WO2022176186A1 - めっき装置 - Google Patents

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WO2022176186A1
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labyrinth seal
plating
plate member
rotating shaft
bearing
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正也 関
正輝 富田
紹華 張
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株式会社荏原製作所
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    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
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    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper

Definitions

  • the present invention relates to plating equipment.
  • a so-called cup-type plating apparatus is known as a plating apparatus capable of plating a substrate (see Patent Document 1, for example).
  • a plating apparatus includes a plating bath in which a plating solution is stored and an anode is arranged, a substrate holder arranged above the anode and holding a substrate as a cathode, and a substrate holder arranged above the substrate holder. and a rotation mechanism for rotating the substrate holder.
  • a rotating mechanism has a rotating shaft connected to the substrate holder and a bearing that supports the rotating shaft.
  • the present invention has been made in view of the above, and one of its objects is to provide a technology that can suppress the particles generated by the bearings of the rotating mechanism from entering the plating bath.
  • a plating apparatus includes a plating bath in which a plating solution is stored and an anode is arranged, and a substrate which is arranged above the anode and holds a substrate as a cathode.
  • a rotating mechanism having a holder, a rotating shaft disposed above the substrate holder and connected to the substrate holder, and a bearing for supporting the rotating shaft; and disposed below the bearing.
  • an inner labyrinth seal that seals the bearing; an outer labyrinth seal that is arranged radially outward of the rotating shaft relative to the inner labyrinth seal; and an inner seal that is formed radially inward of the inner labyrinth seal.
  • a discharge port configured to supply air to the space, and an outer seal space formed outside the inner labyrinth seal in the radial direction and inside the outer labyrinth seal in the radial direction for sucking air. and a labyrinth seal member having a suction port configured to.
  • the labyrinth seal member further includes an upper plate member and a lower plate member arranged below the upper plate member, and the inner labyrinth seal and the outer labyrinth seal are connected to the upper plate It may be arranged so as to be sandwiched between the member and the lower plate member, and the ejection port and the suction port may be provided in the upper plate member.
  • the rotating mechanism includes an outer cylindrical member disposed radially outward of the bearing, and the outer cylindrical member is configured not to rotate even when the rotating shaft rotates.
  • the upper plate member may be connected to the lower end of the outer cylinder member, and the lower plate member may be connected to the rotating shaft.
  • the outer cylinder member does not rotate, so the upper plate member does not rotate either.
  • the discharge port and the suction port are provided in the upper plate member which does not rotate, the structure of the labyrinth seal member is simpler than, for example, when the discharge port and the suction port are provided in the lower plate member. can be improved.
  • a control module configured to:
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a plating apparatus according to an embodiment
  • FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a plating apparatus according to an embodiment
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the configuration of a plating module of the plating apparatus according to the embodiment
  • FIG. It is a schematic diagram for explaining the configuration of the rotation mechanism and the labyrinth seal member according to the embodiment.
  • FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view of the A2 portion of FIG.
  • FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the A3 portion of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a plating apparatus 1000 of this embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the overall configuration of the plating apparatus 1000 of this embodiment.
  • the plating apparatus 1000 includes a load port 100, a transfer robot 110, an aligner 120, a pre-wet module 200, a pre-soak module 300, a plating module 400, a cleaning module 500, a spin rinse dryer 600, a transfer It comprises an apparatus 700 and a control module 800 .
  • the load port 100 is a module for loading substrates housed in a cassette such as a FOUP (not shown) into the plating apparatus 1000 and for unloading substrates from the plating apparatus 1000 to the cassette. Although four load ports 100 are arranged horizontally in this embodiment, the number and arrangement of the load ports 100 are arbitrary.
  • the transport robot 110 is a robot for transporting substrates, and is configured to transfer substrates between the load port 100 , the aligner 120 and the transport device 700 .
  • the transfer robot 110 and the transfer device 700 can transfer the substrates via a temporary table (not shown) when transferring the substrates between the transfer robot 110 and the transfer device 700 .
  • the aligner 120 is a module for aligning the positions of orientation flats, notches, etc. of the substrate in a predetermined direction. Although two aligners 120 are arranged horizontally in this embodiment, the number and arrangement of the aligners 120 are arbitrary.
  • the pre-wet module 200 replaces the air inside the pattern formed on the substrate surface with the treatment liquid by wetting the surface to be plated of the substrate before the plating treatment with a treatment liquid such as pure water or degassed water.
  • the pre-wet module 200 is configured to perform a pre-wet process that facilitates the supply of the plating solution to the inside of the pattern by replacing the treatment solution inside the pattern with the plating solution during plating. In this embodiment, two pre-wet modules 200 are arranged side by side in the vertical direction, but the number and arrangement of the pre-wet modules 200 are arbitrary.
  • the presoak module 300 for example, an oxide film having a large electric resistance existing on the surface of a seed layer formed on the surface to be plated of the substrate before plating is removed by etching with a treatment liquid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, and the surface of the plating base is cleaned.
  • a treatment liquid such as sulfuric acid or hydrochloric acid
  • it is configured to perform a pre-soak process for activation.
  • two presoak modules 300 are arranged side by side in the vertical direction, but the number and arrangement of the presoak modules 300 are arbitrary.
  • the plating module 400 applies plating to the substrate. In this embodiment, there are two sets of 12 plating modules 400 arranged vertically and four horizontally, and a total of 24 plating modules 400 are provided. The number and arrangement of are arbitrary.
  • the cleaning module 500 is configured to perform a cleaning process on the substrate in order to remove the plating solution and the like remaining on the substrate after the plating process.
  • the spin rinse dryer 600 is a module for drying the substrate after cleaning by rotating it at high speed. Although two spin rinse dryers 600 are arranged vertically in this embodiment, the number and arrangement of the spin rinse dryers 600 are arbitrary.
  • the transport device 700 is a device for transporting substrates between a plurality of modules within the plating apparatus 1000 .
  • Control module 800 is configured to control a plurality of modules of plating apparatus 1000 and may comprise, for example, a general purpose or dedicated computer with input/output interfaces to an operator.
  • a substrate accommodated in a cassette is loaded into the load port 100 .
  • the transport robot 110 takes out the substrate from the cassette of the load port 100 and transports the substrate to the aligner 120 .
  • the aligner 120 aligns orientation flats, notches, etc. of the substrate in a predetermined direction.
  • the transport robot 110 transfers the substrate aligned by the aligner 120 to the transport device 700 .
  • the transport device 700 transports the substrate received from the transport robot 110 to the pre-wet module 200 .
  • the pre-wet module 200 pre-wets the substrate.
  • the transport device 700 transports the pre-wet processed substrate to the pre-soak module 300 .
  • the presoak module 300 applies a presoak treatment to the substrate.
  • the transport device 700 transports the presoaked substrate to the plating module 400 .
  • the plating module 400 applies plating to the substrate.
  • the transport device 700 transports the plated substrate to the cleaning module 500 .
  • the cleaning module 500 performs a cleaning process on the substrate.
  • the transport device 700 transports the cleaned substrate to the spin rinse dryer 600 .
  • a spin rinse dryer 600 performs a drying process on the substrate.
  • the transport device 700 delivers the dried substrate to the transport robot 110 .
  • the transport robot 110 transports the substrate received from the transport device 700 to the cassette of the load port 100 . Finally, the cassette containing the substrates is unloaded from the load port 100 .
  • the configuration of the plating apparatus 1000 described with reference to FIGS. 1 and 2 is merely an example, and the configuration of the plating apparatus 1000 is not limited to the configuration of FIGS. 1 and 2.
  • plating module 400 Since the plurality of plating modules 400 of the plating apparatus 1000 according to this embodiment have the same configuration, one plating module 400 will be described.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the configuration of the plating module 400 according to this embodiment.
  • a plating apparatus 1000 according to this embodiment is a cup-type plating apparatus.
  • the plating module 400 mainly includes a plating bath 10 , a substrate holder 20 , a rotating mechanism 30 , an elevating mechanism 40 and a labyrinth seal member 50 . 3, the plating bath 10, the substrate holder 20, and the rotating mechanism 30 are schematically shown in cross section.
  • the plating tank 10 is configured by a bottomed container having an opening upward. Specifically, the plating tank 10 has a bottom portion 10a and an outer peripheral portion 10b extending upward from the outer peripheral edge of the bottom portion 10a, and the upper portion of the outer peripheral portion 10b is open.
  • the shape of the outer peripheral portion 10b of the plating bath 10 is not particularly limited, the outer peripheral portion 10b according to the present embodiment has a cylindrical shape as an example.
  • a plating solution Ps is stored inside the plating tank 10 .
  • the plating solution Ps is not particularly limited as long as it contains ions of metal elements forming the plating film.
  • a copper plating process is used as an example of the plating process
  • a copper sulfate solution is used as an example of the plating solution Ps.
  • the plating solution Ps contains a predetermined additive.
  • the present invention is not limited to this configuration, and the plating solution Ps may be configured without additives.
  • An anode 11 is arranged inside the plating solution Ps of the plating tank 10 .
  • a specific type of the anode 11 is not particularly limited, and a dissolving anode or an insoluble anode can be used.
  • an insoluble anode is used as the anode 11 .
  • a specific type of the insoluble anode is not particularly limited, and platinum, iridium oxide, or the like can be used.
  • the substrate holder 20 is a member for holding the substrate Wf as a cathode. Note that the lower surface Wfa of the substrate Wf corresponds to the surface to be plated.
  • the substrate holder 20 is connected to the rotating shaft 32 of the rotating mechanism 30 .
  • the rotation mechanism 30 is arranged above the substrate holder 20 .
  • the rotating mechanism 30 is a mechanism for rotating the substrate holder 20 . Details of the rotating mechanism 30 will be described later.
  • the lifting mechanism 40 is supported by a support shaft 45 extending vertically.
  • the elevating mechanism 40 is a mechanism for vertically elevating the substrate holder 20 and the rotating mechanism 30 .
  • a known lifting mechanism such as a linear actuator can be used.
  • the rotation mechanism 30 rotates the substrate holder 20, and the elevating mechanism 40 moves the substrate holder 20 downward to immerse the substrate Wf in the plating solution Ps of the plating bath 10.
  • the operation of the plating module 400 is controlled by the control module 800.
  • the control module 800 includes a microcomputer, which includes a CPU (Central Processing Unit) 801 as a processor, a storage unit 802 as a non-temporary storage medium, and the like.
  • the control module 800 controls the controlled parts of the plating module 400 by the operation of the CPU 801 based on the commands of the programs stored in the storage part 802 .
  • the control module 800 according to this embodiment also controls the air supply device 70, which will be described later.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the configurations of the rotation mechanism 30 and the labyrinth seal member 50.
  • FIG. 4 shows an enlarged cross section of the A1 portion of FIG. 3 and 4, the rotation mechanism 30 includes a rotation drive device 31, a rotation shaft 32, a bearing 33, and an outer cylindrical member .
  • the upper end of the rotating shaft 32 is connected to the rotation drive device 31 and the lower end of the rotating shaft 32 is connected to the substrate holder 20 .
  • the rotary drive device 31 is configured by a known rotary drive device such as a motor.
  • the rotation drive device 31 rotates the rotating shaft 32, thereby rotating the substrate holder 20 connected to the rotating shaft 32.
  • FIG. 3 shows that the upper end of the rotating shaft 32 is connected to the rotation drive device 31 and the lower end of the rotating shaft 32 is connected to the substrate holder 20 .
  • rotating shaft 32 is not particularly limited. and a small diameter portion 32b having a relatively small diameter.
  • the small diameter portion 32b is connected to the lower end of the large diameter portion 32a.
  • the bearing 33 is a member for supporting the rotating shaft 32 .
  • the bearing 33 according to the present embodiment is arranged radially outward of the large-diameter portion 32 a of the rotating shaft 32 .
  • the outer cylindrical member 34 is arranged radially outward of the bearing 33 (radially of the rotary shaft 32). That is, the bearing 33 according to this embodiment is sandwiched between the rotating shaft 32 and the outer cylindrical member 34 .
  • the number of bearings 33 according to the present embodiment is plural as an example.
  • the rotation mechanism 30 has a bearing 33 arranged on the upper side and a bearing 33 arranged on the lower side.
  • the number of bearings 33 is not limited to this, and may be more than two, or may be one.
  • the type of the bearing 33 is not particularly limited, a bearing (rolling bearing) is used as an example in this embodiment.
  • FIG. 5(A) is an enlarged cross-sectional view of the A2 portion of FIG. 4, and FIG. 5(B) is an enlarged cross-sectional view of the A3 portion of FIG. 4, 5A, and 5B
  • the labyrinth seal member 50 includes an upper plate member 51, a lower plate member 52, an inner labyrinth seal 53, and an outer labyrinth seal 54. ing.
  • the upper plate member 51 is connected to the lower end of the outer cylinder member 34 . Since the outer cylinder member 34 does not rotate when the rotating shaft 32 rotates, the upper plate member 51 connected to the outer cylinder member 34 also does not rotate.
  • the lower plate member 52 is arranged below the upper plate member 51 and connected to the small diameter portion 32b of the rotating shaft 32 . When the rotating shaft 32 rotates, the lower plate member 52 rotates together with the rotating shaft 32 .
  • the inner labyrinth seal 53 and the outer labyrinth seal 54 are arranged so as to be sandwiched between the upper plate member 51 and the lower plate member 52 .
  • the inner labyrinth seal 53 is arranged below the bearing 33 of the rotating mechanism 30 and provided to seal the bearing 33 .
  • the inner labyrinth seal 53 according to the present embodiment includes an upper seal member 53a connected to the lower surface of the upper plate member 51 and an upper seal member 53a connected to the lower surface of the lower plate member 52. and a connected lower sealing member 53b.
  • a labyrinth seal structure is formed by the upper seal member 53a and the lower seal member 53b.
  • An inner seal space 60 is formed in a region radially inner than the inner labyrinth seal 53 .
  • the outer labyrinth seal 54 is arranged radially outside the inner labyrinth seal 53 .
  • the outer labyrinth seal 54 includes an upper seal member 54 a connected to the lower surface of the upper plate member 51 and a lower seal member 54 b connected to the upper surface of the lower plate member 52 .
  • a labyrinth seal structure is formed by the upper seal member 54a and the lower seal member 54b.
  • an outer seal space 65 is formed in a region radially outside the inner labyrinth seal 53 and radially inside the outer labyrinth seal 54 .
  • the labyrinth seal member 50 also includes a discharge port 55 configured to supply air (Ar1) to the inner seal space 60 and a suction port 56 configured to suck air (Ar2) from the outer seal space 65. and have.
  • the ejection port 55 and the suction port 56 according to this embodiment are provided in the upper plate member 51 .
  • the discharge port 55 and the suction port 56 are provided in the upper plate member 51 that does not rotate. ), the structure of the labyrinth seal member 50 can be simplified.
  • the number of ejection ports 55 and suction ports 56 is not limited to this.
  • the number of ejection ports 55 may be plural.
  • the number of suction ports 56 may also be plural.
  • the discharge port 55 communicates with an air supply device 70 via a supply channel 71 .
  • the air supply device 70 is a device for supplying air (Ar1) to the ejection port 55 .
  • the air (Ar1) supplied from the air supply device 70 is discharged from the discharge port 55 after flowing through the supply channel 71 and flows into the inner seal space 60 .
  • the air supply device 70 is not part of the components of the plating apparatus 1000 in this embodiment.
  • an air supply device provided in the factory facility where the plating apparatus 1000 is installed that is, an existing air supply device in the factory facility
  • the air (Ar1) that has flowed into the inner seal space 60 leaks from the gap (small gap) between the upper seal member 53a and the lower seal member 53b of the inner labyrinth seal 53 and flows into the outer seal space 65. be able to.
  • the suction port 56 communicates with the exhaust flow path 81 .
  • the upstream end of the exhaust passage 81 in the direction of air flow communicates with the suction port 56
  • the downstream end of the exhaust passage 81 is arranged at a predetermined location outside the plating tank 10 . ing.
  • the air (Ar2) sucked from the suction port 56 passes through the exhaust passage 81 and is discharged to a predetermined location outside the plating bath 10 .
  • this predetermined location is preferably a location other than above the plating solution Ps in the plating tank 10 .
  • the particles when particles contained in the air passing through the exhaust passage 81 fall, the particles can be reliably prevented from entering the plating solution Ps in the plating bath 10. be. Further, even if an exhaust device such as an exhaust pump is not arranged in the exhaust passage 81 as in the present embodiment, if air is supplied from the air supply device 70 to the discharge port 55, the outer seal space 65 and the atmosphere can be The air in the outer seal space 65 can be sucked from the suction port 56 by using the pressure difference between and.
  • an exhaust device such as an exhaust pump
  • control module 800 supplies air to the ejection port 55 at least when the rotating mechanism 30 rotates the rotating shaft 32 (that is, when the substrate holder 20 is rotating). In addition, it is configured to execute control processing for sucking air from the suction port 56 .
  • control module 800 causes the air supply device 70 to start supplying air at least when the rotation of the rotation shaft 32 of the rotation mechanism 30 is started, and at least the rotation of the rotation shaft 32 is started. While this is being done, the air supply from the air supply device 70 is continued. As a result, at least while the rotating shaft 32 of the rotating mechanism 30 is rotating, air is supplied to the discharge port 55 and air is also sucked from the suction port 56 .
  • the particles are removed from the inner seal space.
  • the air supplied to 60 is passed through the inner labyrinth seal 53 (passing through the minute gap of the inner labyrinth seal 53), discharged to the outer seal space 65, and the particles discharged to the outer seal space 65 are sucked. It can be sucked through the mouth 56 .
  • particles generated at the bearing 33 of the rotating mechanism 30 can be prevented from entering the plating bath 10 .
  • the internal pressure of the inner seal space 60 can be made higher than the atmospheric pressure by supplying air from the discharge port 55 to the inner seal space 60 .
  • the internal pressure of the inner seal space 60 can be made higher than the atmospheric pressure by supplying air from the discharge port 55 to the inner seal space 60 .
  • the labyrinth seal member 50 is not limited to the one illustrated in FIG.
  • the plating apparatus 1000 may include a plurality of labyrinth seal members 50 as illustrated in FIG.
  • the plurality of labyrinth seal members 50 may be arranged in multiple stages in the axial direction of the rotating shaft 32 (in the vertical direction).

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Abstract

回転機構の軸受で発生したパーティクルがめっき槽に侵入することを抑制することができる技術を提供する。　めっき装置１０００は、ラビリンスシール部材５０を備え、ラビリンスシール部材は、軸受３３よりも下方に配置されて軸受をシールする内側ラビリンスシール５３と、内側ラビリンスシールよりも回転軸３２の径方向で外側に配置された外側ラビリンスシール５４と、内側ラビリンスシールよりも径方向で内側に形成された内側シール空間６０に、エアーを供給するように構成された吐出口５５と、内側ラビリンスシールよりも径方向で外側且つ外側ラビリンスシールよりも径方向で内側に形成された外側シール空間６５のエアーを吸引するように構成された吸引口５６と、を有する。

Description

めっき装置
　本発明は、めっき装置に関する。
　従来、基板にめっき処理を施すことが可能なめっき装置として、いわゆるカップ式のめっき装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなめっき装置は、めっき液を貯留するとともにアノードが配置されためっき槽と、アノードよりも上方に配置されてカソードとしての基板を保持する基板ホルダと、基板ホルダよりも上方に配置されて基板ホルダを回転させる回転機構とを備えている。また、このような回転機構は、基板ホルダに接続された回転軸と、この回転軸を軸支する軸受とを有している。
特開２００８－１９４９６号公報
　上述したような従来のめっき装置において、回転機構の軸受で発生した塵等のパーティクルが落下した場合に、この落下したパーティクルがめっき槽に侵入するおそれがある。
　本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、回転機構の軸受で発生したパーティクルがめっき槽に侵入することを抑制することができる技術を提供することを目的の一つとする。
（態様１）
　上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るめっき装置は、めっき液を貯留するとともにアノードが配置されためっき槽と、前記アノードよりも上方に配置されてカソードとしての基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダよりも上方に配置されて、前記基板ホルダに接続された回転軸と、前記回転軸を軸支する軸受と、を有する回転機構と、前記軸受よりも下方に配置されて前記軸受をシールする内側ラビリンスシールと、前記内側ラビリンスシールよりも前記回転軸の径方向で外側に配置された外側ラビリンスシールと、前記内側ラビリンスシールよりも前記径方向で内側に形成された内側シール空間に、エアーを供給するように構成された吐出口と、前記内側ラビリンスシールよりも前記径方向で外側且つ前記外側ラビリンスシールよりも前記径方向で内側に形成された外側シール空間のエアーを吸引するように構成された吸引口と、を有するラビリンスシール部材と、を備える。
　この態様によれば、回転機構の軸受で発生した塵等のパーティクルがラビリンスシール部材の内側シール空間に落下した場合であっても、このパーティクルを内側シール空間に供給されたエアーとともに、内側ラビリンスシールを通過させて外側シール空間に排出させ、この外側シール空間に排出されたパーティクルを吸引口から吸引することができる。これにより、回転機構の軸受で発生したパーティクルがめっき槽に侵入することを抑制することができる。
（態様２）
　上記態様１において、前記ラビリンスシール部材は、上板部材と、前記上板部材よりも下方に配置された下板部材と、をさらに備え、前記内側ラビリンスシール及び前記外側ラビリンスシールは、前記上板部材と前記下板部材との間に挟持されるように配置され、前記吐出口及び前記吸引口は、前記上板部材に設けられていてもよい。
（態様３）
　上記態様２において、前記回転機構は、前記軸受の前記径方向で外側に配置された外筒部材を備え、前記外筒部材は、前記回転軸が回転した場合であっても回転しないように構成され、前記上板部材は前記外筒部材の下端に接続され、前記下板部材は前記回転軸に接続されていてもよい。
　この態様によれば、回転軸が回転しても外筒部材は回転しないため、上板部材も回転しない。そして、この回転しない上板部材に吐出口及び吸引口が設けられているので、例えば、吐出口や吸引口が下板部材に設けられている場合に比較して、ラビリンスシール部材の構造の簡素化を図ることができる。
（態様４）
　上記態様１～３のいずれか１態様は、少なくとも前記回転機構が前記回転軸を回転させている場合に、前記吐出口からエアーを供給させ、前記吸引口からエアーを吸引させる制御処理を実行するように構成された制御モジュールをさらに備えていてもよい。
実施形態に係るめっき装置の全体構成を示す斜視図である。 実施形態に係るめっき装置の全体構成を示す平面図である。 実施形態に係るめっき装置のめっきモジュールの構成を説明するための模式図である。 実施形態に係る回転機構及びラビリンスシール部材の構成を説明するための模式図である。 図５（Ａ）は、図４のＡ２部分の拡大断面図である。図５（Ｂ）は、図４のＡ３部分の拡大断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態では、同一又は対応する構成について、同一の符号を付して説明を適宜省略する場合がある。また、図面は、物の特徴の理解を容易にするために模式的に図示されており、各構成要素の寸法比率等は実際のものと同じであるとは限らない。また、いくつかの図面には、参考用として、Ｘ－Ｙ－Ｚの直交座標が図示されている。この直交座標のうち、Ｚ方向は上方に相当し、－Ｚ方向は下方（重力が作用する方向）に相当する。
　図１は、本実施形態のめっき装置１０００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１０００の全体構成を示す平面図である。図１及び図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、及び、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容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の数及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、及び搬送装置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及び搬送装置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、仮置き台（図示せず）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の数及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の数及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等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の数及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の数及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の数及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６００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６００の数及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にカセットに収容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から基板を収容したカセットが搬出される。
　なお、図１や図２で説明しためっき装置１０００の構成は、一例に過ぎず、めっき装置１０００の構成は、図１や図２の構成に限定されるものではない。
　続いて、めっきモジュール４００について説明する。なお、本実施形態に係るめっき装置１０００が有する複数のめっきモジュール４００は同様の構成を有しているので、１つのめっきモジュール４００について説明する。
　図３は、本実施形態に係るめっきモジュール４００の構成を説明するための模式図である。本実施形態に係るめっき装置１０００は、カップ式のめっき装置である。めっきモジュール４００は、主として、めっき槽１０と、基板ホルダ２０と、回転機構３０と、昇降機構４０と、ラビリンスシール部材５０と、を備えている。なお、図３において、めっき槽１０、基板ホルダ２０、及び、回転機構３０は、断面が模式的に図示されている。
　本実施形態に係るめっき槽１０は、上方に開口を有する有底の容器によって構成されている。具体的には、めっき槽１０は、底部１０ａと、この底部１０ａの外周縁から上方に延在する外周部１０ｂとを有しており、この外周部１０ｂの上部が開口している。なお、めっき槽１０の外周部１０ｂの形状は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る外周部１０ｂは、一例として円筒形状を有している。
　めっき槽１０の内部には、めっき液Ｐｓが貯留されている。めっき液Ｐｓとしては、めっき皮膜を構成する金属元素のイオンを含む溶液であればよく、その具体例は特に限定されるものではない。本実施形態においては、めっき処理の一例として、銅めっき処理を用いており、めっき液Ｐｓの一例として、硫酸銅溶液を用いている。また、本実施形態において、めっき液Ｐｓには所定の添加剤が含まれている。但し、この構成に限定されるものではなく、めっき液Ｐｓは添加剤を含んでいない構成とすることもできる。
　めっき槽１０のめっき液Ｐｓの内部には、アノード１１が配置されている。アノード１１の具体的な種類は特に限定されるものではなく、溶解アノードや不溶解アノードを用いることができる。本実施形態においては、アノード１１として不溶解アノードを用いている。この不溶解アノードの具体的な種類は特に限定されるものではなく、白金や酸化イリジウム等を用いることができる。
　基板ホルダ２０は、カソードとしての基板Ｗｆを保持するための部材である。なお、基板Ｗｆの下面Ｗｆａは、被めっき面に相当する。基板ホルダ２０は、回転機構３０の回転軸３２に接続されている。
　回転機構３０は、基板ホルダ２０よりも上方に配置されている。回転機構３０は、基板ホルダ２０を回転させるための機構である。この回転機構３０の詳細は後述する。
　昇降機構４０は、上下方向に延在する支軸４５によって支持されている。昇降機構４０は、基板ホルダ２０及び回転機構３０を上下方向に昇降させるための機構である。昇降機構４０としては、直動式のアクチュエータ等の公知の昇降機構を用いることができる。
　めっき処理を実行する際には、回転機構３０が基板ホルダ２０を回転させるとともに、昇降機構４０が基板ホルダ２０を下方に移動させて、基板Ｗｆをめっき槽１０のめっき液Ｐｓに浸漬させる。基板Ｗｆがめっき液Ｐｓに浸漬された後に、通電装置（図示せず）によって、アノード１１と基板Ｗｆとの間に電気が流れる。これにより、基板Ｗｆの下面Ｗｆａに、めっき皮膜が形成される。
　めっきモジュール４００の動作は、制御モジュール８００によって制御される。制御モジュール８００は、マイクロコンピュータを備えており、このマイクロコンピュータは、プロセッサとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）８０１や、非一時的な記憶媒体としての記憶部８０２、等を備えている。制御モジュール８００は、記憶部８０２に記憶されたプログラムの指令に基づいてＣＰＵ８０１が動作することで、めっきモジュール４００の被制御部を制御する。また、本実施形態に係る制御モジュール８００は、後述するエアー供給装置７０も制御する。
　図４は、回転機構３０及びラビリンスシール部材５０の構成を説明するための模式図である。具体的には、図４は、図３のＡ１部分の拡大断面を示している。図３及び図４を参照して、回転機構３０は、回転駆動装置３１と、回転軸３２と、軸受３３と、外筒部材３４とを備えている。
　図３に示すように、回転軸３２の上端は回転駆動装置３１に接続され、回転軸３２の下端は基板ホルダ２０に接続されている。回転駆動装置３１は、モータ等の公知の回転駆動装置によって構成されている。この回転駆動装置３１が回転軸３２を回転させることで、回転軸３２に接続された基板ホルダ２０が回転する。
　図４を参照して、回転軸３２の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る回転軸３２は、一例として、相対的に径の大きい大径部３２ａと、相対的に径の小さい小径部３２ｂとを備えている。小径部３２ｂは、大径部３２ａの下端に接続されている。
　軸受３３は、回転軸３２を軸支するための部材である。本実施形態に係る軸受３３は、回転軸３２の大径部３２ａの径方向で外側に配置されている。外筒部材３４は、軸受３３の径方向（回転軸３２の径方向）で外側に配置されている。すなわち、本実施形態に係る軸受３３は、回転軸３２と外筒部材３４とによって挟持されている。
　本実施形態に係る軸受３３の個数は、一例として複数である。具体的には、回転機構３０は、上段側に配置された軸受３３と、下段側に配置された軸受３３とを有している。但し、軸受３３の個数は、これに限定されるものではなく、２個よりも多くてもよく、あるいは、１個でもよい。軸受３３の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では、一例として、ベアリング（ころがり軸受）を用いている。
　図５（Ａ）は、図４のＡ２部分の拡大断面図であり、図５（Ｂ）は、図４のＡ３部分の拡大断面図である。図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照して、ラビリンスシール部材５０は、上板部材５１と、下板部材５２と、内側ラビリンスシール５３と、外側ラビリンスシール５４とを備えている。
　上板部材５１は、外筒部材３４の下端に接続されている。回転軸３２が回転した場合、外筒部材３４は回転しないので、外筒部材３４に接続された上板部材５１も回転しない。下板部材５２は、上板部材５１よりも下方に配置されるとともに、回転軸３２の小径部３２ｂに接続されている。回転軸３２が回転した場合、下板部材５２は回転軸３２とともに回転する。内側ラビリンスシール５３及び外側ラビリンスシール５４は、上板部材５１と下板部材５２との間に挟持されるように配置されている。
　内側ラビリンスシール５３は、回転機構３０の軸受３３よりも下方に配置されて、この軸受３３をシールするために設けられている。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る内側ラビリンスシール５３は、上板部材５１の下面に接続された上側シール部材５３ａと、下板部材５２の上面に接続された下側シール部材５３ｂとを備えている。この上側シール部材５３ａと下側シール部材５３ｂとによってラビリンスシール構造が形成されている。内側ラビリンスシール５３よりも径方向で内側の領域には、内側シール空間６０が形成されている。
　外側ラビリンスシール５４は、内側ラビリンスシール５３よりも径方向で外側に配置されている。具体的には、外側ラビリンスシール５４は、上板部材５１の下面に接続された上側シール部材５４ａと、下板部材５２の上面に接続された下側シール部材５４ｂとを備えている。この上側シール部材５４ａと下側シール部材５４ｂとによってラビリンスシール構造が形成されている。これにより、内側ラビリンスシール５３よりも径方向で外側、且つ、外側ラビリンスシール５４よりも径方向で内側の領域には、外側シール空間６５が形成されている。
　また、ラビリンスシール部材５０は、内側シール空間６０にエアー（Ａｒ１）を供給するように構成された吐出口５５と、外側シール空間６５のエアー（Ａｒ２）を吸引するように構成された吸引口５６と、を備えている。具体的には、本実施形態に係る吐出口５５及び吸引口５６は、上板部材５１に設けられている。
　この構成によれば、回転しない上板部材５１に吐出口５５及び吸引口５６が設けられているので、例えば、吐出口５５や吸引口５６が下板部材５２（これは回転軸３２とともに回転する）に設けられている場合に比較して、ラビリンスシール部材５０の構造の簡素化を図ることができる。
　なお、本実施形態において、吐出口５５及び吸引口５６は、それぞれ１個ずつ設けられているが、吐出口５５及び吸引口５６の個数はこれに限定されるものではない。他の例を挙げると、吐出口５５の個数は複数でもよい。同様に、吸引口５６の個数も複数でもよい。
　図４を参照して、吐出口５５は、供給流路７１を介してエアー供給装置７０に連通されている。エアー供給装置７０は、吐出口５５にエアー（Ａｒ１）を供給するための装置である。エアー供給装置７０から供給されたエアー（Ａｒ１）は、供給流路７１を流動した後に吐出口５５から吐出されて、内側シール空間６０に流入する。なお、本実施形態において、エアー供給装置７０は、めっき装置１０００の構成要素の一部ではない。具体的には、本実施形態においては、エアー供給装置７０として、めっき装置１０００が設置されている工場設備に備えられているエアー供給装置（すなわち、工場設備の既存のエアー供給装置）を用いている。
　内側シール空間６０に流入したエアー（Ａｒ１）は、内側ラビリンスシール５３の上側シール部材５３ａと下側シール部材５３ｂとの間の隙間（微小な隙間）から漏洩して、外側シール空間６５に流入することができる。
　なお、本実施形態においては、エアー供給装置７０から吐出口５５に供給されるエアー（Ａｒ１）の一例として、０．１μｍ以上の粒径のパーティクルを含まないクリーンエアーを用いている。
　吸引口５６は、排気流路８１に連通している。本実施形態において、排気流路８１のエアー流動方向で上流側端部は吸引口５６に連通しており、排気流路８１の下流側端部は、めっき槽１０の外部における所定箇所に配置されている。これにより、吸引口５６から吸引されたエアー（Ａｒ２）は、排気流路８１を通過してめっき槽１０の外部の所定箇所に排出される。なお、この所定箇所は、めっき槽１０のめっき液Ｐｓの上方以外の箇所であることが好ましい。この構成によれば、排気流路８１を通過したエアーに含まれるパーティクルが落下した場合に、このパーティクルがめっき槽１０のめっき液Ｐｓの内部に侵入することを確実に抑制することができるからである。また、本実施形態のように、排気流路８１に排気ポンプ等の排気装置が配置されていなくても、エアー供給装置７０から吐出口５５にエアーが供給されれば、外側シール空間６５と大気との圧力差を利用して、外側シール空間６５のエアーを吸引口５６から吸引することができる。
　また、本実施形態に係る制御モジュール８００は、少なくとも回転機構３０が回転軸３２を回転させている場合に（すなわち、基板ホルダ２０が回転している場合に）、吐出口５５にエアーを供給させ且つ吸引口５６からエアーを吸引させる制御処理を実行するように、構成されている。
　具体的には、本実施形態に係る制御モジュール８００は、少なくとも回転機構３０の回転軸３２の回転が開始した場合に、エアー供給装置７０からのエアー供給を開始させ、少なくとも回転軸３２の回転が行われている間は、このエアー供給装置７０からのエアー供給を継続させる。これにより、少なくとも回転機構３０の回転軸３２が回転している間、吐出口５５へのエアー供給が行われるとともに、吸引口５６からのエアー吸引も行われる。
　以上説明したような本実施形態によれば、回転機構３０の軸受３３で発生した塵等のパーティクルがラビリンスシール部材５０の内側シール空間６０に落下した場合であっても、このパーティクルを内側シール空間６０に供給されたエアーとともに内側ラビリンスシール５３を通過させて（内側ラビリンスシール５３の微小な隙間を通過させて）、外側シール空間６５に排出させ、この外側シール空間６５に排出されたパーティクルを吸引口５６から吸引することができる。これにより、回転機構３０の軸受３３で発生したパーティクルがめっき槽１０に侵入することを抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、内側シール空間６０に吐出口５５からエアーが供給されることで、内側シール空間６０の内圧を大気圧よりも高くすることができる。これにより、めっき槽１０のめっき液Ｐｓから発生した酸性の蒸気が、内側シール空間６０に侵入することを効果的に抑制することができる。この結果、この酸性の蒸気によって回転機構３０の軸受３３が腐食されることを、効果的に抑制することができる。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、さらなる種々の変形・変更が可能である。
　例えば、ラビリンスシール部材５０は、図４に例示したものに限定されるものではない。他の一例を挙げると、例えば、めっき装置１０００は、図４に例示するようなラビリンスシール部材５０を複数備えていてもよい。具体的には、この場合、複数のラビリンスシール部材５０は、回転軸３２の軸方向に（上下方向に）、複数段に配置されていてもよい。
　１０　めっき槽
　１１　アノード
　２０　基板ホルダ
　３０　回転機構
　３２　回転軸
　３３　軸受
　３４　外筒部材
　５０　ラビリンスシール部材
　５１　上板部材
　５２　下板部材
　５３　内側ラビリンスシール
　５４　外側ラビリンスシール
　５５　吐出口
　５６　吸引口
　６０　内側シール空間
　６５　外側シール空間
　７０　エアー供給装置
　４００　めっきモジュール
　１０００　めっき装置
　Ｗｆ　基板
　Ｗｆａ　下面
　Ｐｓ　めっき液
　Ａｒ１，Ａｒ２　エアー

Claims (4)

  1. 　めっき液を貯留するとともにアノードが配置されためっき槽と、
    　前記アノードよりも上方に配置されてカソードとしての基板を保持する基板ホルダと、
    　前記基板ホルダよりも上方に配置されて、前記基板ホルダに接続された回転軸と、前記回転軸を軸支する軸受と、を有する回転機構と、
    　前記軸受よりも下方に配置されて前記軸受をシールする内側ラビリンスシールと、前記内側ラビリンスシールよりも前記回転軸の径方向で外側に配置された外側ラビリンスシールと、前記内側ラビリンスシールよりも前記径方向で内側に形成された内側シール空間に、エアーを供給するように構成された吐出口と、前記内側ラビリンスシールよりも前記径方向で外側且つ前記外側ラビリンスシールよりも前記径方向で内側に形成された外側シール空間のエアーを吸引するように構成された吸引口と、を有するラビリンスシール部材と、を備える、めっき装置。
  2. 　前記ラビリンスシール部材は、上板部材と、前記上板部材よりも下方に配置された下板部材と、をさらに備え、
    　前記内側ラビリンスシール及び前記外側ラビリンスシールは、前記上板部材と前記下板部材との間に挟持されるように配置され、
    　前記吐出口及び前記吸引口は、前記上板部材に設けられている、請求項１に記載のめっき装置。
  3. 　前記回転機構は、前記軸受の前記径方向で外側に配置された外筒部材を備え、
    　前記外筒部材は、前記回転軸が回転した場合であっても回転しないように構成され、
    　前記上板部材は前記外筒部材の下端に接続され、前記下板部材は前記回転軸に接続されている、請求項２に記載のめっき装置。
  4. 　少なくとも前記回転機構が前記回転軸を回転させている場合に、前記吐出口からエアーを供給させ、前記吸引口からエアーを吸引させる制御処理を実行するように構成された制御モジュールをさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載のめっき装置。
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