(57)【要約】【課題】反り状態を有した基板を確実に搬送することができる搬送システムを提供する。【解決手段】搬送システムは、基板ＷＦが搭載される上部ハンド２３７を備える。上部ハンド２７３が、基部１３２と、基部１３２の表面上に配置された少なくとも１つの突起部１３４とを備える。突起部１３４が、基板ＷＦを真空により吸着するための真空孔を有する。真空孔は、突起部１３４の頂部に開口１３８を有する。突起部１３４の頂部は、基部１３２の表面に対して高さが固定されている。突起部１３４の頂部に、基板ＷＦを真空により吸着する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外周部を挟持して前記基板を脱着自在に保持する第１保持部材および第２保持部材を有する基板ホルダにおいて、
前記第１保持部材は、前記基板が搭載される支持部を有し、前記支持部は、前記支持部の周辺部に位置して前記基板の前記外周部を挟持するエッジ部と、前記エッジ部以外の凹部とを有し、前記凹部は、前記エッジ部に対して窪んでおり、
前記基板ホルダは、前記凹部から前記基板に向かう方向に、前記基板に力を加える基板保持部材を有することを特徴とする、基板ホルダ。
【請求項２】
前記凹部は貫通孔を有し、前記貫通孔に前記基板保持部材は配置される、請求項１に記載の基板ホルダ。
【請求項３】
前記基板保持部材は、前記貫通孔内を、前記凹部から前記基板に向かう方向に、および／または、前記基板から前記凹部に向かう方向に移動可能である、請求項２に記載の基板ホルダ。
【請求項４】
前記基板保持部材が前記基板と接触する部分と、前記エッジ部が前記基板と接触する部分は、前記凹部上の点から、前記凹部から前記基板に向かう方向に計測した高さが同じである、請求項２または３に記載の基板ホルダ。
【請求項５】
前記基板保持部材は、前記凹部と、前記基板との間に配置される弾性部材である、請求項１に記載の基板ホルダ。
【請求項６】
前記基板保持部材は、少なくとも１つの可変長部材を有し、前記可変長部材は、前記凹部と、前記基板との間に配置され、前記凹部から前記基板に向かう方向の長さが調整可能であり、
前記可変長部材の長さは、前記凹部と、前記基板との間の距離に従って調整される、請求項１に記載の基板ホルダ。
【請求項７】
前記基板保持部材及び前記第１保持部材は、前記基板に向かう方向の長さが調整可能となるように、それぞれ弾性体で支持された、請求項１から４までのいずれか一項に記載の基板ホルダ。
【請求項８】
基板の外周部を挟持して前記基板を脱着自在に保持する第１保持部材および第２保持部材を有する基板ホルダにおいて、
前記基板ホルダは可変長部材を有し、
前記可変長部材は、長さが調整可能で、前記基板に当接して前記基板に力を加えることが可能である、基板ホルダ。
【請求項９】
前記可変長部材と前記基板との間の接触圧力を検知できる圧力センサを備えている、請求項８に記載の基板ホルダ。
【請求項１０】
前記圧力センサの検出する圧力に基づいて、前記圧力を調整できる調整機構を有する、請求項９に記載の基板ホルダ。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の基板ホルダを有する、前記基板を電解めっきするめっき装置。
【請求項１２】
電子デバイス製造装置において基板を搬送する搬送システムであって、
前記搬送システムは、前記基板が搭載されるハンド部を備え、
前記ハンド部が、基部と、前記基部の表面上に配置された少なくとも１つの突起部とを備え、
前記突起部が、前記基板を真空により吸着するための真空孔を有し、前記真空孔は、前記突起部の頂部に開口を有し、
前記突起部の前記頂部は、前記基部の前記表面に対して高さが固定されており、
前記突起部の前記頂部に、前記基板を真空により吸着する搬送システム。
【請求項１３】
前記突起部の前記頂部は、前記基部の前記表面に対して１ｍｍ〜２ｍｍの高さを有している、請求項１２に記載の搬送システム。
【請求項１４】
前記基部および前記突起部の全体の高さが、５ｍｍ以下である、請求項１２または１３に記載の搬送システム。
【請求項１５】
前記突起部は、前記表面の中央部に配置される、請求項１２から１４までのいずれか一項に記載の搬送システム。
【請求項１６】
電子デバイス製造装置において基板を搬送する搬送システムであって、
前記搬送システムは、前記基板が搭載されるハンド部を備え、
前記ハンド部は、前記基板が搭載される支持部と、前記支持部の外周に配置された周壁部とを有し、
前記支持部は、前記支持部の周辺部に位置するエッジ部と、前記エッジ部以外の凹部とを有し、前記凹部は、前記エッジ部に対して窪んでおり、
前記ハンド部は、少なくとも２つのフォーク部を備え、前記周壁部の少なくとも一部および前記凹部の少なくとも一部は、前記フォーク部に設けられている、搬送システム。
【請求項１７】
前記凹部の窪みは１ｍｍ〜２ｍｍの深さを有している、請求項１６に記載の搬送システム。
【請求項１８】
前記電子デバイス製造装置は、前記基板を電解めっきするめっき装置である、請求項１２から１７までのいずれか一項に記載の搬送システム。
【請求項１９】
基板を支持する基板支持部材であって、
基部と、
前記基部の表面上に設けられて、前記基板が搭載される支持部と、
前記基部の表面上に配置された突起部とを備え、
前記突起部が、真空源に連結された真空孔を有し、前記真空孔は、前記突起部の頂部に開口を有し、
前記突起部の前記頂部は、前記基部の前記表面に対して高さが固定されており、
前記突起部の前記頂部に、前記基板を真空により吸着する基板支持部材。
【請求項２０】
前記突起部は、前記基部の中央部に配置される、請求項１９に記載の基板支持部材。
【請求項２１】
前記支持部は、少なくとも３個設けられる、請求項１９または２０に記載の基板支持部材。
【請求項２２】
基板を支持する基板支持部材であって、
基部を備え、
前記基部が、前記基板を真空により吸着するための真空孔を有し、前記真空孔は、前記基部の頂部に開口を有し、
前記基部の前記頂部に、前記基板を真空により吸着する基板支持部材。
【請求項２３】
搭載部に搭載された対象物の位置を検出する検出システムであって、
前記対象物の位置を検出するための検出光を出力可能な発光部と、
前記発光部から前記搭載部に直接入射する前記検出光が前記搭載部によって反射されて生成される反射光を検出可能な位置に配置される検出部とを有し、
前記搭載部に直接入射する前記検出光と、前記検出部によって検出される前記反射光によって生成される平面において、前記搭載部に直接入射する前記検出光に関して、前記反射光と前記対象物とは反対側に位置する、検出システム。
【請求項２４】
搭載部に搭載された対象物の位置を検出する検出システムであって、
前記対象物の位置を検出するための検出光を出力可能な発光部と、
前記発光部から前記搭載部に直接入射する前記検出光が前記搭載部によって反射されて生成される反射光を検出可能な位置に配置される検出部とを有し、
前記搭載部に直接入射する前記検出光と、前記検出部によって検出される前記反射光によって生成される平面において、前記反射光に関して、前記搭載部に直接入射する前記検出光と前記対象物とは反対側に位置する、検出システム。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の検出システムを有する、前記対象物を搬送する搬送装置。
【請求項２６】
請求項２３または２４に記載の検出システムを有し、前記対象物は基板である、前記基板を電解めっきするめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板をめっき処理するめっき装置に用いられる基板ホルダ、電子デバイス製造装置において基板を搬送する搬送システム、および電子デバイス製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板を搬送する搬送システムは、種々の電子デバイス製造装置において用いられている。電子デバイス製造装置の一例として、半導体ウェハ等の被めっき体（基板）の表面にめっきを行うめっき装置がある。めっき装置は、ウェハの表面に設けられた微細な配線用溝やホール、レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウェハの表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ（突起状電極）を形成したりする。
【０００３】
本発明は、また、基板を支持する基板支持部材や、めっき装置等に好適な基板ホルダに関する。なお、本発明の電子デバイス製造装置は、基板を処理するものであるため、基板処理装置と呼ぶこともできる。
【０００４】
めっき装置は、例えば、半導体チップ等のいわゆる３次元実装に使用されるインターポーザまたはスペーサを製造する際に使用される。インターポーザまたはスペーサは、内部に上下に貫通する多数のビアプラグを有し、ビアプラグは、めっきによりビアホールを埋め込むことにより形成される。めっき装置では、基板を基板ホルダに設置し、その基板ホルダをめっき槽に浸漬させてめっきする。
【０００５】
めっき処理される基板は、処理前はカセットに収納されている。基板を搬送する搬送用ロボットは、カセットから基板をドライハンドに搭載して基板ホルダに搬送する。ドライハンドと呼ぶ理由は、めっき処理前の乾燥した基板を搭載するためである。基板は、基板ホルダに搭載された状態で、めっき処理を受ける。めっき処理後、基板を搬送する搬送用ロボットは、基板ホルダから取り出された基板を、ウェットハンドに搭載して、スピンリンスドライヤに搬送する。スピンリンスドライヤは、基板を高速回転させて乾燥させる。ウェットハンドと呼ぶ理由は、めっき処理後の湿った基板を搬送するためである。めっき装置及び基板ホルダは、特開２０１３−１５５４０５号等に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１５５４０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来は問題とならなかった、反り状態や多様な厚みを有した基板を、めっき装置などの電子デバイス製造装置において処理することが要請されている。そして、こうしたさまざまな反り状態や多様な厚みを有した基板を、ドライハンド、ウェットハンド、及び基板支持部材等で保持すると基板がドライハンド、ウェットハンド、及び基板支持部材等の上で浮くなどのためにうまく保持できない場合があることが分かってきた。また、基板ホルダでも基板外周部のシールやコンタクトがうまくできない場合もあることが分ってきた。すなわち、従来の装置では、基板の反りに起因して、ドライハンドや基板ホルダ等で、吸着エラーや基板外周が浮くなどの問題が発生し、基板の落下または他の損傷があった。
【０００８】
具体的には、電子デバイスを製造する際、搬送ロボットを介して、複数の製造ステップにわたって、基板（たとえば、シリコンウェハ、ガラス板など）が移動される。基板を迅速に搬送することで、処理量を増大させることができ、したがって製造コストを低減させることができる。しかし、基板は、完成される前でも、相当な価値を有するようになってきた。したがって、基板が製造ステップを進むとき、基板の落下または他の損傷を回避することが重要である。
【０００９】
また、基板を、従来の基板ホルダに保持したまま、めっき液中に浸漬させてめっきすると、基板ホルダが水圧やパドル攪拌の流体力を受けて基板に部分的に不均一な圧力が加わる。反っている基板は、元々内部応力がかかっているために割れやすく、これらの圧力が基板の割れにつながっていることが発明者らの検討によりわかってきた。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、反り状態を有した基板を、従来よりも安定的に搬送することができる搬送システムを提供することである。
【００１１】
また、他の目的として、反っている基板を保持したまま、めっき液中に浸漬させたときに、基板の割れを防止できる基板ホルダを提供することである。
また、他の目的として、反り状態を有した基板を、従来よりも安定的に支持することができる基板支持部材を提供することである。
さらに、他の目的として、反り状態を有した基板等の対象物が、搬送装置等の所定の位置に正しく搭載されていることが検知できる検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、第１の形態では、上記他の課題を解決するために、基板の外周部を挟持して前記基板を脱着自在に保持する第１保持部材および第２保持部材を有する基板ホルダにおいて、前記第１保持部材は、前記基板が搭載される支持部を有し、前記支持部は、前記支持部の周辺部に位置して前記基板の前記外周部を挟持するエッジ部と、前記エッジ部以外の凹部とを有し、前記凹部は、前記エッジ部に対して窪んでおり、前記基板ホルダは、前記凹部から前記基板に向かう方向に、前記基板に力を加える基板保持部材を有することを特徴とする、基板ホルダ、という構成を採っている。
【００１３】
本実施形態では、基板に加わる水圧に抗するために、基板を支えるバックサイドサポートである基板保持部材を備えている。従って、反っている基板を保持したまま、めっき液中に浸漬させたときに、水圧によって反り量が増加することが防止できて、基板の割れを防止できる。
【００１４】
なお、基板の反り量とは、基板を水平面上に置いた時に、基板の上面（または下面）に関して、水平面からの距離の最大値と最小値の差である。例えば、山形に反っている場合、基板の中央部が水平面からの距離が大きく、基板の外周部が水平面からの距離が小さい。基板の中央部が低く基板の外周部が高い（以下では「おわん形（又は谷形）に反っている」と呼ぶ）場合、基板の中央部が水平面からの距離が小さく、基板の外周部が水平面からの距離が大きい。
【００１５】
第２の形態では、前記凹部は貫通孔を有し、前記貫通孔に前記基板保持部材は配置される、基板ホルダ、という構成を採っている。
【００１６】
第３の形態では、前記基板保持部材は、前記貫通孔内を、前記凹部から前記基板に向かう方向に、および／または、前記基板から前記凹部に向かう方向に移動可能である基板ホルダ、という構成を採っている。
【００１７】
第４の形態では、前記基板保持部材が前記基板と接触する部分と、前記エッジ部が前記基板と接触する部分は、前記凹部上の点から、前記凹部から前記基板に向かう方向に計測した高さが同じである、基板ホルダ、という構成を採っている。
【００１８】
第５の形態では、前記基板保持部材は、前記凹部と、前記基板との間に配置される弾性部材である基板ホルダ、という構成を採っている。
【００１９】
第６の形態では、前記基板保持部材は、少なくとも１つの可変長部材を有し、前記可変長部材は、前記凹部と、前記基板との間に配置され、前記凹部から前記基板に向かう方向の長さが調整可能であり、前記可変長部材の長さは、前記凹部と、前記基板との間の距離に従って調整される基板ホルダ、という構成を採っている。
【００２０】
第７の形態では、前記基板保持部材及び前記第１保持部材は、前記基板に向かう方向の長さが調整可能となるように、それぞれ弾性体で支持された基板ホルダ、という構成を採っている。
【００２１】
第８の形態では、基板の外周部を挟持して前記基板を脱着自在に保持する第１保持部材および第２保持部材を有する基板ホルダにおいて、前記基板ホルダは可変長部材を有し、前記可変長部材は、長さが調整可能で、前記基板に当接して前記基板に力を加えることが可能である、基板ホルダ、という構成を採っている。
【００２２】
第９の形態では、前記可変長部材と前記基板との間の接触圧力を検知できる圧力センサを備えている、基板ホルダ、という構成を採っている。
【００２３】
第１０の形態では、前記圧力センサの検出する圧力に基づいて、前記圧力を調整できる調整機構を有する、基板ホルダ、という構成を採っている。
【００２４】
第１１の形態では、上記の基板ホルダを用いた、前記基板を電解めっきするめっき装置、という構成を採っている。
【００２５】
上記他の課題を解決するために、第１２の形態では、電子デバイス製造装置において基板を搬送する搬送システムであって、前記搬送システムは、前記基板が搭載されるハンド部を備え、前記ハンド部が、基部と、前記基部の表面上に配置された少なくとも１つの突起部とを備え、前記突起部が、前記基板を真空により吸着するための真空孔を有し、前記真空孔は、前記突起部の頂部に開口を有し、前記突起部の前記頂部は、前記基部の前記表面に対して高さが固定されており、前記突起部の前記頂部に、前記基板を真空により吸着する搬送システムという構成を採っている。
【００２６】
ハンド部は、例えばドライハンドとして用いることができるが、本実施形態では、ハンド部は、基板の反りを考慮して突起部を備えているため、基部の表面よりも突起部の頂部が高くなる。このため、基板の中央部が高く基板の外周部が低い（以下では「山形に反っている」と呼ぶ）場合、山形に反ってハンド部に搭載されている基板の中央部を、従来よりも安定的に保持できる。この結果、山形に反っている基板を、従来よりも安定的に搬送することができる。なぜならば、ハンド部が平面状であって突起部がなく、平面上に真空孔の開口がある場合と比較すると、突起部の頂部に開口がある方が、山形の中央部に開口が近く、真空吸着力が大きくなるからである。
【００２７】
基板を真空により吸着するときに、吸着部に蛇腹を用いて、吸着部の高さを調整して、基板の反りとの適合性を向上させることもできる。しかし、蛇腹を用いた場合、吸着部の
構造が複雑化して、コスト増となる。
【００２８】
第１３の形態では、前記突起部の前記頂部は、前記基部の前記表面に対して１ｍｍ〜２ｍｍの高さを有している搬送システム、という構成を採っている。
【００２９】
第１４の形態では、前記基部および前記突起部の全体の高さが、５ｍｍ以下である搬送システム、という構成を採っている。
【００３０】
第１５の形態では、前記突起部は、前記表面の中央部に配置される搬送システム、という構成を採っている。
【００３１】
第１６の形態では、電子デバイス製造装置において基板を搬送する搬送システムであって、前記搬送システムは、前記基板が搭載されるハンド部を備え、前記ハンド部は、前記基板が搭載される支持部と、前記支持部の外周に配置された周壁部とを有し、前記支持部は、前記支持部の周辺部に位置するエッジ部と、前記エッジ部以外の凹部とを有し、前記凹部は、前記エッジ部に対して窪んでおり、前記ハンド部は、少なくとも２つのフォーク部を備え、前記周壁部の少なくとも一部および前記凹部の少なくとも一部は、前記フォーク部に設けられている、搬送システム、という構成を採っている。
【００３２】
ハンド部は、例えばウェットハンドとして用いることができるが、本実施形態では、ハンド部は、基板の反りを考慮して凹部を備えているため、エッジ部よりも凹部が低くなる。従って、おわん形に反ってフォーク部に搭載されている基板の周辺部がエッジ部に接触するため、基板の周辺部を、従来よりも安定的に保持できる。この結果、おわん形に反っている基板を、従来よりも安定的に搬送することができる。なぜならば、ハンド部が平面状であって凹部がない場合、おわん形の周辺部はハンド部と接触しないが、本形態のように凹部がある場合、おわん形の周辺部がエッジ部に接触して、基板が安定するからである。
【００３３】
第１７の形態では、前記凹部の窪みは１ｍｍ〜２ｍｍの深さを有している搬送システム、という構成を採っている。
【００３４】
第１８の形態では、前記電子デバイス製造装置は、前記基板を電解めっきするめっき装置である、という構成を採っている。
【００３５】
第１９の形態では、板を支持する基板支持部材であって、基部と、前記基部の表面上に設けられて、前記基板が搭載される支持部と、前記基部の表面上に配置された突起部とを備え、前記突起部が、前記基板を真空により吸着するための真空孔を有し、前記真空孔は、前記突起部の頂部に開口を有し、前記突起部の前記頂部は、前記基部の前記表面に対して高さが固定されており、前記突起部の前記頂部に、前記基板を真空により吸着する基板支持部材、という構成を採っている。
【００３６】
基板支持部材は、例えばウエハアライナの回転ステージとして用いることができる。本形態によれば、基部は、基板の反りを考慮して支持部を備えているため、支持部よりも基部の表面が低くなる。従って、おわん形に反って基板支持部材に支持されている基板の周辺部が支持部に接触するため、基板の周辺部を、従来よりも安定的に保持できる。
【００３７】
さらに、基部の表面上に突起部が配置されていて、突起部が、基板を真空により吸着するための真空孔を有する場合、基板を吸着して、従来よりも安定的に保持できる。
【００３８】
第２０の形態では、前記突起部は前記基部の中央部に配置される、基板支持部材、とい
う構成を採っている。
【００３９】
第２１の形態では、前記支持部は少なくとも３個設けられる、基板支持部材、という構成を採っている。
【００４０】
第２２の形態では、基板を支持する基板支持部材であって、基部を備え、前記基部が、前記基板を真空により吸着するための真空孔を有し、前記真空孔は、前記基部の頂部に開口を有し、前記基部の前記頂部に、前記基板を真空により吸着する基板支持部材、という構成を採っている。
【００４１】
本形態によれば、山形に反って基部に支持されている基板の中央部等が基部に接触し、基部が、基板を真空により吸着するための真空孔を有するため、基板を吸着して、基板の中央部等を、従来よりも安定的に保持できる。
【００４２】
第２３の形態では、搭載部に搭載された対象物の位置を検出する検出システムであって、前記対象物の位置を検出するための検出光を出力可能な発光部と、前記発光部から前記搭載部に直接入射する前記検出光が前記搭載部によって反射されて生成される反射光を検出可能な位置に配置される検出部とを有し、前記搭載部に直接入射する前記検出光と、前記検出部によって検出される前記反射光によって生成される平面において、前記搭載部に直接入射する前記検出光に関して、前記反射光と前記対象物とは反対側に位置する、検出システム、という構成を採っている。
【００４３】
第２４の形態では、搭載部に搭載された対象物の位置を検出する検出システムであって、前記対象物の位置を検出するための検出光を出力可能な発光部と、前記発光部から前記搭載部に直接入射する前記検出光が前記搭載部によって反射されて生成される反射光を検出可能な位置に配置される検出部とを有し、前記搭載部に直接入射する前記検出光と、前記検出部によって検出される前記反射光によって生成される平面において、前記反射光に関して、前記搭載部に直接入射する前記検出光と前記対象物とは反対側に位置する、検出システム、という構成を採っている。
【００４４】
第２３の形態または第２４の形態の検出システムによれば、反り状態を有した対象物が、搬送装置等の所定の位置に正しく搭載されていることが検知できる。
【００４５】
第２５の形態では、第２３の形態または第２４の形態の検出システムを有する、前記対象物を搬送する搬送装置、という構成を採っている。
【００４６】
第２６の形態では、第２３の形態または第２４の形態の検出システムを有し、前記対象物は基板である、前記基板を電解めっきするめっき装置、という構成を採っている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態のハンド部および基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図である。
【図２】図１に示すめっき装置に備えられている基板ホルダの平面図である。
【図３】図２に示す基板ホルダの第２保持部材を開いた状態を仮想線で示す右側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図６】反り量判定部１７０Ｃでの処理フローを示す。
【図７】測定部１１０での基板の反り量の測定方法を示す。
【図８】基板の反り量の別の測定方法を示す。
【図９】基板の反り量の別の測定方法を示す。
【図１０】基板搬送装置２２を示す図である。
【図１１】図１０Ｃに示す断面ＡＡにおける上段ハンド２３７の断面図を示す。
【図１２】ウェットハンドの端部の構造を示す図である。
【図１３】めっき液中に浸漬させたときに、基板の割れを防止できる基板ホルダ１８の説明図である。
【図１４】反りがない状態に是正することが好ましくない場合に適用することができる基板保持部材である弾性部材１９０を示す図である。
【図１５】反りがない状態に是正することが好ましくない場合に適用することができる別の基板保持部材を示す図である。
【図１６】島状の可変長部材１９２の例を示す図である。
【図１７】基板保持部材の効果を説明するための実験データを表示するグラフである。
【図１８】基板保持部材の効果を説明するための実験データを表示するグラフである。
【図１９】ロック機構の動作を説明する図である。
【図２０】基板ＷＦのひずみがどの程度改善されるかを説明するグラフである。
【図２１】エア圧負荷調整機構を示す。
【図２２】エア圧負荷調整機構を示す。
【図２３】基板ＷＦを搭載した基板支持部材２６２を示す。
【図２４】基板ＷＦを搭載した基板支持部材の別の実施形態を示す。
【図２５】基板ＷＦを搭載した基板支持部材のさらに別の実施形態を示す。
【図２６】水平センサーの動作を説明する図である。
【図２７】反り状態を有した基板ＷＦが、基板ホルダ１８の所定の位置に正しく搭載されているにもかかわらず、誤って検出される例を示す図である。
【図２８】可動ベースに搭載された基板の位置を検出する検出システムの動作を示す図である。
【図２９】可動ベースに搭載された基板の位置を検出する検出システムを示す図である。
【図３０】可動ベースに搭載された基板の位置を検出する別の検出システムを示す図である。
【図３１】図３０に示す検出システムの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００４９】
図１は、本発明の実施形態の基板ホルダを用いためっき処理を行うめっき装置の全体配置図を示す。このめっき装置は、反り量の小さい基板を選択する反り量判定部１７０Ｃと、基板ホルダ１８に基板をロードし、又は基板ホルダ１８から基板をアンロードするロード／アンロード部１７０Ａと、基板を処理する処理部１７０Ｂとに大きく分けられる。本実施形態において、基板は、円形、あるいは多角形の半導体基板であってもよく、基板の厚みは、例えば１ｍｍ程度であってもよい。また、基板が反っている状態とは、基板が水平面に沿った起伏のない均一な平板状ではないことをいう。基板の反り量とは、基板を水平面上に置いた時に、基板の上面（または下面）に関して、水平面からの距離の最大値と最小値の差である。
【００５０】
図１に示すように、ロード／アンロード部１７０Ａには、半導体ウェハ等の基板ＷＦ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ＷＦ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アライナ１４と、めっき処理後の基板ＷＦ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、アライナ１４と、スピンドライヤ１６の近くには、基板ホルダ１８を載置して基板ＷＦの基板ホルダ１８との着脱を行う基板着脱部２０が設けられる。カセットテーブル１２と
、アライナ１４と、スピンドライヤ１６と、基板着脱部２０の中央には、これらの間で基板ＷＦを搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置（搬送システム）２２が配置されている。
【００５１】
そして、処理部１７０Ｂには、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（ワゴン）２４、基板ＷＦを純水に浸漬させるプリウェット槽２６、基板ＷＦ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ＷＦの表面を純水で水洗する第１の水洗槽３０ａ、洗浄後の基板ＷＦの水切りを行うブロー槽３２、第２の水洗槽３０ｂ及びめっき槽３４が順に配置されている。このめっき槽３４は、オーバーフロー槽３６の内部に複数のめっきユニット３８を収納して構成され、各めっきユニット３８は、内部に１個の基板ホルダ１８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。
【００５２】
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ＷＦ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部４０が備えられている。この基板ホルダ搬送部４０は、基板着脱部２０とストッカ２４との間で基板ＷＦを搬送する第１のトランスポータ４２と、ストッカ２４、プリウェット槽２６、プリソーク槽２８、水洗槽３０ａ，３０ｂ、ブロー槽３２及びめっき槽３４との間で基板ＷＦを搬送する第２のトランスポータ４４を有している。
【００５３】
また、この基板ホルダ搬送部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。
【００５４】
基板着脱部２０は、レール５０に沿ってスライド自在な平板状の２個の載置プレート５２を備えている。この載置プレート５２の各々に１個、合計２個の基板ホルダ１８を水平状態で並列に載置する。２個の基板ホルダ１８のうちの一方の基板ホルダ１８と基板搬送装置２２との間で基板ＷＦの受渡しを行う。その後、この載置プレート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ＷＦの受渡しを行う。
【００５５】
基板ホルダ１８は、基板のめっき処理の際に、基板の端部及び裏面をめっき液からシールし被めっき面を露出させて保持する。また、基板ホルダ１８は、基板の被めっき面の周縁部と接触し、外部電源から給電するための接点を備えても良い。基板ホルダ１８は、めっき処理前にストッカ２４(ワゴン)に収納され、めっき処理時には基板ホルダ搬送部４０により、基板搬送装置２２、めっき処理部の間を移動し、めっき処理後にワゴンへと再び収納される。めっき装置においては、基板ホルダ１８に保持された基板をめっき槽３４のめっき液に鉛直方向に浸漬し、めっき液をめっき槽３４の下から注入しオーバーフローさせつつめっきが行われる。めっき槽３４は、既述のように複数のめっきユニット３８を有することが好ましく、各々のめっきユニット３８では、1枚の基板を保持した１つの基板ホルダ１８がめっき液に垂直に浸漬され、めっきされる。各々のめっきユニット３８には基板ホルダ１８の挿入部、基板ホルダ１８への通電部、アノード、パドル攪拌装置、遮蔽板を備えていることが好ましい。アノードはアノードホルダに取り付けて使用し、基板と対向するアノードの露出面は基板と同心円状となっている。基板ホルダ１８に保持された基板は、めっき処理部の各処理槽内の処理流体で処理が行われる。
【００５６】
基板ホルダ１８に保持された基板は、めっき処理部の各処理槽内の処理流体で処理が行われる。
【００５７】
めっき処理部の各処理槽の配置は、例えば、めっき液を２液使用するタイプのめっき装
置とする場合には、工程順に、前水洗槽、前処理槽、リンス槽、第１めっき槽、リンス槽、第２めっき槽、リンス槽、ブロー槽、といった配置としてもよいし、別の構成としてもよい。各処理槽の配置は工程順（Ｘ→Ｘ’方向）に配置することが、余分な搬送経路をなくす上で好ましい。めっき装置内部の、槽の種類、槽の数、槽の配置は、基板の処理目的により自由に選択可能である。
【００５８】
基板ホルダ搬送部４０の第１のトランスポータ４２、第２のトランスポータ４４は基板ホルダを懸架するアームを有し、アームは基板ホルダ１８を垂直姿勢で保持するためのリフターを有する。基板ホルダ搬送部は、走行軸に沿って、基板着脱部２０、めっき処理部の間をリニアモータなどの搬送機構（図示せず）により移動可能である。基板ホルダ搬送部４０は、基板ホルダ１８を垂直姿勢で保持し搬送する。基板ホルダを収納するストッカは、複数の基板ホルダ１８を垂直状態で収納することができる。
【００５９】
次に、基板ホルダ１８の詳細について説明する。基板ホルダ１８は、図２乃至図５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。
【００６０】
この第２保持部材５８は、基部６０とリング状のシールホルダ６２とを有し、例えば塩化ビニル製で、下記の押えリング７２との滑りを良くしている。シールホルダ６２の第１保持部材５４と対向する面には、基板ホルダ１８で基板ＷＦを保持した時、基板ＷＦの外周部の基板シールライン６４に沿って基板ＷＦの外周部に圧接してここをシールする基板シール部材６６が内方に突出して取付けられている。更に、シールホルダ６２の第１保持部材５４と対向する面には、基板シール部材６６の外方位置で第１保持部材５４の下記の支持ベース８０に圧接してここをシールするホルダシール部材６８が取付けられている。
【００６１】
基板シール部材６６及びホルダシール部材６８は、シールホルダ６２と、シールホルダ６２にボルト等の締結具を介して取付けられる固定リング７０との間に挟持されてシールホルダ６２に取付けられている。基板シール部材６６のシールホルダ６２との当接面（上面）には、基板シール部材６６とシールホルダ６２との間をシールする突条部６６ａが設けられている。
【００６２】
第２保持部材５８のシールホルダ６２の外周部には段部が設けられ、この段部に、押えリング７２がスペーサ７４を介して回転自在に装着されている。押えリング７２は、シールホルダ６２の側面に外方に突出するように取付けられた押え板（図示せず）により、シールホルダ６２から取り外しできないように装着されている。この押えリング７２は、酸に対して耐食性に優れ、十分な剛性を有する、例えばチタンから構成される。スペーサ７４は、押えリング７２がスムーズに回転できるように、摩擦係数の低い材料、例えばＰＴＥＦで構成されている。
【００６３】
第１保持部材５４は、略平板状で、基板ホルダ１８で基板ＷＦを保持した時にホルダシール部材６８と圧接して第２保持部材５８との間をシールする支持ベース８０を有する。さらに第１保持部材５４は、この支持ベース８０と互いに分離した略円板状の可動ベース（支持部）８２を有している。押えリング７２の外側方に位置して、第１保持部材５４の支持ベース８０には、内方に突出する突出部を有する逆Ｌ字状のクランパ８４が円周方向に沿って等間隔で立設されている。一方、押えリング７２の円周方向に沿ったクランパ８４と対向する位置には、外方に突出する突起部７２ａが設けられている。そして、クランパ８４の内方突出部の下面及び押えリング７２の突起部７２ａの上面は、回転方向に沿って互いに逆方向に傾斜するテーパ面となっている。押えリング７２の円周方向に沿った複数箇所（例えば4箇所）には、上方に突出するポッチ７２ｂが設けられている。これによ
り、回転ピン（図示せず）を回転させてポッチ７２ｂを横から押して回すことにより、押えリング７２を回転させることができる。
【００６４】
基板ＷＦの挟持は以下の手順で行われる。図３に仮想線で示すように、第２保持部材５８を開いた状態で、第１保持部材５４の中央部に基板ＷＦを挿入し、ヒンジ５６を介して第２保持部材５８を閉じる。そして、押えリング７２を時計回りに回転させて、押えリング７２の突起部７２ａをクランパ８４の内方突出部の内部に滑り込ませる。この結果、押えリング７２の突起部７２ａとクランパ８４にそれそれぞれ設けたテーパ面を介して、第１保持部材５４と第２保持部材５８とを互いに締付けてロックする。ロックを解くときは、押えリング７２を反時計回りに回転させて、逆Ｌ字状のクランパ８４の内方突出部から押えリング７２の突起部７２ａを引き抜く。こうしてロックを解くことができる。
【００６５】
可動ベース８２は、基板ホルダ１８で基板ＷＦを保持した時に、基板ＷＦの外周部と当接して基板ＷＦを支持するリング状のエッジ部８２ａを有している。エッジ部８２ａは、圧縮ばね８６を介して、支持ベース８０に近接する方向に移動自在に支持ベース８０に取付けられている。エッジ部８２ａは、圧縮ばね８６の付勢力（ばね力）により、支持ベース８０から離れる方向に付勢される。厚みの異なる基板ＷＦを基板ホルダ１８で保持した時に、基板ＷＦの厚みに応じて、可動ベース８２が支持ベース８０に近接する方向に移動することで、基板ＷＦの厚みを吸収する厚み吸収機構８８が構成されている。
【００６６】
可動ベース８２の周縁部上面には、基板Ｗの外周端部をガイドして基板Ｗの可動ベース８２に対する位置決めを行う基板ガイド８２ｅが備えられている。基板ＷＦを基板ホルダ１８で保持するに先だって、基板ＷＦを可動ベース８２の支持面８２ａに支持する時、基板ＷＦの外周端部が基板ガイド８２ｅに案内されて、基板ＷＦの可動ベース８２に対する位置決めが行われる。
【００６７】
ここで、めっき液の種類は、特に限られることはなく、用途に応じて様々なめっき液が用いられる。例えば、ＴＳＶ（Through-Silicon Via、Ｓｉ貫通電極）用めっきプロセスの場合のめっき液を用いることができる。
【００６８】
また、めっき液としては、Ｃｕ配線を有する基板の表面に金属膜を形成するためのＣｏＷＢ（コバルト・タングステン・ホウ素）やＣｏＷＰ（コバルト・タングステン・リン）などを含むめっき液が用いられてもよい。また、絶縁膜中にＣｕが拡散することを防止するため、Ｃｕ配線が形成される前に基板の表面や基板の凹部の表面に設けられるバリア膜を形成するためのめっき液、例えばＣｏＷＢやＴａ（タンタル）を含むめっき液が用いられてもよい。
【００６９】
以上のように構成されるめっき処理装置を複数含むめっき処理システムは、上述した各部を制御するように構成されたコントローラ（図示せず）を有する。コントローラは、所定のプログラムを格納したメモリ（図示せず）と、メモリのプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）（図示せず）と、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される制御部（図示せず）とを有する。制御部は、例えば、基板搬送装置２２の搬送制御、基板ホルダ搬送部４０の搬送制御、めっき槽３４におけるめっき電流及びめっき時間の制御等を行うことができる。また、コントローラは、めっき装置及びその他の関連装置を統括制御する図示しない上位コントローラと通信可能に構成され、上位コントローラが有するデータベースとデータのやり取りをすることができる。ここで、メモリを構成する記憶媒体は、各種の設定データや後述するめっき処理プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体としては、コンピューターで読み取り可能なＲＯＭやＲＡＭなどのメモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。
【００７０】
本実施形態では、めっき装置内に設けた反り量判定部１７０Ｃで、反り量の小さい基板を選択する。選択された基板をカセットテーブル１２に格納する。反り量判定部１７０Ｃは、基板の反り量の測定を実施する測定部１１０と、FOUP(Front-Opening Unified Pod、フープ)１１２を有する。FOUPは、300mmウェハ用の搬送・保管を目的としたキャリアであり、正面開口式カセット一体型搬送・保管箱である。反り量判定部１７０Ｃでの処理フローを図６に示す。
【００７１】
測定部１１０は、FOUP１１２から取り出した基板の反り量の測定を実施する（ステップ１１４）。なお、FOUP１１２と測定部１１０との間の基板の搬送、及び測定部１１０とカセットテーブル１２との間の基板の搬送は、図示しない搬送ロボットにより行われる。測定した基板の反り量が閾値未満であるかどうかを判定する（ステップ１１６）。閾値としては、例えば、２ｍｍとする。基板の反り量が閾値未満であるときは、その基板を基板ホルダ１８に搭載してめっきを実施するために、カセットテーブル１２に送る（ステップ１１８）。基板の反り量が閾値以上であるときは、当該基板については、制御部に対して、エラーを出して、FOUP１１２へ基板を戻す（ステップ１２０）。これにより、反りが大きい基板ＷＦに関しては、割れる前に処理を中止することができる。
【００７２】
次に、測定部１１０での基板の反り量の測定方法を図７により説明する。回転ステージ１２２上に基板ＷＦを搭載し、基板ＷＦを回転させる。距離センサ１２４で基板ＷＦの反り量を測定する。距離センサ１２４は、基板ＷＦの外周上に配置する。距離センサ１２４は、距離センサ１２４と基板ＷＦとの距離を読み取る。距離センサ１２４は、さらに、基板ＷＦの測定開始点での距離センサ１２４と基板ＷＦとの距離を基準として、基板ＷＦの外周上の距離の変化量をコントローラに出力する。コントローラは、基板ＷＦの外周上の距離の変化量が、図６に関して既述したように、ある閾値以上の場合、めっき処理を行わないため、基板ＷＦを基板ホルダに搭載しない。
【００７３】
図７（ａ）に示す実施例では、距離センサ１２４は固定されているため、基板ＷＦの外周上の距離の変化量のみを測定する。図７（ｂ）に示す実施例では、基板ＷＦを回転させながら、距離センサ１２４は基板ＷＦ上を、基板ＷＦの半径方向に動く。従って、距離センサ１２４は、基板ＷＦの円周方向と半径方向の距離の変化量を測定する。なお、距離センサ１２４を移動させる代わりに、複数の距離センサ１２４を半径方向に配置してもよい。外周上の距離の変化量のみを測定する場合、基板ＷＦの全体としては、反りがあるが、外周上では、反りが検出されない場合がありうる。例えば、基板が山形やおわん形に反っている場合である。基板がおわん形に反っている場合は、距離センサ１２４と回転ステージ１２２の上面との距離をあらかじめ測定しておけば、反りが検出される。しかし基板が山形に反っている場合は、外周上の距離の変化量の測定のみでは反りが検出されない。外周上の測定のみでは反りが検出されない場合も考慮すると、距離センサ１２４は、基板ＷＦの円周方向と半径方向の距離の変化量を測定することが好ましい。
【００７４】
距離センサ１２４としては、例えばレーザー距離計を用いることができる。レーザー距離計は、照射した光が測定対象で反射して受光するまでの時間を計測して、距離を測定する。測定方法の違いにより「位相差距離方式」と「パルス伝播方式」がある。
【００７５】
図８に、基板ＷＦの反り量の別の測定方法を示す。図８では、基板ＷＦの半径にわたって測定することができるプロファイル計測器１２６を用いている。プロファイル計測器１２６は、固定されている。本測定方法では、反り量判定部１７０Ｃを設けることなく、図１に示すアライナ１４等のステージの上で基板ＷＦを回転させて、基板ＷＦの外周上の距離の変化量のプロファイルを計測している。図８（ｂ）に基板ＷＦの全体にわたる距離の変化量の測定結果であるプロファイルの一例を示す。図８（ｂ）は、１つの直径上の距離
の変化量の測定結果である。横軸が基板ＷＦの当該直径上の位置を示し、縦軸が距離の変化量である。コントローラは、基板の外周上または基板の全体にわたる距離の変化量から基板の反り量を決定する。既述のように、ある一定の反り量を有する基板ＷＦ、例えば２ｍｍの反り量を有する基板ＷＦは処理しない。判定部１７０Ｃを設けて、判定部１７０Ｃにおいて、プロファイル計測器１２６を用いてもよい。
【００７６】
図９に、基板ＷＦの反り量の別の測定方法を示す。図９では、基板ＷＦを基板ホルダ１８の可動ベース８２に搭載した時に、基板ＷＦの外周上を距離センサ１２４で走査して、基板ＷＦと距離センサ１２４との距離を測定する。本測定方法では、反り量判定部１７０Ｃを設けることなく、載置プレート５２上で距離センサ１２４を基板ＷＦの外周上を回転させて、基板ＷＦの全体にわたる距離の変化量のプロファイルを計測する。また、複数のセンサ１２４を基板ＷＦの外周上に配置して、距離センサ１２４は固定しておくこととしてもよい。距離センサ１２４と可動ベース８２のエッジ部８２ａの上面１２８との距離をあらかじめ測定しておけば、外周上に反りがある場合は、外周上の反りが検出される。
【００７７】
図９（ａ）は、基板ＷＦがおわん形（谷形）に反っている例であり、図９（ｂ）は、基板ＷＦが山形に反っている例である。図９（ａ）、図９（ｂ）は、反り量が閾値未満の例である。図９（ａ）、図９（ｂ）は、可動ベース８２が、基板ＷＦの外周部に位置する基板ＷＦの裏面と接触するエッジ部８２ａと、エッジ部８２ａ以外の凹部１３０とを有する例である。凹部１３０は、基板ＷＦの裏面から遠ざかる方向に、エッジ部８２ａに対して窪んでいる。くぼみの深さは、例えば、２．５ｍｍである。
【００７８】
図９（ｃ）は、可動ベース８２が、上記の凹部１３０を有しない比較例である。凹部１３０を有する場合は、反り量が閾値以内である場合は、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、山形でも谷形でもめっきできる。一方、凹部１３０を有しない図９（ｃ）の場合であって、反りが谷形の場合、エッジ部８２ａに既述のように、基板ＷＦを保持するための力が加わるため、基板ＷＦにひずみが発生し、破損する可能性が、図９（ａ）の場合よりも大きくなる。図９（ａ）、図９（ｂ）の場合、エッジ部８２ａに既述のように、基板ＷＦを保持するための力が加わっても、基板ＷＦにひずみが発生する可能性は低い。
【００７９】
次に、反り量が閾値以下である基板ＷＦを搭載するドライハンド及びウェットハンドについて説明する。ロード／アンロード部１７０Ａでの基板ＷＦの搬送においては、基板ＷＦがドライのものとウエットのものが混在する。このため、このロード／アンロード部１７０Ａに用いる基板搬送装置（搬送システム）２２は、２組のアームで２ハンド方式のものを搭載することとした。図１０Ａは、基板搬送装置２２を示す平面図（但し上段ハンド２３７（ハンド部）が基板ＷＦを保持した状態を示している）で、図１０Ｂは、基板搬送装置２２の側面図（基板ＷＦを保持しない状態）、図１０Ｃは、基板搬送装置２２の上段ハンド２３７の要部平面図（基板ＷＦを保持した状態）、図１０Ｄは、基板搬送装置２２の下段ハンド（ハンド部）２４１の要部平面図（基板ＷＦを保持した状態）である。図１０Ａ乃至１０Ｄに示すように、基板搬送装置２２は、基板搬送装置本体２３１上に設置した複数の関節を有する複数（２組）のアーム２３３，２３５の内の一方のアーム２３３先端に、上段ハンド２３７を取り付けている。基板搬送装置２２は、他方のアーム２３５の先端に下段ハンド２４１を取り付けている。
【００８０】
上段ハンド２３７は、ドライの基板ＷＦをカセットテーブル１２から載置プレート５２へ搬送するドライハンドである。上段ハンド２３７には、基板ＷＦの表面が上側になるように搭載され、上段ハンド２３７の厚さは１０ｍｍ以下であり、基板ＷＦの裏面を真空吸着する。下段ハンド２４１は、めっき処理部１７０Ｂから載置プレート５２に搬送された基板Ｗをスピンドライヤ１６に搬送するウェットハンドである。下段ハンド２４１には、基板ＷＦの表面が下側になるように搭載される。基板ＷＦは、周壁部１５２で囲まれた支
持部２２０に搭載される。
【００８１】
上段ハンド２３７が、基部１３２と、基部１３２の表面上に配置された２つの突起部１３４とを備える。基部１３２は２つのフォークから形成される。基部１３２は、３個以上のフォークから構成されてもよい。突起部１３４が、図示しない真空源に連通している真空孔１３６を有し、真空孔１３６は、突起部１３４の頂部に開口１３８を有し、突起部１３４の頂部は、基部１３２の表面１４０に対して高さが固定されている。突起部１３４の頂部に、基板ＷＦを真空により吸着する。突起部１３４の頂部は、基部１３２の表面に対して１ｍｍ〜２ｍｍの高さ１４２（図１１に示す）を有している。突起部１３４は、表面１４０の中央部に配置される。真空吸着する上段ハンド２３７は、吸着される基板ＷＦの反り量が２ｍｍ以下であることを考慮して、基部１３２の表面に対して突起部１３４は、２ｍｍ高くなっている。図１１に、図１０Ｃに示す断面ＡＡにおける上段ハンド２３７の断面図を示す。
【００８２】
下段ハンド（ハンド部）２４１は、図１２に示すように、搭載される基板ＷＦの反り量が２ｍｍ以下であることを考慮して、基板ＷＦの下面（裏面１４４）に対向する部分（凹部１３０）をエッジ部１５７に対して２ｍｍ掘り下げている。基板ＷＦは、表面１４８と、裏面１４４と、基板ＷＦの外周部に位置する側面１５０とを有する。下段ハンド２４１は、基板ＷＦの裏面１４４と対向していて基板ＷＦを搭載する支持部２２０と、基板ＷＦの側面１５０に対向していて支持部２２０の外周に配置された周壁部１５２と、を有する。
【００８３】
支持部２２０は、基板ＷＦの外周部１６０に位置する裏面１４４と接触するエッジ部１５７と、エッジ部１５７以外の凹部１３０とを有する。凹部１３０は、裏面１４４から遠ざかる方向に、エッジ部１５７に対して窪んでいる。下段ハンド２４１は２つのフォーク１５６から形成される。下段ハンド２４１は、３個以上のフォークから構成されてもよい。周壁部１５２は、フォーク部１５６に設けられている。凹部１３０の窪みは１ｍｍ〜２ｍｍの深さ１５８を有している。深さ１５８は、０．５ｍｍ以上が好ましい。
【００８４】
次に、反っている基板を保持したまま、めっき液中に浸漬させたときに、基板の割れを防止できる基板ホルダ１８について、図１３により説明する。基板ホルダ１８は、図２〜図５において詳述したように、基板ＷＦの外周部１６０を挟持して基板ＷＦを脱着自在に保持する第１保持部材５４および第２保持部材５８を有する。第１保持部材５４は、基板ＷＦの裏面１４４と対向する可動ベース８２を有する。基板ホルダ１８は、可動ベース８２から基板ＷＦに向かう方向に、第１保持部材５４に対向する基板ＷＦの裏面１４４に対して、力を加える基板保持部材（バックサイドサポート）１６２を有する。基板保持部材（バックサイドサポート）１６２は、基板中央部に対応する位置に１個設けることもできるが、基板中央部付近に周方向に均等に少なくとも３個設けるようにしてもよい。一実施形態においては、基板保持部材（バックサイドサポート）１６２は、第１保持部材５４と板バネなどの弾性部材１８４で連結されて、基板面に対して垂直方向に伸縮自在に固定されることができる。弾性部材１８４は周方向に均等に少なくとも３個配置することができる。さらに、可動ベース８２は、第１保持部材５４と板バネなどの弾性部材８６で連結されて、基板面に対して垂直方向に伸縮自在に固定されることができる。弾性部材８６は周方向に均等に少なくとも３個配置することができる。好適には、基板ＷＦを把持するときに、可動ベース８２が下がるとともに中央の基板保持部材１６２が突き出てきて外周と同じ高さになるように、弾性部材８６及び弾性部材１８４のそれぞれの長さが調整される。なお、基板ＷＦの反りの程度が小さい等の場合には、基板保持部材１６２の突き出し量をそれほど確保する必要がないため、弾性部材８６を設けることに代えて単なる連結部材を設け、弾性部材１８４のみを設けるようにすることができる。また、第１保持部材５４に対して可動ベース８２及び／又は基板保持部材１６２が弾性体で連結されているため、基
板の反りといった被保持物の凹凸の影響を吸収できるだけでなく、厚みがあるような基板ＷＦであっても、基板の厚みの影響を吸収しながらこれを保持することができる。なお、例えば基板の厚みが薄いような場合には、本実施形態における基板ホルダでは、前述した基板ＷＦの厚みを吸収する厚み吸収機構８８を設けないようにすることもできる。
【００８５】
基板ＷＦの裏面１４４側に存在する空間１６４は、シールされている空間１６４であるため、空間１６４内の圧力は、水圧より低い。基板ホルダ１８は、めっき処理時に基板ＷＦの表面１４８に加わる水圧に抗するための基板保持部材１６２を有する。このため、基板ＷＦの割れを防止できる。
【００８６】
可動ベース８２は貫通孔１７２を有する。貫通孔１７２の開口部１７４は、基板ＷＦの裏面１４４に対向している。貫通孔１７２に基板保持部材１６２は配置される。可動ベース８２は、基板ＷＦの外周部１６０に位置する裏面１４４と接触するエッジ部８２ａと、エッジ部８２ａ以外の凹部１３０とを有する。凹部１３０は、裏面１４４から遠ざかる方向に、エッジ部８２ａに対して窪んでいる。
【００８７】
図１３（ａ）は、基板ＷＦが第１保持部材５４に置かれて、第２保持部材５８が基板ＷＦを挟持する前の状態である。図１３（ｂ）は、基板ＷＦが第２保持部材５８によって挟持された後の状態である。図１３（ａ）は、基板保持部材１６２の下部にはばね１８４があり、ばね１８４は、基板保持部材本体１８６を基板ＷＦの方へ押すことができる。図１３（ａ）に示すように、第２保持部材５８が第１保持部材５４に押し付けられる前は、基板保持部材本体１８６が裏面１４４と接触する部分１８０が凹部１３０表面から露出しないように、係止部１８８により基板保持部材本体１８６は係止されている。基板保持部材本体１８６は、貫通孔１７２内を、凹部１３０からＷＦ基板に向かう方向に、および基板ＷＦから凹部１３０に向かう方向に移動可能である。
【００８８】
図１３（ｂ）においては、基板保持部材本体１８６が裏面１４４を押して、基板ＷＦの反りを是正している。このため、基板保持部材本体１８６が裏面１４４と接触する部分１８０と、エッジ部８２ａが裏面１４４と接触する部分は、凹部１３０上の点から、凹部１３０から基板ＷＦに向かう方向に計測した高さ１８２が同じである。すなわち、基板ＷＦを把持するときに、可動ベース８２が下がり、中央の基板保持部材１６２が突き出てきて、外周と同じ高さになる。
【００８９】
また、基板の反り量が既知でかつ一定である場合は、外周と同じ高さではなく、その既知の反り量を考慮して基板を支持できるような高さになるようにすることが好ましい。
【００９０】
また、上述したように、基板を従来の基板ホルダに保持したまま、めっき液中に浸漬させてめっきする際、基板の上部と下部とで異なる水圧が加わることによる差圧の影響や、パドル攪拌の流体力に起因した、内部応力の増加や反り量の増加による、基板の割れも懸念される。特に、例えば厚みが１ｍｍ程度の薄い基板のときには、割れの懸念が顕在化しやすかった。本実施形態では、基板ＷＦに加わる水圧に抗するために、基板ＷＦを裏面から支えるバックサイドサポートである基板保持部材１６２を備えている。さらに、第１保持部材５４に対して可動ベース８２及び／又は基板保持部材１６２が弾性体で連結された、反り吸収機構を有している。従って、反っている基板ＷＦを保持したまま、めっき液中に浸漬させたときに、水圧によって反り量が増加することが防止できて、基板の割れを防止できる。さらに、基板ホルダに保持されたときにはそれほど反っていない基板ＷＦであっても、基板ホルダに保持された状態の基板ＷＦをめっき液に浸漬させた後に、水圧の影響でめっき液中で反りが発生してしまうことを防止できるため、めっき処理中での基板の割れが生じることを有効に防止できる。
【００９１】
図１３（ｂ）においては、基板ＷＦは、反りがない状態に是正されているが、基板ＷＦの反りが大きい場合は、反りがない状態に是正することが好ましくないことがある。図１４に、反りがない状態に是正することが好ましくない場合に適用することが好ましい基板保持部材である弾性部材１９０を示す。弾性部材１９０は、可動ベース８２の凹部１３０と、基板ＷＦの裏面１４４との間に配置される。弾性部材１９０は、例えばエアバッグであり、裏面１４４から基板ＷＦをサポートする。弾性部材１９０は、基板ＷＦを一定の圧力で支えることができる。
【００９２】
図１４は、山形に反った基板の場合であるが、おわん形に反った基板の場合には、エアバッグを基板の外周部に配置する。例えば、ドーナツ型のエアバッグにより、基板の外周部において、図１４において上方に押す（突き出す）ように基板の外周部に圧力をかけて、基板をおわん形に変形させて、基板を支持する。事前に図７，８において説明した方法により測定したプロファイルデータを用いて、ドーナツ型のエアバッグの高さを調整して、基板を支える。このようして、基板に加わる負荷を軽減させ、且つ基板を裏側から支持することができる。
【００９３】
図１５に、反りがない状態に是正することが好ましくない場合に適用することが好ましい別の基板保持部材を示す。この基板保持部材は、弾性部材１９０と同様に、水圧に抗するためのバックサイドサポートである。基板保持部材は、本図の場合、５本の可変長部材１９２を有する。可変長部材１９２は、可動ベース８２の凹部１３０と、基板ＷＦの裏面１４４との間に配置され、可動ベース８２の凹部１３０から基板ＷＦに向かう方向の長さ２９４が調整可能である。可変長部材１９２は例えばピン形状である。
【００９４】
可変長部材１９２の長さ２９４は、可変長部材１９２が設置されている場所の、可動ベース８２の凹部１３０と基板ＷＦの裏面１４４との間の距離に従って調整される。この距離に、通常は、可変長部材１９２の長さ２９４を一致させる。調整方法は、事前に図７，８において説明した方法により測定したプロファイルデータを用いて、そのプロファイルに合うように下から可変長部材１９２を所定寸法突き出す。具体的には、測定したプロファイルデータは、前述しためっき装置のコントローラ（図示せず）のメモリに記憶され、ＣＰＵがプログラムを実行して、基板ホルダ１８に設けられた、複数の可変長部材１９２のそれぞれの長さを調整するように制御する。
【００９５】
突き出し量の調整機構としては、可変長部材１９２の下から可変長部材１９２にエア圧やばね力を負荷するとともに、当該エア圧やばね力を調整するエア圧負荷調整機構やバネ力負荷調整機構を用いることができる。その他に、コイルによる電磁力を使用した電磁アクチュエータや、圧電効果を用いた圧電アクチュエータも、調整機構として用いることができる。また、可変長部材１９２の下部にネジを設け、ネジの回転角度を調整することにより可変長部材１９２の長さを調整する方法も可能である。
【００９６】
エア圧やばね力を調整するエア圧負荷調整機構の例を次に説明する。図２１は、エア圧負荷調整機構２４０を示す。図２１（ａ）は、基板ＷＦが基板ホルダ１８に搭載されているときのエア圧負荷調整機構２４０を示す。図２１（ｂ）は、基板ＷＦが基板ホルダ１８に搭載される前のエア圧負荷調整機構２４０を示す。
【００９７】
エア圧負荷調整機構２４０は、シリンダ２４４内に可変長部材１９２の一部を収納し、可変長部材１９２の上部は、シリンダ２４４の外部にある。可変長部材１９２は、ピン形状である。可変長部材１９２の頂部２４６が基板ＷＦの裏面（下面）に接触する。バネ２４２が、可変長部材１９２のフランジ２４８と、シリンダ２４４の上面２５０との間に配置される。バネ２４２は可変長部材１９２を、下方に押し下げる力を発生する。シリンダ２４４の下部に設けた吸気口２５２からエアがシリンダ２４４内に供給される。シリンダ
２４４内のエアの圧力を制御することにより、可変長部材１９２の突き出し量が制御される。
【００９８】
図２１（ｂ）に示すように、基板ＷＦを搭載する前は、吸気口２５２からエアを抜き、バネ２４２の力で可変長部材１９２を下方に下げる。図２１（ａ）に示すように、基板ＷＦを搭載した後は、吸気口２５２からエアを入れて、エア圧の力で可変長部材１９２を上方に上げる。バネ力とエア圧の大小関係により、突き出し量が制御される。
【００９９】
図２１は、可変長部材１９２の頂部２４６に圧力センサ２５４を設けている。圧力センサ２５４は、可変長部材１９２と基板ＷＦとの間に働く圧力を検知する。圧力センサ２５４で検知した、可変長部材１９２と基板ＷＦとの間に働く圧力を用いて、シリンダ２４４内のエア圧を調整する。これにより、可変長部材１９２と基板ＷＦとの間に働く圧力を調整できる。圧力センサ２５４により、可変長部材１９２と基板ＷＦとの間に働く圧力をフィードバック制御することができる。圧力センサ２５４は、例えばピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサである。
【０１００】
なお、図２１の例において、圧力センサ２５４によるシリンダ２４４内のエア圧を制御することは必ずしも必要ではない。圧力センサ２５４を用いずに、所定のエア圧を有するエアを供給することとしてもよい。
【０１０１】
図２２は、エア圧負荷調整機構２４０の別の実施例を示す。図２２（ａ）は、基板ＷＦが基板ホルダ１８に搭載されているときのエア圧負荷調整機構２４０を示す。図２２（ｂ）は、基板ＷＦが基板ホルダ１８に搭載される前のエア圧負荷調整機構２４０を示す。このエア圧負荷調整機構２４０は、固定長さ方式（固定ばね力方式）である。基板を搭載する前にエアの圧力で可変長部材１９２を押し下げる。基板ＷＦがクランプされる共に、エアを抜いて、可変長部材１９２をバネ２４２により押し上げる。
【０１０２】
バネ２４２が、可変長部材１９２のフランジ２４８と、シリンダ２４４の下面２５６との間に配置される。バネ２４２は可変長部材１９２を、上方に押し上げる力を発生する。シリンダ２４４の上部に設けた吸気口２５２からエアがシリンダ２４４内に供給される。
【０１０３】
図２２（ｂ）に示すように、基板ＷＦを搭載する前は、吸気口２５２からエアを供給し、エア圧の力で可変長部材１９２を下方に下げる。図２２（ａ）に示すように、基板ＷＦを搭載した後は、吸気口２５２からエアを抜いて、バネ２４２の力で可変長部材１９２を上方に上げる。可変長部材１９２の突き出し量はバネ力のみで決定される。
【０１０４】
図１４，１５では、山形に反った基板ＷＦに弾性部材１９０や可変長部材１９２を適用した例を示すが、谷形に反った基板ＷＦにも同様に弾性部材１９０や可変長部材１９２を適用することができる。
【０１０５】
図１５において、可変長部材１９２の先端に圧力センサを設置して、可変長部材１９２と基板ＷＦの裏面１４４との間の接触圧を測るようにしてもよい。そして接触圧が所定の大きさになるまで、可変長部材１９２を裏面１４４に向かって突き出し、その位置に可変長部材１９２を固定する。この場合は、前記のプロファイルデータを用いることなく、可変長部材１９２の位置を設定することができる。めっき中に、接触圧が所定値以上に変動したときには、制御部は、エラー信号を表示および／または出力する。制御部は、エラー信号を蓄積してもよい。制御部は、接触圧が一定になるように、めっき中に可変長部材１９２の位置を制御してもよい。
【０１０６】
図１５における可変長部材１９２は、ピン形状または島状とすることができる。島状の
可変長部材１９２の例を図１６に示す。図１６は、可動ベース８２の平面図である。図１６においては、可変長部材１９２が可動ベース８２に同心円状に配列されている。内側の円周上に配置された可変長部材１９２ａは２個の可変長部材１９２ａからなる。外側の円周上に配置された可変長部材１９２ｂは、６個の可変長部材１９２ｂからなる。可変長部材１９２ｂの動きをガイドするために、ガイド２０２が可変長部材１９２ｂの周囲に均等に６個配置されている。
【０１０７】
図１３〜１６に示す実施例では、可動ベース８２は、いずれも凹部１３０を有する。一方、図９（ｃ）に示す例では、可動ベース８２は凹部を有しない。凹部を有しないで全面がフラットの場合、めっき終了後、何らかの不具合により基板ホルダ中に液が進入した場合、基板ＷＦを可動ベース８２から離すときに、可動ベース８２の表面に基板ＷＦが隙間なく付着する。これは、可動ベース８２の表面と基板ＷＦとの間に液が入り込むためである。図１３〜１６に示すように、基板保持部材を設けると、可動ベース８２の表面に基板ＷＦが隙間なく付着することが防止できるという利点がある。
【０１０８】
図１７、１８に、基板保持部材の効果を説明するための実験データを表示するグラフを示す。図１７（ａ）、１７（ｂ）は、基板保持部材がないときのめっき時の基板ＷＦに生じるひずみデータである。図１７（ａ）では、横軸は、めっき開始からの経過時間を表し、縦軸はひずみ量をμＳＴで表したものである。図１７（ｂ）では、横軸は、めっき開始時からのめっきの厚みを表し、めっき開始時の厚みは０μｍであり、縦軸は、ひずみ量をμＳＴで表したものである。図１８は、基板保持部材があるときのめっき時の基板ＷＦに生じるひずみデータである。図１８では、横軸は、めっき開始からの経過時間を表し、縦軸はひずみ量をμＳＴで表したものである。
【０１０９】
図１７（ａ）から、めっき開始時にひずみが「０」であり、めっき開始と同時に基板ＷＦに液圧がかかるため、ひずみが急激に発生する。その大きさは、−１５０μＳＴから−２００μＳＴである。ひずみは、１７（ｂ）に示すように−５１．９μＳＴまで増加する。図１８は、図１３に示す基板保持部材１６２を用いたときのひずみである。グラフ１９４が基板保持部材１６２を用いたときのひずみであり、グラフ１９６が基板保持部材１６２を用いないときのひずみである。グラフ１９４は、パドルの往復数が異なる３本のグラフからなる。パドルの往復数をｒｐｍで表した時に、往復数が３７５ｒｐｍ、３００ｒｐｍ、２２５ｒｐｍであるときのグラフである。グラフ１９６は、パドルの往復数が異なる６本のグラフからなる。グラフ１９６において、上側の実線のグラフと下側の実線のグラフが対応し、これらはパドルの往復数が３７５ｒｐｍであるときのグラフである。同様に上側の点線のグラフと下側の点線のグラフが対応し、これらはパドルの往復数が３００ｒｐｍであるときのグラフであり、上側の一点鎖線のグラフと下側の一点鎖線のグラフが対応し、これらはパドルの往復数が２２５ｒｐｍであるときのグラフである。これらのグラフは、上側のグラフがそれぞれのパドル往復数のときのひずみの最大値であり、下側のグラフがそれぞれのパドル往復数のときのひずみの最小値である。基板保持部材１６２を用いないときは、パドルの運動の影響を受けて、ひずみの変動が短時間の間に大きく生じるため、測定されたひずみに大きな幅が生じる。グラフ１９４とグラフ１９６とを比較すると、ひずみが−１３０μＳＴから−２０μＳＴに改善されたことがわかる。
【０１１０】
ところで、既述のように、基板ＷＦを基板ホルダ１８に設置するときは、第１保持部材５４に基板ＷＦを挿入し、第２保持部材５８を閉じる。そして、ロック機構が、第２保持部材５８の構成要素である押えリング７２（具体的には、シールホルダ６２の構成要素である押えリング７２）を下方に押す。次にロック機構が、押えリング７２を時計回りに回転させて、押えリング７２の突起部７２ａをクランパ８４の内方突出部の内部に滑り込ませる。こうして第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する。ロック後、ロック機構は、押えリング７２から離れる。
【０１１１】
ロックを解く場合は、回転方向が異なる以外は類似の操作を行う。すなわち、ロック機構が、押えリング７２を下方に押す。次にロック機構が、押えリング７２を反時計回りに回転させて、押えリング７２の突起部７２ａをクランパ８４の内方突出部の内部から出す。これにより、第１保持部材５４と第２保持部材５８とを開放する。その後、ロック機構は、押えリング７２から離れる。
【０１１２】
ロックする場合にロック終了後、及びロックを解く場合にロック解放後、ロック機構が押えリング７２から離れる速度を、低速とすることにより、基板ＷＦに生じるひずみを減らすことができる。これについて図１９，２９により説明する。図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、ロックする場合を示し、図１９（ａ）は、ロック機構が押えリング７２から離れる速度が高速の場合である。図１９（ｂ）は、ロック機構が押えリング７２から離れる速度が低速の場合である。
【０１１３】
図１９（ａ）により、ロック機構がシールホルダ６２から離れる速度が高速の場合の手順を説明する。ロック機構２０４が、シールホルダ６２に係合し（Ｓ１０）、シールホルダ６２とともに、速度２５００ｍｍ／ｍｉｎで下降する（Ｓ１２）。基板ＷＦにロック機構２０４が接近すると、速度を落として速度５０ｍｍ／ｍｉｎで下降する（Ｓ１４）。シールホルダ６２が基板ＷＦに接触すると、シールホルダ６２をさらに下方に押し（Ｓ１６）、次に押えリング７２を時計回りに回転させて、押えリング７２の突起部７２ａをクランパ８４の内方突出部の内部に滑り込ませる（Ｓ１８）。その後、ロック機構２０４は、押えリング７２から速度３０００ｍｍ／ｍｉｎという高速で離れる（Ｓ２０）。
【０１１４】
図１９（ｂ）により、ロック機構２０４が押えリング７２から離れる速度が低速の場合の手順を説明する。手順Ｓ１０から手順Ｓ１８までは、図１９（ａ）と同じである。手順Ｓ１８の後、ロック機構は、押えリング７２から速度５０ｍｍ／ｍｉｎという低速で離れる（Ｓ２２）。ロック機構２０４がリング７２から完全に離れたのちに、ロック機構２０４は、図１９（ａ）の手順Ｓ２０と同様に、押えリング７２から速度３０００ｍｍ／ｍｉｎという高速で離れる（Ｓ２４）。
【０１１５】
図２０により、図１９（ａ）と図１９（ｂ）において、基板ＷＦのひずみがどの程度改善されるかを説明する。図２０（ａ）、図２０（ｃ）は、ロック機構がシールホルダ６２から離れる速度が高速の場合、図２０（ｂ）は、ロック機構がシールホルダ６２から離れる速度が低速の場合のひずみを示す。図２０（ａ）、図２０（ｃ）は、図１９（ａ）に対応し、図２０（ｂ）は、図１９（ｂ）に対応する。図２０（ａ）〜図２０（ｃ）の横軸は時間、縦軸はひずみを示す。図２０（ａ）、図２０（ｃ）は、ロック機構がシールホルダ６２から離れる速度が同じであるが、ロック機構のモータのトルクが異なる。
【０１１６】
点２０６は、シールホルダ６２が基板ＷＦに接触した時のひずみを示す。ひずみが「０μＳＴ」から「１００μＳＴ」に急上昇する。点２０８は、シールホルダ６２が基板ＷＦから離れた時のひずみを示す。ひずみが「５０μＳＴ」から「−２５μＳＴ」に低下する。ひずみが正から負になったことは、基板ＷＦの反りの方向が反転したことを意味する。すなわち、基板ＷＦに大きなひずみが発生したことを意味する。点２０６に示す「星印」は、この時に基板ＷＦに大きな衝撃力が加わったことを示す。
【０１１７】
一方、点２１０は、シールホルダ６２が基板ＷＦから離れた時のひずみを示すが、ひずみが「５０μＳＴ」から「０μＳＴ」に低下する。ひずみが正から０になったことは、基板ＷＦの反りの方向が反転しないことを意味する。すなわち、基板ＷＦに大きなひずみが発生していないことを意味する。
【０１１８】
図２０（ｄ）〜図２０（ｆ）は、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）に対応し、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）における、シールホルダ６２が基板ＷＦから離れる時の速度２１２、モータトルク２１４、点２０８，２１０におけるひずみの最大値２１６と、最小値２１８を示す。
【０１１９】
次に、基板ＷＦ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アライナ１４の回転ステージ部等に適用できる基板支持部材について、図２３により説明する。図２３（ａ）は、基板ＷＦを搭載した基板支持部材２６２の平面図を示す。図２３（ｂ）は、図２３（ａ）のＡＡ断面図を示す。この基板支持部材２６２は、おわん形に反った基板ＷＦを安定的に吸着できるものである。
【０１２０】
本実施形態の、基板ＷＦを支持する基板支持部材２６２は、基部２５８と、基部２５８の表面２７２上に設けられて、基板ＷＦが搭載される３個の支持部２６０と、基部２５８の表面２７２上に配置された突起部（真空チャック部）２６４とを備える。基板支持部材２６２の外径は基板ＷＦの外周のノッチ検出や、外周検出のため、基板ＷＦの直径より小さい直径を有する。
【０１２１】
突起部２６４が、基板ＷＦを真空により吸着するための真空孔２６６を有する。真空孔２６６は、突起部２６４の頂部２６８に開口２７０を有する。突起部２６４の頂部２６８は、基部２５８の表面２７２に対して高さ２７４が固定されている。突起部２６４の頂部２６８に、基板ＷＦを真空により吸着する。真空孔２６６は、真空ポンプである真空源２７６に接続されている。
【０１２２】
突起部２６８は、基部２５８の中央部に配置される。支持部２６０は、本実施形態では３個設けられるが、３個以上であればよい。基板支持部材２６２は基板ＷＦの外周に接するように３箇所に、基板の支持部２６０を備えている。この基板支持部材２６２は、おわん形に反った基板ＷＦを安定的に吸着できる。
【０１２３】
次に、アライナ１４のステージ部等に適用できる基板支持部材の別の実施形態について、図２４により説明する。図２４（ａ）は、基板支持部材２７８の平面図を示す。図２４（ｂ）は、基板ＷＦを搭載した時の図２４（ａ）のＡＡ断面図を示す。この基板支持部材２７８は、山形に反った基板ＷＦを安定的に吸着できるものである。
【０１２４】
本実施形態の、基板ＷＦを支持する基板支持部材２７８は、基部２８０と、基部２８０が、基板ＷＦを真空により吸着するための真空孔２６６を有する。真空孔２６６は、基部２８０の頂部２８２に開口２８４を有する。基部２８０の頂部２８２に、基板ＷＦを真空により吸着する。基板ＷＦの中央に接触する部分に、支持部２８６から突き出ている突起部である基部２８０を備える。基部２８０の頂部２８２に真空吸着のための開口２８４がある。真空孔２６６は真空源２７６に接続している。この基板支持部材は、山形に反った基板を安定的に吸着できる。
【０１２５】
次に、アライナ１４のステージ部等に適用できる基板支持部材のさらに別の実施形態について、図２５により説明する。図２５（ａ）は、基板支持部材２８８の平面図を示す。図２５（ｂ）は、基板ＷＦを搭載した時の図２５（ａ）のＡＡ断面図を示す。この基板支持部材２８８は、山形に反った基板ＷＦを安定的に吸着できるものである。
【０１２６】
本実施形態の、基板ＷＦを支持する基板支持部材２８８は、基部２９０と、基部２９０が、基板ＷＦを真空により吸着するための真空孔２９２を有する。真空孔２９２は、基部２９０の頂部２９６に開口２９８を有する。基部２９０の頂部２９６に、基板ＷＦを真空により吸着する。基板ＷＦの中央に接触する部分に、支持部２８６から突き出ている突起
部である基部２９０を備える。基部２９０の頂部２９６に真空吸着のための開口２９８がある。この基板支持部材は、山形に反った基板を安定的に吸着できる。真空孔２９２は真空孔２６６に接続している。真空孔２６６は真空源２７６に接続している。
【０１２７】
次に、反り状態を有した基板ＷＦが、搬送装置（基板ホルダ１８）等の所定の位置に正しく搭載されていることが検知できる検出システムについて説明する。搬送用の基板支持部材上に基板ＷＦが正しく配置されているかを検知するために水平センサーを用いることができる。最初に、反り状態を有しない基板ＷＦの場合に適用できる水平センサーの動作について、図２６により説明する。反り状態を有する基板ＷＦの場合に適用できる水平センサーの動作については後述する。
【０１２８】
既述のように、基板ＷＦを基板ホルダ１８で保持するに先だって、基板ＷＦを可動ベース８２の支持面８２ａに支持する時、基板ＷＦの外周端部が基板ガイド８２ｅに案内されて、基板ＷＦが可動ベース８２に設置される。図２６（ａ）は、可動ベース８２上の正しい位置に、反り状態を有しない基板ＷＦが設置されている場合の水平センサーの動作についての説明図である。図２６（ｂ）は、可動ベース８２上の不適切な位置に、反り状態を有しない基板ＷＦが設置されている場合の水平センサーの動作についての説明図である。
【０１２９】
図２６（ａ）に示すように、水平センサーの発光部３００は、基板ＷＦの少し上を、光線３０２を通過させるように光線３０２を発光する。光線３０２は、水平センサーの検出部３０４により検出される。図２６（ｂ）に示すように、可動ベース８２上の不適切な位置に、具体的には、基板ガイド８２ｅ上に、反り状態を有しない基板ＷＦが設置されている場合、光線３０２は基板ＷＦにより遮られる。検出部３０４は、光線３０２を検出しないため、可動ベース８２上の不適切な位置に、基板ＷＦが設置されていることが検知できる。なお、発光部３００と検出部３０４は、基板ガイド８２ｅによって光線３０２が遮られないような位置に配置される。
【０１３０】
発光部３００と検出部３０４は、基板ＷＦの２本の直径上に配置することが好ましい。２本の直径のなす角度は、９０度が好ましいが、０度より大きければよい。また、発光部３００と検出部３０４は、基板ＷＦの直径以外の直線上に配置してもよい。水平検出システムによれば、基板ＷＦを搬送する際のステージの正確な位置に基板ＷＦを置けるので、例えば搬送時の基板ＷＦの脱落を防止できる。
【０１３１】
図２６では、基板の少し上を光線３０２を通過させて、基板の載置位置のずれ（あるいは、基板が水平に乗せられているかどうか）を検知している。しかし、反った基板ＷＦ（例えば、上方向に反っている形状の山形形状の基板）では、正しく配置されているかどうかが検知できないことがある。これについて図２７により説明する。
【０１３２】
図２７は、反り状態を有した基板ＷＦが、基板ホルダ１８の所定の位置に正しく搭載されているにもかかわらず、誤って検出される例を示す図である。図２７に示すように、可動ベース８２上の正しい位置に、反り状態を有する基板ＷＦが設置されている場合、光線３０２は基板ＷＦにより遮られる。検出部３０４は、光線３０２を検出しないため、可動ベース８２上の不適切な位置に、基板ＷＦが設置されていると、誤って検出する。
【０１３３】
このような問題が解決できる、可動ベース８２（搭載部）に搭載された基板の位置を検出する検出システム３１２について、図２８により説明する。検出システム３１２は、反り状態を有する基板ＷＦ、及び反り状態を有しない基板ＷＦの両方について、基板の位置を正しく検出できる。検出システム３１２は、基板ＷＦの外周に検出光３１４を照射し、可動ベース８２または基板ＷＦによって反射された検出光３１４を検出システム３１２で検知する。詳細は、後述するが、検出光３１４が基板ＷＦによって遮られたときに、位置
が不適切であると判定する。
【０１３４】
検出システム３１２では、基板ＷＦの少し上を光線３０２が通過する図２６の方式とは異なり、基板ＷＦの端部３１６に対してのみ検出システム３１２から光線３１４を照射する。検出システム３１２からの光線３１４を基板ＷＦが遮ったときに位置がずれていると判定する。こうして、基板の搭載位置のずれを検知できる。
【０１３５】
検出システム３１２は、図２に示すように、基板ＷＦの周囲の３ヶ所以上に設置すればよい。図２では、４個の検出システム３１２が配置されている。３ヶ所以上設置された検出システム３１２のいずれもが、基板ＷＦが正しい位置にあると判定すれば、後述するように基板ＷＦの全体が、正しい位置にあると判定できる。図２８（ａ）は、反り状態を有する基板ＷＦが正しい位置にあるときの例を、２個の検出システム３１２のみを図示して示した図である。２個の検出システム３１２はいずれも基板ＷＦが正しい位置にあると判定する。
【０１３６】
図２８（ｂ）は、反り状態を有する基板ＷＦが誤った位置にあるときの例を、２個の検出システム３１２のみを図示して示した図である。２個の検出システム３１２のうち、検出システム３１２ｂは、検出システム３１２からの光線３１４を基板ＷＦが遮えぎらないため、基板ＷＦが正しい位置にあると判定する。検出システム３１２ａは、検出システム３１２からの光線３１４を基板ＷＦが遮えぎるため、基板ＷＦが正しい位置にないと判定する。
【０１３７】
図２９に検出システム３１２の構成を示す。可動ベース８２（搭載部）に搭載された基板（対象物）ＷＦの位置を検出する検出システム３１２は、基板の位置を検出するための検出光を出力する発光部３１８を有する。検出システム３１２は、検出部３２０を有する。検出部３２０は、発光部３１８から可動ベース８２に直接入射する検出光３１４が可動ベース８２によって反射されて生成される反射光３２２を検出可能な位置に配置される。
【０１３８】
可動ベース８２に直接入射する検出光３１４と、検出部３２０によって検出される反射光３２２によって生成される平面において、可動ベース８２に直接入射する検出光３１４に関して、反射光３２２と基板ＷＦとは反対側に位置する。当該平面は、図２９の場合、図２９が記載されている平面である。基板ＷＦは、その一部が記載されている。基板３２４は正しい位置にあり、基板３２６〜基板３３０は、この順番で位置ずれが大きくなっている。矢印３３２は、正しい位置からの基板３３０の位置のずれ量を示す。
【０１３９】
反射光３２２は、基板ＷＦによって遮られることがない光線３１４が反射されたものである。反射光３２２を検出した場合は、基板は正しい位置にある。反射光３２６ａ〜反射光３３０ａは、それぞれ、基板３２６〜基板３３０によって遮られて反射された光線を示す。反射光３２６ａは、基板ＷＦによって反射された後に、可動ベース８２によって反射された光線である。反射光３２８ａ，３３０ａは、基板ＷＦによって反射された後に、可動ベース８２によって反射されない光線である。反射光３２８ａは、検出部３２０によって検出される。反射光３３０ａは、検出部３２０によって検出されない。
【０１４０】
基板ＷＦのずれ量が、どの程度であるかによって、検出部３２０のどの位置に入射するかが異なる。従って、検出部３２０のどの位置に入射するかによって、基板ＷＦのずれ量（基板ＷＦの位置）が検出できる。異なる位置で光を受光する検出部３２０の例として、ラインセンサやＣＣＤセンサなどの、複数の受光素子が平面内に配置されたイメージセンサを用いることができる。
【０１４１】
反射光３２２が検出部３２０に入射する位置を基準にして、本図に示すように、反射光
３２６ａが入射する側の検出部３２０の位置を「＋（プラス）」とし、反射光３２８ａが入射する側の検出部３２０の位置を「−（マイナス）」とする。このように決めた場合、反射光３２６ａを検出した時、すなわち、微小な位置ずれの時にプラス値が出る。反射光３２２と、反射光３２６ａは、位置が接近しているため、接近の程度によっては、反射光３２６ａを正しい位置の基板ＷＦによるものと誤認する場合がある。反射光３３０ａの場合は、検出部３２０への入射がないため、基板ＷＦの位置がずれていると正確に認識することができる。反射光３２２と反射光３３０ａの場合にのみ、最も正確に基板ＷＦの位置が判定できるため、本図の場合、測定値が、反射光３２２と反射光３３０ａの場合以外では、若干安定しない。
【０１４２】
より安定した測定ができる別の実施形態に係わる検出システム３１２の構成を図３０に示す。可動ベース８２（搭載部）に搭載された基板（対象物）ＷＦの位置を検出する検出システム３１２は、基板の位置を検出するための検出光を出力する発光部３１８を有する。検出システム３１２は、検出部３２０を有する。検出部３２０は、発光部３１８から可動ベース８２に直接入射する検出光３１４が可動ベース８２によって反射されて生成される反射光３２２を検出可能な位置に配置される。
【０１４３】
可動ベース８２に直接入射する検出光３１４と、検出部３２０によって検出される反射光３２２によって生成される平面において、反射光３２２に関して、可動ベース８２に直接入射する検出光３１４と基板ＷＦとは反対側に位置する。当該平面は、図３０の場合、図３０が記載されている平面である。基板ＷＦは、その一部が記載されている。基板３２４は正しい位置にあり、基板３２６〜基板３２８は、この順番で位置ずれが大きくなっている。矢印３３２は、正しい位置からの基板３２８の位置のずれ量を示す。
【０１４４】
反射光３２２は、基板ＷＦによって遮られることがない。反射光３２２を検出した場合は、基板は正しい位置にある。反射光３２６ａ〜反射光３２８ａは、それぞれ、基板３２６〜基板３２８によって遮られて反射された光線を示す。反射光３２６ａ，３２８ａは、可動ベース８２によって反射された後に、基板ＷＦによって反射された光線である。反射光３２６ａは、検出部３２０によって検出される。反射光３２８ａは、検出部３２０によって検出されない。
【０１４５】
基板ＷＦのずれ量が、どの程度であるかによって、検出部３２０のどの位置に入射するかが異なる。従って、検出部３２０のどの位置に入射するかによって、基板ＷＦのずれ量（基板ＷＦの位置）が検出できる。異なる位置で光を受光する検出部３２０の例として、ラインセンサやＣＣＤセンサなどの、複数の受光素子が平面内に配置されたイメージセンサを用いることができる。
【０１４６】
反射光３２２が検出部３２０に入射する位置を基準にして、本図に示すように、反射光３２６ａが入射する検出部３２０の位置を「−（マイナス）」とし、光線が入射することがない検出部３２０の位置を「＋（プラス）」とする。このように決めた場合、反射光３２６ａを検出した時、すなわち、微小な位置ずれの時にマイナス値が出る。
【０１４７】
図３０の検出システム３１２は、図２９の検出システム３１２と同一の構成とすることができる。異なる点は、基板ＷＦや可動ベース８２との位置関係である。図２９と図３０を比較すると、検出システム３１２は、上下を反対にしたような関係にある。
【０１４８】
図２９と図３０の違いは、検出システム３１２の取付けが反転しており、図２９では、基板ＷＦで反射した後に可動ベース８２で反射する。一方、図３０では、可動ベース８２で反射したのちに、基板ＷＦで反射する。基板ＷＦでの反射は、基板ＷＦの表面形状等が複雑であるため、干渉が生じる。図２９と図３０の第１の違いは、図２９では、基板３２
４〜基板３２８という範囲で検出部３２０は受光して位置ずれの大きさを認識するが、図３０では、基板３２４〜基板３２６という、狭い範囲でのみ検出部３２０は受光して位置ずれの大きさを認識するという点である。図３０では、基板３２８の位置では、検出部３２０は受光しないため、位置がずれていると明確に認識することができ、図２９に比べて、精度よく位置ずれを認識できる。図２９では、基板ＷＦが基板３２８よりさらに位置ずれをおこした時に、始めて、検出部３２０は受光しなくなり、位置ずれを明確に認識できる。
【０１４９】
図２９と図３０の第２の違いは、図２９では、検出部３２０の「プラス」と「マイナス」の両方という範囲で、検出部３２０は受光するが、図３０では、検出部３２０の「マイナス」のみの、狭い範囲で検出部３２０は受光するという点である。図２９では、検出部３２０は、「プラス」と「マイナス」の両方という広い範囲で、基板３２４〜基板３２８という広い範囲の位置ずれを検出するため、位置ずれの大きさを判定するときの精度が図３０より低下する。検出部３２０に入射する光は、広がりを持って入射する光であるため、光の強度分布の最大値の位置で基板ＷＦの位置を判定する際に、位置の判定精度が低下する。図３０では、基板３２４〜基板３２６という狭い範囲でのみ検出部３２０は受光するため、光の強度分布の最大値の位置で基板ＷＦの位置を判定する際に、誤差が生じるとしてしても、測定すべき基板ＷＦの位置の誤差が最初から小さい。
【０１５０】
この点についてさらに説明する。図２９の方式では、上から、基板ＷＦの下部にある可動ベース８２に対して光を照射し、基板ＷＦで反射した後に可動ベース８２で反射する。基板３２６と基板３２８によってそれぞれ反射された反射光３２６ａと反射光３２８ａが、検出部３２０で受光される位置を対比するとわかるように、基板ＷＦの位置がほんのわずかずれているだけで、光が、大きく異なる位置に散乱される。光が大きく散乱されるため、反射光の分布領域が広がり、検出部３２０に適切に反射光が入ってこない。すなわち、基板ＷＦの位置の小さな変化により光線の経路が大きく変わる。そして、検出部３２０の「プラス」と「マイナス」の両方という広い範囲で検知が行われる。基板３２６〜基板３２８という基板ＷＦの広い範囲での位置ずれを、検出部３２０の広い範囲で検知する。検出部３２０に入射する光は、大きな広がり(光の分布の幅が広く、強度的に鋭いピークを有しない分布)を持って入射する光であるため、光の強度分布の最大値の位置で基板ＷＦの位置を判定する際に、位置の判定精度が低下する。結果として、基板ＷＦの微妙な位置のずれを認識することが、図３０より困難である。図２９では、基板ＷＦの位置を微調整することが図３０より困難である。
【０１５１】
図２９において、基板３２６と基板３２４の位置を識別する場合、すなわち、基板の位置がより外周に近い基板３２６と、より内周に近い基板３２４の位置を識別する場合、受光した光の波形の、強度的に最大のピークがどこに位置するかを認識する。認識した位置によって基板の微細な位置がどこにあるかを特定する。しかし、図２９において、反射光３２２と反射光３２６ａとを対比するとわかるように、基板３２６の位置で、基板を外側にわずかに移動するだけで、反射光が大きく散乱する。基板３２６の位置では、反射光の分布域が広がり、反射光の一部は、検出部３２０の外部に入射する可能性がある。適切に反射光が検出部３２０に入ってこない。この状態は、正確な測定ができない状態であるため、検出部３２０において、プラス値を出力し、エラー発生とする。
【０１５２】
他方で、図３０では、可動ベース８２で反射させたのちに、基板ＷＦで反射させるという方式を採用しているため、既述のように、反射光の分布域を限定することができる。このように、図３０では、基板ＷＦの位置ずれが少ない位置、すなわち、正しい位置から近距離点のみで受光しており、基板３２８や基板３３０の位置では、反射光を検出することがない。図２９に比べて、図３０では、余計な反射光を拾うことがない。
【０１５３】
図３０の検出システム３１２の場合、次のような利点が図２９の検出システム３１２と比較してある。すなわち、
１．検出部３２０のプラス領域に光線が入らないため、エラーが減少する。これは、基板ＷＦの位置が大きくずれたときの反射光が図３０に示すように検出部３２０に入ることがないためである。マイナス領域のみで検知するため、数値変動域がわかりやすくなり、位置ずれの判別がしやすくなる。 
２．図２９では、反射光３２８ａを検知するが、図３０では、反射光３２８ａは検知しない。すなわち、ずれが少ない場合のみ検知する。最近距離点のみ受光することで余計な光源を拾わない。検知範囲を限定することで数値が安定する。 
３．上記の１．、２．により微小な基板ＷＦの位置ずれを検知可能である。 
【０１５４】
図２９を図３０に変更する場合、検出システム３１２を取り付けるための取付けブラケットを交換するのみでよい。このため、変更が容易である。
【０１５５】
図３０の一部を拡大した図を図３１に示す。図３０では、基板ＷＦのずれた位置を仮想線で示した。図３１では、ずれた位置にある基板ＷＦの位置を同一として、ずれた位置の基板ＷＦによる光線の経路を示す。光線３３４以外は、図３０に記載した光線である。光線３３４に関しては、以下のことがわかる。光線３３４及びその近傍の光線の場合、一定以上の干渉が生じて、２次反射が起こり、受光角度が変わる。この結果、より近距離（よりずれの少ない位置）で反射・受光したと検出部３２０で認識され、ずれた位置を示す数値が、実際のずれた位置よりも近い値を示す。
【０１５６】
なお、水平センサーと、検出システム３１２の両方を用いる方式も可能である。この方式では、基板ＷＦの少し上に水平センサーから光線を図２７に示すように照射し、そこでエラーが生じたときに、次いで、基板ＷＦの少し上ではなく、基板ＷＦの外周に対して、検出システム３１２からの検出光をあてる。検出システム３１２からの光を図２９、または図３０のように基板ＷＦが遮ったときに「エラー」とすることでもよい。この手順によれば、基板が上向きまたは下向きに反っているかを判定できるとともに、基板の載置位置のずれを検知できる。
【０１５７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、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もちろんである。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、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０…カセット
１２…カセットテーブル
１４…アライナ
１６…スピンドライヤ
１８…基板ホルダ
２０…基板着脱部
２２…基板搬送装置
２４…ストッカ
３８…ユニット
４０…基板ホルダ搬送部
４２…第１のトランスポータ
４４…第２のトランスポータ
４６…パドル駆動装置
５４…第１保持部材
５８…第２保持部材
６０…基部
８２…可動ベース
１２２…回転ステージ
１２４…距離センサ
１２６…プロファイル計測器
１３０…凹部
１３２…基部
１３４…突起部
１３６…真空孔
１５２…周壁部
１５６…フォーク部
１５７…エッジ部
１６０…外周部
１６２…基板保持部材
１７２…貫通孔
１７４…開口部
１８６…基板保持部材本体
１８８…係止部
１９０…弾性部材
１９２…可変長部材
２３３、２３５…アーム
２３７…上段ハンド
２４１…下段ハンド
７２ａ…突起部
８２ａ…エッジ部
１７０Ｂ…処理部
１７０Ｃ…判定部
１９２ａ、１９２ｂ…可変長部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2018003085.tif 000020
【図１９】
2018003085.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2018003085.tif 000032
【図３１】
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