(57)【要約】【課題】  基板の裏面周縁部を吸着シールの端面に該吸着シールの全周に亘って隙間なく確実に密着させて、基板を確実に吸着保持することができるようにする。【解決手段】  表面を下向きにして基板Ｗを支持する基板押え部８２と、基板押え部８２で支持した基板Ｗの裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シール９０を備えた吸着ヘッド８４とを有し、基板押え部８２には、該基板押え部８２で支持した基板Ｗの表面周縁部に当接して該基板Ｗを吸着ヘッド８４に向けて押圧する複数の押圧機構１６４が円周方向に沿った位置に設けられている。【選択図】    図７
2005191368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、
前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、
前記基板押え部には、該基板押え部で支持した基板の表面周縁部に当接して該基板を前記吸着ヘッドに向けて押圧する複数の押圧機構が円周方向に沿った位置に設けられていることを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記押圧機構は、前記基板押え部の前記吸着ヘッドに向けた相対的な移動に伴って、基板の表面周縁部に当接し該基板を前記吸着ヘッドに向けて押圧する可動爪を有することを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
【請求項３】
前記可動爪は、枢軸を介して鉛直方向に回転自在に支承されて前記基板押え部の直径方向に沿った位置に配置され、この枢軸を挟んだ外周側で弾性体を介して下方に付勢され、内周側で基板の表面周縁部に接触するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記弾性体は、略円錐台状のゴムからなることを特徴とする請求項３記載の基板保持装置。
【請求項５】
表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、
前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、
前記基板押え部は、基部と、該基部と所定間隔離間させて配置され、周縁部に備えられた連結部を介して傾動自在に連結されて基板を支持する基板支持部とを有することを特徴とする基板保持装置。
【請求項６】
前記連結部は、前記基部側部材と前記基板支持部側部材を弾性的に連結する弾性体を有することを特徴とする請求項５記載の基板保持装置。
【請求項７】
前記弾性体は、圧縮コイルばねからなることを特徴とする請求項６記載の基板保持装置。
【請求項８】
表面を下向きにして基板を支持し、
この基板を円周方向に沿った位置に配置した複数の押圧機構を介してリング状に連続して延びる吸着シール部に向けて押圧して該基板の裏面周縁部を前記吸着シール部に密着させ、
前記吸着シール部を吸引して基板を保持することを特徴とする基板保持方法。
【請求項９】
表面を下向きにして基板を支持し、
この基板をリング状に連続して延びる吸着シール部に向けて移動させ該移動に伴って該基板を傾動させて基板の裏面周縁部を前記吸着シール部に密着させ、
前記吸着シール部を吸引して基板を保持することを特徴とする基板保持方法。
【請求項１０】
基板を保持する基板保持装置と、
前記基板保持装置で保持した基板の表面を内部に溜めた処理液に接触させる処理槽とを有し、
前記基板保持装置は、
表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、
前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、
前記基板押え部には、該基板押え部で支持した基板の表面周縁部に当接して該基板を前記吸着ヘッドに向けて押圧する複数の押圧機構が円周方向に沿った位置に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
基板を保持する基板保持装置と、
前記基板保持装置で保持した基板の表面を内部に溜めた処理液に接触させる処理槽とを有し、
前記基板保持装置は、
表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、
前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、
前記基板押え部は、基部と、該基部と所定間隔離間させて配置され、周縁部に備えられた連結部を介して傾動自在に連結されて基板を支持する基板支持部とを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
前記処理液による基板の表面の処理は、無電解めっき処理であることを特徴とする請求項１０または１１記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面（被処理面）をめっき液やその他の処理液によって処理する際に用いて好適な基板保持装置及び基板保持方法、並びにこの基板保持装置を用いて構成される基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の配線形成プロセスとして、配線溝及びコンタクトホールに金属（導電体）を埋込むようにしたプロセス（いわゆる、ダマシンプロセス）が使用されつつある。これは、層間絶縁膜に予め形成した配線溝やコンタクトホールに、アルミニウム、近年では銅や銀等の金属をめっきによって埋込んだ後、余分な金属を化学機械的研磨（ＣＭＰ）によって除去し平坦化するプロセス技術である。
【０００３】
この種の配線、例えば配線材料として銅を使用した銅配線にあっては、平坦化後、銅からなる配線の表面が外部に露出しており、配線（銅）の熱拡散を防止したり、例えばその後の酸化性雰囲気の絶縁膜（酸化膜）を積層して多層配線構造の半導体基板を作る場合等に、配線（銅）の酸化を防止したりするため、Ｃｏ合金やＮｉ合金等からなる配線保護層（蓋材）で露出配線の表面を選択的に覆って、配線の熱拡散及び酸化を防止することが検討されている。このＣｏ合金やＮｉ合金等は、例えば無電解めっきによって得られる。
【０００４】
例えば、図１に示すように、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面に堆積したＳｉＯ2等からなる絶縁膜（層間絶縁膜）２の内部に、配線用の微細な凹部４を形成し、表面にＴａＮ等からなるバリア層６を形成した後、例えば、銅めっきを施して、基板Ｗの表面に銅膜を成膜して凹部４の内部に銅を埋め込む（ダマシンプロセス）。しかる後、基板Ｗの表面にＣＭＰ（化学機械的研磨）を施して平坦化することで絶縁膜２の内部に銅からなる配線８を形成し、この配線（銅）８の表面に、例えば無電解めっきによって得られるＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護層（蓋材）９を選択的に形成して配線８を保護する（蓋めっきプロセス）。
【０００５】
一般的な無電解めっきによって、このようなＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護層（蓋材）９を配線８の表面に選択的に形成する工程を説明する。先ず、ＣＭＰ処理を施した半導体ウエハ等の基板Ｗを、例えば液温が２５℃で、０．５ＭのＨ2ＳＯ4等の酸溶液（第１処理液）に１分程度接液させて、絶縁膜２の表面に残った銅等のＣＭＰ残渣等を除去する。そして、基板Ｗの表面を超純水等の洗浄液（第２処理液）で洗浄する（前洗浄処理プロセス）。次に例えば液温が２５℃で、０．００５ｇ／ＬのＰｄＣｌ2と０．２ｍｌ／ＬのＨＣＬ等の混合溶液（第１処理液）に基板Ｗを１分程度接液させ、これにより配線８の表面に触媒としてのＰｄを付着させて配線８の露出表面を活性化させる。そして、基板Ｗの表面を超純水等の洗浄液（第２処理液）で洗浄する（第１前処理プロセス）。
【０００６】
次に、例えば液温が２５℃で、２０ｇ／ＬのＮａ3Ｃ6Ｈ5Ｏ7・２Ｈ2Ｏ（クエン酸ナトリウム）等の溶液（第１処理液）に基板Ｗを接液させて、配線８の表面に中和処理を施す。そして、基板Ｗの表面を超純水（第２処理液）で水洗する（第２前処理プロセス）。次に例えば液温が８０℃のＣｏ−Ｗ−Ｐめっき液中に基板Ｗを、例えば１２０秒程度浸漬させて、活性化させた配線８の表面に選択的な無電解めっき（無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｐ蓋めっき）を施し、しかる後、基板Ｗの表面を超純水等の洗浄液で洗浄する（めっき処理プロセス）。これによって、配線８の表面にＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護層９を選択的に形成して配線８を保護する。
【０００７】
従来、安定的且つ均一な基板のめっき（例えば無電解めっき）処理、或いは安定的且つ均一な基板のめっき前処理や洗浄処理等を行う方法として、基板を処理液に浸漬させてその表面（被処理面）に処理液を接触させるディップ処理方式が一般に用いられてきた。このディップ処理方式を採用した基板処理装置にあっては、表面表面の周縁部をシールして基板を保持する基板保持装置が一般に備えられ、これによって、基板を基板保持装置で保持し処理液に浸漬させて処理する際に、処理液が基板表面の周縁部、更には裏面側に回り込むことを防止するようにしている。
【０００８】
更に、ゴム等の弾性体から構成され、リング状に連続して延びる吸着シールを備え、この吸着シールを基板に向けて押圧して吸着シールの端面を基板の裏面周縁部に全周に亘って密着させ、更に吸着シールの内部を真空吸引することで、基板の裏面周縁部を吸着シールでリング状にシールしつつ吸着して基板を保持するようにした、いわゆる真空吸着方式を採用した基板保持装置が開発されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述の真空吸着方式を採用した基板保持装置にあっては、基板保持装置の各構成部材の寸法公差や基板のばらつき、更には弾性体からなる吸着シールに作用する偏圧等によって、吸着シールの内部の真空吸引に先立って、水平に支持した基板の裏面周縁部に吸着シールの端面を全周に亘って隙間なく確実に密着させることができず、このため、基板を吸着保持する際に空気漏れが生じて、基板を吸着保持できないことがあるといった問題があった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板の裏面周縁部を吸着シールの端面に該吸着シールの全周に亘って隙間なく確実に密着させて、基板を確実に吸着保持することができるようにした基板保持装置及び基板保持方法、並びに基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、前記基板押え部には、該基板押え部で支持した基板の表面周縁部に当接して該基板を前記吸着ヘッドに向けて押圧する複数の押圧機構が円周方向に沿った位置に設けられていることを特徴とする基板保持装置である。
【００１２】
これにより、基板押え部で支持した基板を、複数の押圧機構を介して、円周方向に沿った複数箇所で吸着ヘッドに向けて個々に押圧することで、基板の裏面周縁部を吸着シールの端面に該吸着シールの全周に亘って隙間なく確実に密着させて、基板を確実に吸着保持することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記押圧機構が、前記基板押え部の前記吸着ヘッドに向けた相対的な移動に伴って、基板の表面周縁部に当接し該基板を前記吸着ヘッドに向けて押圧する可動爪を有することを特徴とする請求項１記載の基板保持装置である。
これにより、基板押え部を吸着ヘッドに向けて相対的に移動させることで、押圧機構の可動爪を介して、基板の裏面周縁部を吸着シールの端面に該吸着シールの全周に亘って隙間なく確実に密着させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記可動爪が、枢軸を介して鉛直方向に回転自在に支承されて前記基板押え部の直径方向に沿った位置に配置され、この枢軸を挟んだ外周側で弾性体を介して下方に付勢され、内周側で基板の表面周縁部に接触するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の基板保持装置である。
これにより、基板押え部の吸着ヘッドに向けた相対的な移動に伴って、枢軸を挟んで外周側に配置された弾性体の弾性力を介して、可動爪の枢軸を挟んだ内周側で基板を吸着ヘッドに向けて上方に押圧することができる。
請求項４に記載の発明は、前記弾性体が、略円錐台状のゴムからなることを特徴とする請求項３記載の基板保持装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、前記基板押え部は、基部と、該基部と所定間隔離間させて配置され、周縁部に備えられた連結部を介して傾動自在に連結されて基板を支持する基板支持部とを有することを特徴とする基板保持装置である。
【００１６】
これにより、基板押え部の基板支持部で支持した基板の裏面がなす平面と、吸着シールの端面がなす平面とが互いに傾いた状態にあっても、基板の裏面と吸着シールの端面とが互いに当接する際に基板が傾動してこの傾きを是正し、これによって、片当たりを防止して、基板の裏面周縁部を吸着シールの端面に該吸着シールの全周に亘って隙間なく確実に当接させることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記連結部が、前記基部側部材と前記基板支持部側部材を弾性的に連結する弾性体を有することを特徴とする請求項５記載の基板保持装置である。
請求項７に記載の発明は、前記弾性体が、圧縮コイルばねからなることを特徴とする請求項６記載の基板保持装置である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、表面を下向きにして基板を支持し、この基板を円周方向に沿った位置に配置した複数の押圧機構を介してリング状に連続して延びる吸着シール部に向けて押圧して該基板の裏面周縁部を前記吸着シール部に密着させ、前記吸着シール部を吸引して基板を保持することを特徴とする基板保持方法である。
請求項９に記載の発明は、表面を下向きにして基板を支持し、この基板をリング状に連続して延びる吸着シール部に向けて移動させ該移動に伴って該基板を傾動させて基板の裏面周縁部を前記吸着シール部に密着させ、前記吸着シール部を吸引して基板を保持することを特徴とする基板保持方法である。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、基板を保持する基板保持装置と、前記基板保持装置で保持した基板の表面を内部に溜めた処理液に接触させる処理槽とを有し、前記基板保持装置は、表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、前記基板押え部には、該基板押え部で支持した基板の表面周縁部に当接して該基板を前記吸着ヘッドに向けて押圧する複数の押圧爪が円周方向に沿った位置に設けられていることを特徴とする基板処理装置である。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、基板を保持する基板保持装置と、前記基板保持装置で保持した基板の表面を内部に溜めた処理液に接触させる処理槽とを有し、前記基板保持装置は、表面を下向きにして基板を支持する基板押え部と、前記基板押え部で支持した基板の裏面周縁部をリング状にシールしながら吸着して基板を保持する吸着シールを備えた吸着ヘッドとを有し、前記基板押え部は、基部と、該基部と所定間隔離間させて配置され、周縁部に備えられた連結部を介して傾動自在に連結されて基板を支持する基板支持部とを有することを特徴とする基板処理装置である。
請求項１２に記載の発明は、前記処理液による基板の表面の処理が、無電解めっき処理であることを特徴とする請求項１０または１１記載の基板処理装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基板の裏面周縁部を吸着シールの端面に該吸着シールの全周に亘って隙間なく確実に密着させ、これによって、吸着シールの内部を吸引することで、基板を吸着シールで確実に吸着保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係る基板保持装置を示す概略断面図である。図２に示すように、基板保持装置８０は、基板ヘッド８１と基板ヘッド駆動部１２０とを具備している。基板ヘッド８１は、下面が開放された略円筒状の基板押え部８２の内部に、略円形の吸着ヘッド８４を収納して構成されている。基板ヘッド駆動部１２０は、その内部に、吸着ヘッド８４を回転駆動する基板回転用モータ１２１と、基板押え部８２を上下の所定位置（少なくとも３カ所）に昇降する基板押え部駆動用シリンダ１２２とを具備している。そして、吸着ヘッド８４は、基板回転用モータ１２１によって回転駆動され、基板押え部８２は、基板押え部駆動用シリンダ１２２によって上下動される。つまり吸着ヘッド８４は回転のみで上下動せず、基板押え部８２は吸着ヘッド８４と一緒に回転し、上下動もする。
【００２３】
図３は、吸着ヘッド８４の要部拡大断面である。図２及び図３に示すように、吸着ヘッド８４は、内部に真空供給ライン（真空兼気体供給ライン）８６を設けた略円板状の支持体８８を有し、この支持体８８の下面に吸着シール９０がリング状に取付けられ、このリング状の吸着シール９０の内側に位置して、複数のプッシャ９２が配置されている。また、支持体８８の内部には、上下に貫通する開口からなる通気部（図２参照）９４が設けられている。
【００２４】
吸着シール９０は、例えばゴム等からなる弾性体で構成され、その下端部を支持体８８の下面から下方に突出させ、吸着シール９０に当接する基板Ｗの裏面周縁部をリング状に吸着して基板Ｗを保持することで、基板Ｗの裏面（吸着シール９０によってリング状にシールされた内側部分）への処理液（めっき液）の浸入を防止するシールの役目を果たす。吸着シール９０の基板Ｗに接触する部分には、基板吸着溝（吸着兼引離し用孔）９６が設けられ、この基板吸着溝９６に真空供給ライン８６が接続されている。これによって、この基板吸着溝９６で基板Ｗの吸着及び引き離しを行うようになっている。なお吸着シール９０の形状については、図に示す形状に限定されず、所定の円周幅にてリング状に吸着するものであればどのような形状及び構造でも構わないことは勿論である。
【００２５】
プッシャ９２は、上面が開放された円筒箱型のケース１００の内部に設けた収納部１０２にプッシャ本体１０４を収納した上で、ケース１００の外周から張り出すフランジ部１０６をボルト１０８によって支持体８８に固定することで構成されている。プッシャ本体１０４は、例えばフッ素樹脂製の合成ゴム材料等の伸縮可能な弾性材によって形成され、蛇腹状に形成された外周壁１１０の先端に押圧部１１２を設けて構成されている。そして押圧部１１２はケース１００に設けた貫通孔１１４内に出入自在に挿入されている。この時、押圧部１１２の下面の位置は、吸着シール９０の下面の位置よりも若干上方に位置している。またプッシャ本体１０４の裏面側に真空供給ライン８６が接続されている。
【００２６】
これにより、真空供給ライン８６に真空圧が供給された場合は、プッシャ本体１０４の内部が真空状態となり、プッシャ本体１０４の外周壁１１０が縮んで押圧部１１２がケース１００の内部に引っ込み（図８及び図９に示す状態）、真空供給ライン８６に気体が供給された場合は、プッシャ本体１０４の外周壁１１０が伸びて押圧部１１２がケース１００の外部に突出する（図２に示す状態）ように構成されている。
【００２７】
図４は、基板押え部８２の一部を切除して示す斜視図である。図２及び図４に示すように、基板押え部８２は、基板押え部駆動用シリンダ１２３に連結される基部１６０と、該基部１６０と所定間間隔離間して配置されるリング状の基板支持部１６２と、基部１６０と基板支持部１６２とを互いに傾動可能に連結する一対の連結部１６３とから構成されている。そして、基板支持部１６２の円周方向に沿った位置には、基板Ｗの表面周縁部に当接して基板Ｗを支持し、基板押え部８２の上昇に伴って、基板Ｗを吸着ヘッド８４に向けて押圧する複数（図示では１２個）の押圧機構１６４が所定のピッチで設けられている。
【００２８】
図５は、連結部１６３の分解斜視図である。図４及び図５に示すように、連結部１６３には、基部１６０の外周板１７０の周縁部下面に取付けられるガイドサポート１７２と、基板支持部１６２の固定リング１７４の上面に取付けられるガイドスペーサ１７６とを有している。そして、複数（図示では３本）のガイドボルト１７８が、その下部をガイドスペーサ１７６内を挿通させ固定リング１７４に螺合させて固定リング１７４にそれぞれ固定され、この各ガイドボルト１７８の上部がガイドサポート１７２に設けた各収納部１８０の内部にそれぞれ位置している。
【００２９】
そして、ガイドサポート１７２の各収納部１８０の内部には、下面を収納部１８０の底壁に、上面をボルト１８２を介してガイドボルト１７８の上面に取付けたカラー１８４の下面にそれぞれ当接した状態で、圧縮コイルばねからなる弾性体１８６がそれぞれ収納されている。これによって、基板支持部１６２は、その直径方向の両側において、弾性体（圧縮コイルばね）１８６の弾性力を介して、基部１６０に弾性的に連結されて、基板支持部１６２が基部１６０に対して傾動自在となるよう構成されている。
【００３０】
このように、基板支持部１６２が基部１６０に対して傾動自在となるよう構成することで、基板押え部８２の基板支持部１６２で支持した基板Ｗの裏面がなす平面と、吸着ヘッド８４の吸着シール９０の下端面がなす平面とが互いに傾いた状態にあっても、基板Ｗの裏面と吸着シール９０の下端面とが互いに当接する際に基板Ｗが傾動してこの傾きを是正し、これによって、基板Ｗと吸着シール９０の片当たりを防止して、基板Ｗの裏面周縁部を吸着シール９０の下端面に該吸着シール９０の全周に亘って隙間なく確実に当接させることができる。
【００３１】
図６は、押圧機構１６４を示す分解斜視図で、図７は、押圧機構１６４を吸着ヘッド８４の吸着シール９０と共に示す要部拡大断面図である。図４図、図６及び図７に示すように、この押圧機構１６４は、基板支持部１６２の固定リング１７４の直径方向に沿って配置され、固定リング１７４の内方に突出して基板Ｗの表面に接触する可動爪１９０が備えられている。この可動爪１９０の両側部には、その長さ方向のほぼ中央に位置して枢軸１９２が設けられ、この枢軸１９２は、固定リング１７４の下面にボルト１９４を介して取付けられるカバー１９６に回転自在に支承されている。これによって、可動爪１９０は、鉛直方向に回転するようになっている。
【００３２】
そして、可動爪１９０の枢軸１９２を挟んだ外周側に位置して、可動爪１９０と固定リング１７４との間には、円錐台状のゴムからなる弾性体１９８が、図７に示すように、縮み量δをもって配置され、これによって、可動爪１９０の枢軸１９２を挟んだ外周側が弾性体（ゴム）１９８の弾性力を介して下方に付勢されている。更に、この可動爪１９０の下方に位置するカバー１９６の棒状部１９６ａは、可動爪１９０の枢軸１９２を挟んだ外周側の下面に当接してこの下降を規制するストッパとしての役割を果たすようになっている。
【００３３】
これにより、図７に示すように、基板押え部８２の可動爪１９０の枢軸１９２を挟んだ内周側に基板Ｗの表面を当接させて基板Ｗを支持し、この状態で基板押え部８２を上昇させて、基板Ｗの裏面周縁部を吸着ヘッド８４の吸着シール９０に当接させ、更に基板押え部８２を上昇させると、可動爪１９０は、枢軸１９２を挟んだ内周側が下降し、外周側が上昇するように回転する（なお、図７は、図面の便宜上、可動爪１９０のみが回転するように記載している）。このように可動爪１９０が回転すると、枢軸１９２を挟んだ外周側に配置した弾性体（ゴム）１９８が更に縮み、この弾性体１９８の弾性力が、枢軸１９２を挟んだ内周側において、基板Ｗを上昇させるように作用し、これによって、基板Ｗが吸着シール９０に向かって押圧されて吸着シール９０に密着する。
【００３４】
このように、基板押え部８２に備えた複数の押圧機構１６４の可動爪１９０で基板Ｗを一旦支持し、この複数の押圧機構１６４を介して、基板Ｗの円周方向に沿った複数箇所で基板Ｗを吸着ヘッド８４の吸着シール９０に向けて個々に押圧することで、基板Ｗの裏面周縁部を吸着シール９０の下端面に該吸着シール９０の全周に亘って隙間なく確実に密着させ、この状態で吸着シール９０内を真空吸引することで、基板Ｗを吸着シール９０に確実に吸着保持することができる。特に、この例によれば、基板押え部８２を上昇させることで、この基板押え部８２の上昇に伴って、可動爪１９０及び弾性体１９８を介して、基板Ｗの裏面周縁部を吸着シール９０の端面に該吸着シール９０の全周に亘って隙間なく確実に密着させることができる。
【００３５】
なお、上記の例では、基板押え部８２に連結部１６３と押圧機構１６４を設けて、基板Ｗの裏面周縁部を吸着シール９０の端面に該吸着シール９０の全周に亘って隙間なくより確実に密着させることができるようにした例を示しているが、連結部１６３と押圧機構１６４の一方のみを設けるようにしてもよい。
【００３６】
次に、基板保持装置８０の動作を、図８及び図９を更に参照して説明する。図８は、基板Ｗを吸着シール９０で吸着保持する際の状態（基板吸着位置）の要部を示し、図９は、基板Ｗを吸着シール９０で吸着保持し、更に基板押え部８２を下降させた時の状態（基板処理位置）の要部を示す。
【００３７】
先ず、図２に示すように、吸着ヘッド８４を回転させることなく、基板押え部８２を最も下の位置（基板受渡し位置）に移動し、ロボットハンド（図示せず）で吸着された基板Ｗを基板ヘッド８１の内部に挿入し、ロボットハンドの吸着を解除することで、基板Ｗを押圧機構１６４の可動爪１９０の上に載置する。このとき基板Ｗの表面（被処理面）は、下を向いている。そしてロボットハンドを基板ヘッド８１から抜き出す。次に、基板押え部８２を上昇させ、基板Ｗの裏面（上面）周面部に吸着シール９０の下端面を当接させる。この時、基板押え部８２の基板支持部１６２で支持した基板Ｗの裏面がなす平面と、吸着ヘッド８４の吸着シール９０の下端面がなす平面とが互いに傾いた状態にあっても、連結部１６３を介して基板Ｗが傾動してこの傾きが是正される。
【００３８】
そして、基板押え部８２を更に上昇させ、これによって、可動爪１９０を回転させ、枢軸１９２を挟んだ外周側に配置した弾性体（ゴム）１９８を更に縮ませることで、この弾性体１９８の弾性力を、枢軸１９２を挟んだ内周側において、基板Ｗを上昇させるように作用させて、基板Ｗを吸着シール９０に向かって、複数箇所で均等に押圧して吸着シール９０に密着させる。
【００３９】
この状態で、基板吸着溝９６内を真空引きすることで、基板Ｗの裏面周縁部を吸着シール９０に吸着して基板Ｗを保持する。このとき真空力は、吸着シール９０の基板Ｗに接触する部分の内部の基板吸着溝９６内のみに発生する。このときの状態を図８に示す。これによって、基板Ｗの裏面の吸着シール９０によって囲まれる部分は、吸着シール９０によるシールによって基板の表面（被処理面）から遮断される。
【００４０】
この例によれば、基板Ｗの外周をリング状の小さな幅（径方向）の吸着シール９０にて吸着することにより、吸着幅を極力小さく抑えて、基板Ｗへの影響（撓み等）をなくすことができる。具体的には、吸着シール９０の幅は、非常に狭く、吸着シール９０が基板Ｗに接触する部分は、例えば基板Ｗの外周からその内側５ｍｍまでの間の部分である。基板Ｗの裏面の外周部のみが吸着シール９０と接触するので、基板処理時の処理液の温度が不必要に吸着シール９０との接触面を伝達して逃げる恐れもなくなる。
【００４１】
次に、図９に示すように、基板押え部８２を少し（例えば数ｍｍ）下降させて基板Ｗを可動爪１９０から引き離す。この状態で、基板保持装置８０全体を下降させて、図示しないめっき液等の処理液中に浸漬させると、基板Ｗは、その裏面で吸着保持されているだけなので、基板Ｗの表面全域及びエッジ部分についても全て処理液中にディップして、その処理を行うことが可能となる。
【００４２】
更に、基板押え部８２が下降して基板Ｗから離れ、基板Ｗは、その裏面のみが吸着して保持されているだけなので、基板Ｗを処理液に浸漬しても基板Ｗに対する処理液の流れが阻害されることがなく、基板の表面全域において均一な処理液の流れが形成される。またこの処理液の流れとともに、基板Ｗの表面上に巻き込まれた気泡や、処理によって発生した気泡を基板Ｗの表面上から上方に排出することができる。これによって、めっき等の処理に悪影響を及ぼす不均一な処理液の流れや気泡の影響を解決し、エッジを含んだ基板表面全域に均一なめっき等の処理を行うことが可能となる。また基板Ｗの裏面のリング状に真空吸着した部分の内側は、吸着シール９０によるシールによって表面から遮断されるので、処理液が基板Ｗの裏面の吸着シール９０の内側へ浸入するのを防ぐことができる。
【００４３】
この時、図８及び図９に示すように、真空供給ライン８６に接続されたプッシャ９２のプッシャ本体１０４は、真空引きによって、その押圧部１１２がケース１００側に引っ込んでおり、基板Ｗの裏面から所定の狭い間隔だけ離れている。従って、基板Ｗの裏面に押圧部１１２が接触することで、基板処理時の処理液の温度が不必要に押圧部１１２との接触面を伝達して逃げる恐れもない。
【００４４】
また、このとき吸着ヘッド８４の支持体８８に通気部９４を設けているので、支持体８８と基板Ｗと吸着シール９０によって囲まれる基板Ｗの裏面の空間が密閉空間となることはない。従って、基板Ｗが処理液に浸漬されること等によって、前記空間内の気体が膨張や収縮しても、これによって基板Ｗに撓みが生じる恐れもない。
【００４５】
基板Ｗのめっき等の処理が終了した後、基板押え部８２を、図８に示す位置（基板吸着位置）まで上昇させて基板Ｗを可動爪１９０の上に載置し、真空供給ライン８６に気体（不活性ガス、例えば窒素ガス）を供給することで、基板吸着溝９６からこの気体を噴出するとともに、この気体の供給圧力によって、プッシャ９２のプッシャ本体１０４内を加圧し、その押圧部１１２をケース１００から突出させて、基板Ｗをその裏面から押圧する。同時に、基板押え部８２を下降させることで、基板Ｗを吸着シール９０から引き離し、さらに基板押え部８２を図２に示す位置（基板受渡し位置）まで下降させる。そして、基板ヘッド８１の内部にロボットハンドを挿入して基板Ｗを外部に引き出す。
【００４６】
このように基板吸着溝９６から気体を噴出するとともに、プッシャ９２の押圧部１１２によって基板Ｗの裏面を押圧することで、例えゴム等の弾性体で形成されている吸着シール９０が経年変化等により基板に接着しやすくなって、一旦吸着シール９０に吸着した基板Ｗが基板吸着溝９６からの気体の噴出だけでは引き剥がれにくくなっていても、プッシャ９２の押圧部１１２による基板Ｗの裏面の押圧によって、容易且つ確実に基板Ｗを吸着シール９０から引き剥がすことができる
【００４７】
図１０（ａ）は、上記構造の基板保持装置８０を用いて構成された基板処理装置１の側面図で、図１０（ｂ）は、その概略側断面図である。図１０に示すように、基板処理装置１は、内部にめっき液等の処理液Ｑを溜めて基板Ｗのディップ処理を行う処理槽１０と、この処理槽１０の開口部１１を塞ぐカバー４０と、カバー４０の上面に取付けられる噴霧ノズル６０と、カバー４０を駆動（旋回）する駆動機構７０と、基板Ｗを保持する基板保持装置８０と、基板保持装置８０全体を駆動する基板保持装置駆動機構１３０と、処理槽１０内の処理液Ｑを循環する処理液循環装置１５０とを具備している。
【００４８】
処理槽１０は、処理液Ｑを溜める容器形状の処理槽本体１３と、処理槽本体１３の上端外周部分に設置され処理槽本体１３からオーバーフローする処理液Ｑを回収する外周溝１５と、外周溝１５の外周を囲んで筒状に上方に突出する覆い部１７とを有している。処理槽本体１３の底面中央には、処理液供給口２１が設けられている。処理槽１０の覆い部１７には、覆い部１７の内側壁から開口部１１に向けて洗浄液（純水）をワンショットで噴射するリンス用ノズル２３が取付けられている。
【００４９】
処理液循環装置１５０は、処理槽１０の外周溝１５にオーバーフローした処理液Ｑを配管によって供給タンク１５１に戻し、供給タンク１５１内に溜まった処理液ＱをポンプＰによって処理槽本体１３の処理液供給口２１に供給して処理液Ｑを循環させる。供給タンク１５１には、処理槽１０内に供給する処理液Ｑの温度を所定温度に保つヒーター１５３が設置されている。
【００５０】
カバー４０は、処理槽１０の開口部１１を塞ぐ大きさの板材によって構成されており、略円板状の上面部４１と、上面部４１の外周を囲む側面部４３とを具備し、またその両側面には、板状のアーム部４５が取付けられており、その先端近傍部分は、処理槽１０の略中央両側部分に設置した軸支部４７に回動自在に軸支され、アーム部４５の先端は、駆動機構７０の連結アーム７５の先端に固定されている。駆動機構７０は、カバー旋回用シリンダ７１と、カバー旋回用シリンダ７１内のピストンに連結されるロッド７３と、ロッド７３の先端に回動自在に連結される連結アーム７５とを具備している。カバー旋回用シリンダ７１の下端部は、固定側部材に回動自在に支承されている。
【００５１】
噴霧ノズル６０は、カバー４０の上面中央に取付けた一本の棒状の取付けブロック６１に、一列に複数個（五個）のノズル６３を上向きに取付けて構成されている。ノズル６３からは、この実施の形態においては、洗浄液（純水）が真上方向に向けて噴霧される。
基板保持装置駆動機構１３０は、基板保持装置８０全体を揺動させる揺動機構１３１と、基板保持装置８０及び揺動機構１３１全体を旋回及び昇降させる旋回・昇降機構１３３とを具備している。
【００５２】
次に、基板処理装置１の全体の動作を説明する。
図１０に示す状態は、カバー４０を旋回させ退避位置に移動させることで、処理槽１０の開口部１１を開き、且つ基板保持装置８０を上昇させた状態を示している。このとき処理液循環装置１５０は駆動されており、めっき液等の処理液Ｑは、処理槽１０と供給タンク１５１間を所定温度に維持されながら循環している。この状態で、先ず未処理の基板Ｗを、前述のようにして、基板保持装置８０の吸着ヘッド８４に吸着保持する。
【００５３】
次に、揺動機構１３１によって、基板保持装置８０全体を揺動させて、基板Ｗを水平位置から所定角度傾斜させ、その状態のまま、旋回・昇降機構１３３によって基板保持装置８０を図１１に示す位置まで下降させて、基板Ｗを処理液Ｑにディップする。基板Ｗをディップした後、揺動機構１３１によって、基板保持装置８０全体を元の位置に揺動させて基板Ｗを水平位置に戻し、この状態で無電解めっき等の処理を行う。この時、図２に示す基板回転用モータ１２１を駆動することで基板Ｗを回転させる。この基板処理装置１においては、基板Ｗを水平位置から所定角度傾斜した状態で処理液Ｑ中にディップするので、基板Ｗを水平な状態にて処理液Ｑに浸した場合に比べ、基板Ｗの表面（被処理面）上に空気等の気体が混入することを防止できる。
【００５４】
以上のようにして基板Ｗの表面の無電解めっき等の処理を所定時間行った後、旋回・昇降機構１３３を駆動して、基板保持装置８０を図１２に示す位置まで上昇させる。基板Ｗを上昇させている途中、処理槽１０に設けたリンス用ノズル２３から上昇中の基板Ｗの処理面に向けて洗浄液（純水）をワンショットで噴射する。例えば、無電解めっき処理が終了したら直ちに冷却しなければ、基板Ｗに残った処理液（めっき液）のＱによって無電解めっきが進行してしまうからである。
【００５５】
次に、駆動機構７０を駆動することでカバー４０を旋回して、図１２示すように、処理槽１０の開口部１１をカバー４０で塞ぐ。即ちカバー４０を、処理槽１０の上部に位置して開口部１１を塞ぐ閉止位置に移動させる。そして、カバー４０上面に固定した噴霧ノズル６０の各ノズル６３から真上に向けて洗浄液を噴霧して基板Ｗの処理面に接液させて洗浄する。この時、処理槽１０の開口部１１はカバー４０によって覆われているので、洗浄液が処理槽１０内に入り込むことはなく、処理槽１０内部の処理液Ｑが希釈されることはなく、処理液Ｑの循環使用が可能になる。なお基板Ｗを洗浄した後の洗浄液は、図示しない排水口から排水される。以上のようにして洗浄が終了した基板Ｗを、前述のように基板保持装置８０から外部に取出し、次の未処理の基板Ｗを基板保持装置８０に装着して、再び前記めっき等の処理及び洗浄工程を行う。
【００５６】
なお上記実施の形態では、処理槽１０に処理液Ｑを溜め、この処理液Ｑとして、例えばめっき液を使用することで、無電解めっき処理を行うようにした例を示しているが、処理槽１０内にアノードを設置し、基板Ｗにカソード電極を接続するように構成することで、基板Ｗの表面（被処理面）を電解めっきすることもできる。またこの基板処理装置１をめっき装置として利用するのではなく、他の薬液処理（例えば、めっきの前処理や後処理）を行う基板処理装置として利用することもできる。また噴霧ノズル６０によって行う基板Ｗの処理も、洗浄液による洗浄処理工程に限定されず、その他の各種薬液処理であっても良い。
【００５７】
図１３は、上記実施の形態にかかる基板処理装置１を備えた基板処理システム（無電解めっき装置）の平面図である。同図に示すようにこの基板処理システムは、ロードアンロードエリア１４０と、洗浄エリア２００と、めっき処理エリア３００の３つの処理エリアを具備している。ロードアンロードエリア１４０には、２つのロードポート１４２、第１基板搬送ロボット１４４及び第１反転機１４６が設置されている。洗浄エリア２００には、基板仮置台２１０、第２基板搬送ロボット２３０、前洗浄ユニット２４０、第２反転機２５０、洗浄ユニット２６０及び第１薬液供給ユニット９００が設置されている。めっき処理エリア３００には、第３基板搬送ロボット３１０、第１前処理ユニット３２０、第２前処理ユニット３４０、２つのめっき処理ユニット３６０、めっき液供給ユニット３９０及び第２薬液供給ユニット９１０とが設置されている。これらの薬液供給ユニット９００，９１０は、薬液（原液）を使用する濃度に希釈して各装置に供給するユニットであり、第１薬液供給ユニット９００は、洗浄エリア２００内の前洗浄ユニット２４０及び洗浄ユニット２６０においてそれぞれ使用する薬液を供給し、第２薬液供給ユニット９１０は、めっき処理エリア３００内の第１前処理ユニット３２０及び第２前処理ユニット３４０においてそれぞれ使用する薬液（前処理液）を供給する。
【００５８】
そして各めっき処理ユニット３６０として、上記実施の形態にかかる基板処理装置１が用いられている。なお処理槽１０内に供給する処理液として前処理液を用いることで、第１前処理ユニット３２０，第２前処理ユニット３４０についても、上記実施の形態にかかる基板処理装置１を用いることができる。
【００５９】
基板処理システム全体の動作を説明する。
先ず、ロードポート１４２に装着された基板カセットから、第１基板搬送ロボット１４４によって基板Ｗを一枚取り出す。取り出された基板Ｗは、第１反転機１４６に渡されて反転されてその被処理面が下側にされた後、第１基板搬送ロボット１４４によって基板仮置台２１０に載置される。次に、この基板Ｗは、第２基板搬送ロボット２３０によって前洗浄ユニット２４０に搬送され、前洗浄ユニット２４０において前洗浄される（前洗浄処理プロセス）。前洗浄が完了した基板Ｗは、第３基板搬送ロボット３１０によって第１前処理ユニット３２０に移送される。そして第１前処理ユニット３２０に移送された基板Ｗは、第１前処理ユニット３２０において第１前処理及び洗浄が行われる（第１前処理プロセス）。
【００６０】
第１前処理が完了した基板Ｗは、第３基板搬送ロボット３１０によって第２前処理ユニット３４０に移送され、第２前処理ユニット３４０において第２前処理及び洗浄が行われる（第２前処理プロセス）。第２前処理が完了した基板Ｗは、第３基板搬送ロボット３１０によってめっき処理ユニット３６０に移送され、めっき処理及び洗浄される。めっき処理が完了した基板Ｗは、第３基板搬送ロボット３１０によって、第２反転機２５０に移送されて反転された後、第２基板搬送ロボット２３０によって、後洗浄ユニット２６０の第１洗浄部２７０に移送され、洗浄された後、第２基板搬送ロボット２３０によって、第２洗浄乾燥部２９０に移送されて洗浄・乾燥される。
【００６１】
そしてこの洗浄・乾燥が完了した基板Ｗは、第２基板搬送ロボット２３０によって基板仮置台２１０に仮置きされた後、第１基板搬送ロボット１４４によってロードポート１４２に装着された基板カセットに収納される。
なお、本発明にかかる基板保持装置８０を適用できる基板処理装置や基板処理システムは、前記図１０や図１３に示す構造の基板処理装置や基板処理システムに限定されず、他の各種構造の基板処理装置や基板処理システムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】半導体基板の要部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る基板保持装置を示す縦断正面図である。
【図３】図２に示す基板保持装置の吸着ヘッドの要部拡大断面図である。
【図４】図２に示す基板保持装置の基板押え部の一部を切除して示す斜視図である。
【図５】基板押え部の連結部の分解斜視図である。
【図６】基板押え部の押圧機構の分解斜視図である。
【図７】基板押え部の押圧機構を吸着ヘッドの吸着シールと共に示す要部拡大断面図である。
【図８】基板保持装置の基板を吸着シールで吸着保持する際の状態（基板吸着位置）の要部を示す図である。
【図９】基板保持装置の基板を吸着シールで吸着保持し、更に基板押え部を下降させた時の状態（基板処理位置）の要部を示す図である。
【図１０】（ａ）は、基板保持装置を用いて構成された基板処理装置の処理前の状態を示す側面図で、（ｂ）は、（ａ）の概略側断面図である。
【図１１】（ａ）は、基板保持装置を用いて構成された基板処理装置の処理液による処理状態を示す側面図で、（ｂ）は、（ａ）の概略側断面図である。
【図１２】（ａ）は、基板保持装置を用いて構成された基板処理装置で基板を洗浄する直前の状態を示す側面図で、（ｂ）は、（ａ）の概略側断面図である。
【図１３】基板処理装置を備えた基板処理システムを示す平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  基板処理装置
１０  処理槽
１１  開口部
１３  処理槽本体
４０  カバー
６０  噴霧ノズル
７０  駆動機構
８０  基板保持装置
８１  基板ヘッド
８２  基板押え部
８４  吸着ヘッド
８６  真空供給ライン
８８  支持体
９０  吸着シール
９２  プッシャ
９４  通気部
９６  基板吸着溝
１００  ケース
１０４  プッシャ本体
１１２  押圧部
１２０  基板ヘッド駆動部
１２１  基板回転用モータ
１２３  部駆動用シリンダ
１３０  基板保持装置駆動機構
１３１  揺動機構
１３３  旋回・昇降機構
１５０  処理液循環装置
１６０  基部
１６２  基板支持部
１６３  連結部
１６４  押圧機構
１７４  固定リング
１８６  弾性体（圧縮コイルばね）
１９０  可動爪
１９２  枢軸
１９６  カバー
１９８  弾性体（ゴム）
４０１，４０３，４０５  搬送部
４１１，４１３  乾燥部
４１５，４１７  洗浄部
４１９，４２１，４２３，４２５，４２７  基板前処理装置
４２９，４３１  無電解めっき装置
【図１】
2005191368.tif 000003
【図２】
2005191368.tif 000004
【図３】
2005191368.tif 000005
【図４】
2005191368.tif 000006
【図５】
2005191368.tif 000007
【図６】
2005191368.tif 000008
【図７】
2005191368.tif 000009
【図８】
2005191368.tif 000010
【図９】
2005191368.tif 000011
【図１０】
2005191368.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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