めっき装置、めっき処理方法及びめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法
【課題】基板ホルダを、大掛かりな回転機構を用いることなく、水平状態から垂直状態、または垂直状態から水平状態に姿勢を変換することができるめっき装置、めっき処理方法及びめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法を提供する。
【解決手段】基板を着脱可能に保持する基板ホルダ１１０を水平に載置するためのテーブル１２０と、めっき処理部１３０と、基板ホルダを保持する保持部を有し、テーブルとめっき処理部との間で基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部１４０と、を備え、テーブルは、基板ホルダの一端部を支持し、かつ水平方向に移動可能な水平移動機構１２１を有し、基板ホルダ搬送部は、基板ホルダの他端部が水平移動機構に支持された状態で、保持部を昇降させることにより、水平移動機構の水平方向の移動をともなって、基板ホルダを垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態に変換させる昇降機構を有することを特徴とするめっき装置。
【解決手段】基板を着脱可能に保持する基板ホルダ１１０を水平に載置するためのテーブル１２０と、めっき処理部１３０と、基板ホルダを保持する保持部を有し、テーブルとめっき処理部との間で基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部１４０と、を備え、テーブルは、基板ホルダの一端部を支持し、かつ水平方向に移動可能な水平移動機構１２１を有し、基板ホルダ搬送部は、基板ホルダの他端部が水平移動機構に支持された状態で、保持部を昇降させることにより、水平移動機構の水平方向の移動をともなって、基板ホルダを垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態に変換させる昇降機構を有することを特徴とするめっき装置。
【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及びめっき方法に関し、特に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）を形成したりするのに好適なめっき装置及びめっき方法に関する。半導体チップ等のいわゆる３次元実装を行うためには、半導体ウェハやインターポーザまたはスペーサといった基板に対して、内部を貫通する多数のビアプラグを形成する必要があるが、本発明のめっき装置及びめっき方法はそのような貫通ビアプラグを形成するためのビアホールの埋め込みにも使用される。より詳細には、基板をホルダに設置し、そのホルダをめっき槽に浸漬させてめっきする（ディップ式の）めっき装置及びめっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板へのめっきの方式は、フェースダウン式と、ディップ式とに大別することができる。
【０００３】
フェースダウン式のめっきにおいては、基板、特にウェハは水平状態で、被処理面を下向きにヘッドにより保持され、めっきが行われる。しかし、基板はＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の搬送容器に、ウェハを水平状態で被処理面を上にして収容されていることが通常である。従って、基板にめっきを行う前に装置内で基板を上下反転する必要がある。一方、ディップ式のめっき装置はめっき槽のめっき液に基板ホルダで保持された基板を垂直に差し入れてめっきを行う。従って、基板を基板ホルダにセットするときは基板ホルダを水平にし、めっき槽に基板を浸漬するときは基板ホルダを垂直にする必要がある。この姿勢の変換のため、めっき装置は基板ホルダを垂直状態から水平状態、水平状態から垂直状態へと回転させる機構を持っている。例えば、図９にあるように、基板ホルダをクランプしたアームを回転させたり、図１０にあるように、基板ホルダを置いたテーブルを回転させたりしている。
【０００４】
ところが、近年、基板の大型化が進み、それに伴い、アームやテーブルの回転機構が大がかりになり、基板ホルダを水平状態から垂直状態、または垂直状態から水平状態に姿勢を変換する時間も長くなる傾向にある。回転機構が大がかりになると、それだけめっき装置内で回転に必要なスペースが占める割合が大きくなり、装置全体も大きくなり、また、装置の製作費も大型化に伴い高額になる、という問題があった。
【０００５】
また、従来のめっき装置においては、基板ホルダへと基板をセットする際に用いる基板ホルダ開閉機構（フィキシングロボット）についても、以下のような問題があった。すなわち、特許文献２に示すように、基板ホルダによって基板を垂直に保持してめっき液中に浸漬するタイプのめっき装置においては、固定保持部材と可動保持部材との間に基板を挟持するようにして基板を保持する基板ホルダが用いられている。固定保持部材と可動保持部材は、ヒンジによって開閉可能となっている。可動保持部材側には、脱着不可かつ回転可能な押え部材を有し、押え部材を回転させて、押え部材の外周の一部を固定保持部材側に設けられたクランパの内部に滑り込ませる。これにより、可動保持部材側に設けられたシールが、基板外周および固定保持部材の所定箇所をシールし、かつ基板外周への給電接点の接触を可能としている。
【０００６】
このような機構においては、押え部材の回転による磨耗の発生や、押え部材の回転に伴い可動保持部材が回転してしまい、基板の位置ズレが生じたり、シール性が悪化したりする問題が生じていた。そのため特許文献２（特に、文献中の図８参照）においては、押圧ロッドで可動保持部材を押し付け、押え部材の回転摩擦を低減させた状態で押え部材を回転させることが提案されていた。そして、押さえ部材の回転摩擦を低減させた状態で押え部材を回転させるためには、特許文献３（特に、文献中の図１４Ａ参照）に示すような、上下（垂直方向）の軸方向に上下動の往復が可能でかつ回転可能であるような複雑な機構を有する装置が必要であり、複雑な機構のため、大がかりな機構となっていた。基板ホルダ開閉機構が大がかりになると、それだけめっき装置内でホルダ開閉機構が占めるスペースが大きくなり、装置全体も大きくなり、また、装置の製作費も大型化に伴い高額になる、という問題があった。
【０００７】
また、従来の基板ホルダ開閉機構において、基板ホルダの厚さにバラツキがあった場合には、基板ホルダへの押圧ロッドによるシール押し付け量が変化する問題があった。すなわち、基板ホルダが薄い場合はシールが十分に圧縮されないので押え部材の回転摩擦が大きくなったり、基板ホルダが厚い場合はシールを過剰に圧縮してシールを傷めるという問題があり、シール性の悪化の原因となる可能性もあった。
【０００８】
さらに、従来の基板ホルダ開閉機構においては、基板の基板ホルダへの脱着に伴って基板の位置がずれたことを検出する位置ずれ検出方法として、固定保持部材の基板外周位置に基板ガイドを設置し、フォトセンサないしレーザセンサにより光を基板の上の空間において水平方向（横方向）から照射してその光量を計測し、基板が基板ガイドに乗りあげて基板が傾いた場合には基板が光を遮るので、正常に基板がセットされた場合と比べて光量が減少することから、光量の増減により位置ずれを検出していた。ここで基板ガイドは、基板が位置ずれしたまま水平にならないように、基板が位置ずれした場合には基板ガイドに乗り上げて基板を斜めの状態に保つものである。しかし、この水平方向センサによる光量検出では、基板表面の水滴、基板自体の反り、基板ホルダ自体の反り、基板ホルダを設置するテーブルの反り、基板ホルダを設置するテーブルに付着したゴミ等による基板ホルダに発生する傾き等により、センサが位置ずれを誤って検出するという問題があった。また、基板ガイドの高さには基板ホルダの大きさから制限があり、またセンサは使用によりセンサの表面が汚れにより曇るなどで経時的に光量を減少するため、検出の精度にも問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３９７９８４７号公報
【特許文献２】特許第３７７８２８２号公報
【特許文献３】特許第３９４０２６５号公報
【特許文献４】特許第４１６２４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、基板を着脱可能に保持するための基板ホルダを、大掛かりな回転機構を用いることなく、水平状態から垂直状態、または垂直状態から水平状態に姿勢を変換することができるめっき装置、めっき処理方法及びめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、基板を基板ホルダに設置するための基板ホルダ開閉機構において、大掛かりで複雑な機構を用いることなく、基板を基板ホルダに設置でき、かつ、基板ホルダの厚さのばらつきを許容し、基板の基板ホルダへの脱着に伴う基板の位置ずれを検出することができるめっき装置、めっき処理方法及びめっき装置用基板ホルダへの基板設置方法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】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るめっき装置は、基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、を備え、前記テーブルは、前記基板ホルダの一端部を支持し、かつ水平方向に移動可能な水平移動機構を有し、前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構に支持された状態で、前記保持部を昇降させることにより、前記水平移動機構の水平方向の移動をともなって、当該基板ホルダを垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態に変換させる昇降機構を有することを特徴とする。
【００１３】
前記めっき装置は、前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出する基板ホルダ検出部を有してもよい。
【００１４】
前記めっき装置は、前記保持部が前記基板ホルダを保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを前記基板ホルダ検出部が検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止する昇降機構制御部を有してもよい。
【００１５】
前記基板ホルダは丸棒形状のハンドルバーを有し、前記保持部は前記ハンドルバーを保持してもよい。
【００１６】
前記保持部は、前記ハンドルバーを回転自在に支持する形状であってもよい。
【００１７】
前記基板ホルダの他端部は、前記水平移動機構と接する部分の形状が半円形状であってもよい。
【００１８】
前記水平移動機構は、前記水平移動機構より吊り下げられた錘により、前記保持部の下降位置方向へと付勢されてもよい。
【００１９】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの搬送中に前記基板ホルダの振れを止めるクランパを有してもよい。
【００２０】
また、本発明の一実施形態に係るめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法は、基板を着脱可能に保持する基板ホルダの姿勢を変換する方法は、前記基板ホルダの一端部を基板ホルダ搬送部の保持部により保持し、前記基板ホルダ搬送部が前記基板ホルダをテーブル上に移動し、前記保持部が下降し前記基板ホルダの他端部が前記テーブルが有する水平移動機構と接し、前記保持部がさらに下降して前記水平移動機構が水平方向へと移動し、前記基板ホルダが垂直状態から水平状態へと移行することを特徴とする。
【００２１】
前記めっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法は、前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出し、前記基板ホルダ検出部が前記基板ホルダを前記保持部が保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止すること、をさらに含んでもよい。
【００２２】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構と接した後、前記基板ホルダを所定角度傾けるために水平方向への移動を行ってもよい。
【００２３】
また、本発明の一実施形態に係るめっき処理方法は、基板ホルダを保持する基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをテーブルに載置し、前記テーブルに載置された前記基板ホルダに基板を装着して保持し、前記基板ホルダ搬送部の保持部により前記基板ホルダの一端部を保持し、前記基板ホルダ搬送部を上昇させるとともに前記テーブル上の水平移動機構を水平方向へと移動させて前記基板ホルダの姿勢を水平状態から垂直状態へと変換し、前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをめっき液を保持するめっき処理部の上方へと移動し、前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダを下降させてめっき液へと浸漬させることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の他の実施形態に係るめっき装置は、基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、前記テーブルに載置された前記基板ホルダの基板ホルダ開閉機構とを備え、前記基板ホルダは、回転可能な押え部材を有する可動保持部材と、前記可動保持部材とともに前記基板ホルダを挟持する前記可動保持部材が固定される固定保持部材とを有し、前記基板ホルダ開閉機構は、前記可動保持部材を押圧し、少なくとも一部が回転して前記可動保持部材を前記固定保持部材へと固定及び前記固定保持部材から固定解除するとともに前記可動保持部材を保持可能なヘッド部と、前記ヘッド部を上下動させる第１のアクチュエータと、前記ヘッド部の少なくとも一部を回転させる第２のアクチュエータとを有することを特徴とする。
【００２５】
前記ヘッド部は、回転可能な回転板と、前記可動保持部材を保持可能な引き上げフックを備えて前記可動保持部材を押圧する押圧円板とを有し、前記押え部材は耳部を有し、前記固定保持部材はクランパを有し、前記回転板はシャフトと接続され、前記シャフトを前記第２のアクチュエータが押し動かすことにより回転し、前記回転板の回転により前記押え部材を回転させ、前記耳部は、前記押え部材の回転に応じて、前記クランパと嵌合されて前記可動保持部材は前記固定保持部材へと固定され、または前記引き上げフックの引き上げ位置に移動してもよい。
【００２６】
前記ヘッド部は、前記基板の前記基板ホルダ上における位置を確認する基板位置検知手段を有してもよい。
【００２７】
前記押圧円板は前記可動保持部材を押圧する押し付けブロックを有し、前記押し付けブロックはあらかじめ圧縮されたスプリングを内部に備えてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、大掛かりな回転機構を用いることなく、基板ホルダを安定して回転させることができ、装置の省スペース化と製造コストの低減を実現できる。特に、基板ホルダをめっき処理部に搬送する搬送機を利用することにより、基板ホルダの回転のために別の動力機構を必要とせず、製造コストの著しい低減を実現することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、基板ホルダの開閉に用いる機構を簡略化して装置のサイズを小さく保ち、コストを抑えることができる。また、本発明によれば、基板や基板ホルダの反りなどの変形、水滴の付着の有無にかかわらず、基板を基板ホルダに脱着する際の基板の位置ずれを正確に検知することができる。さらに、本発明によれば、基板ホルダの開閉に伴う部材間の摩擦抵抗を小さくし、なおかつ基板ホルダの厚さにばらつきがあっても安定したシール性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るめっき装置の概要を示す側面図である。
【図２】図１のめっき装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板ホルダの構成を示す概要図である。
【図４】（ａ）は本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部の構成を示す概要図であり、（ｂ）は（ａ）の基板ホルダ搬送部が基板ホルダを保持した状態の一例を示す図であり、（ｃ）はそのＹ−Ｙ’線から見た断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部の昇降機構とテーブルの水平移動機構との、テーブルに基板ホルダを水平に載置する際の動作を示す概要図である。
【図６】図５の動作時の基板ホルダと水平移動機構との詳細図である。
【図７】基板ホルダ搬送部が基板ホルダを水平移動機構へと設置する動作を示す図である。
【図８】基板ホルダ搬送部の昇降機構とテーブルの水平移動機構との、テーブルに基板ホルダを水平に載置する際の、他の動作形態を示す概要図である。
【図９】従来の基板ホルダをクランプしたアームを回転させる基板ホルダの回転機構を示す図である。
【図１０】従来の基板ホルダを置いたテーブルを回転させる基板ホルダの回転機構を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダの構成を示す概要図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダの構成を示す概要図であって、（ａ）が固定保持部材、（ｂ）が可動保持部材の構成を示す。
【図１３】本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダの可動保持部材および固定保持部材の一部の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の構成を示す概要図である。
【図１５】図１４の基板ホルダ開閉機構のヘッド部の構成を示す概要図である。
【図１６】図１５のヘッド部において用いられる押し付けブロックの一例を示す図である。
【図１７】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における、センサによる基板の位置ずれ検知の方法を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダの基板載置箇所に切り欠き部を設けた例を示す上面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における、センサによる基板の位置ずれ検知の方法を示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【図２１】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【図２２】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るめっき装置全体について説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態に係るめっき装置の概要を示す側面図であり、図２は図１のめっき装置の平面図である。
【００３３】
本発明の一実施形態に係るめっき装置は、めっき装置フレーム１００に、基板ホルダ１１０（図３参照）と、基板５００を収納したＦＯＵＰ等の搬送容器を置くことができるロードポート１７０と、基板搬送ロボット１８０と、スピン・リンス・ドライヤ（ＳＲＤ）１９０と、テーブル１２０と、めっき処理部１３０と、基板ホルダ搬送部１４０と、ストッカ１５０と、アライナ１６０とを備える。
【００３４】
基板搬送ロボット１８０は、搬送容器（図示せず）から基板５００を取り出し、テーブル１２０へ搬送することができる。基板搬送ロボット１８０は、テーブル１２０から基板５００を搬送し搬送容器に収納することもできる。基板搬送ロボット１８０は、好ましくは回転方向に動くことができ、ロードポート１７０とテーブル１２０とスピン・リンス・ドライヤ１９０とアライナ１６０との間で基板５００を搬送することができる。スピン・リンス・ドライヤ１９０は、めっき処理された基板５００をリンスしながら回転させ、最後に高速回転させて乾燥することができる。
【００３５】
アライナ１６０は、基板５００の円周方向の位置合わせを行う。すなわち、アライナ１６０は、基板５００に設けられたノッチ（切り欠き）位置を検出し、指定された角度にノッチ位置を向けることにより、基板５００を指定の位置に回転させる。また、アライナ１６０は基板５００を回転させながら、基板５００の中心の位置合わせを行う。
【００３６】
なお、図１及び図２において、１０１は基板ホルダ搬送部を搬送するための走行軸であり、１０２は基板ホルダ開閉機構、１０３は制御部（基板ホルダ搬送部制御部を含む）である。
【００３７】
基板ホルダ１１０は、基板５００のめっき処理の際に、基板５００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１１０は、基板の被めっき面の周縁部と接触し、外部電源から給電を与えるための接点を備えても良い。基板ホルダ１１０は、めっき処理前にストッカ１５０に収納され、めっき処理時には基板ホルダ搬送部１４０によりテーブル１２０、めっき処理部１３０の間を移動し、めっき処理後にストッカ１５０へと再び収納される。
【００３８】
テーブル１２０には、基板ホルダ１１０を水平に載置することができる。テーブル１２０において、基板搬送ロボット１８０は、水平に載置された基板ホルダ１１０に対して、基板５００の着脱を行う。
【００３９】
図１及び図２に係るめっき装置においては、基板ホルダ１１０に保持された基板５００をめっき槽のめっき液に垂直に浸漬し、めっき液をめっき槽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。基板ホルダ１１０に保持された基板５００は、めっき処理部１３０の各処理槽内の処理液または気体で処理が行われる。めっき処理部１３０の各処理槽の配置は、例えば、図１に示すめっき液を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、といった配置となる。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。
【００４０】
基板ホルダ搬送部１４０は、走行軸１０１に沿って、テーブル１２０、めっき処理部１３０、ストッカ１５０の間をリニアモーターなどの搬送機構（図示せず）により移動可能である。基板ホルダ搬送部１４０は、基板ホルダを垂直姿勢で保持して搬送する。
【００４１】
ストッカ１５０は、基板ホルダ１１０を垂直状態で複数枚収納することができる。図１において、ストッカ１５０は、装置背面に隣接して設置されるが、設置場所はこれに限らず、例えばテーブル１２０とめっき処理部１３０との間に配置してもよい。
【００４２】
以下において、本発明の一実施形態に係るめっき装置の動作の一例を説明する。
【００４３】
（ａ）まず、基板ホルダ搬送部１４０が、ストッカ１５０上へと移動し、ストッカ１５０に収納された基板ホルダ１１０を取り出して保持する。
【００４４】
（ｂ）次に、基板ホルダ搬送部１４０は、基板ホルダ１１０を保持したままテーブル１２０まで移動し、基板ホルダ１１０がテーブル１２０の上に水平に設置される。
【００４５】
（ｃ）基板ホルダ１１０に、基板５００をセットする。
【００４６】
（ｄ）基板ホルダ搬送部１４０が、基板ホルダ１１０を垂直に保持してめっき処理部１３０の前水洗槽へと移動する。基板ホルダ１１０に保持された基板５００に対して、めっき処理部１３０の各処理槽において、めっきの各工程を行う。めっき処理はＸからＸ’方向へと順次行われる。
【００４７】
（ｅ）基板ホルダ搬送部１４０は、めっき処理部における各工程完了後、基板ホルダ１１０を垂直に保持したままテーブル１２０まで移動し、基板ホルダ１１０がテーブル１２０の上に水平に設置される。
【００４８】
（ｆ）基板ホルダ１１０から、基板５００が取り外される。
【００４９】
（ｇ）連続処理を行う場合には、次の未処理の基板をセットし、（ｄ）から工程を繰り返す。
【００５０】
（ｈ）処理が完了した後、基板ホルダ搬送部１４０は、基板５００が取り外された基板ホルダ１１０を垂直に保持してストッカ１５０へと移動し、ストッカ１５０へと基板ホルダ１１０を垂直に収納する。
【００５１】
次に、本発明の一実施形態に係る基板ホルダ１１０の構成を説明する。
【００５２】
図３は、本発明の一実施形態に係る基板ホルダ１１０の構成を示す概要図である。
【００５３】
基板ホルダ１１０は、その一端にハンドルバー１１１を備える。ハンドルバー１１１は、基板ホルダ搬送部１４０により保持される。ハンドルバー１１１は、基板ホルダ１１０が垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態へ姿勢を変換する際に回転自在となるよう丸棒形状である。
【００５４】
ハンドルバー１１１は、めっき液が付着する事態に備え腐食に強いステンレス製であることがのぞましい。また、ステンレスでもめっき液による腐食に耐えられない場合にはステンレスの表面にクロムめっきやＴｉＣ等のコーティングをして腐食耐性を高めることが推奨される。なお、ハンドルバー１１１には、腐食耐性の高いチタンを用いることもできるが、一般に表面の摩擦抵抗が大きく、後述する基板ホルダ搬送部１４０のリフター１４２との回転摺動に適した仕上げが必要である。
【００５５】
また、基板ホルダ１１０の上部両端に、直方体形状または立方体形状のハンガー部１１２が設けられる。ハンガー部１１２は、基板ホルダ１１０を各処理槽内に配置する際に、ハンガー受け部材（図示せず）の上に配置することにより、基板ホルダ１１０を懸架するための支持部として機能する。なお、めっき槽が電解めっき槽である場合は、ハンガー部に設けられた給電接点１１４と、ハンガー受け部材の電気接点が互いに接触することにより、外部電源から基板５００の被めっき面に電流が供給される。給電接点１１４は、ハンガー受け部材に基板ホルダ１１０が懸架された際に、めっき槽のめっき液に接触しない箇所に設けられる。
【００５６】
ハンガー部１１２は直方体形状または立方体形状として、図３に示す矢印Ａの方向から基板ホルダ搬送部１４０により力が加えられることにより、基板ホルダ１１０の移動時の振れが防止されるよう設計されてもよい。基板ホルダ１１０が垂直状態（図３に示す「下」方向に基板ホルダ１１０の下端部１１３が向く状態）のときに、ハンガー部１１２の上面は水平となる。
【００５７】
基板ホルダ１１０の下端部１１３は、後述するテーブル１２０の水平移動機構１２１との回転摺動をスムーズに行うために、側面から見た形状が半円形状（図６参照）に形成されてもよい。
【００５８】
図４（ａ）は本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部１４０の構成を示す概要図であり、（ｂ）は（ａ）の基板ホルダ搬送部１４０が基板ホルダ１１０を保持した状態の一例を示す図であり、（ｃ）はそのＹ−Ｙ’線から見た断面図である。
【００５９】
基板ホルダ搬送部１４０は、垂直方向に動作することで基板ホルダ１１０を昇降させるための昇降機構（図示せず）を支柱部１４５の内部に有する。昇降機構は、基板ホルダ１１０を懸架するためのアーム１４１を備える。アーム１４１は、ハンドルバー１１１を下からサポートして基板ホルダ１１０を吊り上げるリフター１４２を備える。ハンドルバー１１１を下から支持するため、リフター１４２は、半円形状の爪（図示せず）を有しており、爪の内側の径はハンドルバー１１１の外径よりも若干大きい。２つの爪の間に空間を設け、その空間においてハンドルバー１１１の有無及びハンドルバー１１１までの距離を検出するセンサ１４４を備えてもよい。センサ１４４が、ハンドルバー１１１すなわち基板ホルダ１１０が無いこと、またハンドルバー１１１までの距離が基準値を外れている、すなわち基板ホルダ１１０がアーム１４１に対してずれた位置にあるといった異常を検知した場合には、センサ１４４は異常を昇降機構制御部（図示せず）へと伝え、昇降機構制御部は、アーム１４１の昇降動作を停止する。また、センサ１４４を備えることにより、リフター１４２の爪がハンドルバー１１１をすくい上げるように支持した際に基板ホルダ１１０が位置ずれを起こして、リフター１４２の爪がハンドルバー１１１を正しく支持できていない、といった異常も検知することができる。
【００６０】
リフター１４２のハンドルバー１１１と接触する箇所は、ハンドルバー１１１を回転摺動させるため、ＰＴＦＥ等の樹脂が組み込まれるか、アルミ材にタフラム処理やＰＥＥＫコーティングを施したものを用いて摩擦係数を小さくすると動きがスムーズになり好ましい。
【００６１】
基板ホルダ搬送部１４０は、基板ホルダ１１０の振れ止めのためのクランパ１４３を備える。クランパ１４３は、基板ホルダ１１０のハンガー部１１２の上面に対して下方向への力を加えて、基板ホルダ搬送部１４０の水平移動時に、移動方向へ振れることを防止する。基板ホルダ１１０の振れ止め防止のために、ハンガー部１１２を、クランパ１４３と嵌合する形状に設計してもよい。
【００６２】
本発明の一実施形態によれば、クランパ１４３は基板ホルダ１１０のハンガー部１１２の上面に対して下方向への力を加え、かつその両側の垂直面をも支えて振れ止めするように下向きコの字状の形状である。水平面を垂直に押し付ける力が基板ホルダ１１０の振れ力よりも大きく設定できる場合は垂直面を支える必要はないが、一般には基板ホルダ１１０のハンガー部１１２の上面の面積を大きく取れないため、垂直面も支えるのが好ましい。
【００６３】
基板ホルダ１１０が垂直状態から水平状態へと移行する際にはクランパ１４３は上方に移動し、振れ止めは解除される。クランパ１４３の上下動作はエアシリンダや電動アクチュエータ等のアクチュエータ１４６で行われてもよい。基板ホルダ１１０の両端のハンガー部１１２を支える場合、アクチュエータ１４６は２個としてもよいが、同時動作や簡素化のために１個のアクチュエータ１４６を基板ホルダ１１０の中心位置に設置し、アクチュエータ１４６の可動部に取り付け部材（図示せず）を設けて、この取り付け部材に２個のクランパ１４３を取り付けて動作させてもよい。
【００６４】
基板ホルダ１１０を垂直状態から水平状態に移行し、載置するためにテーブル１２０が用いられる。テーブル１２０は、基板ホルダ１１０の下端部１１３を支え、かつ、例えばＬＭガイドのような直線運動をさせるためのガイド（図示せず）に沿って基板ホルダ搬送部１４０の走行軸方向に自在にスライドする水平移動機構１２１（図５参照）を備える。
【００６５】
水平移動機構１２１には、常に初期位置、すなわち基板ホルダ搬送部１４０がテーブル１２０に向かって下降した際に基板ホルダ１１０の下端部１１３が接触する位置に戻るように錘（図５参照）やコイルばねなどによる外力が付与されてもよい。なお、水平移動機構１２１は基板ホルダ１１０の下端部１１３との摺動に適した形状と材質であることが望ましい。
【００６６】
以下、垂直状態の基板ホルダ１１０をテーブル１２０上に水平に載置する手順について図５、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００６７】
図５（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部の昇降機構とテーブルの水平移動機構との、テーブルに基板ホルダを水平に載置する際の動作を示す概要図であり、図６（Ａ）〜（Ｆ）は、図５の動作時の基板ホルダと水平移動機構との詳細図であり、図７（Ａ）〜（Ｄ）は、基板ホルダ搬送部が基板ホルダを水平移動機構へと設置する動作を示す図である。
【００６８】
まず、基板ホルダ搬送部１４０は、アーム１４１により基板ホルダ１１０をリフター１４２により吊り上げ保持し、クランパ１４３で基板ホルダ１１０を振れ止めした状態で、テーブル１２０上方まで移動する。この際の基板ホルダ１１０と水平移動機構１２１との位置関係は図７（Ａ）から図７（Ｂ）に示すとおりである。テーブル１２０には、基板ホルダ１１０の下端部１１３を支持しながら水平方向に移動可能な水平移動機構１２１が設けられている。基板ホルダ搬送部１４０がテーブル１２０上方まで移動すると、アーム１４１は、基板ホルダ１１０を垂直に保持した状態で、下降動作を開始する。図５（Ａ）は、基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１のわずかに高い位置まで下降した状態を示す。この際の基板ホルダ１１０と水平移動機構１２１との位置関係は、図６（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すとおりである。
【００６９】
図７（Ｃ）において、クランパ１４３が解除される。そして、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）及び図７（Ｄ）に示すとおり、アーム１４１は、基板ホルダ１１０の下端部が水平移動機構１２１に接するまで下降する。
【００７０】
なお、図５（Ａ）から図５（Ｂ）において、基板ホルダ１１０の下降動作の途中、基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１よりもわずかに高い位置まで接近するまでは、クランパ１４３で基板ホルダ１１０を振れ止めした状態で速い速度で下降することが好ましい。それからクランパ１４３が外され、アーム１４１が低速度で下降し、基板ホルダ１１０の下端部が水平移動機構１２１に到達することが好ましい。これにより、基板ホルダ１１０の下降に要する時間を短くしつつ、安定した下降動作が行われる。
【００７１】
基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１に接触しただけでは、回転の下死点となるため、基板ホルダ１１０をスムーズに回転させることができない。そこで、基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１に接触した後、図５（Ｃ）のように、アーム１４１をめっき処理部１３０側へとわずかに横移動させる（わずかな下降がともなう）。これにより図６（Ｃ）に示すように、基板ホルダ１１０を傾かせて、スムーズに基板ホルダ１１０の回転動作を開始することができる。
【００７２】
基板ホルダ１１０が所定の角度（好ましくは１５°程度）傾いた後は、基板ホルダ搬送部１４０のアーム１４１を下降させることで、基板ホルダ１１０の自重により図６（Ｄ）に示すように基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１を押し出す。基板ホルダ搬送部１４０のアーム１４１を下降させる際には、基板搬送ロボット１８０側へのわずかな移動がともなう場合がある。図５（Ｄ）〜（Ｅ）に示すように、水平移動機構１２１に下端部１１３を支持された基板ホルダ１１０は回転して垂直状態から水平状態へと傾いてゆく。すなわち、図６（Ｅ）に示すように図６（Ｄ）の状態からさらにアーム１４１を下降させると基板ホルダ１１０は支点Ａを支えとして水平状態へと傾いてゆく。
【００７３】
さらにアーム１４１を下降させると、図５（Ｆ）、図６（Ｆ）に示すように基板ホルダ１１０は水平状態となり、基板ホルダ搬送部１４０の下降動作と水平移動機構１２１の水平移動は完了する。水平状態となった基板ホルダ１１０の荷重は、テーブル１２０全体で受けることとなる。アーム１４１はさらに下降し、めっき処理部１３０側に退避したあと、上昇する。
【００７４】
以上により、基板ホルダ１１０を回転させるための強力なトルクを有する大掛かりな回転機構を用いることなく、基板ホルダ１１０を垂直姿勢から水平姿勢に移行できる。本発明の場合、最初に基板ホルダ１１０を傾けるための基板ホルダ搬送部１４０の移動距離、アーム１４１の下降速度、水平移動機構１２１を初期位置に戻すために付加する力、ハンドルバー１１１とリフター１４２の爪の摺動抵抗、及び基板ホルダ１１０の下端部と水平移動機構１２１の形状と摺動抵抗を最適に設計することが重要である。
【００７５】
なお、本発明においては、水平移動機構１２１の水平方向の移動を伴って基板ホルダの姿勢を変換する。しかし、図８（Ａ）から図８（Ｃ）に示すとおり、図８（Ａ）中におけるテーブルの左端に基板ホルダ１１０の下端部１１３を接地させ、アーム１４１が弧を描くように運動して基板ホルダ１１０を水平にすることも考えられる。しかし、テーブル１２０の上方には、図１に示すように、基板搬送ロボット１８０が基板５００を基板ホルダ１１０に受け渡し、あるいは基板ホルダ１１０から受け取る際に基板ホルダ１１０の基板の保持を解除するための基板ホルダ開閉機構１０３があるため、基板ホルダ搬送部１４０と基板ホルダ開閉機構１０３が干渉してしまう。また、図８（Ｄ）から図８（Ｆ）に示すとおり、図８（Ｄ）中におけるテーブル１２０の右端に基板ホルダ１１０の下端部１１３を接触させ、同様にアーム１４１が基板ホルダ１１０をめっき処理部側に傾けて水平にして、最後に基板ホルダ１１０をテーブル１２０上に載置するためにアーム１４１が基板ホルダ１１０を移動させることも考えられる。しかし、図８（Ｅ）に示すように、基板ホルダ搬送部１４０が、テーブル１２０よりもめっき処理部１３０側に大きく張り出すことになり、めっき処理部１３０での処理と干渉するおそれがある。これらの基板ホルダ１１０の姿勢を変換する方法と異なり、本発明における基板ホルダ１１０の姿勢を変換する方法によれば、基板ホルダ搬送部１４０が基板ホルダ１１０の姿勢を変換する際に、基板ホルダ搬送部１４０が基板ホルダ開閉機構１０３やめっき処理部１３０での処理が干渉することがないため、基板ホルダ搬送部１４０と基板ホルダ開閉機構やめっき処理部１３０との距離を考慮する必要がなく、装置の省スペース化に大きく貢献する。
【００７６】
なお、水平移動機構１２１は、基板ホルダ１１０の自重によらずに、自ら水平方向へ移動するための機構を備えても良いが、そのための動力源が必要となり、また基板ホルダ１１０の姿勢を変換させるためにアーム１４１との動作を連携して行う必要があるため、制御も複雑になる。そのため、上述したように、水平移動機構１２１はスライド可能で、水平移動機構１２１を初期位置に戻すための錘やコイルばねなどによる外力が付与された機構を制御し水平移動させることが望ましい。
【００７７】
なお、基板ホルダ１１０の垂直状態から水平状態への移行に伴い、ハンドルバー１１１とリフター１４２の爪、基板ホルダ１１０の下端部と水平移動機構１２１の表面は、互いに摺動する形態を示したが、摺動させることが望ましくない場合には、ハンドルバー１１１は両端を軸受け支持し、基板ホルダ１１０の下端部には回転ローラをつけても良い。しかし基板ホルダ１１０はめっき液中に浸漬されるため、軸受けやローラがめっき液中あるいはめっき液面近くに配置されるため、めっき液付着の影響から軸受けやローラを設けるのは望ましくない場合がある。従って、摺動を避ける場合には、リフター１４２の爪あるいは水平移動機構１２１の表面に回転ローラを設けてハンドルバー１１１あるいは下端部１１３が転がり自在にしても良い。
【００７８】
テーブル１２０上で、処理が終わった基板５００を基板ホルダ１１０から取り出す作業を終了した後、あるいは次に処理すべき基板５００を保持した後の基板ホルダ１１０は、水平状態から垂直状態に姿勢が変換される。その際には、リフター１４２の爪がハンドルバー１１１の下側に入り込んでハンドルバー１１１を引っ掛け、アーム１４１の上昇に伴いリフター１４２は基板ホルダ１１０を吊り上げる。水平移動機構１２１は基板ホルダ１１０の下端部から外れることなく、初期位置に戻って、基板ホルダ１１０は垂直姿勢となる。そしてアーム１４１はさらに上昇する。上昇の途中で、クランパ１４３が上述したように動作して基板ホルダ１１０の振れを留める。
【００７９】
上述した実施形態により、動力が必要なものとしては基板ホルダ搬送部１４０の水平移動とアーム１４１の上昇下降だけで基板ホルダ１１０の垂直姿勢と水平姿勢の変換を実現している。これらの基板ホルダ搬送部１４０が備える水平、垂直方向運動のための機構は、基板ホルダ１１０を各処理槽へ移動、及び各処理槽の処理液に基板５００を浸漬させるために必要なものであり、基板ホルダ１１０の姿勢転換のために何ら専用の動力を必要としていない。
【００８０】
本発明は、基板ホルダで基板を保持して、基板ホルダを搬送し、基板にめっきをする装置に広く適用できる。本実施形態では、めっき装置を例示したが、例えばエッチング装置、無電解めっき装置などにも適用できる。また、基板ホルダを処理槽に完全に浸漬させるタイプだけでなく、例えば処理槽の垂直な側面に開口部があり、基板ホルダで保持された基板が開口部を横から塞ぐように設置されるタイプの処理装置にも適用できる。さらに、本実施形態では、装置内に基板ホルダ搬送部は１つのみであり、姿勢転換のために用いた基板ホルダ搬送部と、めっき槽を始めとする各処理槽内に基板ホルダを搬送する基板ホルダ搬送部は共通である。しかし、基板ホルダ搬送部が複数あり、姿勢転換のための基板ホルダ搬送部と、例えばめっき処理部１３０に搬送するための基板ホルダ搬送部が別であっても良い。
【００８１】
以上に示したように、本発明によれば、大掛かりな回転機構を用いることなく、基板ホルダを安定して回転させることができるので、装置の省スペース化と製造コストの低減を実現できる。特に、基板ホルダをめっき槽に搬送する搬送機を利用することにより、基板ホルダの回転のために別の動力機構を必要とせず、製造コストの著しい低減を実現することができる。
【００８２】
次に、本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構１０２の動作について説明を行う。
【００８３】
基板ホルダ開閉機構１０２において、テーブル１２０に置かれた基板ホルダへの基板の着脱を行うために、基板ホルダの蓋部分、すなわち後述する可動保持部材１１の着脱を行う。
【００８４】
基板ホルダ開閉機構１０２の構成及び動作について、以下で詳細な説明を行うが、まず、本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダ１１０の構成を説明する。
【００８５】
図１１〜図１３は、本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダ１１０の構成を示す概要図であり、図１１は可動保持部材１１が固定保持部材１５へと取り付けられ、耳部１３とクランパ１６とが嵌合された状態を示す上面図であり、図１２は可動保持部材１１と固定保持部材１５とを別個に示した上面図であり、（ａ）は固定保持部材１５、（ｂ）は可動保持部材１１を示す。図１３は、可動保持部材１１および固定保持部材１５の一部の断面図である。
【００８６】
図１１〜図１３を参照すると、基板ホルダ１１０は、蓋部である可動保持部材１１と、テーブル１２０に載置される固定保持部材１５とを有し、可動保持部材１１と固定保持部材１５とにより基板５００を挟持する。可動保持部材１１は略円形のリング状であり、押え部材１２と、押え部材１２と一体で外周に突出した耳部１３とを有する。可動保持部材１１は固定保持部材１５へと固定可能であり、また固定保持部材１５から取り外し可能である。図１１においては、可動保持部材１１は固定保持部材１５の上面へと固定される。固定保持部材１５は、耳部１３に対応した箇所にクランパ１６を有する。クランパ１６は、Ｌ字を逆さにした形状で、先端が内方に屈曲しており、先端の屈曲部の内側に耳部１３が入り込む（嵌合）ことによって可動保持部材１１を固定保持部材１５に対して固定することができる（図２０以降を参照）。なお、耳部１３とクランパ１６は、スムーズに嵌合するためのテーパ部を有することが望ましい。
【００８７】
押え部材１２は可動保持部材１１に対して回転可能、かつ離脱しないように保持され、耳部１３とともに可動保持部材１１の中心Ｒを回転中心として、略水平面を回転面として回転する。押え部材１２は例えば略円形のリング状である。押え部材１２は、押え部材１２の周上に、後述する基板ホルダ開閉機構が有するヘッド部１１００の方向に突出した突出部１２ａを有する。押え部材１２は、押え部材脱離防止部材１２ｂにより、可動保持部材１１からの脱離が防止される。
【００８８】
可動保持部材１１と固定保持部材１５とは、基板５００を挟持し、押え部材１２を回転させて耳部１３をクランパ１６へと嵌合して固定する。また、基板５００の取り付け及び取り外しを行う場合には、押え部材１２を回転させて耳部１３とクランパ１６との嵌合を解除する。
【００８９】
基板５００は、固定保持部材１５の基板載置箇所１４に載置される。
【００９０】
可動保持部材は、基板の端部や裏面といっためっきする必要のない部分をめっき液からシールするための第１のシールリング１８ａと第２のシールリング１８ｂを有する。第１のシールリング１８ａは、基板の外周端部に接触し、第２のシールリング１８ｂは固定保持部材１５の表面に接触する。さらに、電解めっき装置のための基板ホルダであれば、第１のシールリング１８ａでシールされた基板の端部領域に接触して基板に通電する電気接点２０を有する。電気接点２０は、可動保持部材１１と固定保持部材１５が基板を挟持した状態で外部電源と電気的につながる。第１のシールリング１８ａと第２のシールリング１８ｂは、シールリングホルダ１９により保持される。なお、以降の記述において、説明を簡便にするため、第１のシールリング１８ａと第２のシールリング１８ｂを合わせてシールリング１８と称する場合がある。
【００９１】
基板５００を基板ホルダ１１０から取り出す場合には、可動保持部材１１は固定保持部材１５から離れる方向に移動されるが、この時に第１のシールリング１８ａと基板５００が固着して基板が可動保持部材側にくっついて持ち上がってしまうという問題が生じることがある。これを防止するため、基板と第１のシールリング１８ａが離れる際に基板を固定保持部材側に付勢しておき基板を第１のシールリング１８ａから剥離する剥離スプリングを可動保持部材に備えることが望ましい。この剥離スプリングについては、特許公報第４１６２４４０号に記載されている。
【００９２】
ところが、可動保持部材１１がスプリング部材を有していても、基板５００に塗布されたレジストの材料や厚さといった性質、性状によっては、可動保持部材１１の取り外し時に第１のシールリング１８ａと基板５００の固着によって基板５００が基板載置箇所１４から位置ずれを起こしてしまう場合がある。特に、基板５００の端部の一部が第１のシールリング１８ａと固着して基板が斜めに持ち上がったり、持ち上がった後に落下して固定保持部材１５上で位置ずれを生じることがある。
【００９３】
この問題に対しては、後述するように、本発明の他の実施形態に係るめっき装置においては、基板ホルダ開閉機構１０２に設けられたセンサ１１４０により位置ずれを検出することにより位置ずれを起こしたままめっき装置が動作を続けることを防止している。
【００９４】
図１４は、本発明の一実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２の構成を示す概要図である。図１４を参照すると、基板ホルダ開閉機構１０２は、ヘッド部１１００と、第１のアクチュエータ１２００と、第２のアクチュエータ１３００とを有する。
【００９５】
ヘッド部１１００は、テーブル１２０の上方に位置し、テーブル１２０に載置された基板ホルダ１１０の可動保持部材１１を保持することができる。また、ヘッド部１１００は基板ホルダ１１０の可動保持部材１１の押え部材１２を回転させ、耳部１３を回転させて、可動保持部材１１を固定保持部材１５へと固定及び固定解除したり、可動保持部材１１を保持可能としたりすることができる。
【００９６】
第１のアクチュエータ１２００は、ヘッド部１１００の接続ボス１１７０によりヘッド部１１００に接続され、ヘッド部１１００を上下動させる。第１のアクチュエータ１２００は、例えばアクチュエータ本体１２１０と、シャフト１２２０とを有し、シャフト１２２０の端部においてヘッド部１１００と接続され、シャフト１２２０の伸縮に伴い、ヘッド部１１００を上下動させる。
【００９７】
第２のアクチュエータ１３００は、１軸移動するアクチュエータ１３１０とこのアクチュエータ１３１０の移動プレート１３２０に固定されたシャフトフック１３３０とで構成される。シャフトフック１３３０にはシャフト１１３０を押すときの摺動性確保のために回転ローラ１３４０が左右に２個とりつけられている。回転ローラ１３４０は回転ローラ軸１３５０によって回転支持されている。シャフトフック１３３０は第２のアクチュエータ１３００の駆動によって水平方向へと往復移動し、、ヘッド部１１００から延伸したシャフト１１３０を押し動かしてヘッド部１１００の回転板１１５０を回転させる。例えば、第２のアクチュエータの駆動方式はボールねじである。
【００９８】
図１５を参照して、ヘッド部１１００のより詳細な構成を説明する。図１５を参照すると、ヘッド部１１００は、押圧円板１１１０と、押圧円板上に回転板１１５０とを有する。
【００９９】
押圧円板１１１０は、吊り上げフック１１１１と、回転板ガイド１１１２と、ガイドローラ１１１３と、押し付けブロック１１１４とを有する。また、押圧円板１１１０の外周に沿って固定支持されたセンサ１１４０を有してもよい。
【０１００】
回転板１１５０は、締め付けフック１１５１を備え、シャフト１１３０と接続される。回転板１１５０は略円形のリング状であり、押圧円板１１１０上の回転板ガイド１１１２により挟持される。回転板１１５０はその円の中心を回転中心として、略水平面を回転面として回転可能である。回転板１１５０は、ガイドローラ１１１３と褶動して回転する。
【０１０１】
シャフト１１３０は例えば棒状であり、第２のアクチュエータ１３００の水平方向の動作により、シャフトの端部が押され、回転板が回転する。すなわち、第２のアクチュエータ１３００の動作を制御することにより回転板１１５０の回転動作を制御可能である。シャフト１１３０の位置を検出するため、センサ１１３１を押圧円板１１１０上に備えてもよい。
【０１０２】
回転板１１５０は、その回転に伴って押え部材１２及び耳部１３を回転させる。例えば、回転板１１５０の周上２箇所に、下方に向かって延出した締付けフック１１５１を設ける。回転板１１５０が第２のアクチュエータ１３００によって回転されると、締付けフック１１５１が可動保持部材１１の押え部材１２の突出部１２ａを押し、押え部材１２を回転させる。
【０１０３】
押圧円板１１１０は、底面に押し付けブロック１１１４を有する。第１のアクチュエータ１１２０がヘッド部１１００を下降させると、押し付けブロック１１１４が可動保持部材１１の押え部材１２以外の本体部、例えば図１３におけるＰと接触し、さらに可動保持部材１１を下方に押し付ける。可動保持部材１１の押さえ部材１２以外の部分が下方に押し付けられると、その押付量の分だけシールリング１８が変形する。可動保持部材１１が下方に沈み込むため、押え部材１２の耳部１３がクランパ１６と嵌合するための隙間が生まれる。そのため、押え部材１２を回転させるための力、すなわち第２のアクチュエータ１３００の駆動力は比較的小さな力で済み、クランパ１６や耳部１３の磨耗を抑えることができる。
【０１０４】
押し付けブロック１１１４が可動保持部材１１を下方に押し付ける押し付け量は、ヘッド部１１００の下降位置で決まるが、それぞれの基板ホルダ１１０の厚さに個体差があると、シールリング１８の変形量（圧縮量）が異なるという問題が生じる。すなわち、基板ホルダが薄い場合はシールが十分に圧縮されないので押え部材の回転摩擦が大きくなったり、基板ホルダが厚い場合はシールを過剰に圧縮してシールを傷めるという問題があり、シール性にも影響が生じる可能性がある。このような問題に対し、押し付けブロック１１１４を、図１６に示すように、内部にスプリング等の弾性体３０を備えるプランジャとすることで対処することができる。弾性力を有するスプリング等の弾性体３０をあらかじめ所定量圧縮しておき、弾性体３０が基板ホルダと接触するピン３１を常に押している状態にすることにより、基板ホルダ１１０の個体差によって生じるシールリング１８の圧縮量の差を緩和することができる。これにより、基板ホルダの厚さのばらつきを許容して基板ホルダの開閉に伴う部材間の摩擦抵抗を安定して小さくし、ひいては安定したシール性を実現することができる。
【０１０５】
押圧円板１１１０は、複数の吊り上げフック１１１１をその外縁に有する。可動保持部材１１の耳部１３が回転移動して吊り上げフック１１１１の吊り上げ部の直上に移動した状態で、ヘッド部１１００が上昇すると、可動保持部材１１の耳部１３が吊り上げフック１１１１に吊り上げられることにより可動保持部材１１がヘッド部１１００とともに上昇する。これにより、可動保持部材１１と固定保持部材１５との間に隙間が開くため、その隙間より固定保持部材への基板５００の載置や取り出しを行うことができる。
【０１０６】
以上に示すように、可動保持部材１１の押え部材１２の回転動作による可動保持部材１１の固定保持部材１５への固定と、可動保持部材１１の上昇動作及び下降動作とをヘッド部１１００を介してそれぞれ単純な動作のみを行う別々のアクチュエータにより動作させて行うことにより、従来の装置におけるような、往復可能かつ回転可能な複雑な装置を必要とせず、装置を単純化することができ、装置を小型化・単純化し、コストを抑えることができる。従来の装置では、可動保持部材１１と固定保持部材１５がヒンジでつながっており、可動保持部材１１を持ち上げるための機構をテーブル下部に備える必要があったが、本発明の機構を採用することにより、基板ホルダ１１０の開閉専用のアクチュエータは必要なくなっている。
【０１０７】
押圧円板１１１０は、その外周に、テーブル１２０に載置された基板ホルダ１１０上の基板５００の位置検知手段としてセンサ１１４０を有してもよい。センサ１１４０による位置検知の方法について、図１７を参照して説明する。
【０１０８】
図１７を参照すると、センサ１１４０が、基板ホルダ開閉機構１０２に備えられ、基板ホルダ１１０の上方に位置する。センサ１１４０は、例えばレーザセンサであるが、これに限らない。基板ホルダ開閉機構１０２は、センサ１１４０を複数有してもよく、これにより、基板の位置ずれをより正確に検知することができる。基板ホルダ１１０の固定保持部材１５には、レーザセンサのレーザ照射位置に対応して切り欠き部１７を設ける。例えば、基板ホルダ開閉機構１０２がセンサ１１４０を３つ備える場合の切り欠き部１７を上方からみると、図１８に示すように固定保持部材１５の基板載置箇所１４に３つの切り欠き部１７が設けられる。好ましくは、切り欠き部１７には傾斜が設けられ、レーザセンサの光軸に略直角に対向し、かつめっき液が切り欠き部１７に滞留しないようにすることにより、検出距離を一定に保つことができる。
【０１０９】
センサ１１４０で物体までの距離を計測し、計測した距離が、所定範囲内であるかを判定する。例えば、図１７（ａ）に示すように、センサ１１４０が所定の高さに位置する場合の切り欠き部１７との距離がＡである場合に、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＡであれば、センサ１１４０は切り欠き部１７までの正しい距離を計測したものとして、基板５００までの距離を計測したものではないから、基板５００がセンサ１１４０と切り欠き部１７との間に位置しないことがわかる。
【０１１０】
一方、図１７（ｂ）に示すように、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＡと異なり、Ａより短いＷ１である場合には、センサ１１４０は基板５００までの距離を計測したものとして、基板５００に位置ずれが発生していることがわかる。
【０１１１】
複数のセンサ１１４０により複数の切り欠き部１７までの正しい距離が計測されれば、基板５００がいずれの切り欠き部の方向へも位置ずれを起こしていないことがわかり、より正確に位置ずれを検知できる。
【０１１２】
距離Ａと、センサ１１４０の垂直方向からの傾きＲを調整することにより、基板の位置ずれのしきい値Ｄを適宜設定可能である。このしきい値は好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍに設定されることが好ましい。
【０１１３】
もっとも、基板５００がセンサ１１４０と切り欠き部１７との間に位置しない場合として、基板５００が固定保持部材１５上に存在しない場合が考えられる。例えば、基板５００が可動保持部材１１に付着して可動保持部材１１とともに上昇移動したような場合である。こうした場合を想定し、図１９に示すように、本発明の他の実施形態に係るめっき装置のセンサ１１４０は、ヘッド部１１００の上昇に伴い上昇移動し、切り欠き部までの距離を計測した所定高さよりも高い位置より、再度距離を計測してもよい。すなわち、図１９（ａ）に示すように、センサ１１４０により切り欠き部までの距離を計測した高さよりＨだけセンサ１１４０が上昇移動した箇所において、センサ１１４０から基板５００までの距離がＷ２である場合に、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＷ２であれば、センサ１１４０は基板５００までの正しい距離を計測したものとして、基板５００が固定保持部材１５上に位置することがわかる。
【０１１４】
一方、図１９（ｂ）に示すように、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＷ２と異なり、Ｗ２より長いＢである場合には、センサ１１４０は固定保持部材１５までの距離を計測したものとして、基板５００が固定保持部材１５上に存在しないことがわかる。
【０１１５】
次に、図２０から図２３を参照して本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２が基板ホルダ１１０へ基板５００を載置及び取り外しする際の動作について説明する。
【０１１６】
図２０は、基板ホルダ１１０がテーブル１２０へと基板ホルダ搬送機構１４０により載置された状態を示す斜視図である。この状態においては、接続ボス１１１７を介して第１のアクチュエータ１２００と接続されたヘッド部１１００は、基板ホルダ１１０の上方へと離れた状態において位置する。シャフト１１３０はヘッド部１１００から第２のアクチュエータ１３００の上方へと延伸されている。基板ホルダ１１０は、基板５００を保持しておらず、可動保持部材１１が固定保持部材１５へと仮止めされている。ここで、仮止めとは、耳部１３がクランパ１６にわずかに食い込んだ状態を指している。
【０１１７】
この状態から、ヘッド部１１００を第１のアクチュエータ１２００により下降させる。シャフト１１３０は、第２のアクチュエータ１３００の２つの回転ローラ１３４０の間に位置することになる。
【０１１８】
さらに、第２のアクチュエータ１３００を、可動保持部材１１と固定保持部材１５の仮止めを解除する方向、すなわち耳部１３とクランパ１６の嵌合を解除する方向に動かすと、図２１に示す状態となる。図２１においてシャフトフック１３３０は、第２のアクチュエータによってＸ’側に移動し、回転板１１５０は反時計回りに回転している。これにより、上述したように回転板１１５０の締め付けフック１１５１が押え部材１２の突出部１２ａを押して押え部材１２を回し、耳部１３が吊り上げフック１１１１の位置まで移動する。
【０１１９】
図２１の状態から、まずシャフトフック１３３０が第２のアクチュエータ１３００が原点に戻る動作によりＸ−Ｘ’の中間位置に戻り、次に第１のアクチュエータ１２００がヘッド部１１００を上昇させ、可動保持部材１１が持ち上げる。さらに基板搬送ロボット１８０が基板５００を固定保持部材１５の基板載置箇所１４に置くと、図２２の状態となる。
【０１２０】
図２２の状態から、再び第１のアクチュエータ１２００がヘッド部１１００を下降させる。この時、上述したように押圧円板１１１０の底面に位置する押し付けブロック１１１４が可動保持部材１１を押圧する際、押し付けブロック１１１４が内部に弾性体３０を備えることにより、基板ホルダの厚さばらつきによるシールリング１８の押付量の変動を緩和することができる。
【０１２１】
図２２の状態から、再び第１のアクチュエータ１２００がヘッド部１１００を下降させ、さらに第２のアクチュエータ１３００がシャフトフック１３３０をＸ側に移動させると、シャフトフック１３３０はシャフト１１３０をＸ側に押すため、回転板１１５０は時計回りに回転する。この状態を図２３に示す。回転板１１５０は時計回りに回転すると、締め付けフック１１５１が押え部材１２の突出部１２ａを押し、押え部材１２も時計方向に回転する。耳部１３はクランパ１６に嵌合するので、可動保持部材１１は固定保持部材１５に対して固定され、基板を挟持することができる。
【０１２２】
なお、図２３は、可動保持部材１１と固定保持部材１５の間に基板５００を挟んだ状態で耳部１３とクランパ１６が互いに嵌合した状況を示したが、基板５００を間に挟まず、可動保持部材１１と固定保持部材１５を仮止めする場合には、シャフトフック１３３０のＸ方向への移動を図２３よりもわずかに手前で止めることにより、達成できる。
【０１２３】
図２３において、耳部１３とクランパ１６が互いに嵌合した後は、まずシャフトフック１３３０が第２のアクチュエータ１３００が原点に戻る動作によりＸ−Ｘ’の中間位置に戻る。基板５００を保持した基板ホルダ１１０は、基板ホルダ搬送部１４０によってめっき処理部１３０へと搬送され、基板５００に対して所定の処理が行われる。
【０１２４】
めっき処理部１３０で所定の処理が終わった後、処理後の基板５００を保持した基板ホルダ１１０はテーブル１２０上に載置され、基板５００は基板ホルダ開閉機構１０２と基板搬送ロボット１８０によって基板ホルダ１１０から取り出される。基板５００を基板ホルダ１１０から取り出すために可動保持部材１１を固定保持部材１５から分離する作業は、詳述しないが、上で述べた第１のアクチュエータ１２００と第２のアクチュエータ１３００の動作により達成されることは、理解されるであろう。なお、図２２は、基板５００を保持した状態の基板ホルダ１１０をテーブル１２０上に載置した後、可動保持部材１１をヘッド部１１００によって持ち上げた状態も表している。ここで、基板５００が第１のシールリング１８ａと固着することによって持ち上げられ、その後固定保持部材１５上に落下して位置ずれを起こしたり、可動保持部材１１側に貼り付いたままになるというトラブルが生じうるが、前述のようにヘッド部１１００に取り付けられたセンサ１１４０によって、固定保持部材１１や基板５００との距離を測定することによって、このようなトラブルが生じたことを検知することができる。
【０１２５】
以上に示すように、本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２は、単純な機構の組合せにより、装置のサイズを小さく保ち、コストを抑えることができる。また、本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２は、上下動するヘッド部１１００に基板の位置ずれを検知するセンサ１１４０を設けることにより、基板５００や基板ホルダ１１０の変形や、基板５００への水滴の付着の有無にかかわらず、基板の位置ずれを従来の方法よりも精度良く検知することができる。さらに、本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２は、基板ホルダ１１０を押圧する押し付けブロック１１１４の内部に弾性体３０を設けることにより、基板ホルダ１１０の厚さの個体差により生じるシールリング１８の圧縮量の変化を緩和し、基板５００に対するシール性を安定化することができる。
【０１２６】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。例えば、上述の実施形態においては、第２のアクチュエータ１３００をテーブル１２０の側方に配置したが、第２のアクチュエータは回転板１１５０を押圧円板１１１０に対して回転させるものであるので、押圧円板１１１０の上に第２のアクチュエータを設けて回転板１１５０を回転させても良い。また、上述の実施形態においては、内部に弾性体を有する押し付けブロック１１１４を用いることで基板ホルダの厚さばらつきによるシールリングの圧縮量への影響を緩和しているが、ヘッド部１１００を下降させる第１のアクチュエータにサーボモータを使ってトルクを監視し、シールリングの圧縮力が一定になるようにヘッド部１１００の下降動作をコントロールしてもよい。これによって基板ホルダの厚さにばらつきがあってもシールリングの圧縮量を一定にすることができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１００ めっき装置フレーム
１０２ 基板ホルダ開閉機構
１１０ 基板ホルダ
１１１ ハンドルバー
１１２ ハンガー部
１１３ 基板ホルダの下端部
１１４ 給電接点
１２０ テーブル
１２１ 水平移動機構
１３０ めっき処理部
１４０ 基板ホルダ搬送部
１４１ アーム
１４２ リフター
１４３ クランパ
１４４ センサ
１４５ 支柱部
１４６ アクチュエータ
５００ 基板
１１００ ヘッド部
１２００ 第１のアクチュエータ
１３００ 第２のアクチュエータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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及びめっき方法に関し、特に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）を形成したりするのに好適なめっき装置及びめっき方法に関する。半導体チップ等のいわゆる３次元実装を行うためには、半導体ウェハやインターポーザまたはスペーサといった基板に対して、内部を貫通する多数のビアプラグを形成する必要があるが、本発明のめっき装置及びめっき方法はそのような貫通ビアプラグを形成するためのビアホールの埋め込みにも使用される。より詳細には、基板をホルダに設置し、そのホルダをめっき槽に浸漬させてめっきする（ディップ式の）めっき装置及びめっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板へのめっきの方式は、フェースダウン式と、ディップ式とに大別することができる。
【０００３】
フェースダウン式のめっきにおいては、基板、特にウェハは水平状態で、被処理面を下向きにヘッドにより保持され、めっきが行われる。しかし、基板はＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の搬送容器に、ウェハを水平状態で被処理面を上にして収容されていることが通常である。従って、基板にめっきを行う前に装置内で基板を上下反転する必要がある。一方、ディップ式のめっき装置はめっき槽のめっき液に基板ホルダで保持された基板を垂直に差し入れてめっきを行う。従って、基板を基板ホルダにセットするときは基板ホルダを水平にし、めっき槽に基板を浸漬するときは基板ホルダを垂直にする必要がある。この姿勢の変換のため、めっき装置は基板ホルダを垂直状態から水平状態、水平状態から垂直状態へと回転させる機構を持っている。例えば、図９にあるように、基板ホルダをクランプしたアームを回転させたり、図１０にあるように、基板ホルダを置いたテーブルを回転させたりしている。
【０００４】
ところが、近年、基板の大型化が進み、それに伴い、アームやテーブルの回転機構が大がかりになり、基板ホルダを水平状態から垂直状態、または垂直状態から水平状態に姿勢を変換する時間も長くなる傾向にある。回転機構が大がかりになると、それだけめっき装置内で回転に必要なスペースが占める割合が大きくなり、装置全体も大きくなり、また、装置の製作費も大型化に伴い高額になる、という問題があった。
【０００５】
また、従来のめっき装置においては、基板ホルダへと基板をセットする際に用いる基板ホルダ開閉機構（フィキシングロボット）についても、以下のような問題があった。すなわち、特許文献２に示すように、基板ホルダによって基板を垂直に保持してめっき液中に浸漬するタイプのめっき装置においては、固定保持部材と可動保持部材との間に基板を挟持するようにして基板を保持する基板ホルダが用いられている。固定保持部材と可動保持部材は、ヒンジによって開閉可能となっている。可動保持部材側には、脱着不可かつ回転可能な押え部材を有し、押え部材を回転させて、押え部材の外周の一部を固定保持部材側に設けられたクランパの内部に滑り込ませる。これにより、可動保持部材側に設けられたシールが、基板外周および固定保持部材の所定箇所をシールし、かつ基板外周への給電接点の接触を可能としている。
【０００６】
このような機構においては、押え部材の回転による磨耗の発生や、押え部材の回転に伴い可動保持部材が回転してしまい、基板の位置ズレが生じたり、シール性が悪化したりする問題が生じていた。そのため特許文献２（特に、文献中の図８参照）においては、押圧ロッドで可動保持部材を押し付け、押え部材の回転摩擦を低減させた状態で押え部材を回転させることが提案されていた。そして、押さえ部材の回転摩擦を低減させた状態で押え部材を回転させるためには、特許文献３（特に、文献中の図１４Ａ参照）に示すような、上下（垂直方向）の軸方向に上下動の往復が可能でかつ回転可能であるような複雑な機構を有する装置が必要であり、複雑な機構のため、大がかりな機構となっていた。基板ホルダ開閉機構が大がかりになると、それだけめっき装置内でホルダ開閉機構が占めるスペースが大きくなり、装置全体も大きくなり、また、装置の製作費も大型化に伴い高額になる、という問題があった。
【０００７】
また、従来の基板ホルダ開閉機構において、基板ホルダの厚さにバラツキがあった場合には、基板ホルダへの押圧ロッドによるシール押し付け量が変化する問題があった。すなわち、基板ホルダが薄い場合はシールが十分に圧縮されないので押え部材の回転摩擦が大きくなったり、基板ホルダが厚い場合はシールを過剰に圧縮してシールを傷めるという問題があり、シール性の悪化の原因となる可能性もあった。
【０００８】
さらに、従来の基板ホルダ開閉機構においては、基板の基板ホルダへの脱着に伴って基板の位置がずれたことを検出する位置ずれ検出方法として、固定保持部材の基板外周位置に基板ガイドを設置し、フォトセンサないしレーザセンサにより光を基板の上の空間において水平方向（横方向）から照射してその光量を計測し、基板が基板ガイドに乗りあげて基板が傾いた場合には基板が光を遮るので、正常に基板がセットされた場合と比べて光量が減少することから、光量の増減により位置ずれを検出していた。ここで基板ガイドは、基板が位置ずれしたまま水平にならないように、基板が位置ずれした場合には基板ガイドに乗り上げて基板を斜めの状態に保つものである。しかし、この水平方向センサによる光量検出では、基板表面の水滴、基板自体の反り、基板ホルダ自体の反り、基板ホルダを設置するテーブルの反り、基板ホルダを設置するテーブルに付着したゴミ等による基板ホルダに発生する傾き等により、センサが位置ずれを誤って検出するという問題があった。また、基板ガイドの高さには基板ホルダの大きさから制限があり、またセンサは使用によりセンサの表面が汚れにより曇るなどで経時的に光量を減少するため、検出の精度にも問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３９７９８４７号公報
【特許文献２】特許第３７７８２８２号公報
【特許文献３】特許第３９４０２６５号公報
【特許文献４】特許第４１６２４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、基板を着脱可能に保持するための基板ホルダを、大掛かりな回転機構を用いることなく、水平状態から垂直状態、または垂直状態から水平状態に姿勢を変換することができるめっき装置、めっき処理方法及びめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、基板を基板ホルダに設置するための基板ホルダ開閉機構において、大掛かりで複雑な機構を用いることなく、基板を基板ホルダに設置でき、かつ、基板ホルダの厚さのばらつきを許容し、基板の基板ホルダへの脱着に伴う基板の位置ずれを検出することができるめっき装置、めっき処理方法及びめっき装置用基板ホルダへの基板設置方法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】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るめっき装置は、基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、を備え、前記テーブルは、前記基板ホルダの一端部を支持し、かつ水平方向に移動可能な水平移動機構を有し、前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構に支持された状態で、前記保持部を昇降させることにより、前記水平移動機構の水平方向の移動をともなって、当該基板ホルダを垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態に変換させる昇降機構を有することを特徴とする。
【００１３】
前記めっき装置は、前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出する基板ホルダ検出部を有してもよい。
【００１４】
前記めっき装置は、前記保持部が前記基板ホルダを保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを前記基板ホルダ検出部が検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止する昇降機構制御部を有してもよい。
【００１５】
前記基板ホルダは丸棒形状のハンドルバーを有し、前記保持部は前記ハンドルバーを保持してもよい。
【００１６】
前記保持部は、前記ハンドルバーを回転自在に支持する形状であってもよい。
【００１７】
前記基板ホルダの他端部は、前記水平移動機構と接する部分の形状が半円形状であってもよい。
【００１８】
前記水平移動機構は、前記水平移動機構より吊り下げられた錘により、前記保持部の下降位置方向へと付勢されてもよい。
【００１９】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの搬送中に前記基板ホルダの振れを止めるクランパを有してもよい。
【００２０】
また、本発明の一実施形態に係るめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法は、基板を着脱可能に保持する基板ホルダの姿勢を変換する方法は、前記基板ホルダの一端部を基板ホルダ搬送部の保持部により保持し、前記基板ホルダ搬送部が前記基板ホルダをテーブル上に移動し、前記保持部が下降し前記基板ホルダの他端部が前記テーブルが有する水平移動機構と接し、前記保持部がさらに下降して前記水平移動機構が水平方向へと移動し、前記基板ホルダが垂直状態から水平状態へと移行することを特徴とする。
【００２１】
前記めっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法は、前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出し、前記基板ホルダ検出部が前記基板ホルダを前記保持部が保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止すること、をさらに含んでもよい。
【００２２】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構と接した後、前記基板ホルダを所定角度傾けるために水平方向への移動を行ってもよい。
【００２３】
また、本発明の一実施形態に係るめっき処理方法は、基板ホルダを保持する基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをテーブルに載置し、前記テーブルに載置された前記基板ホルダに基板を装着して保持し、前記基板ホルダ搬送部の保持部により前記基板ホルダの一端部を保持し、前記基板ホルダ搬送部を上昇させるとともに前記テーブル上の水平移動機構を水平方向へと移動させて前記基板ホルダの姿勢を水平状態から垂直状態へと変換し、前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをめっき液を保持するめっき処理部の上方へと移動し、前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダを下降させてめっき液へと浸漬させることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の他の実施形態に係るめっき装置は、基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、前記テーブルに載置された前記基板ホルダの基板ホルダ開閉機構とを備え、前記基板ホルダは、回転可能な押え部材を有する可動保持部材と、前記可動保持部材とともに前記基板ホルダを挟持する前記可動保持部材が固定される固定保持部材とを有し、前記基板ホルダ開閉機構は、前記可動保持部材を押圧し、少なくとも一部が回転して前記可動保持部材を前記固定保持部材へと固定及び前記固定保持部材から固定解除するとともに前記可動保持部材を保持可能なヘッド部と、前記ヘッド部を上下動させる第１のアクチュエータと、前記ヘッド部の少なくとも一部を回転させる第２のアクチュエータとを有することを特徴とする。
【００２５】
前記ヘッド部は、回転可能な回転板と、前記可動保持部材を保持可能な引き上げフックを備えて前記可動保持部材を押圧する押圧円板とを有し、前記押え部材は耳部を有し、前記固定保持部材はクランパを有し、前記回転板はシャフトと接続され、前記シャフトを前記第２のアクチュエータが押し動かすことにより回転し、前記回転板の回転により前記押え部材を回転させ、前記耳部は、前記押え部材の回転に応じて、前記クランパと嵌合されて前記可動保持部材は前記固定保持部材へと固定され、または前記引き上げフックの引き上げ位置に移動してもよい。
【００２６】
前記ヘッド部は、前記基板の前記基板ホルダ上における位置を確認する基板位置検知手段を有してもよい。
【００２７】
前記押圧円板は前記可動保持部材を押圧する押し付けブロックを有し、前記押し付けブロックはあらかじめ圧縮されたスプリングを内部に備えてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、大掛かりな回転機構を用いることなく、基板ホルダを安定して回転させることができ、装置の省スペース化と製造コストの低減を実現できる。特に、基板ホルダをめっき処理部に搬送する搬送機を利用することにより、基板ホルダの回転のために別の動力機構を必要とせず、製造コストの著しい低減を実現することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、基板ホルダの開閉に用いる機構を簡略化して装置のサイズを小さく保ち、コストを抑えることができる。また、本発明によれば、基板や基板ホルダの反りなどの変形、水滴の付着の有無にかかわらず、基板を基板ホルダに脱着する際の基板の位置ずれを正確に検知することができる。さらに、本発明によれば、基板ホルダの開閉に伴う部材間の摩擦抵抗を小さくし、なおかつ基板ホルダの厚さにばらつきがあっても安定したシール性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るめっき装置の概要を示す側面図である。
【図２】図１のめっき装置の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板ホルダの構成を示す概要図である。
【図４】（ａ）は本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部の構成を示す概要図であり、（ｂ）は（ａ）の基板ホルダ搬送部が基板ホルダを保持した状態の一例を示す図であり、（ｃ）はそのＹ−Ｙ’線から見た断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部の昇降機構とテーブルの水平移動機構との、テーブルに基板ホルダを水平に載置する際の動作を示す概要図である。
【図６】図５の動作時の基板ホルダと水平移動機構との詳細図である。
【図７】基板ホルダ搬送部が基板ホルダを水平移動機構へと設置する動作を示す図である。
【図８】基板ホルダ搬送部の昇降機構とテーブルの水平移動機構との、テーブルに基板ホルダを水平に載置する際の、他の動作形態を示す概要図である。
【図９】従来の基板ホルダをクランプしたアームを回転させる基板ホルダの回転機構を示す図である。
【図１０】従来の基板ホルダを置いたテーブルを回転させる基板ホルダの回転機構を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダの構成を示す概要図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダの構成を示す概要図であって、（ａ）が固定保持部材、（ｂ）が可動保持部材の構成を示す。
【図１３】本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダの可動保持部材および固定保持部材の一部の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の構成を示す概要図である。
【図１５】図１４の基板ホルダ開閉機構のヘッド部の構成を示す概要図である。
【図１６】図１５のヘッド部において用いられる押し付けブロックの一例を示す図である。
【図１７】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における、センサによる基板の位置ずれ検知の方法を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダの基板載置箇所に切り欠き部を設けた例を示す上面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における、センサによる基板の位置ずれ検知の方法を示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【図２１】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【図２２】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構の動作を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るめっき装置全体について説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態に係るめっき装置の概要を示す側面図であり、図２は図１のめっき装置の平面図である。
【００３３】
本発明の一実施形態に係るめっき装置は、めっき装置フレーム１００に、基板ホルダ１１０（図３参照）と、基板５００を収納したＦＯＵＰ等の搬送容器を置くことができるロードポート１７０と、基板搬送ロボット１８０と、スピン・リンス・ドライヤ（ＳＲＤ）１９０と、テーブル１２０と、めっき処理部１３０と、基板ホルダ搬送部１４０と、ストッカ１５０と、アライナ１６０とを備える。
【００３４】
基板搬送ロボット１８０は、搬送容器（図示せず）から基板５００を取り出し、テーブル１２０へ搬送することができる。基板搬送ロボット１８０は、テーブル１２０から基板５００を搬送し搬送容器に収納することもできる。基板搬送ロボット１８０は、好ましくは回転方向に動くことができ、ロードポート１７０とテーブル１２０とスピン・リンス・ドライヤ１９０とアライナ１６０との間で基板５００を搬送することができる。スピン・リンス・ドライヤ１９０は、めっき処理された基板５００をリンスしながら回転させ、最後に高速回転させて乾燥することができる。
【００３５】
アライナ１６０は、基板５００の円周方向の位置合わせを行う。すなわち、アライナ１６０は、基板５００に設けられたノッチ（切り欠き）位置を検出し、指定された角度にノッチ位置を向けることにより、基板５００を指定の位置に回転させる。また、アライナ１６０は基板５００を回転させながら、基板５００の中心の位置合わせを行う。
【００３６】
なお、図１及び図２において、１０１は基板ホルダ搬送部を搬送するための走行軸であり、１０２は基板ホルダ開閉機構、１０３は制御部（基板ホルダ搬送部制御部を含む）である。
【００３７】
基板ホルダ１１０は、基板５００のめっき処理の際に、基板５００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１１０は、基板の被めっき面の周縁部と接触し、外部電源から給電を与えるための接点を備えても良い。基板ホルダ１１０は、めっき処理前にストッカ１５０に収納され、めっき処理時には基板ホルダ搬送部１４０によりテーブル１２０、めっき処理部１３０の間を移動し、めっき処理後にストッカ１５０へと再び収納される。
【００３８】
テーブル１２０には、基板ホルダ１１０を水平に載置することができる。テーブル１２０において、基板搬送ロボット１８０は、水平に載置された基板ホルダ１１０に対して、基板５００の着脱を行う。
【００３９】
図１及び図２に係るめっき装置においては、基板ホルダ１１０に保持された基板５００をめっき槽のめっき液に垂直に浸漬し、めっき液をめっき槽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。基板ホルダ１１０に保持された基板５００は、めっき処理部１３０の各処理槽内の処理液または気体で処理が行われる。めっき処理部１３０の各処理槽の配置は、例えば、図１に示すめっき液を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、といった配置となる。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。
【００４０】
基板ホルダ搬送部１４０は、走行軸１０１に沿って、テーブル１２０、めっき処理部１３０、ストッカ１５０の間をリニアモーターなどの搬送機構（図示せず）により移動可能である。基板ホルダ搬送部１４０は、基板ホルダを垂直姿勢で保持して搬送する。
【００４１】
ストッカ１５０は、基板ホルダ１１０を垂直状態で複数枚収納することができる。図１において、ストッカ１５０は、装置背面に隣接して設置されるが、設置場所はこれに限らず、例えばテーブル１２０とめっき処理部１３０との間に配置してもよい。
【００４２】
以下において、本発明の一実施形態に係るめっき装置の動作の一例を説明する。
【００４３】
（ａ）まず、基板ホルダ搬送部１４０が、ストッカ１５０上へと移動し、ストッカ１５０に収納された基板ホルダ１１０を取り出して保持する。
【００４４】
（ｂ）次に、基板ホルダ搬送部１４０は、基板ホルダ１１０を保持したままテーブル１２０まで移動し、基板ホルダ１１０がテーブル１２０の上に水平に設置される。
【００４５】
（ｃ）基板ホルダ１１０に、基板５００をセットする。
【００４６】
（ｄ）基板ホルダ搬送部１４０が、基板ホルダ１１０を垂直に保持してめっき処理部１３０の前水洗槽へと移動する。基板ホルダ１１０に保持された基板５００に対して、めっき処理部１３０の各処理槽において、めっきの各工程を行う。めっき処理はＸからＸ’方向へと順次行われる。
【００４７】
（ｅ）基板ホルダ搬送部１４０は、めっき処理部における各工程完了後、基板ホルダ１１０を垂直に保持したままテーブル１２０まで移動し、基板ホルダ１１０がテーブル１２０の上に水平に設置される。
【００４８】
（ｆ）基板ホルダ１１０から、基板５００が取り外される。
【００４９】
（ｇ）連続処理を行う場合には、次の未処理の基板をセットし、（ｄ）から工程を繰り返す。
【００５０】
（ｈ）処理が完了した後、基板ホルダ搬送部１４０は、基板５００が取り外された基板ホルダ１１０を垂直に保持してストッカ１５０へと移動し、ストッカ１５０へと基板ホルダ１１０を垂直に収納する。
【００５１】
次に、本発明の一実施形態に係る基板ホルダ１１０の構成を説明する。
【００５２】
図３は、本発明の一実施形態に係る基板ホルダ１１０の構成を示す概要図である。
【００５３】
基板ホルダ１１０は、その一端にハンドルバー１１１を備える。ハンドルバー１１１は、基板ホルダ搬送部１４０により保持される。ハンドルバー１１１は、基板ホルダ１１０が垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態へ姿勢を変換する際に回転自在となるよう丸棒形状である。
【００５４】
ハンドルバー１１１は、めっき液が付着する事態に備え腐食に強いステンレス製であることがのぞましい。また、ステンレスでもめっき液による腐食に耐えられない場合にはステンレスの表面にクロムめっきやＴｉＣ等のコーティングをして腐食耐性を高めることが推奨される。なお、ハンドルバー１１１には、腐食耐性の高いチタンを用いることもできるが、一般に表面の摩擦抵抗が大きく、後述する基板ホルダ搬送部１４０のリフター１４２との回転摺動に適した仕上げが必要である。
【００５５】
また、基板ホルダ１１０の上部両端に、直方体形状または立方体形状のハンガー部１１２が設けられる。ハンガー部１１２は、基板ホルダ１１０を各処理槽内に配置する際に、ハンガー受け部材（図示せず）の上に配置することにより、基板ホルダ１１０を懸架するための支持部として機能する。なお、めっき槽が電解めっき槽である場合は、ハンガー部に設けられた給電接点１１４と、ハンガー受け部材の電気接点が互いに接触することにより、外部電源から基板５００の被めっき面に電流が供給される。給電接点１１４は、ハンガー受け部材に基板ホルダ１１０が懸架された際に、めっき槽のめっき液に接触しない箇所に設けられる。
【００５６】
ハンガー部１１２は直方体形状または立方体形状として、図３に示す矢印Ａの方向から基板ホルダ搬送部１４０により力が加えられることにより、基板ホルダ１１０の移動時の振れが防止されるよう設計されてもよい。基板ホルダ１１０が垂直状態（図３に示す「下」方向に基板ホルダ１１０の下端部１１３が向く状態）のときに、ハンガー部１１２の上面は水平となる。
【００５７】
基板ホルダ１１０の下端部１１３は、後述するテーブル１２０の水平移動機構１２１との回転摺動をスムーズに行うために、側面から見た形状が半円形状（図６参照）に形成されてもよい。
【００５８】
図４（ａ）は本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部１４０の構成を示す概要図であり、（ｂ）は（ａ）の基板ホルダ搬送部１４０が基板ホルダ１１０を保持した状態の一例を示す図であり、（ｃ）はそのＹ−Ｙ’線から見た断面図である。
【００５９】
基板ホルダ搬送部１４０は、垂直方向に動作することで基板ホルダ１１０を昇降させるための昇降機構（図示せず）を支柱部１４５の内部に有する。昇降機構は、基板ホルダ１１０を懸架するためのアーム１４１を備える。アーム１４１は、ハンドルバー１１１を下からサポートして基板ホルダ１１０を吊り上げるリフター１４２を備える。ハンドルバー１１１を下から支持するため、リフター１４２は、半円形状の爪（図示せず）を有しており、爪の内側の径はハンドルバー１１１の外径よりも若干大きい。２つの爪の間に空間を設け、その空間においてハンドルバー１１１の有無及びハンドルバー１１１までの距離を検出するセンサ１４４を備えてもよい。センサ１４４が、ハンドルバー１１１すなわち基板ホルダ１１０が無いこと、またハンドルバー１１１までの距離が基準値を外れている、すなわち基板ホルダ１１０がアーム１４１に対してずれた位置にあるといった異常を検知した場合には、センサ１４４は異常を昇降機構制御部（図示せず）へと伝え、昇降機構制御部は、アーム１４１の昇降動作を停止する。また、センサ１４４を備えることにより、リフター１４２の爪がハンドルバー１１１をすくい上げるように支持した際に基板ホルダ１１０が位置ずれを起こして、リフター１４２の爪がハンドルバー１１１を正しく支持できていない、といった異常も検知することができる。
【００６０】
リフター１４２のハンドルバー１１１と接触する箇所は、ハンドルバー１１１を回転摺動させるため、ＰＴＦＥ等の樹脂が組み込まれるか、アルミ材にタフラム処理やＰＥＥＫコーティングを施したものを用いて摩擦係数を小さくすると動きがスムーズになり好ましい。
【００６１】
基板ホルダ搬送部１４０は、基板ホルダ１１０の振れ止めのためのクランパ１４３を備える。クランパ１４３は、基板ホルダ１１０のハンガー部１１２の上面に対して下方向への力を加えて、基板ホルダ搬送部１４０の水平移動時に、移動方向へ振れることを防止する。基板ホルダ１１０の振れ止め防止のために、ハンガー部１１２を、クランパ１４３と嵌合する形状に設計してもよい。
【００６２】
本発明の一実施形態によれば、クランパ１４３は基板ホルダ１１０のハンガー部１１２の上面に対して下方向への力を加え、かつその両側の垂直面をも支えて振れ止めするように下向きコの字状の形状である。水平面を垂直に押し付ける力が基板ホルダ１１０の振れ力よりも大きく設定できる場合は垂直面を支える必要はないが、一般には基板ホルダ１１０のハンガー部１１２の上面の面積を大きく取れないため、垂直面も支えるのが好ましい。
【００６３】
基板ホルダ１１０が垂直状態から水平状態へと移行する際にはクランパ１４３は上方に移動し、振れ止めは解除される。クランパ１４３の上下動作はエアシリンダや電動アクチュエータ等のアクチュエータ１４６で行われてもよい。基板ホルダ１１０の両端のハンガー部１１２を支える場合、アクチュエータ１４６は２個としてもよいが、同時動作や簡素化のために１個のアクチュエータ１４６を基板ホルダ１１０の中心位置に設置し、アクチュエータ１４６の可動部に取り付け部材（図示せず）を設けて、この取り付け部材に２個のクランパ１４３を取り付けて動作させてもよい。
【００６４】
基板ホルダ１１０を垂直状態から水平状態に移行し、載置するためにテーブル１２０が用いられる。テーブル１２０は、基板ホルダ１１０の下端部１１３を支え、かつ、例えばＬＭガイドのような直線運動をさせるためのガイド（図示せず）に沿って基板ホルダ搬送部１４０の走行軸方向に自在にスライドする水平移動機構１２１（図５参照）を備える。
【００６５】
水平移動機構１２１には、常に初期位置、すなわち基板ホルダ搬送部１４０がテーブル１２０に向かって下降した際に基板ホルダ１１０の下端部１１３が接触する位置に戻るように錘（図５参照）やコイルばねなどによる外力が付与されてもよい。なお、水平移動機構１２１は基板ホルダ１１０の下端部１１３との摺動に適した形状と材質であることが望ましい。
【００６６】
以下、垂直状態の基板ホルダ１１０をテーブル１２０上に水平に載置する手順について図５、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００６７】
図５（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の一実施形態に係る基板ホルダ搬送部の昇降機構とテーブルの水平移動機構との、テーブルに基板ホルダを水平に載置する際の動作を示す概要図であり、図６（Ａ）〜（Ｆ）は、図５の動作時の基板ホルダと水平移動機構との詳細図であり、図７（Ａ）〜（Ｄ）は、基板ホルダ搬送部が基板ホルダを水平移動機構へと設置する動作を示す図である。
【００６８】
まず、基板ホルダ搬送部１４０は、アーム１４１により基板ホルダ１１０をリフター１４２により吊り上げ保持し、クランパ１４３で基板ホルダ１１０を振れ止めした状態で、テーブル１２０上方まで移動する。この際の基板ホルダ１１０と水平移動機構１２１との位置関係は図７（Ａ）から図７（Ｂ）に示すとおりである。テーブル１２０には、基板ホルダ１１０の下端部１１３を支持しながら水平方向に移動可能な水平移動機構１２１が設けられている。基板ホルダ搬送部１４０がテーブル１２０上方まで移動すると、アーム１４１は、基板ホルダ１１０を垂直に保持した状態で、下降動作を開始する。図５（Ａ）は、基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１のわずかに高い位置まで下降した状態を示す。この際の基板ホルダ１１０と水平移動機構１２１との位置関係は、図６（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すとおりである。
【００６９】
図７（Ｃ）において、クランパ１４３が解除される。そして、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）及び図７（Ｄ）に示すとおり、アーム１４１は、基板ホルダ１１０の下端部が水平移動機構１２１に接するまで下降する。
【００７０】
なお、図５（Ａ）から図５（Ｂ）において、基板ホルダ１１０の下降動作の途中、基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１よりもわずかに高い位置まで接近するまでは、クランパ１４３で基板ホルダ１１０を振れ止めした状態で速い速度で下降することが好ましい。それからクランパ１４３が外され、アーム１４１が低速度で下降し、基板ホルダ１１０の下端部が水平移動機構１２１に到達することが好ましい。これにより、基板ホルダ１１０の下降に要する時間を短くしつつ、安定した下降動作が行われる。
【００７１】
基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１に接触しただけでは、回転の下死点となるため、基板ホルダ１１０をスムーズに回転させることができない。そこで、基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１に接触した後、図５（Ｃ）のように、アーム１４１をめっき処理部１３０側へとわずかに横移動させる（わずかな下降がともなう）。これにより図６（Ｃ）に示すように、基板ホルダ１１０を傾かせて、スムーズに基板ホルダ１１０の回転動作を開始することができる。
【００７２】
基板ホルダ１１０が所定の角度（好ましくは１５°程度）傾いた後は、基板ホルダ搬送部１４０のアーム１４１を下降させることで、基板ホルダ１１０の自重により図６（Ｄ）に示すように基板ホルダ１１０の下端部１１３が水平移動機構１２１を押し出す。基板ホルダ搬送部１４０のアーム１４１を下降させる際には、基板搬送ロボット１８０側へのわずかな移動がともなう場合がある。図５（Ｄ）〜（Ｅ）に示すように、水平移動機構１２１に下端部１１３を支持された基板ホルダ１１０は回転して垂直状態から水平状態へと傾いてゆく。すなわち、図６（Ｅ）に示すように図６（Ｄ）の状態からさらにアーム１４１を下降させると基板ホルダ１１０は支点Ａを支えとして水平状態へと傾いてゆく。
【００７３】
さらにアーム１４１を下降させると、図５（Ｆ）、図６（Ｆ）に示すように基板ホルダ１１０は水平状態となり、基板ホルダ搬送部１４０の下降動作と水平移動機構１２１の水平移動は完了する。水平状態となった基板ホルダ１１０の荷重は、テーブル１２０全体で受けることとなる。アーム１４１はさらに下降し、めっき処理部１３０側に退避したあと、上昇する。
【００７４】
以上により、基板ホルダ１１０を回転させるための強力なトルクを有する大掛かりな回転機構を用いることなく、基板ホルダ１１０を垂直姿勢から水平姿勢に移行できる。本発明の場合、最初に基板ホルダ１１０を傾けるための基板ホルダ搬送部１４０の移動距離、アーム１４１の下降速度、水平移動機構１２１を初期位置に戻すために付加する力、ハンドルバー１１１とリフター１４２の爪の摺動抵抗、及び基板ホルダ１１０の下端部と水平移動機構１２１の形状と摺動抵抗を最適に設計することが重要である。
【００７５】
なお、本発明においては、水平移動機構１２１の水平方向の移動を伴って基板ホルダの姿勢を変換する。しかし、図８（Ａ）から図８（Ｃ）に示すとおり、図８（Ａ）中におけるテーブルの左端に基板ホルダ１１０の下端部１１３を接地させ、アーム１４１が弧を描くように運動して基板ホルダ１１０を水平にすることも考えられる。しかし、テーブル１２０の上方には、図１に示すように、基板搬送ロボット１８０が基板５００を基板ホルダ１１０に受け渡し、あるいは基板ホルダ１１０から受け取る際に基板ホルダ１１０の基板の保持を解除するための基板ホルダ開閉機構１０３があるため、基板ホルダ搬送部１４０と基板ホルダ開閉機構１０３が干渉してしまう。また、図８（Ｄ）から図８（Ｆ）に示すとおり、図８（Ｄ）中におけるテーブル１２０の右端に基板ホルダ１１０の下端部１１３を接触させ、同様にアーム１４１が基板ホルダ１１０をめっき処理部側に傾けて水平にして、最後に基板ホルダ１１０をテーブル１２０上に載置するためにアーム１４１が基板ホルダ１１０を移動させることも考えられる。しかし、図８（Ｅ）に示すように、基板ホルダ搬送部１４０が、テーブル１２０よりもめっき処理部１３０側に大きく張り出すことになり、めっき処理部１３０での処理と干渉するおそれがある。これらの基板ホルダ１１０の姿勢を変換する方法と異なり、本発明における基板ホルダ１１０の姿勢を変換する方法によれば、基板ホルダ搬送部１４０が基板ホルダ１１０の姿勢を変換する際に、基板ホルダ搬送部１４０が基板ホルダ開閉機構１０３やめっき処理部１３０での処理が干渉することがないため、基板ホルダ搬送部１４０と基板ホルダ開閉機構やめっき処理部１３０との距離を考慮する必要がなく、装置の省スペース化に大きく貢献する。
【００７６】
なお、水平移動機構１２１は、基板ホルダ１１０の自重によらずに、自ら水平方向へ移動するための機構を備えても良いが、そのための動力源が必要となり、また基板ホルダ１１０の姿勢を変換させるためにアーム１４１との動作を連携して行う必要があるため、制御も複雑になる。そのため、上述したように、水平移動機構１２１はスライド可能で、水平移動機構１２１を初期位置に戻すための錘やコイルばねなどによる外力が付与された機構を制御し水平移動させることが望ましい。
【００７７】
なお、基板ホルダ１１０の垂直状態から水平状態への移行に伴い、ハンドルバー１１１とリフター１４２の爪、基板ホルダ１１０の下端部と水平移動機構１２１の表面は、互いに摺動する形態を示したが、摺動させることが望ましくない場合には、ハンドルバー１１１は両端を軸受け支持し、基板ホルダ１１０の下端部には回転ローラをつけても良い。しかし基板ホルダ１１０はめっき液中に浸漬されるため、軸受けやローラがめっき液中あるいはめっき液面近くに配置されるため、めっき液付着の影響から軸受けやローラを設けるのは望ましくない場合がある。従って、摺動を避ける場合には、リフター１４２の爪あるいは水平移動機構１２１の表面に回転ローラを設けてハンドルバー１１１あるいは下端部１１３が転がり自在にしても良い。
【００７８】
テーブル１２０上で、処理が終わった基板５００を基板ホルダ１１０から取り出す作業を終了した後、あるいは次に処理すべき基板５００を保持した後の基板ホルダ１１０は、水平状態から垂直状態に姿勢が変換される。その際には、リフター１４２の爪がハンドルバー１１１の下側に入り込んでハンドルバー１１１を引っ掛け、アーム１４１の上昇に伴いリフター１４２は基板ホルダ１１０を吊り上げる。水平移動機構１２１は基板ホルダ１１０の下端部から外れることなく、初期位置に戻って、基板ホルダ１１０は垂直姿勢となる。そしてアーム１４１はさらに上昇する。上昇の途中で、クランパ１４３が上述したように動作して基板ホルダ１１０の振れを留める。
【００７９】
上述した実施形態により、動力が必要なものとしては基板ホルダ搬送部１４０の水平移動とアーム１４１の上昇下降だけで基板ホルダ１１０の垂直姿勢と水平姿勢の変換を実現している。これらの基板ホルダ搬送部１４０が備える水平、垂直方向運動のための機構は、基板ホルダ１１０を各処理槽へ移動、及び各処理槽の処理液に基板５００を浸漬させるために必要なものであり、基板ホルダ１１０の姿勢転換のために何ら専用の動力を必要としていない。
【００８０】
本発明は、基板ホルダで基板を保持して、基板ホルダを搬送し、基板にめっきをする装置に広く適用できる。本実施形態では、めっき装置を例示したが、例えばエッチング装置、無電解めっき装置などにも適用できる。また、基板ホルダを処理槽に完全に浸漬させるタイプだけでなく、例えば処理槽の垂直な側面に開口部があり、基板ホルダで保持された基板が開口部を横から塞ぐように設置されるタイプの処理装置にも適用できる。さらに、本実施形態では、装置内に基板ホルダ搬送部は１つのみであり、姿勢転換のために用いた基板ホルダ搬送部と、めっき槽を始めとする各処理槽内に基板ホルダを搬送する基板ホルダ搬送部は共通である。しかし、基板ホルダ搬送部が複数あり、姿勢転換のための基板ホルダ搬送部と、例えばめっき処理部１３０に搬送するための基板ホルダ搬送部が別であっても良い。
【００８１】
以上に示したように、本発明によれば、大掛かりな回転機構を用いることなく、基板ホルダを安定して回転させることができるので、装置の省スペース化と製造コストの低減を実現できる。特に、基板ホルダをめっき槽に搬送する搬送機を利用することにより、基板ホルダの回転のために別の動力機構を必要とせず、製造コストの著しい低減を実現することができる。
【００８２】
次に、本発明の他の実施形態に係るめっき装置における基板ホルダ開閉機構１０２の動作について説明を行う。
【００８３】
基板ホルダ開閉機構１０２において、テーブル１２０に置かれた基板ホルダへの基板の着脱を行うために、基板ホルダの蓋部分、すなわち後述する可動保持部材１１の着脱を行う。
【００８４】
基板ホルダ開閉機構１０２の構成及び動作について、以下で詳細な説明を行うが、まず、本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダ１１０の構成を説明する。
【００８５】
図１１〜図１３は、本発明の他の実施形態に係るめっき装置で用いる基板ホルダ１１０の構成を示す概要図であり、図１１は可動保持部材１１が固定保持部材１５へと取り付けられ、耳部１３とクランパ１６とが嵌合された状態を示す上面図であり、図１２は可動保持部材１１と固定保持部材１５とを別個に示した上面図であり、（ａ）は固定保持部材１５、（ｂ）は可動保持部材１１を示す。図１３は、可動保持部材１１および固定保持部材１５の一部の断面図である。
【００８６】
図１１〜図１３を参照すると、基板ホルダ１１０は、蓋部である可動保持部材１１と、テーブル１２０に載置される固定保持部材１５とを有し、可動保持部材１１と固定保持部材１５とにより基板５００を挟持する。可動保持部材１１は略円形のリング状であり、押え部材１２と、押え部材１２と一体で外周に突出した耳部１３とを有する。可動保持部材１１は固定保持部材１５へと固定可能であり、また固定保持部材１５から取り外し可能である。図１１においては、可動保持部材１１は固定保持部材１５の上面へと固定される。固定保持部材１５は、耳部１３に対応した箇所にクランパ１６を有する。クランパ１６は、Ｌ字を逆さにした形状で、先端が内方に屈曲しており、先端の屈曲部の内側に耳部１３が入り込む（嵌合）ことによって可動保持部材１１を固定保持部材１５に対して固定することができる（図２０以降を参照）。なお、耳部１３とクランパ１６は、スムーズに嵌合するためのテーパ部を有することが望ましい。
【００８７】
押え部材１２は可動保持部材１１に対して回転可能、かつ離脱しないように保持され、耳部１３とともに可動保持部材１１の中心Ｒを回転中心として、略水平面を回転面として回転する。押え部材１２は例えば略円形のリング状である。押え部材１２は、押え部材１２の周上に、後述する基板ホルダ開閉機構が有するヘッド部１１００の方向に突出した突出部１２ａを有する。押え部材１２は、押え部材脱離防止部材１２ｂにより、可動保持部材１１からの脱離が防止される。
【００８８】
可動保持部材１１と固定保持部材１５とは、基板５００を挟持し、押え部材１２を回転させて耳部１３をクランパ１６へと嵌合して固定する。また、基板５００の取り付け及び取り外しを行う場合には、押え部材１２を回転させて耳部１３とクランパ１６との嵌合を解除する。
【００８９】
基板５００は、固定保持部材１５の基板載置箇所１４に載置される。
【００９０】
可動保持部材は、基板の端部や裏面といっためっきする必要のない部分をめっき液からシールするための第１のシールリング１８ａと第２のシールリング１８ｂを有する。第１のシールリング１８ａは、基板の外周端部に接触し、第２のシールリング１８ｂは固定保持部材１５の表面に接触する。さらに、電解めっき装置のための基板ホルダであれば、第１のシールリング１８ａでシールされた基板の端部領域に接触して基板に通電する電気接点２０を有する。電気接点２０は、可動保持部材１１と固定保持部材１５が基板を挟持した状態で外部電源と電気的につながる。第１のシールリング１８ａと第２のシールリング１８ｂは、シールリングホルダ１９により保持される。なお、以降の記述において、説明を簡便にするため、第１のシールリング１８ａと第２のシールリング１８ｂを合わせてシールリング１８と称する場合がある。
【００９１】
基板５００を基板ホルダ１１０から取り出す場合には、可動保持部材１１は固定保持部材１５から離れる方向に移動されるが、この時に第１のシールリング１８ａと基板５００が固着して基板が可動保持部材側にくっついて持ち上がってしまうという問題が生じることがある。これを防止するため、基板と第１のシールリング１８ａが離れる際に基板を固定保持部材側に付勢しておき基板を第１のシールリング１８ａから剥離する剥離スプリングを可動保持部材に備えることが望ましい。この剥離スプリングについては、特許公報第４１６２４４０号に記載されている。
【００９２】
ところが、可動保持部材１１がスプリング部材を有していても、基板５００に塗布されたレジストの材料や厚さといった性質、性状によっては、可動保持部材１１の取り外し時に第１のシールリング１８ａと基板５００の固着によって基板５００が基板載置箇所１４から位置ずれを起こしてしまう場合がある。特に、基板５００の端部の一部が第１のシールリング１８ａと固着して基板が斜めに持ち上がったり、持ち上がった後に落下して固定保持部材１５上で位置ずれを生じることがある。
【００９３】
この問題に対しては、後述するように、本発明の他の実施形態に係るめっき装置においては、基板ホルダ開閉機構１０２に設けられたセンサ１１４０により位置ずれを検出することにより位置ずれを起こしたままめっき装置が動作を続けることを防止している。
【００９４】
図１４は、本発明の一実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２の構成を示す概要図である。図１４を参照すると、基板ホルダ開閉機構１０２は、ヘッド部１１００と、第１のアクチュエータ１２００と、第２のアクチュエータ１３００とを有する。
【００９５】
ヘッド部１１００は、テーブル１２０の上方に位置し、テーブル１２０に載置された基板ホルダ１１０の可動保持部材１１を保持することができる。また、ヘッド部１１００は基板ホルダ１１０の可動保持部材１１の押え部材１２を回転させ、耳部１３を回転させて、可動保持部材１１を固定保持部材１５へと固定及び固定解除したり、可動保持部材１１を保持可能としたりすることができる。
【００９６】
第１のアクチュエータ１２００は、ヘッド部１１００の接続ボス１１７０によりヘッド部１１００に接続され、ヘッド部１１００を上下動させる。第１のアクチュエータ１２００は、例えばアクチュエータ本体１２１０と、シャフト１２２０とを有し、シャフト１２２０の端部においてヘッド部１１００と接続され、シャフト１２２０の伸縮に伴い、ヘッド部１１００を上下動させる。
【００９７】
第２のアクチュエータ１３００は、１軸移動するアクチュエータ１３１０とこのアクチュエータ１３１０の移動プレート１３２０に固定されたシャフトフック１３３０とで構成される。シャフトフック１３３０にはシャフト１１３０を押すときの摺動性確保のために回転ローラ１３４０が左右に２個とりつけられている。回転ローラ１３４０は回転ローラ軸１３５０によって回転支持されている。シャフトフック１３３０は第２のアクチュエータ１３００の駆動によって水平方向へと往復移動し、、ヘッド部１１００から延伸したシャフト１１３０を押し動かしてヘッド部１１００の回転板１１５０を回転させる。例えば、第２のアクチュエータの駆動方式はボールねじである。
【００９８】
図１５を参照して、ヘッド部１１００のより詳細な構成を説明する。図１５を参照すると、ヘッド部１１００は、押圧円板１１１０と、押圧円板上に回転板１１５０とを有する。
【００９９】
押圧円板１１１０は、吊り上げフック１１１１と、回転板ガイド１１１２と、ガイドローラ１１１３と、押し付けブロック１１１４とを有する。また、押圧円板１１１０の外周に沿って固定支持されたセンサ１１４０を有してもよい。
【０１００】
回転板１１５０は、締め付けフック１１５１を備え、シャフト１１３０と接続される。回転板１１５０は略円形のリング状であり、押圧円板１１１０上の回転板ガイド１１１２により挟持される。回転板１１５０はその円の中心を回転中心として、略水平面を回転面として回転可能である。回転板１１５０は、ガイドローラ１１１３と褶動して回転する。
【０１０１】
シャフト１１３０は例えば棒状であり、第２のアクチュエータ１３００の水平方向の動作により、シャフトの端部が押され、回転板が回転する。すなわち、第２のアクチュエータ１３００の動作を制御することにより回転板１１５０の回転動作を制御可能である。シャフト１１３０の位置を検出するため、センサ１１３１を押圧円板１１１０上に備えてもよい。
【０１０２】
回転板１１５０は、その回転に伴って押え部材１２及び耳部１３を回転させる。例えば、回転板１１５０の周上２箇所に、下方に向かって延出した締付けフック１１５１を設ける。回転板１１５０が第２のアクチュエータ１３００によって回転されると、締付けフック１１５１が可動保持部材１１の押え部材１２の突出部１２ａを押し、押え部材１２を回転させる。
【０１０３】
押圧円板１１１０は、底面に押し付けブロック１１１４を有する。第１のアクチュエータ１１２０がヘッド部１１００を下降させると、押し付けブロック１１１４が可動保持部材１１の押え部材１２以外の本体部、例えば図１３におけるＰと接触し、さらに可動保持部材１１を下方に押し付ける。可動保持部材１１の押さえ部材１２以外の部分が下方に押し付けられると、その押付量の分だけシールリング１８が変形する。可動保持部材１１が下方に沈み込むため、押え部材１２の耳部１３がクランパ１６と嵌合するための隙間が生まれる。そのため、押え部材１２を回転させるための力、すなわち第２のアクチュエータ１３００の駆動力は比較的小さな力で済み、クランパ１６や耳部１３の磨耗を抑えることができる。
【０１０４】
押し付けブロック１１１４が可動保持部材１１を下方に押し付ける押し付け量は、ヘッド部１１００の下降位置で決まるが、それぞれの基板ホルダ１１０の厚さに個体差があると、シールリング１８の変形量（圧縮量）が異なるという問題が生じる。すなわち、基板ホルダが薄い場合はシールが十分に圧縮されないので押え部材の回転摩擦が大きくなったり、基板ホルダが厚い場合はシールを過剰に圧縮してシールを傷めるという問題があり、シール性にも影響が生じる可能性がある。このような問題に対し、押し付けブロック１１１４を、図１６に示すように、内部にスプリング等の弾性体３０を備えるプランジャとすることで対処することができる。弾性力を有するスプリング等の弾性体３０をあらかじめ所定量圧縮しておき、弾性体３０が基板ホルダと接触するピン３１を常に押している状態にすることにより、基板ホルダ１１０の個体差によって生じるシールリング１８の圧縮量の差を緩和することができる。これにより、基板ホルダの厚さのばらつきを許容して基板ホルダの開閉に伴う部材間の摩擦抵抗を安定して小さくし、ひいては安定したシール性を実現することができる。
【０１０５】
押圧円板１１１０は、複数の吊り上げフック１１１１をその外縁に有する。可動保持部材１１の耳部１３が回転移動して吊り上げフック１１１１の吊り上げ部の直上に移動した状態で、ヘッド部１１００が上昇すると、可動保持部材１１の耳部１３が吊り上げフック１１１１に吊り上げられることにより可動保持部材１１がヘッド部１１００とともに上昇する。これにより、可動保持部材１１と固定保持部材１５との間に隙間が開くため、その隙間より固定保持部材への基板５００の載置や取り出しを行うことができる。
【０１０６】
以上に示すように、可動保持部材１１の押え部材１２の回転動作による可動保持部材１１の固定保持部材１５への固定と、可動保持部材１１の上昇動作及び下降動作とをヘッド部１１００を介してそれぞれ単純な動作のみを行う別々のアクチュエータにより動作させて行うことにより、従来の装置におけるような、往復可能かつ回転可能な複雑な装置を必要とせず、装置を単純化することができ、装置を小型化・単純化し、コストを抑えることができる。従来の装置では、可動保持部材１１と固定保持部材１５がヒンジでつながっており、可動保持部材１１を持ち上げるための機構をテーブル下部に備える必要があったが、本発明の機構を採用することにより、基板ホルダ１１０の開閉専用のアクチュエータは必要なくなっている。
【０１０７】
押圧円板１１１０は、その外周に、テーブル１２０に載置された基板ホルダ１１０上の基板５００の位置検知手段としてセンサ１１４０を有してもよい。センサ１１４０による位置検知の方法について、図１７を参照して説明する。
【０１０８】
図１７を参照すると、センサ１１４０が、基板ホルダ開閉機構１０２に備えられ、基板ホルダ１１０の上方に位置する。センサ１１４０は、例えばレーザセンサであるが、これに限らない。基板ホルダ開閉機構１０２は、センサ１１４０を複数有してもよく、これにより、基板の位置ずれをより正確に検知することができる。基板ホルダ１１０の固定保持部材１５には、レーザセンサのレーザ照射位置に対応して切り欠き部１７を設ける。例えば、基板ホルダ開閉機構１０２がセンサ１１４０を３つ備える場合の切り欠き部１７を上方からみると、図１８に示すように固定保持部材１５の基板載置箇所１４に３つの切り欠き部１７が設けられる。好ましくは、切り欠き部１７には傾斜が設けられ、レーザセンサの光軸に略直角に対向し、かつめっき液が切り欠き部１７に滞留しないようにすることにより、検出距離を一定に保つことができる。
【０１０９】
センサ１１４０で物体までの距離を計測し、計測した距離が、所定範囲内であるかを判定する。例えば、図１７（ａ）に示すように、センサ１１４０が所定の高さに位置する場合の切り欠き部１７との距離がＡである場合に、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＡであれば、センサ１１４０は切り欠き部１７までの正しい距離を計測したものとして、基板５００までの距離を計測したものではないから、基板５００がセンサ１１４０と切り欠き部１７との間に位置しないことがわかる。
【０１１０】
一方、図１７（ｂ）に示すように、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＡと異なり、Ａより短いＷ１である場合には、センサ１１４０は基板５００までの距離を計測したものとして、基板５００に位置ずれが発生していることがわかる。
【０１１１】
複数のセンサ１１４０により複数の切り欠き部１７までの正しい距離が計測されれば、基板５００がいずれの切り欠き部の方向へも位置ずれを起こしていないことがわかり、より正確に位置ずれを検知できる。
【０１１２】
距離Ａと、センサ１１４０の垂直方向からの傾きＲを調整することにより、基板の位置ずれのしきい値Ｄを適宜設定可能である。このしきい値は好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍに設定されることが好ましい。
【０１１３】
もっとも、基板５００がセンサ１１４０と切り欠き部１７との間に位置しない場合として、基板５００が固定保持部材１５上に存在しない場合が考えられる。例えば、基板５００が可動保持部材１１に付着して可動保持部材１１とともに上昇移動したような場合である。こうした場合を想定し、図１９に示すように、本発明の他の実施形態に係るめっき装置のセンサ１１４０は、ヘッド部１１００の上昇に伴い上昇移動し、切り欠き部までの距離を計測した所定高さよりも高い位置より、再度距離を計測してもよい。すなわち、図１９（ａ）に示すように、センサ１１４０により切り欠き部までの距離を計測した高さよりＨだけセンサ１１４０が上昇移動した箇所において、センサ１１４０から基板５００までの距離がＷ２である場合に、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＷ２であれば、センサ１１４０は基板５００までの正しい距離を計測したものとして、基板５００が固定保持部材１５上に位置することがわかる。
【０１１４】
一方、図１９（ｂ）に示すように、センサ１１４０により計測した物体までの距離がＷ２と異なり、Ｗ２より長いＢである場合には、センサ１１４０は固定保持部材１５までの距離を計測したものとして、基板５００が固定保持部材１５上に存在しないことがわかる。
【０１１５】
次に、図２０から図２３を参照して本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２が基板ホルダ１１０へ基板５００を載置及び取り外しする際の動作について説明する。
【０１１６】
図２０は、基板ホルダ１１０がテーブル１２０へと基板ホルダ搬送機構１４０により載置された状態を示す斜視図である。この状態においては、接続ボス１１１７を介して第１のアクチュエータ１２００と接続されたヘッド部１１００は、基板ホルダ１１０の上方へと離れた状態において位置する。シャフト１１３０はヘッド部１１００から第２のアクチュエータ１３００の上方へと延伸されている。基板ホルダ１１０は、基板５００を保持しておらず、可動保持部材１１が固定保持部材１５へと仮止めされている。ここで、仮止めとは、耳部１３がクランパ１６にわずかに食い込んだ状態を指している。
【０１１７】
この状態から、ヘッド部１１００を第１のアクチュエータ１２００により下降させる。シャフト１１３０は、第２のアクチュエータ１３００の２つの回転ローラ１３４０の間に位置することになる。
【０１１８】
さらに、第２のアクチュエータ１３００を、可動保持部材１１と固定保持部材１５の仮止めを解除する方向、すなわち耳部１３とクランパ１６の嵌合を解除する方向に動かすと、図２１に示す状態となる。図２１においてシャフトフック１３３０は、第２のアクチュエータによってＸ’側に移動し、回転板１１５０は反時計回りに回転している。これにより、上述したように回転板１１５０の締め付けフック１１５１が押え部材１２の突出部１２ａを押して押え部材１２を回し、耳部１３が吊り上げフック１１１１の位置まで移動する。
【０１１９】
図２１の状態から、まずシャフトフック１３３０が第２のアクチュエータ１３００が原点に戻る動作によりＸ−Ｘ’の中間位置に戻り、次に第１のアクチュエータ１２００がヘッド部１１００を上昇させ、可動保持部材１１が持ち上げる。さらに基板搬送ロボット１８０が基板５００を固定保持部材１５の基板載置箇所１４に置くと、図２２の状態となる。
【０１２０】
図２２の状態から、再び第１のアクチュエータ１２００がヘッド部１１００を下降させる。この時、上述したように押圧円板１１１０の底面に位置する押し付けブロック１１１４が可動保持部材１１を押圧する際、押し付けブロック１１１４が内部に弾性体３０を備えることにより、基板ホルダの厚さばらつきによるシールリング１８の押付量の変動を緩和することができる。
【０１２１】
図２２の状態から、再び第１のアクチュエータ１２００がヘッド部１１００を下降させ、さらに第２のアクチュエータ１３００がシャフトフック１３３０をＸ側に移動させると、シャフトフック１３３０はシャフト１１３０をＸ側に押すため、回転板１１５０は時計回りに回転する。この状態を図２３に示す。回転板１１５０は時計回りに回転すると、締め付けフック１１５１が押え部材１２の突出部１２ａを押し、押え部材１２も時計方向に回転する。耳部１３はクランパ１６に嵌合するので、可動保持部材１１は固定保持部材１５に対して固定され、基板を挟持することができる。
【０１２２】
なお、図２３は、可動保持部材１１と固定保持部材１５の間に基板５００を挟んだ状態で耳部１３とクランパ１６が互いに嵌合した状況を示したが、基板５００を間に挟まず、可動保持部材１１と固定保持部材１５を仮止めする場合には、シャフトフック１３３０のＸ方向への移動を図２３よりもわずかに手前で止めることにより、達成できる。
【０１２３】
図２３において、耳部１３とクランパ１６が互いに嵌合した後は、まずシャフトフック１３３０が第２のアクチュエータ１３００が原点に戻る動作によりＸ−Ｘ’の中間位置に戻る。基板５００を保持した基板ホルダ１１０は、基板ホルダ搬送部１４０によってめっき処理部１３０へと搬送され、基板５００に対して所定の処理が行われる。
【０１２４】
めっき処理部１３０で所定の処理が終わった後、処理後の基板５００を保持した基板ホルダ１１０はテーブル１２０上に載置され、基板５００は基板ホルダ開閉機構１０２と基板搬送ロボット１８０によって基板ホルダ１１０から取り出される。基板５００を基板ホルダ１１０から取り出すために可動保持部材１１を固定保持部材１５から分離する作業は、詳述しないが、上で述べた第１のアクチュエータ１２００と第２のアクチュエータ１３００の動作により達成されることは、理解されるであろう。なお、図２２は、基板５００を保持した状態の基板ホルダ１１０をテーブル１２０上に載置した後、可動保持部材１１をヘッド部１１００によって持ち上げた状態も表している。ここで、基板５００が第１のシールリング１８ａと固着することによって持ち上げられ、その後固定保持部材１５上に落下して位置ずれを起こしたり、可動保持部材１１側に貼り付いたままになるというトラブルが生じうるが、前述のようにヘッド部１１００に取り付けられたセンサ１１４０によって、固定保持部材１１や基板５００との距離を測定することによって、このようなトラブルが生じたことを検知することができる。
【０１２５】
以上に示すように、本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２は、単純な機構の組合せにより、装置のサイズを小さく保ち、コストを抑えることができる。また、本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２は、上下動するヘッド部１１００に基板の位置ずれを検知するセンサ１１４０を設けることにより、基板５００や基板ホルダ１１０の変形や、基板５００への水滴の付着の有無にかかわらず、基板の位置ずれを従来の方法よりも精度良く検知することができる。さらに、本発明の他の実施形態に係るめっき装置の基板ホルダ開閉機構１０２は、基板ホルダ１１０を押圧する押し付けブロック１１１４の内部に弾性体３０を設けることにより、基板ホルダ１１０の厚さの個体差により生じるシールリング１８の圧縮量の変化を緩和し、基板５００に対するシール性を安定化することができる。
【０１２６】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。例えば、上述の実施形態においては、第２のアクチュエータ１３００をテーブル１２０の側方に配置したが、第２のアクチュエータは回転板１１５０を押圧円板１１１０に対して回転させるものであるので、押圧円板１１１０の上に第２のアクチュエータを設けて回転板１１５０を回転させても良い。また、上述の実施形態においては、内部に弾性体を有する押し付けブロック１１１４を用いることで基板ホルダの厚さばらつきによるシールリングの圧縮量への影響を緩和しているが、ヘッド部１１００を下降させる第１のアクチュエータにサーボモータを使ってトルクを監視し、シールリングの圧縮力が一定になるようにヘッド部１１００の下降動作をコントロールしてもよい。これによって基板ホルダの厚さにばらつきがあってもシールリングの圧縮量を一定にすることができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１００ めっき装置フレーム
１０２ 基板ホルダ開閉機構
１１０ 基板ホルダ
１１１ ハンドルバー
１１２ ハンガー部
１１３ 基板ホルダの下端部
１１４ 給電接点
１２０ テーブル
１２１ 水平移動機構
１３０ めっき処理部
１４０ 基板ホルダ搬送部
１４１ アーム
１４２ リフター
１４３ クランパ
１４４ センサ
１４５ 支柱部
１４６ アクチュエータ
５００ 基板
１１００ ヘッド部
１２００ 第１のアクチュエータ
１３００ 第２のアクチュエータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、
めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、
前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、を備え、
前記テーブルは、前記基板ホルダの一端部を支持し、かつ水平方向に移動可能な水平移動機構を有し、
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構に支持された状態で、前記保持部を昇降させることにより、前記水平移動機構の水平方向の移動をともなって、当該基板ホルダを垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態に変換させる昇降機構を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出する基板ホルダ検出部を有することを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
前記保持部が前記基板ホルダを保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを前記基板ホルダ検出部が検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止する昇降機構制御部を有することを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
【請求項４】
前記基板ホルダは丸棒形状のハンドルバーを有し、前記保持部は前記ハンドルバーを保持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記ハンドルバーを回転自在に支持する形状であることを特徴とする請求項４に記載のめっき装置。
【請求項６】
前記基板ホルダの他端部は、前記水平移動機構と接する部分の形状が半円形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項７】
前記水平移動機構は、前記水平移動機構より吊り下げられた錘により、前記保持部の下降位置方向へと付勢されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項８】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの搬送中に前記基板ホルダの振れを止めるクランパを有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項９】
基板を着脱可能に保持する基板ホルダの姿勢を変換する方法であって、
前記基板ホルダの一端部を基板ホルダ搬送部の保持部により保持し、
前記基板ホルダ搬送部が前記基板ホルダをテーブル上に移動し、
前記保持部が下降し前記基板ホルダの他端部が前記テーブルが有する水平移動機構と接し、
前記保持部がさらに下降して前記水平移動機構が水平方向へと移動し、前記基板ホルダが垂直状態から水平状態へと移行する
ことを特徴とするめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法。
【請求項１０】
前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出し、前記基板ホルダ検出部が前記基板ホルダを前記保持部が保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止すること、をさらに含むこと特徴とする請求項９記載のめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法。
【請求項１１】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構と接した後、前記基板ホルダを所定角度傾けるために水平方向への移動を行うことを特徴とする請求項９に記載のめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法。
【請求項１２】
基板ホルダを保持する基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをテーブルに載置し、
前記テーブルに載置された前記基板ホルダに基板を装着して保持し、
前記基板ホルダ搬送部の保持部により前記基板ホルダの一端部を保持し、
前記基板ホルダ搬送部を上昇させるとともに前記テーブル上の水平移動機構を水平方向へと移動させて前記基板ホルダの姿勢を水平状態から垂直状態へと変換し、
前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをめっき液を保持するめっき処理部の上方へと移動し、
前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダを下降させてめっき液へと浸漬させる
ことを特徴とするめっき処理方法。
【請求項１３】
基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、
めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、
前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、
前記テーブルに載置された前記基板ホルダの基板ホルダ開閉機構とを備え、
前記基板ホルダは、回転可能な押え部材を有する可動保持部材と、前記可動保持部材とともに前記基板ホルダを挟持する前記可動保持部材が固定される固定保持部材とを有し、
前記基板ホルダ開閉機構は、
前記可動保持部材を押圧し、少なくとも一部が回転して前記可動保持部材を前記固定保持部材へと固定及び前記固定保持部材から固定解除するとともに前記可動保持部材を保持可能なヘッド部と、
前記ヘッド部を上下動させる第１のアクチュエータと、
前記ヘッド部の少なくとも一部を回転させる第２のアクチュエータと、
を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項１４】
前記ヘッド部は、
回転可能な回転板と、
前記可動保持部材を保持可能な引き上げフックを備えて前記可動保持部材を押圧する押圧円板とを有し、
前記押え部材は耳部を有し、
前記固定保持部材はクランパを有し、
前記回転板はシャフトと接続され、前記シャフトを前記第２のアクチュエータが押し動かすことにより回転し、前記回転板の回転により前記押え部材を回転させ、
前記耳部は、前記押え部材の回転に応じて、
前記クランパと嵌合されて前記可動保持部材は前記固定保持部材へと固定され、または
前記引き上げフックの引き上げ位置に移動する
ことを特徴とする請求項１３に記載のめっき装置。
【請求項１５】
前記ヘッド部は、前記基板の前記基板ホルダ上における位置を確認する基板位置検知手段を有することを特徴とする請求項１４に記載のめっき装置。
【請求項１６】
前記押圧円板は前記可動保持部材を押圧する押し付けブロックを有し、前記押し付けブロックはあらかじめ圧縮されたスプリングを内部に備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載のめっき装置。
【請求項１】
基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、
めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、
前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、を備え、
前記テーブルは、前記基板ホルダの一端部を支持し、かつ水平方向に移動可能な水平移動機構を有し、
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構に支持された状態で、前記保持部を昇降させることにより、前記水平移動機構の水平方向の移動をともなって、当該基板ホルダを垂直状態から水平状態または水平状態から垂直状態に変換させる昇降機構を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出する基板ホルダ検出部を有することを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
前記保持部が前記基板ホルダを保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを前記基板ホルダ検出部が検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止する昇降機構制御部を有することを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
【請求項４】
前記基板ホルダは丸棒形状のハンドルバーを有し、前記保持部は前記ハンドルバーを保持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記ハンドルバーを回転自在に支持する形状であることを特徴とする請求項４に記載のめっき装置。
【請求項６】
前記基板ホルダの他端部は、前記水平移動機構と接する部分の形状が半円形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項７】
前記水平移動機構は、前記水平移動機構より吊り下げられた錘により、前記保持部の下降位置方向へと付勢されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項８】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの搬送中に前記基板ホルダの振れを止めるクランパを有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項９】
基板を着脱可能に保持する基板ホルダの姿勢を変換する方法であって、
前記基板ホルダの一端部を基板ホルダ搬送部の保持部により保持し、
前記基板ホルダ搬送部が前記基板ホルダをテーブル上に移動し、
前記保持部が下降し前記基板ホルダの他端部が前記テーブルが有する水平移動機構と接し、
前記保持部がさらに下降して前記水平移動機構が水平方向へと移動し、前記基板ホルダが垂直状態から水平状態へと移行する
ことを特徴とするめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法。
【請求項１０】
前記基板ホルダの前記基板ホルダ搬送部による保持の有無、及び又は前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離を検出し、前記基板ホルダ検出部が前記基板ホルダを前記保持部が保持していないか、または前記基板ホルダと前記昇降機構との間の距離が基準値を外れたことを検出した場合に、前記昇降機構の動作を停止すること、をさらに含むこと特徴とする請求項９記載のめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法。
【請求項１１】
前記基板ホルダ搬送部は、前記基板ホルダの他端部が前記水平移動機構と接した後、前記基板ホルダを所定角度傾けるために水平方向への移動を行うことを特徴とする請求項９に記載のめっき装置用基板ホルダの姿勢変換方法。
【請求項１２】
基板ホルダを保持する基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをテーブルに載置し、
前記テーブルに載置された前記基板ホルダに基板を装着して保持し、
前記基板ホルダ搬送部の保持部により前記基板ホルダの一端部を保持し、
前記基板ホルダ搬送部を上昇させるとともに前記テーブル上の水平移動機構を水平方向へと移動させて前記基板ホルダの姿勢を水平状態から垂直状態へと変換し、
前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダをめっき液を保持するめっき処理部の上方へと移動し、
前記基板ホルダ搬送部により前記基板ホルダを下降させてめっき液へと浸漬させる
ことを特徴とするめっき処理方法。
【請求項１３】
基板を着脱可能に保持する基板ホルダを水平に載置するためのテーブルと、
めっき液を保持し、前記基板ホルダに着脱可能に保持された基板を垂直に浸漬させ、めっき処理を行うためのめっき処理部と、
前記基板ホルダを保持する保持部を有し、前記テーブルと前記めっき処理部との間で前記基板ホルダを搬送するための基板ホルダ搬送部と、
前記テーブルに載置された前記基板ホルダの基板ホルダ開閉機構とを備え、
前記基板ホルダは、回転可能な押え部材を有する可動保持部材と、前記可動保持部材とともに前記基板ホルダを挟持する前記可動保持部材が固定される固定保持部材とを有し、
前記基板ホルダ開閉機構は、
前記可動保持部材を押圧し、少なくとも一部が回転して前記可動保持部材を前記固定保持部材へと固定及び前記固定保持部材から固定解除するとともに前記可動保持部材を保持可能なヘッド部と、
前記ヘッド部を上下動させる第１のアクチュエータと、
前記ヘッド部の少なくとも一部を回転させる第２のアクチュエータと、
を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項１４】
前記ヘッド部は、
回転可能な回転板と、
前記可動保持部材を保持可能な引き上げフックを備えて前記可動保持部材を押圧する押圧円板とを有し、
前記押え部材は耳部を有し、
前記固定保持部材はクランパを有し、
前記回転板はシャフトと接続され、前記シャフトを前記第２のアクチュエータが押し動かすことにより回転し、前記回転板の回転により前記押え部材を回転させ、
前記耳部は、前記押え部材の回転に応じて、
前記クランパと嵌合されて前記可動保持部材は前記固定保持部材へと固定され、または
前記引き上げフックの引き上げ位置に移動する
ことを特徴とする請求項１３に記載のめっき装置。
【請求項１５】
前記ヘッド部は、前記基板の前記基板ホルダ上における位置を確認する基板位置検知手段を有することを特徴とする請求項１４に記載のめっき装置。
【請求項１６】
前記押圧円板は前記可動保持部材を押圧する押し付けブロックを有し、前記押し付けブロックはあらかじめ圧縮されたスプリングを内部に備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載のめっき装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１０７３１１（Ｐ２０１２−１０７３１１Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８４８４（Ｐ２０１１−１５８４８４）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
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