基板保持装置及び基板保持方法
【課題】基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板の離脱や脱落を確実に防止しつつ基板を保持して処理ができるようにする。
【解決手段】基板の裏面周縁部をシールしながら基板を保持する環状シールを備えた回転自在な保持ヘッド１８４を有し、保持ヘッド１８４は、基板を保持した状態での該保持ヘッド１８４の回転に伴って、環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させる絞り機構２６０を有する。
【解決手段】基板の裏面周縁部をシールしながら基板を保持する環状シールを備えた回転自在な保持ヘッド１８４を有し、保持ヘッド１８４は、基板を保持した状態での該保持ヘッド１８４の回転に伴って、環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させる絞り機構２６０を有する。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の配線形成プロセスとして、トレンチ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トレンチ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装置を作る場合等に、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、半導体ウェハ等の基板Ｗの表面に堆積したＳｉＯ２やｌｏｗ−ｋ材膜等からなる絶縁膜（層間絶縁膜）２の内部に微細な配線用凹部としてのトレンチ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トレンチ４の内部に銅を埋込む。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を形成する。そして、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、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（蓋材）９を選択的に形成して配線８を保護する。
【０００５】
一般的な無電解めっきによって、このようなＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（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ェハ等の基板Ｗを、例えば液温が２５℃で、０．５ＭのＨ２ＳＯ４等の酸溶液中に、例えば１分程度浸漬させて、絶縁膜２の表面に残った銅等のＣＭＰ残さ等を除去する。そして、基板Ｗの表面を純水等の洗浄液で洗浄（リンス）した後、例えば、ＰｄＣｌ２／Ｈ２ＳＯ４混合溶液中に基板Ｗを１分程度浸漬させ、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。
【０００６】
次に、基板Ｗの表面を純水等の洗浄液で洗浄（リンス）した後、例えば液温が２５℃で、２０ｇ／ＬのＮａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７・２Ｈ２Ｏ（クエン酸ナトリウム）等の溶液中に基板Ｗを浸漬させて配線８の表面に中和処理を施す。そして、基板Ｗの表面を純水等で洗浄（リンス）した後、例えば液温が８０℃のＣｏＷＰ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ＣｏＷＰ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。これによって、配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。
【０００７】
無電解めっきによって、ＣｏＷＰ合金からなる保護膜（蓋材）を形成する際には、前述のように、配線の表面に、例えばＰｄ等の触媒を付与する触媒付与処理が施される。また絶縁膜上に保護膜が形成されることを防止するため、絶縁膜上に残った銅等からなるＣＭＰ残さを除去する必要があり、これは、一般にＨ２ＳＯ４やＨＣｌなどの無機酸を使用して行われる。一方、無電解めっき液は、一般にアルカリ溶液から構成されており、このため、めっき処理の直前に中和工程を入れてめっきプロセスを安定化させることが必要となり、工程が多くなって、各工程における処理槽の数も多くなる。この結果、スループットが低下するばかりでなく、各工程のプロセス管理が煩雑になり、しかも、装置が大きくなって、クリーンルーム内の設置スペースを広く占拠しクリーンルームのコストの増大に繋がってしまう。
【０００８】
これは、一つの基板処理ユニットで異なる処理液を使用した処理を行うことで、基板処理のプロセス全体におけるスペースの削減及び基板搬送に必要なエネルギの削減に繋げることができるが、異なる処理液を使用した処理を一つの処理ユニット内で行うと、処理液の混合及び希釈等を回避することが困難となるからである。
【０００９】
一方、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いる。このディップ処理方式を採用した基板処理ユニットにあっては、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。
【００１０】
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（環状シール）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。
【００１１】
基板保持装置にあっては、処理後に基板をヘッドから負荷なく完全にリリースできるようにすることが重要である。従来、例えば、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、吸着シール（環状シール）の内部に、Ｎ２ガス等の清浄空気を導入し基板に向けて噴射することで、基板をリリースすることが広く行われていた。しかし、Ｎ２ガス等の清浄空気を導入したのみでは、ゴム等からなる吸着シールに強固に貼り付いた基板をリリースできないことがあった。このため、清浄空気と共に純水を吸着シールの内部に導入し基板に向けて同時に噴射することで、例え基板がゴム等からなる吸着シールに強固に貼り付いた場合であっても、基板を確実にリリースすることが行われている。
【００１２】
しかしながら、このように、清浄空気と共に純水を噴射するようにすると、例えば、真空吸着方式を採用した基板保持装置にあっては、真空引きを行う回路の他に、清浄空気と純水を導入する２つの回路が別途必要となり、内部の回路構成が複雑となるばかりでなく、装置の大型化に繋がってしまう。
【００１３】
また、基板保持装置で基板を保持して無電解めっき等の処理を行う際に、基板が変形しないように、基板をできるだけ弱い力で、かつ全面に亘ってより均等に保持して処理の精度を保つことが望まれる。しかし、基板の離脱や脱落を確実に防止するため、基板は、例えば水切り（スピン乾燥）時等、一般に最大の回転速度で回転させながら処理を行っている時でも、離脱や脱落を起こすことのない一定の保持力で吸着または機械的に基板保持装置に保持されて、一連の処理が行われている。このため、基板に局所的な負荷を与えて基板が変形してしまうばかりでなく、基板が吸着シール等に強固に貼り付いて、基板のリリースが困難となる場合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板の離脱や脱落を確実に防止しつつ基板を保持して処理ができるようにした基板保持装置及び基板保持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】
【００１５】
本発明の基板保持装置は、基板の裏面周縁部をシールしながら基板を保持する環状シールを備えた回転自在な保持ヘッドを有し、前記保持ヘッドは、基板を保持した状態での該保持ヘッドの回転に伴って、前記環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させる絞り機構を有する。
【００１６】
このように、保持ヘッドの回転に伴って、絞り機構を介して、環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させることで、この基板の裏面側に発生した負圧によって、基板に対する保持力を得ることができる。保持ヘッドに設けられる絞り機構の数は、必要とする保持力に合わせて任意に設定される。
【００１７】
前記絞り機構は、例えば、前記保持ヘッドで保持した基板の裏面を一体に被覆する被覆体に設けた空気抜き穴と、この空気抜き穴と連通するスロート部を有し、前記保持ヘッドの回転に伴って該スロート部に発生する空気の流れによるベンチュリ効果を利用して前記空気抜き穴の内部を負圧にする。
【００１８】
これにより、保持ヘッドの回転速度に比例させて、絞り機構のスロート部に発生する空気の流れの速度を速め、空気抜き穴の内部の圧力（負圧）をより低くすることで、絞り機構による基板に対する保持力を保持ヘッドの回転速度に比例させて高めることができる。
【００１９】
前記保持ヘッドは、前記環状シールの内部を真空引きして基板を吸着保持することが好ましい。
前記保持ヘッドは、前記環状シールで保持した基板を保持ヘッドから離れる方向に押圧するプッシャを更に有することが好ましい。
これにより、例え基板が環状シールに強固に貼り付いていても、プッシャの押圧力を利用して基板を環状シールから確実にリリースすることができる。
【００２０】
本発明の基板保持方法は、基板の裏面周縁部をリング状の環状シールでシールしながら基板を保持ヘッドで保持し、基板を保持した状態での前記保持ヘッドの回転に伴って、基板の裏面と前記環状シールで区画された基板の裏面側に負圧を発生させる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、無電解めっきによって保護膜を形成した状態を示す断面図である。
【図２】図２は、基板処理装置（無電解めっき装置）の平面配置図である。
【図３】図３は、基板搬送ロボットの斜視図である。
【図４】図４は、基板搬送ロボットの基板を保持させた状態の正面図である。
【図５】図５（ａ）は、基板搬送ロボットの胴部を伸ばした状態を示す断面図で、図５（ｂ）は、基板搬送ロボットの胴部を縮めた状態の断面図である。
【図６】図６は、仮置台の平面図である。
【図７】図７は、仮置台の正面図である。
【図８】図８は、スプレー処理用カップで内槽の上端開口部を閉塞しながら基板の処理を行っている状態のめっき前処理ユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図９】図９は、スプレー処理用カップを待避させ、内槽で基板の処理を行っている状態のめっき前処理ユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図１０】図１０は、スプレー処理用カップで内槽の上端開口部を閉塞しながら基板の処理を行っている状態の無電解めっきユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図１１】図１１は、スプレー処理用カップを待避させ、内槽で基板の処理を行っている状態の無電解めっきユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図１２】図１２は、供給ボックスの正面図である。
【図１３】図１３は、供給ボックスの側断面図である。
【図１４】図１４は、供給ボックスと容器を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、供給ボックスの系統図である。
【図１６】図１６は、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１７】図１７は、図１６に示す基板保持装置の環状ヘッドを示す要部拡大断面図である。
【図１８】図１８は、図１６に示す基板保持装置のプッシャを示す要部拡大断面図である。
【図１９】図１９は、保持ヘッドの底面図である。
【図２０】図２０は、保持ヘッドの斜視図である。
【図２１】図２１は、保持ヘッドの平面図である。
【図２２】図２２は、図２１のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態は、基板に形成した配線の表面に、例えば無電解めっきによる保護膜９（図１参照）を効率よく形成できるようにした無電解めっき装置に適用した例を示している。電解めっき装置やＣＶＤ等、他の基板処理装置にも適用できることは勿論である。
【００２３】
図２は、基板処理装置（無電解めっき装置）の平面配置図を示す。図２に示すように、この基板処理装置は、例えばスミフボックス等の内部に多数の半導体ウェハ等の基板を収納した搬送ボックス１０を着脱自在な矩形状の装置フレーム１２を備えている。この装置フレーム１２の内部には、中央部に位置して、第１基板搬送ロボット１４、仮置台１６及び第２基板搬送ロボット１８が直列に配置されている。そして、両側に位置して、各一対の洗浄・乾燥ユニット２０、めっき後処理ユニット２２、めっき前処理ユニット２４及び無電解めっきユニット２６が配置されている。更に、搬送ボックス１０と反対側に位置して、めっき前処理ユニット２４に処理液を供給する第１処理液供給部２８と、無電解めっきユニット２６に処理液を供給する第２処理液供給部３０が備えられている。
【００２４】
この基板処理装置（無電解めっき装置）は、クリーンルーム内に設置され、装置フレーム１２内の圧力は、クリーンルーム内の圧力より高く設定される。これにより、装置フレーム１２からクリーンルーム内に空気が流出しないようにしている。また、装置フレーム１２の内部には、新鮮な空気の下向きの流れ（ダウンフロー）が形成されている。
【００２５】
図３乃至図５は、第１基板搬送ロボット１４を示す。なお、第２基板搬送ロボット１８も第１基板搬送ロボット１４と同様な構成をしている。第１基板搬送ロボット１４は、いわゆる固定式ロボットであり、上下方向に伸縮自在な胴部３２と、該胴部３２の上端に取付けた回転駆動部３４と、該回転駆動部３４に取付けた水平方向に伸縮自在なロボットアーム３６を有している。このロボットアーム３６の先端に、水平方向に延びる回転軸３８を回転させる反転機構４０が取付けられており、この反転機構４０の回転軸３８に、基板Ｗの裏面を吸着して基板Ｗを吸着保持する吸着部４２を先端に有するハンド４４が連結されている。
【００２６】
基板搬送ロボット１４，１８は、搬送の途中で、例えば、第１基板搬送ロボット１４にあっては、基板Ｗを搬送ボックス１０から仮置台１６に搬送する間に、反転機構４０を介して基板Ｗをフェースアップからフェースダウンに反転させるようになっており、このため、裏面吸着タイプのハンド４４が採用されている。基板搬送ロボット１４，１８自体に反転機構４０を備えることで、反転装置を別途備える必要をなくして、装置としての簡略化を図ることができる。
【００２７】
胴部３２は、図５に示すように、共に中空の内胴３２ａと外胴３２ｂを有する、いわゆる入れ子式によって伸縮自在に構成されており、胴部３２の底部に、中空の内胴３２ａ及び外胴３２ｂの内部に連通する排気ダクト（排気部）４６が接続されて、第１基板搬送ロボット１４の内部の空気を、排気ダクト４６を通して外部に排気して回収するようになっている。
【００２８】
これによって、例えば第１基板搬送ロボット１４の胴部３２の伸縮による上下動に伴って該基板搬送ロボット１４の内部から排気される空気が、特に内胴３２ａと外胴３２ｂとの間を通過して基板搬送ロボット１４の外部に漏れるのを防止し、基板搬送ロボット１４の近傍における気流を一定に保って、基板Ｗがパーティクルによって汚染されるのを防止することができる。
【００２９】
図６及び図７は、仮置台１６を示す。この仮置台１６は、第１基板搬送ロボット１４と第２基板搬送ロボット１８との間に配置され、第１基板搬送ロボット１４及び第２基板搬送ロボット１８側の一方向から基板Ｗの出し入れを行うようになっている。なお、任意の方向から基板を出し入れできるようにしてもよいことは勿論である。このように、基板搬送ロボット１４，１８の間に、基板を仮置きする仮置台１６を配置することで、装置フレーム１２内における基板Ｗの搬送を効率的に行うとともに、基板搬送ロボット１４，１８として、固定式ロボットを使用できるようにして、装置全体のコスト低減を図ることができる。
【００３０】
仮置台１６には、上段のドライ用基板仮置部５０と、下段のウェット用基板仮置部５２が仕切り板５４で仕切られて上下に設けられている。ドライ用基板仮置部５０は、基板Ｗの周縁部に沿った位置に仕切り板５４に立設した複数の支持ピン５６を備え、この支持ピン５６の上部に設けたテーパ部を介して基板Ｗを位置決めしつつ保持する。ウェット用基板仮置部５２もほぼ同様に、基板Ｗの周縁部に沿った位置にベース板５８に立設した複数の支持ピン６０を備え、この支持ピン６０の上部に設けたテーパ部を介して基板Ｗを位置決めしつつ保持する。
【００３１】
仕切り板５４の下面には、ウェット用基板仮置部５２の支持ピン６０で保持した基板Ｗの表面（上面）に向けて純水を噴霧して該基板Ｗの乾燥を防止する乾燥防止機構としての純水スプレーノズル６２が取付けられている。更に、仕切り板５４とベース板５８との間には、純水スプレーノズル６２から基板Ｗに向けて噴射された純水が外部に漏れるのを防止するシャッタ６３が開閉自在に設けられている。
【００３２】
これにより、第１基板搬送ロボット１４で保持され搬送された基板Ｗは、反転された後に、上段のドライ用基板仮置部５０の支持ピン５６で位置決めされて保持される。一連の処理後に第２基板搬送ロボット１８で保持されて搬送された基板Ｗは、下段のウェット用基板仮置部５２の支持ピン６０で位置決めされて保持される。そして、基板Ｗがドライ用基板仮置部５０またはウェット用基板仮置部５２に保持されたか否かは、図示しないセンサで検知される。なお、ここでは基板Ｗを第１基板搬送ロボット１４が反転させたが、第２基板搬送ロボットが反転させてもよい。
【００３３】
図８及び図９は、めっき前処理ユニット２４を示す。このめっき前処理ユニット２４は、有底円筒状で上下に延びる外槽７０と、この外槽７０の内部に上下動に配置される基板保持部７２と、外槽７０の内部に位置して、基板保持部７２の下方に配置される内槽７４と、外槽７０の内部に位置して、内槽７４の上端開口部を閉塞自在なスプレー処理用カップ７６を有している。
【００３４】
基板保持部７２は、下記のように、駆動機構を介して上下動し、駆動部の基板回転用モータを介して回転する。更に、基板保持部７２は、下面側にリング状の環状シール１９０（図１６参照）を備え、この環状シール１９０を基板Ｗの周縁部に圧接させ該周縁部を環状シール１９０でシールしつつ基板Ｗを保持するようになっている。これにより、基板保持部７２で保持した基板Ｗの裏面側に処理液が回り込むことが防止される。
【００３５】
外槽７０の下部には、外槽７０の内部に流入した処理液を外部に排出する排液ライン７８に繋がるドレインポート８０が設けられている。更に、外槽７０の下部側面において、内部にダンパを備えた排気ダクト８２に接続され、これによって、外槽７０の気流を調整する気流調整部が構成されている。つまり、外槽７０内へのクリーンエアの送り込み量、及び外槽７０内からの排気量を管理（制御）して、外槽７０内の気流を管理する。そして、この例では、外槽７０内の気流をダウンフローに管理することで、外槽７０外への薬液雰囲気の漏れを防止するとともに、外槽７０内に乱流により気流の淀み等が局所的に生じて、これが外槽７０内での他の処理に影響を与えてしまうことを防止するように構成されている。
【００３６】
内槽７４の内部には、この例では、スプレー処理によって基板の薬液処理を行う薬液処理部８４が備えられている。つまり、この薬液処理部８４は、薬液を上向きに噴霧する複数の薬液スプレーノズル８６を上面に取付けたノズル盤８８と、このノズル盤８８に薬液を供給する薬液供給ライン９０を有している。これにより、基板保持部７２で保持した基板Ｗの下面（表面）に向けて、薬液スプレーノズル８６から薬液を噴霧することで、基板Ｗの処理を行う。
【００３７】
内槽７４の底部には、内槽７４内に流入した薬液を外部に排出する排液ライン９２に繋がるドレインポート９４が設けられている。この例では、この排液ライン９２は、この内部にフィルタ９６及び送液ポンプ９８が介装されて薬液タンク１００に繋がっている。また薬液供給ライン９０は、その内部に送液ポンプ１０２とフィルタ１０４が介装されて、薬液タンク１００に繋がっている。これにより、薬液を循環させて使用する薬液循環ライン１０６が構成されている。
【００３８】
更に、この例では、薬液タンク１００内の薬液の温度を一定に管理する薬液温度管理部１０８と、薬液タンク１００内の薬液をサンプリングして分析し、不足する成分を補給して、薬液タンク１００内の薬液の組成を一定にする薬液分析兼補給部１０９が備えられている。これによって、薬液タンク１００内の薬液の温度及び組成を一定にし、薬液供給ライン９０から温度及び組成が一定の薬液を供給しつつ、循環使用することができる。薬液スプレーノズル８６から噴霧される薬液の流量は、送液ポンプ１０２を介して制御される。
【００３９】
内槽７４の上端開口部を閉塞自在に覆うスプレー処理用カップ７６の上面には、ノズル盤１１０が取付けられ、このノズル盤１１０は、この例では、薬液（第１処理液）を供給する薬液供給ライン１１２と、純水（第２処理液）を供給する純水供給ライン１１４が繋がっており、内部に、薬液供給ライン１１２に連通して薬液を噴霧する薬液スプレーノズル１１６と、純水供給ライン１１４に連通して純水を噴霧する純水スプレーノズル１１８の２種類のスプレーノズルが直線状に交互に配置されている。
【００４０】
これにより、薬液供給ライン１１２から供給され薬液スプレーノズル１１６から噴霧される薬液等の処理液で処理した基板を、処理直後に、純水供給ライン１１４から供給され純水スプレーノズル１１８から噴霧される純水で洗浄（リンス）することができる。しかも、純水は、一般に、他の処理液と混合しても、処理等が一般に問題とならない。なお、この例では、薬液スプレーノズル１１６から噴霧される薬液を、回収することなく、使い捨てするようにしているが、前述の内槽７４内に設けられる薬液処理部８４と同様に、薬液を回収し、循環させて再使用するようにしてもよい。
【００４１】
次に、めっき前処理ユニット２４の使用例を説明する。先ず、図８に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させる。そして、この例では、薬液（第１処理液）として、Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液からなる前洗浄液を使用し、スプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から薬液（Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液）を基板Ｗに向けて噴霧し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００４２】
そして、図９に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を薬液処理部８４の上方の所定位置（第２処理位置）まで下降させる。そして、この例では、薬液として、ＰｄＣｌ２とＨ２ＳＯ４との混合液等の触媒付与液を使用し、薬液処理部８４の薬液スプレーノズル８６から薬液（ＰｄＣｌ２とＨ２ＳＯ４との混合液等の触媒付与液）を基板Ｗに向けて噴霧する。
【００４３】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。以上ようにして、前処理を施した基板を次工程に搬送する。
【００４４】
これらの処理時に、外槽７０の内部には、図８及び図９に示すように、層流のダウンフローの空気の流れが生じ、この空気の大部分は排気ダクト８２を通して外部に排気される。これによって、外槽７０外への薬液雰囲気の漏れを防止し、外槽７０内に乱流により気流の淀み等が局所的に生じて、これが外槽７０内での他の処理に影響を与えてしまうことを防止することができる。
【００４５】
しかも、基板保持部７２で基板Ｗを保持したまま、内槽７４内での基板Ｗの薬液処理と、スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から噴霧される少なくとも２種類以上の処理液による基板Ｗの処理を個別に行うことができる。内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で閉塞した状態で該スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から処理液を噴霧して該処理液による基板Ｗの処理を行うことで、スプレーノズル１１６，１１８から噴霧された処理液は、内槽７４の内部に流れ込むことなく、排液ライン７８を通して外槽７０から排出される。これによって、スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から噴霧された、薬液を含む処理液が、内槽７４の薬液処理部８４で使用される薬液と混合してしまうことが防止される。
【００４６】
図１０及び図１１は、無電解めっきユニット２６を示す。この無電解めっきユニット２６の前記めっき前処理ユニット２４と異なる点は、以下の通りである。
【００４７】
つまり、この無電解めっきユニット２６の内槽７４の内部には、浸漬処理によって基板の薬液処理を行う薬液処理部１２０が備えられている。この薬液処理部１２０は、めっき液等の薬液を溜めて該薬液に基板保持部７２で保持した基板Ｗを浸漬させる浴槽１２２を有している。そして、めっき液等の薬液を保持する薬液タンク１００から延びる薬液供給ライン９０は、浴槽１２２の底部に設けられた薬液供給部１２４に接続され、排液ライン９２は、浴槽１２２の周囲に設けられて、浴槽１２２の周壁をオーバーフローした薬液を回収する薬液回収溝１２６に連通し、これにより、薬液を循環させて使用する薬液循環ライン１０６が構成されている。
【００４８】
更に、この例では、内槽７４の浴槽１２２に溜められる薬液の液面のやや上方に位置して、純水供給ライン１２７に接続され、この純水供給ライン１２７を通して供給された純水をやや上方に向けて噴霧する純水スプレーノズル１２８が設けられている。
【００４９】
次に、無電解めっきユニット２６の使用例を説明する。先ず、図１０に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させる。そして、この例では、薬液（第１処理液）として、クエン酸ナトリウム等の溶液からなる触媒付与後処理液を使用し、スプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から薬液（クエン酸ナトリウム等の溶液からなる触媒付与後処理液）を基板Ｗに向けて噴霧し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００５０】
次に、浴槽１２２内を薬液（めっき液）で満たしつつ、該薬液を一定の温度及び組成に調製して循環させた状態で、図１１に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を下降させて、基板Ｗを浴槽１２２内の薬液（めっき液）に浸漬させる。これによって、基板Ｗの表面に無電解めっき（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。この薬液（めっき液）の組成は、例えば以下の通りである。
【００５１】
めっき液の組成
・ＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ：２３ｇ／Ｌ
・Ｎａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７・２Ｈ２Ｏ：１４５ｇ／Ｌ
・（ＮＨ４）２ＳＯ４：３１ｇ／Ｌ
・ＮａＨ２ＰＯ２・Ｈ２Ｏ：１８ｇ／Ｌ
・Ｎａ２ＷＯ４・２Ｈ２Ｏ：１０ｇ／Ｌ
・ｐＨ：８．８（ＮａＯＨ水溶液で調整）
【００５２】
そして、基板Ｗを薬液の液面から引き上げた後、純水スプレーノズル１２８から基板Ｗに向けて純水を噴霧し、これによって、基板Ｗの表面に付着した薬液（めっき液）を純水に置換させて無電解めっき反応を停止させる。これにより、基板Ｗを薬液（めっき液）から引き上げた直後に無電解めっき反応を迅速に停止させて、めっき膜にめっきむらが発生することを防止する。しかも、例えば１０〜２０ｃｃの純水を使用することで、蒸発した水分をこの純水で補給して、薬液の濃度を一定に保つようにすることができる。
【００５３】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。以上のようにして、無電解めっきを施した基板を次工程に搬送する。
【００５４】
これらの処理時に、外槽７０の内部には、図１０及び図１１に示すように、層流のダウンフローの空気の流れが生じ、この空気は排気ダクト８２を通して外部に排気される。また、スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から噴霧される少なくとも２種類以上の処理液が、薬液（めっき液）に混入することが防止される。
【００５５】
図２に示すように、基板処理装置の第１処理液供給部２８及び第２処理液供給部３０には、原液または添加剤を貯槽した容器を着脱自在に保持する供給ボックス１３０，１３２が備えられている。この第１処理液供給部２８の供給ボックス１３０は、例えば、めっき前処理ユニット２４で使用される、Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液からなる薬液（第１処理液）を調製するためのものであり、第２処理液供給部３０の供給ボックス１３２は、無電解めっきユニット２６で使用される、クエン酸ナトリウム等の溶液からなる薬液（第２処理液）を調製するためのものである。これらは、同じ構成であるので、ここでは、一方の供給ボックス１３０を説明する。
【００５６】
図１２乃至図１４は、供給ボックス１３０を示す。この供給ボックス１３０は、この例では、把手１３３を介して開閉自在なカバー１３４を有しており、内部に原液等を貯蔵し手で持ち運びが可能なボトル等からなる容器１３６は、カバー１３４を開いた後、載置台１３８の上に載置されて、供給ボックス１３０内に収容される。載置台１３８には、容器１３６の有無、及び容器１３６内の原液等の容積を検知するロードセル等の重量測定器が設置されていて、容器１３６内の原液等が不足した時に警報が発せられる。
【００５７】
供給ボックス１３０の内部には、ポンプ１４０、背圧弁１４２（図１５参照）及び流量計１４４（図１５参照）が設置され、このポンプ１４０の駆動に伴って、容器１３６の内部から、所定圧の原料等が所定の流量だけ、供給管１４６を通して供給される。そして、この例では、図１５に示すように、供給ボックス１３０の容器１３６から供給された原料等は、供給管１４６を通して薬液タンク１４８に供給され、この薬液タンク１４８に、バルブ１５０及び流量計１５２を通して供給される純水で薄められて、所定の濃度の薬液（第１処理液）が調製される。
【００５８】
このように、めっき前処理ユニット２４に供給される薬液（第１処理液）の成分を装置内で管理することで、めっき前処理ユニット２４の処理性能を一定に保つことができる。しかも、容器１３６として、持ち運びが可能なボトルを使用することで、容器（ボトル）の着脱を容易かつ簡易に行うことができる。
なお、このことは、無電解めっきユニット２６にあっても同様である。
【００５９】
めっき前処理ユニット２４及び無電解めっきユニット２６に備えられている基板保持部７２を有する、発明の実施の形態の基板保持装置１８０を図１６に示す。図１６に示すように、基板保持装置１８０は、基板保持部７２と駆動部２２０を有している。基板保持部７２は、下面が開放された略円筒状の基板支持部１８２と、この基板支持部１８２の内部に上下動自在に収納した略円形の保持ヘッド１８４を有している。駆動部２２０は、保持ヘッド１８４を回転駆動する基板回転用モータ２２１と、基板支持部１８２を上下の所定位置に昇降させる昇降用シリンダ２２２とを具備している。保持ヘッド１８４は、基板回転用モータ２２１によって回転駆動され、基板支持部１８２は、昇降用シリンダ２２２によって上下動される。つまり、保持ヘッド１８４は回転のみで上下動せず、基板支持部１８２は保持ヘッド１８４と一体となって回転し、保持ヘッド１８４と相対的に上下動する。
【００６０】
基板支持部１８２は、その下端部に、内方にリング状に突出して基板Ｗを仮置きする基板仮置き部１８５を有しており、基板支持部１８２の周壁には、基板支持部１８２の内部に基板Ｗを挿入する基板挿入口１８６が設けられている。
【００６１】
保持ヘッド１８４は、内部に半径方向に延びる真空兼純水供給路１８８ａを設けた円板状の被覆体１８８を有しており、この被覆体１８８の下面周縁部には、リング状で下面に円周方向に連続して延びる円周溝１９０ａ（図１７参照）を有する環状シール１９０が取付けられている。そして、真空兼純水供給路１８８ａは、被覆体１８８に設けたジョイント１９２を通して、真空源１９４から延びる真空ライン１９６と純水供給源１９８から延びる純水供給ライン２００の一方に選択的に接続され、環状シール１９０の内部に設けた貫通孔１９０ｂを通して円周溝１９０ａに連通している。これによって、基板Ｗを環状シール１９０で吸着保持する基板保持機構２０２と、この環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースする基板リリース機構２０４が構成されている。
【００６２】
つまり、環状シール１９０の下面を基板Ｗの裏面（上面）外周縁に圧接させ、基板保持機構２０２を構成する真空ライン２００を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を真空引きすることで、環状シール１９０で基板Ｗを吸着保持し、基板リリース機構２０４を構成する純水供給ライン２００を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部に純水を導入し基板Ｗに向けて噴出することで、環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースする。
【００６３】
このように、水圧を用いて保持ヘッド１８４の環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースすることで、例え基板Ｗがゴム等からなる環状シール１９０に強固に貼り付いた場合であっても、基板Ｗを環状シール１９０から確実にリリースすることができる。しかも、水圧のみを使用して基板Ｗをリリースすることで、清浄空気を導入する回路を不要となすことができる。なお、この例では、純水を使用しているが、純水以外の液体を使用してもよいことは勿論である。
【００６４】
また、基板リリース機構２０４を、環状シール１９０の内部に加圧水を導入して基板Ｗをリリースするように構成することにより、加圧水を導入する区域を別途設ける必要をなくして、構造の更なる簡素化を図ることができる。
【００６５】
環状シール１９０は、例えばゴム等からなる弾性体で構成され、図１７に示すように、その下端部を被覆体１８８の下面から下方に突出させて該被覆体１８８の下面に取付けられており、前述のようにして、基板Ｗを吸着保持した際、基板Ｗの裏面（環状シール１９０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。なお環状シール１９０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。
【００６６】
被覆体１８８の内部には、半径方向に延びる複数の真空兼気体供給路１８８ｂが更に設けられており、この被覆体１８８の下面の環状シール１９０で囲まれた領域内には、図１９に示すように、円周方向に沿って複数（図示では６個）のプッシャ２０６が配置されている。そして、各真空兼気体供給部１８８ｂは、被覆体１８８に設けたジョイント２０８を通して、真空源１９４から延びる真空ライン２１０と気体供給源２１２から延びる気体供給ライン２１４の一方に選択的に接続され、各プッシャ２０６の背面に連通している。これによって、環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースする補助基板リリース機構２１６が構成されている。
【００６７】
つまり、プッシャ２０６は、図１８に詳細に示すように、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、中空で背面側に開口した伸縮自在なベローズ部２０６ａと円柱状の先端（下端）押圧部２０６ｂとを有し、フランジ部２０６ｃを介して被覆体１８８の下面に気密的に取付けられている。そして、この押圧部２０６ｂの下面は、環状シール１９０の下面がなす平面よりも若干下方に位置している。これにより、基板Ｗを環状シール１９０で保持する際には、真空ライン２１０を介して真空兼気体供給路１８８ｂの内部を真空引きし、ベローズ部２０６ａを収縮させて、押圧部２０６ｂを基板Ｗの保持を阻害することのない上方位置まで持ち上げる。そして、環状シール１９０で保持した基板Ｗをリリーする際には、気体供給ライン２１４を介して真空兼気体供給路１８８ｂの内部に気体を導入し、ベローズ部２０６ａを伸展させ押圧部２０６ｂを下方に押下げて、基板Ｗを下方に押圧する。
【００６８】
このように、必要に応じて、補助基板リリース機構２１６を備えることで、例え基板Ｗが環状シール１９０の下面に強固に貼り付いていても、プッシャ２０６の押圧力を利用して基板Ｗを環状シール１９０から確実にリリースすることができる。
【００６９】
更に、この例では、図２０乃至図２２に示すように、保持ヘッド１８４には、複数（図示では３個）の絞り機構２６０が設けられている。この絞り機構２６０は、基板Ｗを保持した保持ヘッド１８４の回転に伴って、環状シール１９０でシールされた基板Ｗの裏面側、つまり基板Ｗの裏面と被覆体１８８で挟まれ、環状シール１９０で囲まれた空間に負圧を発生させるようになっている。
【００７０】
この絞り機構２６０は、被覆体１８８に設けられ、環状シール１９０で保持した基板Ｗの裏面と被覆体１８８で挟まれ、環状シール１９０で囲まれた空間内の空気を逃す空気抜き穴１８８ｃと、この空気抜き穴１８８ｃの上方を覆う蓋体２６２と、保持ヘッド１８４に同心状に固定した作動板２６４とを有している。そして、各蓋体２６２と作動板２６４との間に、図２１及び図２２に示すように、両者が互いに近接して流路断面積が最小となるスロート部２６６が設けられている。これによって、保持ヘッド１８４の回転に伴って、図２１に矢印で示すように、このスロート部２６６を通過する空気の流れが発生し、この空気の流れの速度は、保持ヘッド１８４の回転速度に比例して増大する。
【００７１】
一方、空気抜き穴１８８ｃの上面を覆う蓋体２６２には、空気抜き穴１８８ｃの内部に連通し、スロート部２６６に対面する位置に開口する空気流路２６２ａが設けられている。これによって、この絞り機構２６０は、ベンチュリ効果を利用して、空気抜き穴１８８ｃの内部から基板Ｗの裏面側を負圧にするようになっている。
【００７２】
つまり、前述のように、保持ヘッド１８４の回転に伴ってスロート部２６６を通過する空気の流れが発生すると、この空気の流れによって、空気抜き穴１８８ｃの内部の空気が空気流路２６２ａを通って外部に排出され、これによって、空気抜き穴１８８ｃの内部から基板Ｗの裏面側に負圧が発生し、しかもこの負圧の大きさは、保持ヘッド１８４の回転速度に比例する。
【００７３】
このように、保持ヘッド１８４の回転に伴って、絞り機構２６０を介して、環状シール１９０でシールされた基板の裏面側、つまり基板Ｗの裏面と被覆体１８８で挟まれ、環状シール１９０で囲まれた空間に負圧を発生させることで、この基板Ｗの裏面側に発生した負圧によって、基板Ｗに対する保持力を得ることができる。これによって、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板に対する十分な保持力を確保することができる。なお、保持ヘッド１８４に設けられる絞り機構２６０の数は、必要とする保持力に合わせて任意に設定される。
【００７４】
しかも、保持ヘッド１８４の回転速度に比例させて、絞り機構２６０のスロート部２６６に発生する空気の流れの速度を速め、この空気の流れによるベンチュリ効果を利用して空気抜き穴１８８ｃの内部を負圧にすることで、絞り機構２６０による基板Ｗに対する保持力を保持ヘッド１８４の回転速度に比例させて高めることができる。
【００７５】
次に、基板保持装置１８０の動作を説明する。
先ず、図１６に示すように、保持ヘッド１８４を回転させることなく、基板支持部１８２を最も下の位置（基板受渡し位置）に移動させ、ロボットハンド（図示せず）で吸着された基板Ｗを基板保持部７２の内部に挿入する。そして、ロボットハンドの吸着を解除することで、基板Ｗを基板支持部１８２の基板仮置き部１８５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保持部７２から抜き出す。次に、基板支持部１８２を上昇させ、基板Ｗの裏面（上面）周面部に環状シール１９０の下端面を当接させ、更に上昇させて密着させる。
この時、補助基板リリース機構２１６のプッシャ２０６を上方に持ち上げて、このプッシャ２０６によって基板Ｗの保持が阻害されないようにしておく。
【００７６】
この状態で、基板保持機構２０２を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａ内を真空引きすることで、基板Ｗの裏面周縁部を環状シール１９０に吸着して基板Ｗを保持する。このとき吸引力は、環状シール１９０の基板Ｗに接触する部分の内部の円周溝１９０ａ内のみに発生する。これによって、基板Ｗの裏面の環状シール１９０によって囲まれる部分は、環状シール１９０によるシールによって基板Ｗの表面（被処理面）から遮断される。
【００７７】
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）の環状シール１９０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、環状シール１９０の幅は、非常に狭く、環状シール１９０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環状シール１９０と接触するので、基板処理時の処理液の温度が不必要に環状シール１９０との接触面を伝達して逃げる恐れもなくなる。
【００７８】
そして、例えば前述の無電解めっきユニット２６に備えられている基板保持部７２のように、基板保持部７２で保持した基板Ｗを処理液に浸漬させる浸漬処理を行う時には、基板支持部１８２を少し（例えば数ｍｍ）下降させて基板Ｗを基板仮置き部１８５から引き離す。この状態で、基板保持装置１８０全体を下降させ、例えば図示しないめっき液等の処理液中に浸漬させ、必要に応じて、保持ヘッド１８４を基板Ｗと共に回転させることで、基板の処理を行う。この時、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。
【００７９】
更に、基板支持部１８２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、環状シール１９０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の裏面の環状シール１９０の内側へ浸入するのを防ぐことができる。
【００８０】
そして、例えば純水によるリンス（洗浄）及びリンス後の液切り（スピン乾燥）を連続して行う時には、基板保持装置１８０全体を上昇させて基板Ｗを処理液から引き上げ、保持ヘッド１８４を基板Ｗと共に回転させながら、基板Ｗに向けて純水を噴射し、次に、保持ヘッド１８４を基板Ｗと共に高速で回転させて基板に付着した純水の液切り（スピン乾燥）を行う。
【００８１】
この時、基板Ｗは、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を吸引することによる吸引力の他に、絞り機構２６０によって発生する、基板Ｗの裏面側の負圧を利用した保持力で保持されており、しかもこの絞り機構２６０により保持力は、保持ヘッド１８４の回転速度に比例する。このため、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を吸引することによる吸引力を弱くしても、基板の十分な保持力を確保して、基板の脱落を防止することができる。
【００８２】
つまり、従来、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を吸引することによる吸引力は、一般に基板を高速で回転させても基板の脱落を確実に防止できる大きさに設定されていたが、この例によれば、この吸引力を弱くしても、絞り機構２６０により保持力を利用することで、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板に対する十分な保持力を得ることができる。
【００８３】
基板Ｗの一連の処理が終了した後、基板支持部１８２を上昇させて基板Ｗを基板仮置き部１８５の上に載置し、基板リリース機構２０４を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部に純水を導入し基板Ｗに向けて噴出するとともに、補助基板リリース機構２１６を介して、プッシャ２０６の背面側に気体を導入し該プッシャ２０６内を加圧し、その押圧部２０６ｂを下方に突出させて、基板Ｗをその裏面から押圧する。同時に、基板支持部１８２を下降させることで、基板Ｗを環状シール１９０から引き離し、さらに基板支持部１８２を図１６に示す位置まで下降させる。そして、基板保持部７２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。
【００８４】
このように環状シール１９０の円周溝１９０ａから基板Ｗに向けて液体を噴出し、更に必要に応じて、プッシャ２０６の押圧部２０６ｂ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環状シール１９０に基板Ｗが強固に貼り付いていても、環状シール１９０の円周溝１９０ａ内に導入される純水の加圧力と、必要に応じたプッシャ２０６の押圧部２０６ｂによる基板Ｗの裏面の押圧によって、基板Ｗを容易且つ確実に環状シール１９０からリリースすることができる。
【００８５】
この基板保持装置によれば、水圧を用いて保持ヘッドで保持した基板をリリースすることで、例え基板がゴム等からなる環状シールに強固に貼り付いた場合であっても、基板を環状シールから確実にリリースして、基板の脱着をスムーズに行うことができる。しかも、水圧のみを使用して基板をリリースすることで、清浄空気を導入する回路を不要となし、これによって、回路構成を単純化するとともに、装置の小型化を図ることができる。
【００８６】
また、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板を保持する基板保持ヘッドに設けた絞り機構を介して基板に対する保持力を得るようにすることで、基板が局所的に変形したり、基板が吸着シール等に強固に貼り付いて、基板のリリースが困難となったりすることを防止することができる。
【００８７】
次に、この無電解めっき装置（基板処理装置）による一連の無電解めっき処理について説明する。なお、この例では、図１に示すように、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（蓋材）９を選択的に形成して配線８を保護する場合について説明する。
【００８８】
先ず、表面に配線８を形成した基板Ｗ（図１参照、以下同じ）を該基板Ｗの表面を上向き（フェースアップ）で収納した搬送ボックス１０から、１枚の基板Ｗを第１搬送ロボット１４で取り出して仮置台１６のドライ用基板仮置部５０に搬送し該ドライ用基板仮置部５０で保持する。この仮置台１６のドライ用基板仮置部５０に保持された基板Ｗを、第２搬送ロボット１８でめっき前処理ユニット２４に搬送する。なお、基板を第１搬送ロボット１４または第２搬送ロボット１８によってフェースアップからフェースダウンに反転させる。
【００８９】
めっき前処理ユニット２４では、基板保持部７２で基板Ｗをフェースダウンで保持して、基板Ｗの表面に先ず前洗浄を行う。つまり、図８に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させ、Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液からなる前洗浄液をスプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から基板Ｗに向けて噴霧して、絶縁膜２（図１参照）の表面に残った銅等のＣＭＰ残さ等を除去し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００９０】
次に、図９に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を薬液処理部８４の上方の所定位置（第２処理位置）まで下降させた後、ＰｄＣｌ２とＨ２ＳＯ４との混合液等の触媒付与液を薬液処理部８４の薬液スプレーノズル８６から基板Ｗに向けて噴霧する。これにより、配線８の表面に触媒としてのＰｄを付着させ、つまり配線８の表面に触媒核（シード）としてのＰｄ核を形成して、配線８の表面配線の露出表面を活性化させる。
【００９１】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
第２基板搬送ロボット１８は、めっき前処理後の基板をめっき前処理ユニット２４の基板保持部７２から受け取り、電解めっきユニット２６の基板保持部７２に受け渡す。
【００９２】
無電解めっきユニット２６は、基板Ｗを基板保持部７２でフェースダウンで保持して、基板Ｗの表面に、先ず、薬液処理を行う。つまり、図１０に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させ、クエン酸ナトリウム等の溶液からなる触媒付与後処理液をスプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から基板Ｗに向けて噴霧して、配線８の表面に中和処理を施し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００９３】
次に、図１１に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を下降させて、基板Ｗを浴槽１２２内の薬液（めっき液）に浸漬させ、これによって、無電解めっき（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。つまり、例えば、液温が８０℃のＣｏＷＰ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ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。
【００９４】
そして、基板Ｗを薬液の液面から引き上げた後、純水スプレーノズル１２８から基板Ｗに向けて純水を噴霧し、これによって、基板Ｗの表面の薬液を純水に置換させて無電解めっきを停止させる。
【００９５】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。これによって、配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９（図１参照、以下同じ）を選択的に形成して配線８を保護する。
【００９６】
次に、無電解めっき処理後の基板Ｗを、第２基板搬送ロボット１８で、例えばロール洗浄ユニットからなるめっき後処理ユニット２２に搬送し、ここで基板Ｗの表面に付着したパーティクルや不要物をロール状ブラシで擦って取り除くめっき後処理を行う。この搬送の過程で、基板を、フェースダウンからフェースアップに反転させる。しかる後、この基板Ｗを第２基板搬送ロボット１８で仮置台１６のウェット用基板仮置部５２に搬送し該ウェット用基板仮置部５２で保持する。この保持中に、スプレーノズル６２から純水を基板Ｗに向けて噴霧することで、基板Ｗの乾燥を防止する。
【００９７】
第１基板搬送ロボット１４は、仮置台１６のウェット用基板仮置部５２から基板Ｗを取り出し、例えばスピンドライユニットからなる洗浄・乾燥ユニット２０に搬送し、ここで基板Ｗの表面の化学洗浄及び純水洗浄を行って、スピン乾燥させる。このスピン乾燥後の基板Ｗを第１搬送ロボット１４で搬送ボックス１０内に戻す。
【００９８】
なお、この例では、保護膜９としてＣｏＷＢ合金を使用しているが、保護膜９として、ＣｏＢ、ＮｉＢまたはＮｉＷＢからなる保護膜を形成するようにしてもよい。また、配線材料として、銅を使用した例を示しているが、銅の他に、銅合金、銀、銀合金、金及び金合金等を使用してもよい。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の配線形成プロセスとして、トレンチ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トレンチ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装置を作る場合等に、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、半導体ウェハ等の基板Ｗの表面に堆積したＳｉＯ２やｌｏｗ−ｋ材膜等からなる絶縁膜（層間絶縁膜）２の内部に微細な配線用凹部としてのトレンチ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トレンチ４の内部に銅を埋込む。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を形成する。そして、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、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（蓋材）９を選択的に形成して配線８を保護する。
【０００５】
一般的な無電解めっきによって、このようなＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（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ェハ等の基板Ｗを、例えば液温が２５℃で、０．５ＭのＨ２ＳＯ４等の酸溶液中に、例えば１分程度浸漬させて、絶縁膜２の表面に残った銅等のＣＭＰ残さ等を除去する。そして、基板Ｗの表面を純水等の洗浄液で洗浄（リンス）した後、例えば、ＰｄＣｌ２／Ｈ２ＳＯ４混合溶液中に基板Ｗを１分程度浸漬させ、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。
【０００６】
次に、基板Ｗの表面を純水等の洗浄液で洗浄（リンス）した後、例えば液温が２５℃で、２０ｇ／ＬのＮａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７・２Ｈ２Ｏ（クエン酸ナトリウム）等の溶液中に基板Ｗを浸漬させて配線８の表面に中和処理を施す。そして、基板Ｗの表面を純水等で洗浄（リンス）した後、例えば液温が８０℃のＣｏＷＰ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ＣｏＷＰ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。これによって、配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。
【０００７】
無電解めっきによって、ＣｏＷＰ合金からなる保護膜（蓋材）を形成する際には、前述のように、配線の表面に、例えばＰｄ等の触媒を付与する触媒付与処理が施される。また絶縁膜上に保護膜が形成されることを防止するため、絶縁膜上に残った銅等からなるＣＭＰ残さを除去する必要があり、これは、一般にＨ２ＳＯ４やＨＣｌなどの無機酸を使用して行われる。一方、無電解めっき液は、一般にアルカリ溶液から構成されており、このため、めっき処理の直前に中和工程を入れてめっきプロセスを安定化させることが必要となり、工程が多くなって、各工程における処理槽の数も多くなる。この結果、スループットが低下するばかりでなく、各工程のプロセス管理が煩雑になり、しかも、装置が大きくなって、クリーンルーム内の設置スペースを広く占拠しクリーンルームのコストの増大に繋がってしまう。
【０００８】
これは、一つの基板処理ユニットで異なる処理液を使用した処理を行うことで、基板処理のプロセス全体におけるスペースの削減及び基板搬送に必要なエネルギの削減に繋げることができるが、異なる処理液を使用した処理を一つの処理ユニット内で行うと、処理液の混合及び希釈等を回避することが困難となるからである。
【０００９】
一方、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いる。このディップ処理方式を採用した基板処理ユニットにあっては、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。
【００１０】
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（環状シール）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。
【００１１】
基板保持装置にあっては、処理後に基板をヘッドから負荷なく完全にリリースできるようにすることが重要である。従来、例えば、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、吸着シール（環状シール）の内部に、Ｎ２ガス等の清浄空気を導入し基板に向けて噴射することで、基板をリリースすることが広く行われていた。しかし、Ｎ２ガス等の清浄空気を導入したのみでは、ゴム等からなる吸着シールに強固に貼り付いた基板をリリースできないことがあった。このため、清浄空気と共に純水を吸着シールの内部に導入し基板に向けて同時に噴射することで、例え基板がゴム等からなる吸着シールに強固に貼り付いた場合であっても、基板を確実にリリースすることが行われている。
【００１２】
しかしながら、このように、清浄空気と共に純水を噴射するようにすると、例えば、真空吸着方式を採用した基板保持装置にあっては、真空引きを行う回路の他に、清浄空気と純水を導入する２つの回路が別途必要となり、内部の回路構成が複雑となるばかりでなく、装置の大型化に繋がってしまう。
【００１３】
また、基板保持装置で基板を保持して無電解めっき等の処理を行う際に、基板が変形しないように、基板をできるだけ弱い力で、かつ全面に亘ってより均等に保持して処理の精度を保つことが望まれる。しかし、基板の離脱や脱落を確実に防止するため、基板は、例えば水切り（スピン乾燥）時等、一般に最大の回転速度で回転させながら処理を行っている時でも、離脱や脱落を起こすことのない一定の保持力で吸着または機械的に基板保持装置に保持されて、一連の処理が行われている。このため、基板に局所的な負荷を与えて基板が変形してしまうばかりでなく、基板が吸着シール等に強固に貼り付いて、基板のリリースが困難となる場合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板の離脱や脱落を確実に防止しつつ基板を保持して処理ができるようにした基板保持装置及び基板保持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】
【００１５】
本発明の基板保持装置は、基板の裏面周縁部をシールしながら基板を保持する環状シールを備えた回転自在な保持ヘッドを有し、前記保持ヘッドは、基板を保持した状態での該保持ヘッドの回転に伴って、前記環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させる絞り機構を有する。
【００１６】
このように、保持ヘッドの回転に伴って、絞り機構を介して、環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させることで、この基板の裏面側に発生した負圧によって、基板に対する保持力を得ることができる。保持ヘッドに設けられる絞り機構の数は、必要とする保持力に合わせて任意に設定される。
【００１７】
前記絞り機構は、例えば、前記保持ヘッドで保持した基板の裏面を一体に被覆する被覆体に設けた空気抜き穴と、この空気抜き穴と連通するスロート部を有し、前記保持ヘッドの回転に伴って該スロート部に発生する空気の流れによるベンチュリ効果を利用して前記空気抜き穴の内部を負圧にする。
【００１８】
これにより、保持ヘッドの回転速度に比例させて、絞り機構のスロート部に発生する空気の流れの速度を速め、空気抜き穴の内部の圧力（負圧）をより低くすることで、絞り機構による基板に対する保持力を保持ヘッドの回転速度に比例させて高めることができる。
【００１９】
前記保持ヘッドは、前記環状シールの内部を真空引きして基板を吸着保持することが好ましい。
前記保持ヘッドは、前記環状シールで保持した基板を保持ヘッドから離れる方向に押圧するプッシャを更に有することが好ましい。
これにより、例え基板が環状シールに強固に貼り付いていても、プッシャの押圧力を利用して基板を環状シールから確実にリリースすることができる。
【００２０】
本発明の基板保持方法は、基板の裏面周縁部をリング状の環状シールでシールしながら基板を保持ヘッドで保持し、基板を保持した状態での前記保持ヘッドの回転に伴って、基板の裏面と前記環状シールで区画された基板の裏面側に負圧を発生させる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、無電解めっきによって保護膜を形成した状態を示す断面図である。
【図２】図２は、基板処理装置（無電解めっき装置）の平面配置図である。
【図３】図３は、基板搬送ロボットの斜視図である。
【図４】図４は、基板搬送ロボットの基板を保持させた状態の正面図である。
【図５】図５（ａ）は、基板搬送ロボットの胴部を伸ばした状態を示す断面図で、図５（ｂ）は、基板搬送ロボットの胴部を縮めた状態の断面図である。
【図６】図６は、仮置台の平面図である。
【図７】図７は、仮置台の正面図である。
【図８】図８は、スプレー処理用カップで内槽の上端開口部を閉塞しながら基板の処理を行っている状態のめっき前処理ユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図９】図９は、スプレー処理用カップを待避させ、内槽で基板の処理を行っている状態のめっき前処理ユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図１０】図１０は、スプレー処理用カップで内槽の上端開口部を閉塞しながら基板の処理を行っている状態の無電解めっきユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図１１】図１１は、スプレー処理用カップを待避させ、内槽で基板の処理を行っている状態の無電解めっきユニット（基板処理ユニット）の概要図である。
【図１２】図１２は、供給ボックスの正面図である。
【図１３】図１３は、供給ボックスの側断面図である。
【図１４】図１４は、供給ボックスと容器を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、供給ボックスの系統図である。
【図１６】図１６は、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１７】図１７は、図１６に示す基板保持装置の環状ヘッドを示す要部拡大断面図である。
【図１８】図１８は、図１６に示す基板保持装置のプッシャを示す要部拡大断面図である。
【図１９】図１９は、保持ヘッドの底面図である。
【図２０】図２０は、保持ヘッドの斜視図である。
【図２１】図２１は、保持ヘッドの平面図である。
【図２２】図２２は、図２１のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態は、基板に形成した配線の表面に、例えば無電解めっきによる保護膜９（図１参照）を効率よく形成できるようにした無電解めっき装置に適用した例を示している。電解めっき装置やＣＶＤ等、他の基板処理装置にも適用できることは勿論である。
【００２３】
図２は、基板処理装置（無電解めっき装置）の平面配置図を示す。図２に示すように、この基板処理装置は、例えばスミフボックス等の内部に多数の半導体ウェハ等の基板を収納した搬送ボックス１０を着脱自在な矩形状の装置フレーム１２を備えている。この装置フレーム１２の内部には、中央部に位置して、第１基板搬送ロボット１４、仮置台１６及び第２基板搬送ロボット１８が直列に配置されている。そして、両側に位置して、各一対の洗浄・乾燥ユニット２０、めっき後処理ユニット２２、めっき前処理ユニット２４及び無電解めっきユニット２６が配置されている。更に、搬送ボックス１０と反対側に位置して、めっき前処理ユニット２４に処理液を供給する第１処理液供給部２８と、無電解めっきユニット２６に処理液を供給する第２処理液供給部３０が備えられている。
【００２４】
この基板処理装置（無電解めっき装置）は、クリーンルーム内に設置され、装置フレーム１２内の圧力は、クリーンルーム内の圧力より高く設定される。これにより、装置フレーム１２からクリーンルーム内に空気が流出しないようにしている。また、装置フレーム１２の内部には、新鮮な空気の下向きの流れ（ダウンフロー）が形成されている。
【００２５】
図３乃至図５は、第１基板搬送ロボット１４を示す。なお、第２基板搬送ロボット１８も第１基板搬送ロボット１４と同様な構成をしている。第１基板搬送ロボット１４は、いわゆる固定式ロボットであり、上下方向に伸縮自在な胴部３２と、該胴部３２の上端に取付けた回転駆動部３４と、該回転駆動部３４に取付けた水平方向に伸縮自在なロボットアーム３６を有している。このロボットアーム３６の先端に、水平方向に延びる回転軸３８を回転させる反転機構４０が取付けられており、この反転機構４０の回転軸３８に、基板Ｗの裏面を吸着して基板Ｗを吸着保持する吸着部４２を先端に有するハンド４４が連結されている。
【００２６】
基板搬送ロボット１４，１８は、搬送の途中で、例えば、第１基板搬送ロボット１４にあっては、基板Ｗを搬送ボックス１０から仮置台１６に搬送する間に、反転機構４０を介して基板Ｗをフェースアップからフェースダウンに反転させるようになっており、このため、裏面吸着タイプのハンド４４が採用されている。基板搬送ロボット１４，１８自体に反転機構４０を備えることで、反転装置を別途備える必要をなくして、装置としての簡略化を図ることができる。
【００２７】
胴部３２は、図５に示すように、共に中空の内胴３２ａと外胴３２ｂを有する、いわゆる入れ子式によって伸縮自在に構成されており、胴部３２の底部に、中空の内胴３２ａ及び外胴３２ｂの内部に連通する排気ダクト（排気部）４６が接続されて、第１基板搬送ロボット１４の内部の空気を、排気ダクト４６を通して外部に排気して回収するようになっている。
【００２８】
これによって、例えば第１基板搬送ロボット１４の胴部３２の伸縮による上下動に伴って該基板搬送ロボット１４の内部から排気される空気が、特に内胴３２ａと外胴３２ｂとの間を通過して基板搬送ロボット１４の外部に漏れるのを防止し、基板搬送ロボット１４の近傍における気流を一定に保って、基板Ｗがパーティクルによって汚染されるのを防止することができる。
【００２９】
図６及び図７は、仮置台１６を示す。この仮置台１６は、第１基板搬送ロボット１４と第２基板搬送ロボット１８との間に配置され、第１基板搬送ロボット１４及び第２基板搬送ロボット１８側の一方向から基板Ｗの出し入れを行うようになっている。なお、任意の方向から基板を出し入れできるようにしてもよいことは勿論である。このように、基板搬送ロボット１４，１８の間に、基板を仮置きする仮置台１６を配置することで、装置フレーム１２内における基板Ｗの搬送を効率的に行うとともに、基板搬送ロボット１４，１８として、固定式ロボットを使用できるようにして、装置全体のコスト低減を図ることができる。
【００３０】
仮置台１６には、上段のドライ用基板仮置部５０と、下段のウェット用基板仮置部５２が仕切り板５４で仕切られて上下に設けられている。ドライ用基板仮置部５０は、基板Ｗの周縁部に沿った位置に仕切り板５４に立設した複数の支持ピン５６を備え、この支持ピン５６の上部に設けたテーパ部を介して基板Ｗを位置決めしつつ保持する。ウェット用基板仮置部５２もほぼ同様に、基板Ｗの周縁部に沿った位置にベース板５８に立設した複数の支持ピン６０を備え、この支持ピン６０の上部に設けたテーパ部を介して基板Ｗを位置決めしつつ保持する。
【００３１】
仕切り板５４の下面には、ウェット用基板仮置部５２の支持ピン６０で保持した基板Ｗの表面（上面）に向けて純水を噴霧して該基板Ｗの乾燥を防止する乾燥防止機構としての純水スプレーノズル６２が取付けられている。更に、仕切り板５４とベース板５８との間には、純水スプレーノズル６２から基板Ｗに向けて噴射された純水が外部に漏れるのを防止するシャッタ６３が開閉自在に設けられている。
【００３２】
これにより、第１基板搬送ロボット１４で保持され搬送された基板Ｗは、反転された後に、上段のドライ用基板仮置部５０の支持ピン５６で位置決めされて保持される。一連の処理後に第２基板搬送ロボット１８で保持されて搬送された基板Ｗは、下段のウェット用基板仮置部５２の支持ピン６０で位置決めされて保持される。そして、基板Ｗがドライ用基板仮置部５０またはウェット用基板仮置部５２に保持されたか否かは、図示しないセンサで検知される。なお、ここでは基板Ｗを第１基板搬送ロボット１４が反転させたが、第２基板搬送ロボットが反転させてもよい。
【００３３】
図８及び図９は、めっき前処理ユニット２４を示す。このめっき前処理ユニット２４は、有底円筒状で上下に延びる外槽７０と、この外槽７０の内部に上下動に配置される基板保持部７２と、外槽７０の内部に位置して、基板保持部７２の下方に配置される内槽７４と、外槽７０の内部に位置して、内槽７４の上端開口部を閉塞自在なスプレー処理用カップ７６を有している。
【００３４】
基板保持部７２は、下記のように、駆動機構を介して上下動し、駆動部の基板回転用モータを介して回転する。更に、基板保持部７２は、下面側にリング状の環状シール１９０（図１６参照）を備え、この環状シール１９０を基板Ｗの周縁部に圧接させ該周縁部を環状シール１９０でシールしつつ基板Ｗを保持するようになっている。これにより、基板保持部７２で保持した基板Ｗの裏面側に処理液が回り込むことが防止される。
【００３５】
外槽７０の下部には、外槽７０の内部に流入した処理液を外部に排出する排液ライン７８に繋がるドレインポート８０が設けられている。更に、外槽７０の下部側面において、内部にダンパを備えた排気ダクト８２に接続され、これによって、外槽７０の気流を調整する気流調整部が構成されている。つまり、外槽７０内へのクリーンエアの送り込み量、及び外槽７０内からの排気量を管理（制御）して、外槽７０内の気流を管理する。そして、この例では、外槽７０内の気流をダウンフローに管理することで、外槽７０外への薬液雰囲気の漏れを防止するとともに、外槽７０内に乱流により気流の淀み等が局所的に生じて、これが外槽７０内での他の処理に影響を与えてしまうことを防止するように構成されている。
【００３６】
内槽７４の内部には、この例では、スプレー処理によって基板の薬液処理を行う薬液処理部８４が備えられている。つまり、この薬液処理部８４は、薬液を上向きに噴霧する複数の薬液スプレーノズル８６を上面に取付けたノズル盤８８と、このノズル盤８８に薬液を供給する薬液供給ライン９０を有している。これにより、基板保持部７２で保持した基板Ｗの下面（表面）に向けて、薬液スプレーノズル８６から薬液を噴霧することで、基板Ｗの処理を行う。
【００３７】
内槽７４の底部には、内槽７４内に流入した薬液を外部に排出する排液ライン９２に繋がるドレインポート９４が設けられている。この例では、この排液ライン９２は、この内部にフィルタ９６及び送液ポンプ９８が介装されて薬液タンク１００に繋がっている。また薬液供給ライン９０は、その内部に送液ポンプ１０２とフィルタ１０４が介装されて、薬液タンク１００に繋がっている。これにより、薬液を循環させて使用する薬液循環ライン１０６が構成されている。
【００３８】
更に、この例では、薬液タンク１００内の薬液の温度を一定に管理する薬液温度管理部１０８と、薬液タンク１００内の薬液をサンプリングして分析し、不足する成分を補給して、薬液タンク１００内の薬液の組成を一定にする薬液分析兼補給部１０９が備えられている。これによって、薬液タンク１００内の薬液の温度及び組成を一定にし、薬液供給ライン９０から温度及び組成が一定の薬液を供給しつつ、循環使用することができる。薬液スプレーノズル８６から噴霧される薬液の流量は、送液ポンプ１０２を介して制御される。
【００３９】
内槽７４の上端開口部を閉塞自在に覆うスプレー処理用カップ７６の上面には、ノズル盤１１０が取付けられ、このノズル盤１１０は、この例では、薬液（第１処理液）を供給する薬液供給ライン１１２と、純水（第２処理液）を供給する純水供給ライン１１４が繋がっており、内部に、薬液供給ライン１１２に連通して薬液を噴霧する薬液スプレーノズル１１６と、純水供給ライン１１４に連通して純水を噴霧する純水スプレーノズル１１８の２種類のスプレーノズルが直線状に交互に配置されている。
【００４０】
これにより、薬液供給ライン１１２から供給され薬液スプレーノズル１１６から噴霧される薬液等の処理液で処理した基板を、処理直後に、純水供給ライン１１４から供給され純水スプレーノズル１１８から噴霧される純水で洗浄（リンス）することができる。しかも、純水は、一般に、他の処理液と混合しても、処理等が一般に問題とならない。なお、この例では、薬液スプレーノズル１１６から噴霧される薬液を、回収することなく、使い捨てするようにしているが、前述の内槽７４内に設けられる薬液処理部８４と同様に、薬液を回収し、循環させて再使用するようにしてもよい。
【００４１】
次に、めっき前処理ユニット２４の使用例を説明する。先ず、図８に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させる。そして、この例では、薬液（第１処理液）として、Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液からなる前洗浄液を使用し、スプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から薬液（Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液）を基板Ｗに向けて噴霧し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００４２】
そして、図９に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を薬液処理部８４の上方の所定位置（第２処理位置）まで下降させる。そして、この例では、薬液として、ＰｄＣｌ２とＨ２ＳＯ４との混合液等の触媒付与液を使用し、薬液処理部８４の薬液スプレーノズル８６から薬液（ＰｄＣｌ２とＨ２ＳＯ４との混合液等の触媒付与液）を基板Ｗに向けて噴霧する。
【００４３】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。以上ようにして、前処理を施した基板を次工程に搬送する。
【００４４】
これらの処理時に、外槽７０の内部には、図８及び図９に示すように、層流のダウンフローの空気の流れが生じ、この空気の大部分は排気ダクト８２を通して外部に排気される。これによって、外槽７０外への薬液雰囲気の漏れを防止し、外槽７０内に乱流により気流の淀み等が局所的に生じて、これが外槽７０内での他の処理に影響を与えてしまうことを防止することができる。
【００４５】
しかも、基板保持部７２で基板Ｗを保持したまま、内槽７４内での基板Ｗの薬液処理と、スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から噴霧される少なくとも２種類以上の処理液による基板Ｗの処理を個別に行うことができる。内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で閉塞した状態で該スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から処理液を噴霧して該処理液による基板Ｗの処理を行うことで、スプレーノズル１１６，１１８から噴霧された処理液は、内槽７４の内部に流れ込むことなく、排液ライン７８を通して外槽７０から排出される。これによって、スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から噴霧された、薬液を含む処理液が、内槽７４の薬液処理部８４で使用される薬液と混合してしまうことが防止される。
【００４６】
図１０及び図１１は、無電解めっきユニット２６を示す。この無電解めっきユニット２６の前記めっき前処理ユニット２４と異なる点は、以下の通りである。
【００４７】
つまり、この無電解めっきユニット２６の内槽７４の内部には、浸漬処理によって基板の薬液処理を行う薬液処理部１２０が備えられている。この薬液処理部１２０は、めっき液等の薬液を溜めて該薬液に基板保持部７２で保持した基板Ｗを浸漬させる浴槽１２２を有している。そして、めっき液等の薬液を保持する薬液タンク１００から延びる薬液供給ライン９０は、浴槽１２２の底部に設けられた薬液供給部１２４に接続され、排液ライン９２は、浴槽１２２の周囲に設けられて、浴槽１２２の周壁をオーバーフローした薬液を回収する薬液回収溝１２６に連通し、これにより、薬液を循環させて使用する薬液循環ライン１０６が構成されている。
【００４８】
更に、この例では、内槽７４の浴槽１２２に溜められる薬液の液面のやや上方に位置して、純水供給ライン１２７に接続され、この純水供給ライン１２７を通して供給された純水をやや上方に向けて噴霧する純水スプレーノズル１２８が設けられている。
【００４９】
次に、無電解めっきユニット２６の使用例を説明する。先ず、図１０に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させる。そして、この例では、薬液（第１処理液）として、クエン酸ナトリウム等の溶液からなる触媒付与後処理液を使用し、スプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から薬液（クエン酸ナトリウム等の溶液からなる触媒付与後処理液）を基板Ｗに向けて噴霧し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００５０】
次に、浴槽１２２内を薬液（めっき液）で満たしつつ、該薬液を一定の温度及び組成に調製して循環させた状態で、図１１に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を下降させて、基板Ｗを浴槽１２２内の薬液（めっき液）に浸漬させる。これによって、基板Ｗの表面に無電解めっき（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。この薬液（めっき液）の組成は、例えば以下の通りである。
【００５１】
めっき液の組成
・ＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ：２３ｇ／Ｌ
・Ｎａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７・２Ｈ２Ｏ：１４５ｇ／Ｌ
・（ＮＨ４）２ＳＯ４：３１ｇ／Ｌ
・ＮａＨ２ＰＯ２・Ｈ２Ｏ：１８ｇ／Ｌ
・Ｎａ２ＷＯ４・２Ｈ２Ｏ：１０ｇ／Ｌ
・ｐＨ：８．８（ＮａＯＨ水溶液で調整）
【００５２】
そして、基板Ｗを薬液の液面から引き上げた後、純水スプレーノズル１２８から基板Ｗに向けて純水を噴霧し、これによって、基板Ｗの表面に付着した薬液（めっき液）を純水に置換させて無電解めっき反応を停止させる。これにより、基板Ｗを薬液（めっき液）から引き上げた直後に無電解めっき反応を迅速に停止させて、めっき膜にめっきむらが発生することを防止する。しかも、例えば１０〜２０ｃｃの純水を使用することで、蒸発した水分をこの純水で補給して、薬液の濃度を一定に保つようにすることができる。
【００５３】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。以上のようにして、無電解めっきを施した基板を次工程に搬送する。
【００５４】
これらの処理時に、外槽７０の内部には、図１０及び図１１に示すように、層流のダウンフローの空気の流れが生じ、この空気は排気ダクト８２を通して外部に排気される。また、スプレー処理用カップ７６のスプレーノズル１１６，１１８から噴霧される少なくとも２種類以上の処理液が、薬液（めっき液）に混入することが防止される。
【００５５】
図２に示すように、基板処理装置の第１処理液供給部２８及び第２処理液供給部３０には、原液または添加剤を貯槽した容器を着脱自在に保持する供給ボックス１３０，１３２が備えられている。この第１処理液供給部２８の供給ボックス１３０は、例えば、めっき前処理ユニット２４で使用される、Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液からなる薬液（第１処理液）を調製するためのものであり、第２処理液供給部３０の供給ボックス１３２は、無電解めっきユニット２６で使用される、クエン酸ナトリウム等の溶液からなる薬液（第２処理液）を調製するためのものである。これらは、同じ構成であるので、ここでは、一方の供給ボックス１３０を説明する。
【００５６】
図１２乃至図１４は、供給ボックス１３０を示す。この供給ボックス１３０は、この例では、把手１３３を介して開閉自在なカバー１３４を有しており、内部に原液等を貯蔵し手で持ち運びが可能なボトル等からなる容器１３６は、カバー１３４を開いた後、載置台１３８の上に載置されて、供給ボックス１３０内に収容される。載置台１３８には、容器１３６の有無、及び容器１３６内の原液等の容積を検知するロードセル等の重量測定器が設置されていて、容器１３６内の原液等が不足した時に警報が発せられる。
【００５７】
供給ボックス１３０の内部には、ポンプ１４０、背圧弁１４２（図１５参照）及び流量計１４４（図１５参照）が設置され、このポンプ１４０の駆動に伴って、容器１３６の内部から、所定圧の原料等が所定の流量だけ、供給管１４６を通して供給される。そして、この例では、図１５に示すように、供給ボックス１３０の容器１３６から供給された原料等は、供給管１４６を通して薬液タンク１４８に供給され、この薬液タンク１４８に、バルブ１５０及び流量計１５２を通して供給される純水で薄められて、所定の濃度の薬液（第１処理液）が調製される。
【００５８】
このように、めっき前処理ユニット２４に供給される薬液（第１処理液）の成分を装置内で管理することで、めっき前処理ユニット２４の処理性能を一定に保つことができる。しかも、容器１３６として、持ち運びが可能なボトルを使用することで、容器（ボトル）の着脱を容易かつ簡易に行うことができる。
なお、このことは、無電解めっきユニット２６にあっても同様である。
【００５９】
めっき前処理ユニット２４及び無電解めっきユニット２６に備えられている基板保持部７２を有する、発明の実施の形態の基板保持装置１８０を図１６に示す。図１６に示すように、基板保持装置１８０は、基板保持部７２と駆動部２２０を有している。基板保持部７２は、下面が開放された略円筒状の基板支持部１８２と、この基板支持部１８２の内部に上下動自在に収納した略円形の保持ヘッド１８４を有している。駆動部２２０は、保持ヘッド１８４を回転駆動する基板回転用モータ２２１と、基板支持部１８２を上下の所定位置に昇降させる昇降用シリンダ２２２とを具備している。保持ヘッド１８４は、基板回転用モータ２２１によって回転駆動され、基板支持部１８２は、昇降用シリンダ２２２によって上下動される。つまり、保持ヘッド１８４は回転のみで上下動せず、基板支持部１８２は保持ヘッド１８４と一体となって回転し、保持ヘッド１８４と相対的に上下動する。
【００６０】
基板支持部１８２は、その下端部に、内方にリング状に突出して基板Ｗを仮置きする基板仮置き部１８５を有しており、基板支持部１８２の周壁には、基板支持部１８２の内部に基板Ｗを挿入する基板挿入口１８６が設けられている。
【００６１】
保持ヘッド１８４は、内部に半径方向に延びる真空兼純水供給路１８８ａを設けた円板状の被覆体１８８を有しており、この被覆体１８８の下面周縁部には、リング状で下面に円周方向に連続して延びる円周溝１９０ａ（図１７参照）を有する環状シール１９０が取付けられている。そして、真空兼純水供給路１８８ａは、被覆体１８８に設けたジョイント１９２を通して、真空源１９４から延びる真空ライン１９６と純水供給源１９８から延びる純水供給ライン２００の一方に選択的に接続され、環状シール１９０の内部に設けた貫通孔１９０ｂを通して円周溝１９０ａに連通している。これによって、基板Ｗを環状シール１９０で吸着保持する基板保持機構２０２と、この環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースする基板リリース機構２０４が構成されている。
【００６２】
つまり、環状シール１９０の下面を基板Ｗの裏面（上面）外周縁に圧接させ、基板保持機構２０２を構成する真空ライン２００を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を真空引きすることで、環状シール１９０で基板Ｗを吸着保持し、基板リリース機構２０４を構成する純水供給ライン２００を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部に純水を導入し基板Ｗに向けて噴出することで、環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースする。
【００６３】
このように、水圧を用いて保持ヘッド１８４の環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースすることで、例え基板Ｗがゴム等からなる環状シール１９０に強固に貼り付いた場合であっても、基板Ｗを環状シール１９０から確実にリリースすることができる。しかも、水圧のみを使用して基板Ｗをリリースすることで、清浄空気を導入する回路を不要となすことができる。なお、この例では、純水を使用しているが、純水以外の液体を使用してもよいことは勿論である。
【００６４】
また、基板リリース機構２０４を、環状シール１９０の内部に加圧水を導入して基板Ｗをリリースするように構成することにより、加圧水を導入する区域を別途設ける必要をなくして、構造の更なる簡素化を図ることができる。
【００６５】
環状シール１９０は、例えばゴム等からなる弾性体で構成され、図１７に示すように、その下端部を被覆体１８８の下面から下方に突出させて該被覆体１８８の下面に取付けられており、前述のようにして、基板Ｗを吸着保持した際、基板Ｗの裏面（環状シール１９０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。なお環状シール１９０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。
【００６６】
被覆体１８８の内部には、半径方向に延びる複数の真空兼気体供給路１８８ｂが更に設けられており、この被覆体１８８の下面の環状シール１９０で囲まれた領域内には、図１９に示すように、円周方向に沿って複数（図示では６個）のプッシャ２０６が配置されている。そして、各真空兼気体供給部１８８ｂは、被覆体１８８に設けたジョイント２０８を通して、真空源１９４から延びる真空ライン２１０と気体供給源２１２から延びる気体供給ライン２１４の一方に選択的に接続され、各プッシャ２０６の背面に連通している。これによって、環状シール１９０で吸着保持した基板Ｗをリリースする補助基板リリース機構２１６が構成されている。
【００６７】
つまり、プッシャ２０６は、図１８に詳細に示すように、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、中空で背面側に開口した伸縮自在なベローズ部２０６ａと円柱状の先端（下端）押圧部２０６ｂとを有し、フランジ部２０６ｃを介して被覆体１８８の下面に気密的に取付けられている。そして、この押圧部２０６ｂの下面は、環状シール１９０の下面がなす平面よりも若干下方に位置している。これにより、基板Ｗを環状シール１９０で保持する際には、真空ライン２１０を介して真空兼気体供給路１８８ｂの内部を真空引きし、ベローズ部２０６ａを収縮させて、押圧部２０６ｂを基板Ｗの保持を阻害することのない上方位置まで持ち上げる。そして、環状シール１９０で保持した基板Ｗをリリーする際には、気体供給ライン２１４を介して真空兼気体供給路１８８ｂの内部に気体を導入し、ベローズ部２０６ａを伸展させ押圧部２０６ｂを下方に押下げて、基板Ｗを下方に押圧する。
【００６８】
このように、必要に応じて、補助基板リリース機構２１６を備えることで、例え基板Ｗが環状シール１９０の下面に強固に貼り付いていても、プッシャ２０６の押圧力を利用して基板Ｗを環状シール１９０から確実にリリースすることができる。
【００６９】
更に、この例では、図２０乃至図２２に示すように、保持ヘッド１８４には、複数（図示では３個）の絞り機構２６０が設けられている。この絞り機構２６０は、基板Ｗを保持した保持ヘッド１８４の回転に伴って、環状シール１９０でシールされた基板Ｗの裏面側、つまり基板Ｗの裏面と被覆体１８８で挟まれ、環状シール１９０で囲まれた空間に負圧を発生させるようになっている。
【００７０】
この絞り機構２６０は、被覆体１８８に設けられ、環状シール１９０で保持した基板Ｗの裏面と被覆体１８８で挟まれ、環状シール１９０で囲まれた空間内の空気を逃す空気抜き穴１８８ｃと、この空気抜き穴１８８ｃの上方を覆う蓋体２６２と、保持ヘッド１８４に同心状に固定した作動板２６４とを有している。そして、各蓋体２６２と作動板２６４との間に、図２１及び図２２に示すように、両者が互いに近接して流路断面積が最小となるスロート部２６６が設けられている。これによって、保持ヘッド１８４の回転に伴って、図２１に矢印で示すように、このスロート部２６６を通過する空気の流れが発生し、この空気の流れの速度は、保持ヘッド１８４の回転速度に比例して増大する。
【００７１】
一方、空気抜き穴１８８ｃの上面を覆う蓋体２６２には、空気抜き穴１８８ｃの内部に連通し、スロート部２６６に対面する位置に開口する空気流路２６２ａが設けられている。これによって、この絞り機構２６０は、ベンチュリ効果を利用して、空気抜き穴１８８ｃの内部から基板Ｗの裏面側を負圧にするようになっている。
【００７２】
つまり、前述のように、保持ヘッド１８４の回転に伴ってスロート部２６６を通過する空気の流れが発生すると、この空気の流れによって、空気抜き穴１８８ｃの内部の空気が空気流路２６２ａを通って外部に排出され、これによって、空気抜き穴１８８ｃの内部から基板Ｗの裏面側に負圧が発生し、しかもこの負圧の大きさは、保持ヘッド１８４の回転速度に比例する。
【００７３】
このように、保持ヘッド１８４の回転に伴って、絞り機構２６０を介して、環状シール１９０でシールされた基板の裏面側、つまり基板Ｗの裏面と被覆体１８８で挟まれ、環状シール１９０で囲まれた空間に負圧を発生させることで、この基板Ｗの裏面側に発生した負圧によって、基板Ｗに対する保持力を得ることができる。これによって、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板に対する十分な保持力を確保することができる。なお、保持ヘッド１８４に設けられる絞り機構２６０の数は、必要とする保持力に合わせて任意に設定される。
【００７４】
しかも、保持ヘッド１８４の回転速度に比例させて、絞り機構２６０のスロート部２６６に発生する空気の流れの速度を速め、この空気の流れによるベンチュリ効果を利用して空気抜き穴１８８ｃの内部を負圧にすることで、絞り機構２６０による基板Ｗに対する保持力を保持ヘッド１８４の回転速度に比例させて高めることができる。
【００７５】
次に、基板保持装置１８０の動作を説明する。
先ず、図１６に示すように、保持ヘッド１８４を回転させることなく、基板支持部１８２を最も下の位置（基板受渡し位置）に移動させ、ロボットハンド（図示せず）で吸着された基板Ｗを基板保持部７２の内部に挿入する。そして、ロボットハンドの吸着を解除することで、基板Ｗを基板支持部１８２の基板仮置き部１８５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保持部７２から抜き出す。次に、基板支持部１８２を上昇させ、基板Ｗの裏面（上面）周面部に環状シール１９０の下端面を当接させ、更に上昇させて密着させる。
この時、補助基板リリース機構２１６のプッシャ２０６を上方に持ち上げて、このプッシャ２０６によって基板Ｗの保持が阻害されないようにしておく。
【００７６】
この状態で、基板保持機構２０２を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａ内を真空引きすることで、基板Ｗの裏面周縁部を環状シール１９０に吸着して基板Ｗを保持する。このとき吸引力は、環状シール１９０の基板Ｗに接触する部分の内部の円周溝１９０ａ内のみに発生する。これによって、基板Ｗの裏面の環状シール１９０によって囲まれる部分は、環状シール１９０によるシールによって基板Ｗの表面（被処理面）から遮断される。
【００７７】
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）の環状シール１９０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、環状シール１９０の幅は、非常に狭く、環状シール１９０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環状シール１９０と接触するので、基板処理時の処理液の温度が不必要に環状シール１９０との接触面を伝達して逃げる恐れもなくなる。
【００７８】
そして、例えば前述の無電解めっきユニット２６に備えられている基板保持部７２のように、基板保持部７２で保持した基板Ｗを処理液に浸漬させる浸漬処理を行う時には、基板支持部１８２を少し（例えば数ｍｍ）下降させて基板Ｗを基板仮置き部１８５から引き離す。この状態で、基板保持装置１８０全体を下降させ、例えば図示しないめっき液等の処理液中に浸漬させ、必要に応じて、保持ヘッド１８４を基板Ｗと共に回転させることで、基板の処理を行う。この時、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。
【００７９】
更に、基板支持部１８２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、環状シール１９０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の裏面の環状シール１９０の内側へ浸入するのを防ぐことができる。
【００８０】
そして、例えば純水によるリンス（洗浄）及びリンス後の液切り（スピン乾燥）を連続して行う時には、基板保持装置１８０全体を上昇させて基板Ｗを処理液から引き上げ、保持ヘッド１８４を基板Ｗと共に回転させながら、基板Ｗに向けて純水を噴射し、次に、保持ヘッド１８４を基板Ｗと共に高速で回転させて基板に付着した純水の液切り（スピン乾燥）を行う。
【００８１】
この時、基板Ｗは、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を吸引することによる吸引力の他に、絞り機構２６０によって発生する、基板Ｗの裏面側の負圧を利用した保持力で保持されており、しかもこの絞り機構２６０により保持力は、保持ヘッド１８４の回転速度に比例する。このため、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を吸引することによる吸引力を弱くしても、基板の十分な保持力を確保して、基板の脱落を防止することができる。
【００８２】
つまり、従来、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部を吸引することによる吸引力は、一般に基板を高速で回転させても基板の脱落を確実に防止できる大きさに設定されていたが、この例によれば、この吸引力を弱くしても、絞り機構２６０により保持力を利用することで、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板に対する十分な保持力を得ることができる。
【００８３】
基板Ｗの一連の処理が終了した後、基板支持部１８２を上昇させて基板Ｗを基板仮置き部１８５の上に載置し、基板リリース機構２０４を介して、環状シール１９０の円周溝１９０ａの内部に純水を導入し基板Ｗに向けて噴出するとともに、補助基板リリース機構２１６を介して、プッシャ２０６の背面側に気体を導入し該プッシャ２０６内を加圧し、その押圧部２０６ｂを下方に突出させて、基板Ｗをその裏面から押圧する。同時に、基板支持部１８２を下降させることで、基板Ｗを環状シール１９０から引き離し、さらに基板支持部１８２を図１６に示す位置まで下降させる。そして、基板保持部７２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。
【００８４】
このように環状シール１９０の円周溝１９０ａから基板Ｗに向けて液体を噴出し、更に必要に応じて、プッシャ２０６の押圧部２０６ｂ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環状シール１９０に基板Ｗが強固に貼り付いていても、環状シール１９０の円周溝１９０ａ内に導入される純水の加圧力と、必要に応じたプッシャ２０６の押圧部２０６ｂによる基板Ｗの裏面の押圧によって、基板Ｗを容易且つ確実に環状シール１９０からリリースすることができる。
【００８５】
この基板保持装置によれば、水圧を用いて保持ヘッドで保持した基板をリリースすることで、例え基板がゴム等からなる環状シールに強固に貼り付いた場合であっても、基板を環状シールから確実にリリースして、基板の脱着をスムーズに行うことができる。しかも、水圧のみを使用して基板をリリースすることで、清浄空気を導入する回路を不要となし、これによって、回路構成を単純化するとともに、装置の小型化を図ることができる。
【００８６】
また、基板に対する吸着または機械的な保持力を強めることなく、基板を保持する基板保持ヘッドに設けた絞り機構を介して基板に対する保持力を得るようにすることで、基板が局所的に変形したり、基板が吸着シール等に強固に貼り付いて、基板のリリースが困難となったりすることを防止することができる。
【００８７】
次に、この無電解めっき装置（基板処理装置）による一連の無電解めっき処理について説明する。なお、この例では、図１に示すように、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（蓋材）９を選択的に形成して配線８を保護する場合について説明する。
【００８８】
先ず、表面に配線８を形成した基板Ｗ（図１参照、以下同じ）を該基板Ｗの表面を上向き（フェースアップ）で収納した搬送ボックス１０から、１枚の基板Ｗを第１搬送ロボット１４で取り出して仮置台１６のドライ用基板仮置部５０に搬送し該ドライ用基板仮置部５０で保持する。この仮置台１６のドライ用基板仮置部５０に保持された基板Ｗを、第２搬送ロボット１８でめっき前処理ユニット２４に搬送する。なお、基板を第１搬送ロボット１４または第２搬送ロボット１８によってフェースアップからフェースダウンに反転させる。
【００８９】
めっき前処理ユニット２４では、基板保持部７２で基板Ｗをフェースダウンで保持して、基板Ｗの表面に先ず前洗浄を行う。つまり、図８に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させ、Ｈ２ＳＯ４等の酸溶液からなる前洗浄液をスプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から基板Ｗに向けて噴霧して、絶縁膜２（図１参照）の表面に残った銅等のＣＭＰ残さ等を除去し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００９０】
次に、図９に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を薬液処理部８４の上方の所定位置（第２処理位置）まで下降させた後、ＰｄＣｌ２とＨ２ＳＯ４との混合液等の触媒付与液を薬液処理部８４の薬液スプレーノズル８６から基板Ｗに向けて噴霧する。これにより、配線８の表面に触媒としてのＰｄを付着させ、つまり配線８の表面に触媒核（シード）としてのＰｄ核を形成して、配線８の表面配線の露出表面を活性化させる。
【００９１】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
第２基板搬送ロボット１８は、めっき前処理後の基板をめっき前処理ユニット２４の基板保持部７２から受け取り、電解めっきユニット２６の基板保持部７２に受け渡す。
【００９２】
無電解めっきユニット２６は、基板Ｗを基板保持部７２でフェースダウンで保持して、基板Ｗの表面に、先ず、薬液処理を行う。つまり、図１０に示すように、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆った状態で、基板Ｗを保持した基板保持部７２をスプレー処理用カップ７６の上方の所定位置（第１処理位置）まで下降させ、クエン酸ナトリウム等の溶液からなる触媒付与後処理液をスプレー処理用カップ７６の薬液スプレーノズル１１６から基板Ｗに向けて噴霧して、配線８の表面に中和処理を施し、しかる後、スプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。
【００９３】
次に、図１１に示すように、スプレー処理用カップ７６を内槽７４の側方の待避位置に待避させて内槽７４の上端開口部を開放させ、基板Ｗを保持した基板保持部７２を下降させて、基板Ｗを浴槽１２２内の薬液（めっき液）に浸漬させ、これによって、無電解めっき（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。つまり、例えば、液温が８０℃のＣｏＷＰ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ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。
【００９４】
そして、基板Ｗを薬液の液面から引き上げた後、純水スプレーノズル１２８から基板Ｗに向けて純水を噴霧し、これによって、基板Ｗの表面の薬液を純水に置換させて無電解めっきを停止させる。
【００９５】
次に、基板Ｗを保持した基板保持部７２を所定位置（第１処理位置）まで上昇させた後、内槽７４の上端開口部をスプレー処理用カップ７６で覆い、このスプレー処理用カップ７６の純水スプレーノズル１１８から純水を基板Ｗに向けて噴霧して、基板Ｗを洗浄（リンス）する。これによって、配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９（図１参照、以下同じ）を選択的に形成して配線８を保護する。
【００９６】
次に、無電解めっき処理後の基板Ｗを、第２基板搬送ロボット１８で、例えばロール洗浄ユニットからなるめっき後処理ユニット２２に搬送し、ここで基板Ｗの表面に付着したパーティクルや不要物をロール状ブラシで擦って取り除くめっき後処理を行う。この搬送の過程で、基板を、フェースダウンからフェースアップに反転させる。しかる後、この基板Ｗを第２基板搬送ロボット１８で仮置台１６のウェット用基板仮置部５２に搬送し該ウェット用基板仮置部５２で保持する。この保持中に、スプレーノズル６２から純水を基板Ｗに向けて噴霧することで、基板Ｗの乾燥を防止する。
【００９７】
第１基板搬送ロボット１４は、仮置台１６のウェット用基板仮置部５２から基板Ｗを取り出し、例えばスピンドライユニットからなる洗浄・乾燥ユニット２０に搬送し、ここで基板Ｗの表面の化学洗浄及び純水洗浄を行って、スピン乾燥させる。このスピン乾燥後の基板Ｗを第１搬送ロボット１４で搬送ボックス１０内に戻す。
【００９８】
なお、この例では、保護膜９としてＣｏＷＢ合金を使用しているが、保護膜９として、ＣｏＢ、ＮｉＢまたはＮｉＷＢからなる保護膜を形成するようにしてもよい。また、配線材料として、銅を使用した例を示しているが、銅の他に、銅合金、銀、銀合金、金及び金合金等を使用してもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の裏面周縁部をシールしながら基板を保持する環状シールを備えた回転自在な保持ヘッドを有し、
前記保持ヘッドは、基板を保持した状態での該保持ヘッドの回転に伴って、前記環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させる絞り機構を有することを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記絞り機構は、前記保持ヘッドで保持した基板の裏面を被覆する被覆体に設けた空気抜き穴と、この空気抜き穴と連通するスロート部を有し、前記保持ヘッドの回転に伴って該スロート部に発生する空気の流れによるベンチュリ効果を利用して前記空気抜き穴の内部を負圧に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】
前記保持ヘッドは、前記環状シールの内部を真空引きして基板を吸着保持することを特徴とする請求項１または２記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記保持ヘッドは、前記環状シールで保持した基板を保持ヘッドから離れる方向に押圧するプッシャを更に有することを特徴とする請求項１または２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ことを特徴とする請求項１または２記載の基板保持装置。
【請求項６】
基板の裏面周縁部を環状シールでシールしながら基板を保持ヘッドで保持し、
基板を保持した状態での前記保持ヘッドの回転に伴って、基板の裏面と前記環状シールで区画された基板の裏面側に負圧を発生させることを特徴とする基板保持方法。
【請求項７】
前記保持ヘッドで保持した基板の裏面を被覆する被覆体に設けた空気抜き穴と、この空気抜き穴と連通するスロート部を有し、前記保持ヘッドの回転に伴って該スロート部に発生する空気の流れによるベンチュリ効果を利用して前記空気抜き穴の内部を負圧にすることを特徴とする請求項６記載の基板保持方法。
【請求項１】
基板の裏面周縁部をシールしながら基板を保持する環状シールを備えた回転自在な保持ヘッドを有し、
前記保持ヘッドは、基板を保持した状態での該保持ヘッドの回転に伴って、前記環状シールでシールされた基板の裏面側に負圧を発生させる絞り機構を有することを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記絞り機構は、前記保持ヘッドで保持した基板の裏面を被覆する被覆体に設けた空気抜き穴と、この空気抜き穴と連通するスロート部を有し、前記保持ヘッドの回転に伴って該スロート部に発生する空気の流れによるベンチュリ効果を利用して前記空気抜き穴の内部を負圧に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】
前記保持ヘッドは、前記環状シールの内部を真空引きして基板を吸着保持することを特徴とする請求項１または２記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記保持ヘッドは、前記環状シールで保持した基板を保持ヘッドから離れる方向に押圧するプッシャを更に有することを特徴とする請求項１または２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ことを特徴とする請求項１または２記載の基板保持装置。
【請求項６】
基板の裏面周縁部を環状シールでシールしながら基板を保持ヘッドで保持し、
基板を保持した状態での前記保持ヘッドの回転に伴って、基板の裏面と前記環状シールで区画された基板の裏面側に負圧を発生させることを特徴とする基板保持方法。
【請求項７】
前記保持ヘッドで保持した基板の裏面を被覆する被覆体に設けた空気抜き穴と、この空気抜き穴と連通するスロート部を有し、前記保持ヘッドの回転に伴って該スロート部に発生する空気の流れによるベンチュリ効果を利用して前記空気抜き穴の内部を負圧にすることを特徴とする請求項６記載の基板保持方法。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１１８６８５（Ｐ２０１０−１１８６８５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２７０（Ｐ２０１０−２２２７０）
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【分割の表示】特願２００６−５１２８７０（Ｐ２００６−５１２８７０）の分割
【原出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【分割の表示】特願２００６−５１２８７０（Ｐ２００６−５１２８７０）の分割
【原出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
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