場合ゼロとなると考えられる。前述のように、開口が多角形であれば基板シール４００もまた多角形となり得る。そして、角部付近において、その角に接する一方の辺のシールリップ４０２が内側に倒れこもうとすると、他方の辺のシールリップ４０２との干渉が発生し得るためである。したがって、開口の角部におけるシールリップ４０２の倒れこみは重視せずともよく、極端な場合は考慮さえしなくともよい。

図９は、シール支持面４３１が見える向きから見た、第１保持部材２１０または第２保持部材２２０の図である。開口が多角形である場合、図９に示されるように、シール支持面４３１は少なくとも２つの部分に区分けされてもよい。すなわち、シール支持面４３１は、開口の角部に対応する第１の部分９００Ｃと、開口の辺部に対応する第２の部分９００Ｓと、を有してよい。第１の部分９００Ｃの傾斜角は第２の部分９００Ｓの傾斜角より小さい。一つの例では第１の部分９００Ｃの傾斜角は０度である。一つの例では、第１の部分９００Ｃは、真の「角」の位置から所定の距離（距離Ｌ３）以内にある部分である。一つの例における距離Ｌ３は３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってよい。

＜遷移部について＞
第１の部分９００Ｃの傾斜角と第２の部分９００Ｓの傾斜角が異なる場合、第１の部分９００Ｃと第２の部分９００Ｓの境界に段差が生じ得る。段差が存する場合、十分なシール性能を得ることが困難になり得る。そこで、一実施形態にかかるシール支持部４３０およびシール支持面４３１は、第１の部分９００Ｃと第２の部分９００Ｓとを接続する遷移部９００Ｔ（第３の部分９００Ｔ）を備える。遷移部９００Ｔの傾斜角は、第１の部分９００Ｃと遷移部９００Ｔとの境界および第２の部分９００Ｓと遷移部９００Ｔとの境界に段差が生じないように徐々に変化している。換言すれば、遷移部９００Ｔの傾斜角は、第１の部分９００Ｃと第２の部分９００Ｓを滑らかに接続するように徐々に変化している。遷移部９００Ｔの長さはたとえば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であってよい。

＜シール支持面の内側端部と取付部との間の距離について＞
シール支持面４３１の傾斜角が場所によって異なることで、シールリップ４０２と基板
ＷＦとの接触位置が場所によって異なり得る。傾斜角が０度である場合（図４参照）、かつ、シールリップ４０２の倒れこみを考慮しない場合、シールリップ４０２はシール支持面４３１の内側端部の真下または真上で基板ＷＦと接するはずである。一方で、シール支持面４３１が傾斜している場合（図６および図７参照）、シールリップ４０２はシール支持面４３１の内側端部より僅かに外側において基板ＷＦと接する。結果として、基板ＷＦの露出されるべきでない領域が露出されること、または、基板ＷＦの露出されるべき領域が露出されないこと、が生じ得る。

そこで、一実施形態における距離Ｌ１は距離Ｌ２より大きい。ここにいう距離Ｌ１とは、基板が位置すべき平面に投影された、第１の部分９００Ｃにおけるシール支持面４３１の内側端部と取付部４１０との間の距離である。ここにいう距離Ｌ２とは、基板が位置すべき平面に投影された、第２の部分９００Ｓにおけるシール支持面４３１の内側端部と取付部４１０との間の距離である。開口の辺部（シール支持面４３１の内側端部）は、基板が位置すべき平面の平面視において第１の部分９００Ｃから第２の部分９００Ｓにかけて直線である（結果として、基板の露出される部分は例えば正方形状や長方形状となる）のに対して、取付部は第２の部分９００Ｓに比べて第１の部分９００Ｃでは開口の内側に向けて入り込んでいる。シール支持面４３１の内側端部と取付部４１０との間の距離が短いほど、シールリップ４０２はより内側に位置する（開口の近くに位置する）こととなる。傾斜角に応じて取付部４１０と開口までの距離を変化させることで、シール支持面４３１の傾斜によるシールリップ４０２の位置の変化を補償することができる。すなわち、角部と辺部にそれぞれ対応する断面が一様に同じであるシールを用いた場合であっても、シールのシールリップ４０２が基板ＷＦに接触する位置を、角部と辺部にかけて直線にすること、あるいは直線に近づけることができる。なお、本明細書における「補償」は「完全な補償」に限られない。遷移部９００Ｔにおける取付部４１０は、第１の部分９００Ｃにおける取付部４１０と第２の部分９００Ｓにおける取付部４１０とを滑らかに接続するように構成されていてよい。なお、開口の辺部が直線でない場合、距離Ｌ１と距離Ｌ２を等しくすることまたは距離Ｌ１を距離Ｌ２より小さく構成することが好ましいことが有り得る。

＜基板ホルダ２００の歪みについて＞
これまでの説明では、基板シール４００以外のほとんどの部材は理想的な剛体であり、基板ホルダ２００に歪みは生じないものとしていた。しかし、少なくとも本出願の時点において理想的な剛体は現実に存在しないので、実際の基板ホルダ２００には歪みが生じ得る。図１０は基板ホルダ２００の歪みについて説明するための基板ホルダ２００の断面図である。ただし、図１０は説明のための図に過ぎない。図１０におけるいくつかの部材は簡略化または省略されている。また、図１０における歪みの量は誇張されていることに留意されたい。また、図１０の基板ホルダ２００は両面ホルダ（図３参照）であるが、片面ホルダ（図２参照）であってもよい。さらに、図１０においてはシールリップ４０２の倒れこみは考慮されていない。

第１保持部材２１０と第２保持部材２２０とは、互いに押し付けられた状態においてクランパ２１３により固定される。典型的な基板ホルダ２００においては、クランパ２１３から離れた位置に基板シール４００が存在する。視点を変えると、典型的な基板ホルダ２００においては、基板ＷＦが基板シール４００を介して第１保持部材２１０および第２保持部材２２０のそれぞれを押しているとも見ることができる。結果として、第１保持部材２１０が第２保持部材２２０から離れるように基板ホルダ２００が歪み得る。基板ホルダ２００が歪むと、図１０に示すように、シール支持面４３１と基板ＷＦとの距離が遠くなる。その結果、シールリップ４０２のつぶし量（つぶし代）が小さくなる可能性がある。なお、ここにいう「シール支持面４３１と基板ＷＦとの距離」は、基板ＷＦの面と垂直な方向の距離を指す。

一例として、図１１に、図４に示すような、シール支持部４３０が傾斜していない従来の基板ホルダ２００におけるシールリップ４０２のつぶし量（つぶし代）の位置依存性をシミュレーションした結果を示す。つぶし量（つぶし代）とは、基板を保持していないときのシールの高さ方向（基板表面に垂直な方向）の寸法から、基板を保持した時のシールの高さ方向の寸法の差である。図１１の基板ホルダ２００は、クランパ２１３が１６個（開口の一辺あたり４個）設けられている点を除いて図３の基板ホルダ２００と同等である。この例においては、第１の位置Ｐ１～第３０の位置Ｐ３０の計３０点においてシールリップ４０２のつぶし量を算出した。なお、第１の位置Ｐ１から第３０の位置Ｐ３０はシールリップ４０２の位置に相当する位置にある。

図１１の右側のグラフに示されているように、開口の角部（Ｐ１、Ｐ７、Ｐ１５）および第２３の点Ｐ２３においてシールリップ４０２のつぶし量が大きくなること、一方で、開口の辺部においてシールリップ４０２のつぶし量が小さくなることがわかった。これは、典型的には、基板ホルダ２００の辺部における剛性が、基板ホルダ２００の角部における剛性より低いことに起因すると考えられる。このようなシールのつぶし量のばらつきは、流体の漏れにつながる可能性がある。

一実施形態にかかる基板ホルダ２００は、基板ホルダ２００の歪みによるシールリップ４０２のつぶし量の変化を補償するように構成されている。図４と図６を比較するとわかるように、シール支持面４３１の傾斜によって、シールリップ４０２は基板ＷＦが位置すべき平面に近づけられている。結果として、シール支持面４３１が傾斜している場合のシールリップ４０２のつぶし量は、シール支持面４３１が傾斜していない場合のつぶし量と比べて大きくなる。したがって、シール支持面４３１の傾斜角を部位に応じて調整することで、シールリップ４０２のつぶし量の変化を補償することができる。

開口の辺部におけるシールリップ４０２のつぶし量が小さくなりやすいことに鑑み、第２の部分９００Ｓにおけるシール支持面４３１の傾斜角が大きく設定されていてよい。ただし、開口の辺部におけるシールリップ４０２のつぶし量が常に小さくなるとは限らない。シールリップ４０２のつぶし量の分布は、基板ホルダ２００の各部品の剛性、基板シール４００によるシール圧、クランパ２１３の位置および個数ならびにクランピング強度などの種々の条件によって変わり得る。シール支持面４３１の傾斜角の分布は、シールリップ４０２のつぶし量の分布に応じて決定されてよい。シール支持面４３１の傾斜角の分布を決定する際に、シールリップ４０２の倒れこみの方向が考慮されてもよい。

＜シールの形状による倒れこみ防止およびつぶし量の変化の補償＞
これまで、シール支持面４３１の傾斜角によってシールリップ４０２の倒れこみを防止し、および／またはシールリップ４０２のつぶし量の変化を補償することができる構成について説明してきた。以下では、基板シール４００の形状によってシールリップ４０２の倒れこみを防止し、および／またはシールリップ４０２のつぶし量の変化を補償する構成について説明する。

前述のように、開口の角部の近傍においてはシールリップ４０２の倒れこみは生じにくい。一方で、開口の辺部の近傍においてはシールリップ４０２の倒れこみが生じやすい。そこで、一実施形態においては、位置に応じてシールリップ４０２の延びる方向が異なる。

図１２Ａは開口の角部の近傍における基板シール４００の断面図である。図１２Ｂは開口の辺部の近傍における基板シール４００の断面図である。図１２からわかるように、開口の辺部の近傍におけるシールリップ４０２は、開口の角部の近傍におけるシールリップ
４０２よりも外側に向かって延びていてよい。シールリップ４０２が外側に向かって延びることで、シールリップ４０２が内側に向かって倒れこむことを防止することができる。基板シール４００の、シール支持面４３１に接触する面（接触面ＳＵ）の内縁ＣＯと、シールリップ４０２の先端を結ぶ線分をＬＳとすると、開口の辺部の近傍における基板シール４００の線分ＬＳは、開口の角部の近傍における基板シール４００の線分ＬＳよりも、リップシールの先端に向かって外側に傾斜している。シール支持面４３１に接触する面（接触面ＳＵ）の内縁ＣＯを基準として、開口の辺部の近傍におけるシールリップの先端は、開口の角部の近傍におけるシールリップの先端よりも外側に位置している、ということもできる。

さらに、前述のように、開口の辺部の近傍におけるシールリップ４０２のつぶし量は、開口の角部の近傍におけるシールリップ４０２のつぶし量より小さくなりやすい。そこで、一実施形態においては、位置に応じてシールリップ４０２の高さが異なる。

図１３Ａは開口の角部の近傍における基板シール４００の断面図である。図１３Ｂは開口の辺部の近傍における基板シール４００の断面図である。図１３からわかるように、開口の辺部の近傍におけるシールリップ４０２の高さは、開口の角部の近傍におけるシールリップ４０２の高さより高くてよい。基板ホルダ２００の歪みによるシールリップ４０２のつぶし量の変化を、シールリップ４０２の高さによって補償することができる。なお、ここにいう「シールリップ４０２の高さ」とは、シールボディ４０１の底面（シール支持面４３１と接する面）からシールリップ４０２の先端までの距離をいう。シールリップ４０２のシールボディ４０１からの突出量を変えることによってシールリップ４０２の高さを変えることができる。一方で、シールリップ４０２の突出量を変えずにシールボディ４０１の大きさを変えることによってもシールリップ４０２の高さを変えることができる。

また、図１４に示すように、基板シール４００は、シールボディ４０１から内側に向けて延びる延伸部１４００を有してもよい。延伸部１４００が内側に向けて延びていることにより、基板シール４００が受けるモーメントは小さくなり得る。また、シールリップ４０２より内側に延伸部１４００という構造物が存在するので、シールリップ４０２の内側に向けての変形が生じ辛くなる。この場合、シールリップ４０２はシールボディ４０１の内側端部から延びていてもよく、シールボディ４０１の内側端部でない部分、たとえばシールボディ４０１の中央から延びていてもよい。

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。上記の実施形態は、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。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。たとえば、図６～図１１で説明された実施形態と、図１２で説明された実施形態と、図１３で説明された実施形態とが組み合わされてもよい。

本願は、一実施形態として、基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部を露出するための開口を有する基板ホルダであって、基板ホルダは、基板の露出される部分を含む面と接触し、基板が位置すべき平面と垂直な方向に押圧されるシールと、シールを支持するためのシール支持面を有するシール支持部であって、開口の外側周囲に設けられた、シール支持部と、を備え、シールは、シール支持面と接触するシールボディと、シールボディから延びて基板の露出される面と接触するシールリップと、を備え、シール支持面の少なくとも一部は、基板が位置すべき平面にシール支持面の内側端部が近づくような傾斜角を有し、シール支持面の内側端部は、シールリップよりも内側に位置する、基板ホルダを開示
する。一つの実施形態では、シールリップはシールボディの内側端部から延びている。

この基板ホルダは、シールリップが内側に倒れこむことを防止し得るという効果を一例として奏する。

さらに本願は、一実施形態として、シール支持面の傾斜角は、基板の位置すべき平面と垂直な方向にシールが押圧された場合にシールリップ部が外側に向けて撓む角度である、基板ホルダ。

この基板ホルダは、シールリップが内側に倒れこむことをさらに確実に防止し得るという効果を一例として奏する。

さらに本願は、一実施形態として、シール支持面の少なくとも一部の傾斜角は５度以上２０度以下である、基板ホルダを開示する。

この開示により、シール支持面の傾斜角の一例が明らかにされる。

さらに本願は、一実施形態として、開口は多角形であって、シール支持面は、開口の角部に対応する第１の部分と、開口の辺部に対応する第２の部分と、を含み、第１の部分の傾斜角が第２の部分の傾斜角より小さくなるようシール支持面が構成されている、基板ホルダを開示する。

この基板ホルダは、特に第２の部分（開口の辺部に対応する部分）においてシールリップが内側に倒れこむことを防止し得るという効果を一例として奏する。

さらに本願は、一実施形態として、第１の部分の傾斜角は０度である、基板ホルダを開示する。

この開示により、第１の部分の傾斜角の一例が明らかにされる。

さらに本願は、一実施形態として、シール支持面は、傾斜角が徐々に変化している遷移部であって、第１の部分と第２の部分とを接続する遷移部を備える、基板ホルダを開示する。

この基板ホルダは、第１の部分と第２の部分との境界に段差が生じることを防止し得るという効果を一例として奏する。

さらに本願は、一実施形態として、辺部は、保持されるべき基板の辺の長さの８０％以上９５％以下の長さを有する、基板ホルダを開示する。

この開示により、辺部の長さの一例が明らかにされる。

さらに本願は、一実施形態として、基板ホルダは、シールを所定の位置に取り付けるための取付部を備え、辺部は、基板が位置すべき平面の平面視において直線状であり、第１の部分におけるシール支持面の内側端部と取付部との間の基板が位置すべき平面の平面視における距離は、第２の部分におけるシール支持面の内側端部と取付部との間の基板が位置すべき平面の平面視における距離より大きい、基板ホルダを開示する。

この基板ホルダは、シール支持面の傾斜によるシールリップの位置の変化を補償することができるという効果を一例として奏する。

さらに本願は、一実施形態として、シールは、シールボディのシール支持面と接触する部分に設けられる突出部であって、シールリップが基板から受ける反力に対向する位置に設けられる突出部を有する、基板ホルダを開示する。一つの実施形態では、突出部は、シールボディの、シール支持面と接触する部分の内縁近傍に設けられる。

この基板ホルダは、流体の流出をより確実に防止でき得るという効果を一例として奏する。

さらに本願は、一実施形態として、基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部を露出するための多角形の開口を有する基板ホルダであって、基板ホルダは、基板の露出される部分を含む面と接触し、基板の面に垂直な方向に押圧されるシールと、開口の外側周囲に設けられたシール支持部と、を備え、シールは、シール支持面と接触するシールボディと、シールボディから延びて基板の露出される面と接触するシールリップと、を備え、（ａ）開口の辺部の近傍におけるシールリップは、開口の角部の近傍におけるシールリップより外側に向かって延びている、または、（ｂ）開口の辺部におけるシールリップの高さは、開口の角部におけるシールリップの高さより高い、基板ホルダを開示する。一実施形態では、シールリップはシールボディの内側端部から延びている。

この基板ホルダは、シール支持面の傾斜角によらずとも、シールの構造によってシールリップの倒れこみの防止および／またはシールリップのつぶし量の変化の補償を実現し得るという効果を一例として奏する。

さらに本願は、一実施形態として、シール支持部はシール支持面を備え、シール支持面の少なくとも一部は、基板が位置すべき平面にシール支持面の内側端部が近づくような傾斜角を有し、シール支持面の内側端部は、シールリップよりも内側に位置する、基板ホルダを開示する。

この開示内容により、シール支持面の傾斜角およびシールの構造の双方によってシールリップの倒れこみの防止および／またはシールリップのつぶし量の変化の補償を実現し得ることが明らかにされる。

さらに本願は、一実施形態として、本明細書で述べたいずれかの基板ホルダと、少なくとも１つのめっき槽と、を備える、めっき装置を開示する。

この開示内容により、基板ホルダの適用される装置が明らかになる。

１００…めっき装置
１１０…ロードポート
１２０…基板搬送ロボット
１３０…ドライヤ
１４０…基板着脱装置
１５０…めっき処理部
１５１…前水洗槽
１５２…前処理槽
１５３…第１のリンス槽
１５４…第１のめっき槽
１５５…第２のリンス槽
１５６…第２のめっき槽
１５７…第３のリンス槽
１５８…ブロー槽
１６０…トランスポータ
１６１…トランスポータアーム
１６２…アーム上下動機構
１６３…水平移動機構
１７０…ストッカ
１８０…制御部
２００…基板ホルダ
２１０…第１保持部材
２１０ＯＰ…開口
２１１…ヒンジ
２１２…基板乗せ部
２１３…クランパ
２１４…ハンド
２２０…第２保持部材
２２０ＯＰ…開口
２２１…基部
２２２…ボディ
２２３…押さえリング
２２３ａ…突条部
２５０…フック部
２５１…フックベース
２５２…フック本体
２５３…シャフト
２５４…レバー
２７０…プレート
２７１…クロー
４００…基板シール
４０１…シールボディ
４０２…シールリップ
４１０…取付部
４２０…シールホルダ
４３０…シール支持部
４３１…シール支持面
８００…突出部
９００Ｃ…第１の部分
９００Ｓ…第２の部分
９００Ｔ…遷移部（第３の部分）
１４００…延伸部
ＷＦ…基板

Claims (14)

1. 基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部を露出するための開口を有する基板ホルダであって、
   前記基板ホルダは、
   前記基板の露出される部分を含む面と接触し、前記基板が位置すべき平面と垂直な方向に押圧されるシールと、
   前記シールを支持するためのシール支持面を有するシール支持部であって、前記開口の外側周囲に設けられた、シール支持部と、
   を備え、
   前記シールは、
   前記シール支持面と接触するシールボディと、
   前記シールボディから延びて前記基板の露出される面と接触するシールリップと、
   を備え、
   前記シール支持面の少なくとも一部は、前記基板が位置すべき前記平面に前記シール支持面の内側端部が近づくような傾斜角を有し、
   前記シール支持面の内側端部は、前記シールリップよりも内側に位置し、
   前記開口は多角形であって、
   前記シール支持面は、
   前記開口の角部に対応する第１の部分と、
   前記開口の辺部に対応する第２の部分と、
   を含み、
   前記第１の部分の傾斜角が前記第２の部分の傾斜角より小さくなるよう前記シール支持面が構成されている、
   基板ホルダ。
2. 前記シールリップは、前記シールボディの内側端部から延びている、請求項１に記載の基板ホルダ。
3. 前記シール支持面の傾斜角は、前記基板が位置すべき前記平面と垂直な方向に前記シールが押圧された場合に前記シールリップ部が外側に向けて撓む角度である、請求項１または２に記載の基板ホルダ。
4. 前記シール支持面の少なくとも一部の傾斜角は５度以上２０度以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の基板ホルダ。
5. 前記第１の部分の傾斜角は０度である、請求項１から４のいずれか一項に記載の基板ホルダ。
6. 前記シール支持面は、傾斜角が徐々に変化している遷移部であって、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する遷移部を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の基板ホルダ。
7. 前記辺部は、保持されるべき基板の辺の長さの８０％以上９５％以下の長さを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の基板ホルダ。
8. 前記基板ホルダは、前記シールを所定の位置に取り付けるための取付部を備え、
   前記辺部は、前記基板が位置すべき前記平面の平面視において直線状であり、
   前記第１の部分における前記シール支持面の内側端部と前記取付部との間の前記基板が位置すべき前記平面の平面視における距離は、前記第２の部分における前記シール支持面の内側端部と前記取付部との間の前記基板が位置すべき前記平面の平面視における距離より大きい、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の基板ホルダ。
9. 前記シールは、前記シールボディの前記シール支持面と接触する部分に設けられる突出部であって、前記シールリップが前記基板から受ける反力に対向する位置に設けられる突出部を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の基板ホルダ。
10. 前記突出部は、前記シールボディの、前記シール支持面と接触する部分の内縁近傍に設けられる、請求項９に記載の基板ホルダ。
11. 基板の少なくとも一方の面の少なくとも一部を露出するための多角形の開口を有する基板ホルダであって、
    前記基板ホルダは、
    前記基板の露出される部分を含む面と接触し、前記基板が位置すべき平面に垂直な方向に押圧されるシールと、
    前記開口の外側周囲に設けられたシール支持部と、
    を備え、
    前記シールは、
    前記シール支持面と接触するシールボディと、
    前記シールボディから延びて前記基板の露出される面と接触するシールリップと、
    を備え、
    （ａ）前記開口の辺部の近傍における前記シールリップは、前記開口の角部の近傍における前記シールリップより外側に向かって延びている、
    または、
    （ｂ）前記開口の辺部における前記シールリップの高さは、前記開口の角部における前記シールリップの高さより高い、
    基板ホルダ。
12. 前記シールリップは、前記シールボディの内側端部から延びている、請求項１１に記載の基板ホルダ。
13. 前記シール支持部はシール支持面を備え、
    前記シール支持面の少なくとも一部は、前記基板が位置すべき前記平面に前記シール支持面の内側端部が近づくような傾斜角を有し、
    前記シール支持面の内側端部は、前記シールリップよりも内側に位置する、
    請求項１１または１２に記載の基板ホルダ。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の基板ホルダと、
    少なくとも１つのめっき槽と、
    を備える、めっき装置。

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