基板架以及电镀装置的制作方法

专利名称：基板架以及电镀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如在基板的被电镀面(表面)上实施电镀的电镀装置，尤其涉及一种使用于如下电镀装置等的基板架，该电镀装置在设在半导体晶片等的表面的微小的配线用沟槽或孔、抗蚀层开口部上形成电镀膜，或在半导体晶片的表面上形成与封装电极等电连接的凸点(凸起状电极)，以及包括该基板架的电镀装置。
背景技术：
例如,在TAB (Tape Automated Bonding:胶带自动接合)或倒装片上，正广泛地进行在形成有配线的半导体芯片的表面的规定地方(电极)上形成金、铜、焊锡、或者镍、更或者是将它们多层地层叠起来的凸起状连接电极(凸点)，通过该凸点来与封装电极或TAB电极电连接。作为这种凸点的形成方法，有电镀法、蒸镀法、印刷法、滚动凸点法等各种的方法，但随着半导体芯片的I/O数量的增加、细间距化，可微型化并且性能比较稳定的电镀法被越来越多地米用了。在这里，电镀法大致分为:将半导体晶片等的基板的被电镀面朝下(面朝下)地水平放置并使电镀液从下方向上喷来实施电镀的喷流式或杯式，和在电镀槽的中垂直竖立基板，一边从电镀槽的下方注入电镀液并使其溢出一边实施电镀的浸溃式。一般认为，采用浸溃式的电镀法，具有对电镀的品质产生不良影响的气泡能很好地逸出、痕迹小等优点，因此，适用于电镀孔的尺寸较大，电镀需要相当长时间的凸点电镀。作为采用了以往的浸溃方式的电镀装置，具有气泡能容易地逸出的优点，配备有基板架，该基板架密封半导体晶片等的基板的端面和背面，使表面(被电镀面)暴露出来并装卸自如地保持该基板，该基板架连同基板一起浸泡到电镀液中并在基板的表面上实施电镀。近来，通过适用电镀的器件或安装过程的发展，不仅标准厚度(775 μ m)的半导体晶片，还需要处理具有各种各样的厚度的基板。因此，人们开始探求适用于处理具有各种各样的厚度的基板的多品种少量生产的基板架的开发。由于基板架是被浸泡在电镀液中来使用的，因而在用基板架来保持基板时，为了不让电镀液从四周流入到基板的背面侧，需要可靠地密封基板的外周部及背面。因此，申请人提出了一种基板架，该基板架使基板介于第I保持构件(固定保持构件)与第2保持构件(可动保持构件)之间，分别将安装在第2保持构件上的基板密封构件(内侧密封构件)压接到基板的外周部、将安装在第2保持构件上的基板架密封构件(外侧密封构件)压接到固定保持构件并密封，以装卸自如地保持基板(参照专利文献1、2等)。对于这种基板架，在保持厚度不同的基板的情况下，通过压接到基板的外周部来密封该外周部的基板密封构件的压缩尺寸(压缩余量)发生变化。其结果，在基板密封构件的压缩余量小的情况下可能导致电镀液的泄漏，在基板密封构件的压缩余量大的情况下会发生基板的破损或基板粘着到基板密封构件上等。又，当基板的厚度发生变化，在由基板架保持基板时，接触到基板的表面地进行供电的接点对基板的接触力也发生变化。其结果，在接点对基板的接触力小的情况下，给基板供电时的接触电阻变大，而在接触力大的情况下会对基板产生损伤。作为一边吸收基板的厚度的波动(变化)一边装卸自如地保持基板的基板架，有人提出了在基板架所设的凹部内，配置在从凹部分离的方向上对基板施力的板簧(专利文献3参照)，或进一步地在板簧和基板之间配置平板(专利文献4参照)。还有人提出了通过由弹簧的作用力将基板按压到夹具上，来得到安装在夹具的密封构件对基板外周部的密封力(专利文献5参照)。进一步地，还有人提出了通过由压缩弹簧的作用力将由支持平板所支持的基板向着密封构件按压，来使压接到基板的外周部的密封构件的压缩余量(压缩尺寸)与基板的厚度无关，几乎达到恒定(专利文献6参照)，或者通过被压缩弹簧的作用力按压的压紧构件，对基板能够从基板的背面不加调整地施加恒定的按压负载(专利文献7参照)。先行技術文献专利文献
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专利文献I特开2004-52059号公报专利文献2特开2004-76022号公报专利文献3特开昭58-91516号公报专利文献4特开昭59-31882号公报专利文献5实开平7-6268号公报专利文献6特表2003-518333号公报专利文献7特开2008-133526号公报

发明内容
发明要解决的技术问题如上所述，人们提出了各种通过利用板簧或压缩弹簧等的弹簧的作用力(弹簧力)，来吸收被保持的基板的厚度的波动，或应对基板的厚度的变化的基板架。然而，对于这种基板架，没有考虑到通过在由基板架保持基板时产生的弹簧的作用力，以密封构件为支点的力矩作用到基板上，基板因该力矩而发生挠曲，因此，在由基板架保持特大型的基板时，会使基板产生相当大的挠曲。本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种即使基板的厚度发生变化，也能够防止基板发生挠曲同时吸收基板的厚度的变化，以将基板密封构件的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来保持基板的基板架以及配备有该基板架的电镀装置。解决问题的技术手段本发明的基板架具有:第I保持构件以及第2保持构件，其夹持基板的外周部并装卸自如地保持基板；基板密封构件，其被安装在上述第2保持构件上，当由上述第2保持构件与上述第I保持构件保持基板时，沿着基板密封线对上述第2保持构件与基板的外周部之间进行密封，上述第I保持构件具有厚度吸收机构，其当在上述第I保持构件与上述第2保持构件之间夹持基板的外周部地保持基板时，在沿着上述基板密封线的位置通过使基板向着上述第2保持构件施力来吸收基板的厚度的变化。由此，即使基板的厚度发生变化，通过由厚度吸收机构吸收基板的厚度的变化同时保持基板，以将基板密封构件的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来保持厚度不同的基板，而且，在由基板架保持基板时，在沿着由基板密封构件在第2保持构件与基板的外周部之间进行密封的基板密封线的位置上，通过向着第2保持构件对基板施力吸收基板的厚度的变化，由此以密封构件为支点的力矩作用到基板上，能够防止基板发生挠曲。在本发明的一个优选的实施方式中，上述厚度吸收机构包括:可动基座，其具有当在上述第I保持构件与上述第2保持构件之间保持基板时支持基板的支持面、且与支持基座相分离；多个压缩弹簧，其沿着基板密封线被配置，相对上述支持基座移动自如地支持上述可动基座。由此，可动基座的移动量根据基板的厚度的变化而不同(基板的厚度越厚，可动基座的移动量越大，与支持基座的间隔越窄)，以将基板密封构件的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来由基板架保持厚度不同的基板，而且在由基板架保持基板时，多个压缩弹簧的弹簧力在沿着基板密封线的位置上，通过可动基座作用到基板上，由此能够防止基板发生挠曲。上述第I保持构件优选包括:基座导向机构，其具有其防止上述可动基座从上述支持基座脱离的止挡部，并限制上述可动基 座相对上述支持基座的移动。由此,能够由止挡部防止上述可动基座从上述支持基座脱离，同时使可动基座相对支持基座平滑地移动。在上述第2保持构件上优选配备有:第I接点构件，其当在上述第2保持构件与上述第I保持构件之间保持基板时接触基板的外周部进行供电，在上述第I保持构件的上述支持基座上配备有:第2接点构件，其连接到外部电源并给上述第I接点构件供电。由此，即使保持具有不同的厚度的基板，第I接点部所接触的基板的外周部、第I接点构件以及第2接点构件的位置关系也通常为恒定，能够可靠地给基板供电。上述第I保持构件的上述可动基座上优选配备有:基板导向装置，其引导基板的外周端部并进行基板相对于上述可动基座的定位。由此，通过固定在可动基座的基板导向装置来进行基板相对于可动基座的定位，基板与可动基座一体地移动，由此能够防止基板与第2保持构件干涉。在本发明的一个优选的实施方式中，上述厚度吸收机构具有:多个伸缩自如的伸缩销，其在上述厚度吸收机构与上述第2保持构件之间夹持基板的外周部并保持基板时，在沿着上述基板密封线的位置抵接到基板并使该基板向着上述第2保持构件施力。由此，通过根据基板的厚度的变化使多个伸缩销伸缩，以将基板密封构件的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来由基板架保持基板，而且在由基板架保持基板时，多个伸缩销的作用力在沿着基板密封线的位置上作用到基板上，由此能够防止基板发生挠曲。本发明的电镀装置具有上述的基板架和在内部保持电镀液的电镀槽。发明效果通过本发明的基板架，即使基板的厚度发生变化，也能够通过以将基板密封构件的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来保持基板，来防止电镀液的泄漏或基板的破损等。而且，在由基板架保持厚度不同的基板时，能够防止因以密封构件为支点的力矩作用到基板上而基板发生挠曲。


图1是配备有本发明的实施形态的基板架的电镀装置的整体配置图。图2是配备在如图1所示的电镀装置的基板架的俯视图。图3是由虚线来表示打开如图2所示的基板架的第2保持构件的状态的右视图。图4是图2的A-A线放大截面图。图5是图2的B-B线放大截面图。图6是图2的C-C线放大截面图。图7是图2的D-D线放大截面图。图8是示出在由没有配备厚度吸收机构的传统型的基板架(比较例I)来保持厚度为775 μ m和1075 μ m·的基板时，与在由配备有厚度吸收机构的本实施形态的基板架(实施例I)来保持厚度为775 μ m和1550 μ m的基板时的基板密封构件的压缩尺寸的图表。图9是示出本实施形态的基板架中的压缩弹簧的弹簧力(设计弹簧力)与基板密封构件的压缩尺寸的关系的图表。图10是本发明的另一实施形态的基板架的俯视图。图11是图10的E-E线截面图。符号的说明18基板架24储料器26预湿槽28预浸槽30a、3Ob 水洗槽32吹风槽34电镀槽36溢流槽54第I保持构件58第2保持构件62密封夹具64基板密封线66基板密封构件68夹具密封构件70固定环72压紧环80支持基座82可动基座84夹持器86、114压缩弹簧88、116厚度吸收机构90基座导向机构92 导轴
92a止挡部94 轴套100第I接点构件106第2接点构件108基板导向装置110固定基座112伸缩销112a 止挡部
具体实施例方式以下，参照附图对本·发明的实施形态进行说明。另外，在以下的各实施形态中，给相同或相当的构件附上相同符号并省略重复的说明。图1是示出本发明的实施形态中的配备有基板架的电镀装置的整体配置图。如图1所示，该电镀装置包括:两个装载了存放有半导体晶片等的基板W的盒体10的盒体台12 ；将基板W的定向平面或槽口等的位置对准到规定的方向上的对准器14 ;通过高速转动电镀处理后的基板W来使其干燥的旋转干燥机16。进一步地，在该附近还设有放置基板架18并进行基板W与该基板架18之间的装卸的基板装卸部20，在这些单元的中央配置有由在它们之间运送基板W的运送用机械构成的基板运送装置22。然后，从基板装卸部20侧按顺序配置有:进行基板架18的保管以及暂时放置的储料器24、将基板W浸泡到纯水里的预湿槽26、蚀刻除去形成于基板W表面上的种晶层等的表面氧化膜的预浸槽28、用纯水水洗基板W的表面的第I水洗槽30a、进行清洗后的基板W的水分去除的吹风槽32、第2水洗槽30b以及电镀槽34。该电镀槽34被构成为在溢流槽36的内部存放多个电镀单元38，各电镀单元38在内部存放一个基板W，实施镀铜等的电镀。另外，虽然在本例中对镀铜进行了说明，当然在镍或焊锡、银、或镀金中也一样。进一步地还配备有位于这些各机器的侧面并在这些各机器之间与基板W —起运送基板架18的、例如采用直线电动机方式的基板架运送装置40。该基板架运送装置40具有:在基板装卸部20与储料器24之间运送基板W的第I运输机42 ;在储料器24、预湿槽26、预浸槽28、水洗槽30a、30b、吹风槽32以及电镀槽34之间运送基板W的第2运输机44。另外，也可以不配备第2运输机44，仅配备第I运输机42。又，在该基板架运送装置40的夹着溢流槽36的对侧配置有对位于各电镀单元38内部并作为搅拌电镀液的搅拌棒的搅棒(未图示)进行驱动的搅棒驱动装置46。基板装卸部20配备有沿着轨道50在横向滑动自如的平板状的放置平板52，在该放置平板52上以水平状态并排地放置两台基板架18，在其中一个基板架18与基板运送装置22之间进行基板W的传递后，使放置平板52横向滑动，在另一个基板架18与基板运送装置22之间进行基板W的传递。基板架18如图2至图7所示，具有:例如氯乙烯制的矩形平板状的第I保持构件(固定保持构件)54 ;通过铰链56开关自如地安装在该第I保持构件54上的第2保持构件(可动保持构件)58。另外，在本例中虽然示出了通过铰链56使第2保持构件58开关自如地构成的实例，但也可以例如将第2保持构件58配置在面对第I保持构件54的位置，使该第2保持构件58向着第I保持构件54前进以进行开关。该第2保持构件58具有基部60与环状的密封夹具62，例如是氯乙烯制的，与下述的压紧环72间的滑行良好。在密封夹具62与第I保持构件54相对的面上，在由基板架18保持基板W时，通过沿着基板W的外周部的基板密封线64压接到基板W的外周部来密封此处的基板密封构件66向内侧突出地被安装。进一步地，在密封夹具62与第I保持构件54相对的面上，安装通过在基板密封构件66的外侧位置上压接到第I保持构件54的下述的支持基座80来密封此处的夹具密封构件68。基板密封构件66以及·夹具密封构件68被夹持在密封夹具62与通过螺栓等连接构件来被安装在该密封夹具62上的固定环70之间，并被安装密封夹具62上。在基板密封构件66与密封夹具62的抵接面(上表面)上，设有在基板密封构件66与密封夹具62之间进行密封的突出部66a。在第2保持构件58的·密封夹具62的外周部设有阶部，隔着垫片74压紧环72转动自如地被安装在该阶部上。压紧环72通过向外侧突出地被安装在密封夹具62的侧面上的压紧板(未图示)，来不能脱离地被安装。该压紧环72的对酸的抗腐蚀性优良，具有足够的刚度，由例如钛构成，垫片74由摩擦系数低的材料、例如PTEF构成，以使压紧环72可平滑地转动。第I保持构件54包括:大致为平板状的、在由基板架18保持基板W时，通过与夹具密封构件68压接使得与第2保持构件58之间密封的支持基座80 ;和与该支持基座80相互分离的大致圆板状的可动基座82。具有向内侧突出的突出部的倒L字型的夹持器84位于压紧环72的外侧，沿着圆周方向等间隔地被立设于第I保持构件54的支持基座80上。另一方面，在与沿着压紧环72的圆周方向的夹持器84相对的位置设有向外侧突出的凸起部72a。然后，夹持器84的内侧突出部的下表面以及压紧环72的凸起部72a的上表面形成沿着转动方向相互地往相反方向倾斜的锥面。在沿着压紧环72的圆周方向的多个地方(例如四个地方)设有向上方突出的凸块72b。由此，通过使旋转销(未图示)转动来从旁边旋转凸块72b，由此能够使压紧环72转动。由此，如图3中虚线所示，在打开第2保持构件58的状态下，将基板W插入到第I保持构件54的中央部，通过铰链56来关闭第2保持构件58。然后，顺时针转动压紧环72，通过使压紧环72的凸起部72a滑入到夹持器84的内侧突出部的内部，通过分别设在压紧环72的凸起部72a和夹持器84的锥面，将第I保持构件54与第2保持构件58相互夹紧并锁定，通过逆时针转动压紧环72来从倒L字型的夹持器84的内侧突出部拔出压紧环72的凸起部72a，由此能够解除该锁定。可动基座82具有在由基板架18保持基板W时与基板W的外周部抵接地支持基板W的环状的支持面82a，通过压缩弹簧86在从支持基座80分离的方向上施力，克服压缩弹簧86的作用力(弹簧力)，在接近支持基座80的方向上移动自如地安装到支持基座80上。由此，在由基板架18保持厚度不同的基板W时，根据基板W的厚度，通过可动基座82克服压缩弹簧86的作用力(弹簧力)在接近支持基座80的方向上移动，来构成吸收基板W的厚度的厚度吸收机构88。S卩，如上所述，在将第2保持构件58锁定到第I保持构件54并由基板架18保持基板W时，分别将基板密封构件66的内周面侧的下方突出部下端压接到沿着由基板架18保持的基板W的外周部的基板密封线64的位置上，将夹具密封构件68的外周侧的下方突出部下端压接到第I保持构件54的支持基座80的表面上，均匀地按压密封构件66、68，并密封此处。此时，使可动基座82的相对支持基座80的移动量根据基板W的厚度的变化而不同，即基板W的厚度越厚可动基座82的相对支持基座80的移动量越大，可动基座82更加靠近支持基座82地进行移动，由此，基板W的厚度的变化被厚度吸收机构88吸收。即，与基板W的厚度无关，由基板架18保持基板W时的支持基座80与基板密封构件66的距离几乎恒定，但基板W的厚度越厚，压缩弹簧86的形变(压缩)量增加刚好与该基板W的厚度的增量几乎相当的量，相应地，可动基座82的相对支持基座80的移动量越大。结果，基板密封构件66的压缩尺寸(挠曲余量)减少，能够以将基板密封构件66的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来保持基板W。例如，如图8所示，对于没有配备厚度吸收机构88的传统型的基板架(比较例1)，当通过使基板的厚度在775 μ m 1075 μ m内变化来保持基板时，基板密封构件的压缩尺寸(压缩余量)大幅增加0.1lmm 0.3_。与此相对，对于配备有厚度吸收机构88的本例的基板架18 (实施例1)，即使通过使基板的厚度在775 μ m 1550 μ m内变化来保持基板，也能够使基板密封构件66的压缩尺寸(压缩余量)的增加大幅减少0.12mm 0.17mm。这样，可动基座82的 移动量根据基板W的厚度的变化而不同(基板的厚度越厚，可动基座的移动量越大，与支持基座的间隔越窄)，由此能够以将基板密封构件66的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来由基板架18保持厚度不同的基板W。压缩弹簧86在本例中共计配备有24个，在沿着基板密封线64的位置等间隔地被配置。在此，基板密封线64到基板W的边缘部的距离为例如I 3mm左右，呈该基板密封线64的同心圆状地连接在沿着基板密封线64的位置上被配置的压缩弹簧86的各中心的线到基板W的边缘部的距离为，例如I 5_左右。然后，为了使压缩弹簧86的姿态稳定，分别将凸起80a设在支持基座80的各压缩弹簧86的安装位置上，将凹部82b设在可动基座82的各压缩弹簧86的安装位置上，其中该凸起80a的周围有压缩弹簧86的下部围绕着，该凹部82b的内部插入有压缩弹簧86的上部。这样，当在沿着基板密封线64的位置，即基板密封线64的线上或其附近配置多个压缩弹簧86，在由基板架18保持基板W时，多个压缩弹簧86的弹簧力在沿着基板密封线64的位置处通过可动基座82作用到基板W。由此，以基板密封构件66为支点的力矩作用到由基板架18保持的基板W上，能够防止基板W发生挠曲。图9示出了本例的基板架18中的压缩弹簧86的弹簧力(设计弹簧力)与基板密封构件66的压缩尺寸的关系。根据图9，当增大压缩弹簧86的弹簧力(作用力)时，基板密封构件66的压缩尺寸也几乎与压缩弹簧86的弹簧力成比例地变大。由此，对于本例的基板架18，可判定通过压缩弹簧86的弹簧力可适当地调整基板密封构件66的压缩尺寸。实际上，根据将基板浸泡到电镀液的漏泄试验等，600N为压缩弹簧86的适当弹簧力。在支持基座80与可动基座82之间，为了使可动基座82相对支持基座80平滑地运动，如图5所示，配备有基座导向机构90。该基座导向机构90具有:固定在支持基座80上的、在本例中由螺栓构成的导轴92;固定在可动基座82上的、具有法兰94a的大致圆筒状的轴套94，该基座导向机构90如下构成:导轴92插入到轴套94的内部，使轴套94作为导向装置进行移动。导轴92为例如不锈钢制，轴套94为例如润滑性优良的树脂制。在此，为了使可动基座82无法相对支持基座80在横向运动，导轴92的外径与轴套94的内径之差设定为0.05mm 0.16mm。另外，虽然希望基座导向机构90按一对一的关系设置在各压缩弹簧86的附近，但考虑到成本和可装配性，在本例中，在三个地方设置基座导向机构90。对于本例的基板架18，在保持厚度薄的基板时与保持厚度厚的基板时，压缩弹簧86的弹簧力会稍微发生变化。因此，在本例中，为了使压缩弹簧86的弹簧力的变化尽可能地小，作为压缩弹簧86而使用弹簧常数小的，以对压缩弹簧86施加初始压缩形变(压缩)的状态，将可动基座82到安装支持基座80。
即，在本例中，将构成导轴92的螺栓的头部作为止挡部92a使用，通过压缩弹簧86的弹簧力，通过使止挡部92a抵接到轴套94的法兰94a，来一边防止可动基座82从支持基座80的脱离，一边对压缩弹簧86施加初始压缩形变，在可动基座82被按下例如0.5mm的位置设置止挡部92a，以能够实现基板密封构件66的适当的压缩尺寸(压缩余量)。在本例中，在可动基座82的表面设有凹部82c，以使在该凹部82c内构成导轴92的螺栓的构成止挡部92a的头部暴露出来。由此，通过构成导轴92的螺栓，能够很容易地将可动基座82安装到支持基座80或卸下。如图6所示，在第2保持构件58的固定环70的内周面上，安装有在由基板架18保持基板W时，压接到基板W的外周部并给基板W供电的多个第I接点构件100。该第I接点构件100位于基板密封构件66的外侧，具有板簧状地向内侧突出的接点100a，在该接点IOOa处由于其弹性力而具有弹性并容易地屈曲，在由基板架18保持基板W时，被构成为第I接点构件100的接点IOOa有弹性地接触到基板W的外周面。另一方面，在可动基座82的边缘部的与第I接点构件100相对应的位置上设有向内侧切成矩形凹口的凹口部82d，在支持基座80的与这些各凹口部82d相对应的位置上配置有连接到设在下述柄102的从外部接点延伸来的配线104的第2接点构件106。该第2接点构件106具有板簧状地向外侧突出的接点106a，在该接点106a处由于其弹性力而具有弹性并容易地屈曲，在由基板架18保持基板W时，被构成为第2接点构件106的接点106a弹性接触第I接点构件100。由此，在由基板架18保持基板W时，通过第I接点构件100以及第2接点构件106给基板W供电。在由基板架18保持基板W时，即使基板W的厚度不同，基板W的露出面形成的平面、第I保持构件54的支持基座80、以及第2保持构件58的位置关系也通常维持不变。根据本例，分别将第I接点构件100固定到第2保持构件58，将第2接点构件106固定到第I保持构件54的支持基座80，由此第I接点构件100的接点IOOa所接触的基板W的外周部、第I接点构件100以及第2接点构件106的位置关系不受基板W的厚度的变化的影响为恒定。由此，第I接点构件100的接点IOOa对基板W的外周部的接触力、以及第2接点构件106的接点106a对第I接点构件100的接触力为恒定，能够可靠地给基板W供电。在可动基座82的边缘部上表面上，设有矩形的向上方开口的多个凹沟槽82e，在各凹沟槽82e内，如图7所示，配备有引导基板W的外周端部并进行基板W相对于可动基座82的定位的基板导向装置108。即，在由基板架18保持基板W之前，在可动基座82的支持面82a上支持基板W时，基板W的外周端部由基板导向装置108引导，进行基板W相对于可动基座82的定位。这样，通过固定在可动基座82上的基板导向装置108来进行基板W相对于可动基座82的定位，通过基板W与可动基座82 —体地移动，能够防止基板W与第2保持构件58的密封夹具62干涉。另外，虽然没有图示，但基板架18具有防止粘附功能，该功能防止在将负责基板W的定位(定心)功能的定心弹簧与电镀后的基板W从基板架18取出的时候，基板W粘到基板密封构件66上，而与基板W —起被拿起。第I接点构件100也可以具有基板W的定位功能和上述防粘功能。第2保持构件58的开关通过没有图示的汽缸与第2保持构件58的自重来进行。即，在第I保持构件54上设有通孔(未图示)，当在放置平板52上放置基板架18时，在与该通孔相对的位置设有汽缸。由此，通过使汽缸杆伸展，由按压棒穿过通孔将第2保持构件58的密封夹具62往上顶，如图3的虚线所示，打开第2保持构件58，通过使汽缸杆收缩，来由其自重关闭第2保持构件58。在第I保持构件54的支持基座80的端部连接有作为运送或悬挂支持基板架18时的支持部一对的大致T字·状的柄102。然后，在储料器24内，通过将柄120的突出端部挂到该周壁上表面，垂直地悬挂保持它，由基板架运送装置40的运输机42来把持该悬挂保持的基板架18的柄120并运送基板架18。另外，在预湿槽26、预浸槽28、水洗槽30a、30b、吹风槽32以及电镀槽34内，基板架18也通过柄120被悬挂保持在它们的周壁上。对由这样构成的电镀装置进行的一系列的电镀处理进行说明。首先，由基板运送装置22从装载在盒体台12的盒体10中取出I块基板，放到对准器14并将定向平面或槽口等的位置对准到规定的方向。由基板运送装置22将由该对准器14对准方向后的基板运送到基板装卸部20。在基板装卸部20中，由基板架运送装置40的运输机42同时把持两台收容在储料器24内的基板架18，运送到基板装卸部20。然后，使基板架18以水平的状态下降，由此，将两台基板架18同时放置到基板装卸部20的放置平板52上，使汽缸动作，如图3所示，保持在打开基板架18的第2保持构件58的状态。该状态下，由基板运送装置22运送基板W到位于中央侧的基板架18，由可动基座82的支持面82a支持已运送的基板。此时，基板W由基板导向装置108引导，并进行对可动基座82的定位。然后，使汽缸反向动作并关闭第2保持构件58，而后，由锁定/解锁机构锁定第2保持构件58。当这样锁定第2保持构件58时，第I保持构件54的可动基座82对应于基板W的厚度相对于支持基座80相对地移动，由此，吸收基板W的厚度的变化。而且，由于以基板密封构件66为支点的力矩没有作用到基板W上，基板W不会发生挠曲。然后，在结束将基板安装到其中一个基板架18后，使放置平板52横向滑动，同样地，安装基板到另一个基板架18，而后，将放置平板52返回原来的位置。由此，基板W在使其进行电镀处理的面从基板架18的开口部暴露出来的状态下，由密封构件66、68密封其周围以使电镀液不能浸入，在因密封构件66、68而不接触到电镀液的部分固定该基板W，以使它与多个第I接点构件100的接点IOOa电导通。在这里，从第I接点构件100到基板架18的柄102连接有配线，通过将电源连接到柄102的部分，能够给基板的种晶层等供电。另外，基板装卸部20具有对安装在基板架18上的基板W与第I接点构件100的接点IOOa的接触状态进行确认传感器。该传感器在判断基板W与第I接点构件100的接点IOOa的接触状态为不良时，将其信号输入到控制器(未图示)。然后，由基板架运送装置40的运输机42同时把持两台安装有基板W的基板架18，运送到储料器24。然后，使基板架18达到垂直的状态后下降，由此，将两台基板架18悬挂保持(暂时放置)到储料器24上。在这些基板运送装置22、基板装卸部20以及基板架运送装置40的运输机42中，依次重复上述操作，依次将基板安装到收容在储料器24内的基板架18上，并依次悬挂保持(暂时放置)到储料器24的规定的位置。另外，虽然没有图示，但也可以配备有将由运输机42运送的两台基板架垂直地进行支持的固定站，来代替水平放置两台基板架18的基板装卸部20，使垂直地保持基板架的固定站90°转动并使基板架达到水平的状态。又，在本例中，虽然示出了配备有一个锁定/解锁机构的实例，但也可以配备两个锁定/解锁机构，通过被配置在相互邻接的位置的两台基板架的锁定/解锁机构来同时进行锁定/解锁。另一方面，对于基板架·运送装置40的另一个运输机44，同时把持两台安装基板并暂时放置在储料器24的基板架18，运送到预湿槽26并使其下降，由此，将两台基板架18放入到预湿槽26内。另外，此时，继续将如下基板架18暂时放置于储料器24，该基板架18存放有由基板装卸部20所配备的、对基板与第I接点构件100的接点IOOa的接触状态进行确认的传感器判断其接触状态为不良的基板。由此，当将基板安装到基板架18时，即使产生该基板与第I接点构件100的接点IOOa之间接触不良，也能够不使装置停止而继续电镀操作。虽然在该产生接触不良的基板上不实施电镀处理，但在该情况下，可以通过将返回到盒体后未电镀处理的基板从盒体排除，来处理该情况。然后，将装有该基板的基板架18，同上述一样，运送到预浸槽28，在预浸槽28中蚀刻氧化膜，使洁净的金属表面暴露出来。进一步地，将装有该基板的基板架18，同上述一样，运送到水洗槽30a，由放入到该水洗槽30a的纯水来水洗基板的表面。将装有水洗结束的基板的基板架18，同上述一样，运送到装满电镀液的电镀槽34，并悬挂保持到电镀单元38。基板架运送装置40的运输机44，依次重复进行上述操作，将装有基板的基板架18依次运送到电镀槽34的电镀单元38并悬挂保持到规定的位置。所有的基板架18的悬挂保持结束后，通过使溢流槽36的电镀液循环且使其溢出，并且在电镀槽34内的正极(未图示)与基板W之间施加电镀电压，同时通过搅棒驱动装置46使搅棒与基板的表面平行地来回移动，来在基板的表面实施电镀。此时，基板架18在电镀单元38的上部由柄102悬挂并固定，从电镀电源通过第I接点构件100以及第2接点构件106给种晶层等供电。电镀结束后，停止电镀电源的施加、电镀液的供给以及搅棒的来回运动，由基板架运送装置40的运输机44同时把持两台装有电镀后的基板W的基板架18，同上述一样，运送到水洗槽30b，将其浸泡到已放入该水洗槽30b的纯水中并用纯水清洗基板的表面。然后，将安装有该基板W的基板架18，同上述一样，运送到吹风槽32，在这里，通过空气的吹拂来将附着在基板架18的水滴除去。而后，使安装有该基板W的基板架18，同上述一样，返回储料器24的规定的位置并悬挂保持。
基板架运送装置40的运输机44依次重复上述操作，使装有电镀结束的基板的基板架18依次返回储料器24的规定的位置并悬挂保持。另一方面，对于基板架运送装置40的另一个运输机42，同时把持两台装有电镀处理后的基板W并返回到储料器24后的基板架18，同上述一样，放置到基板装卸部20的放置平板52上。此时，也同时运送如下基板架18并放置到放置平板52上，该基板架18装有由基板装卸部20所配备的对基板与第I接点构件100的接点IOOa的接触状态进行确认的传感器判断其接触状态为不良的基板并一直暂时放置在储料器24中。然后，通过锁定/解锁机构来解除位于中央侧的基板架18的第2保持构件58的锁定，使汽缸动作并打开第2保持构件58。此时，如上所述，能防止基板W紧贴在第2保持构件58上地打开。该状态下，由基板运送装置22取出基板架18内的电镀处理后的基板W，运到旋转干燥机16处，由基板运送装置22使通过该旋转干燥机16的高速转动进行旋转干燥(水分去除)后的基板返回到盒体10。然后，使安装在另一个基板架18的基板返回到盒体10后，或者与同时进行地，使放置平板52横向滑动，同样地，将安装在·另一个基板架18的基板进行旋转干燥并使其返回到盒体10。使放置平板52返回到原来的状态后，由基板架运送装置40的运输机42同时把持两台取出了基板的基板架18，同上述一样，使其返回到储料器24的规定的地方。而后，由基板架运送装置40同时把持两台装有电镀处理后的基板并返回到储料器24后的基板架18，同上述一样，放置到基板装卸部20的放置平板52上，重复同上述一样的操作。然后，从装有电镀处理后的基板并返回到储料器24后的基板架18取出所有的基板，旋转干燥并使其返回到盒体10后结束操作。图10是本发明的其它实施形态的基板架的俯视图，图11是图10的E-E线放大截面图。如图10及图11所示，本例的基板架18的第I保持构件54具有支持基座80和固定到该支持基座的固定基座110。然后，在固定基座110的沿着基板密封线64的位置上，在本例中设有共计24个上下贯通的贯通孔110a，在这些各贯通孔I IOa的内部，伸缩销112配置为通过被插入在它与支持基座80之间的压缩弹簧114向从支持基座80分离的方向(上方)施力。该伸缩销112相对于固定基座110的表面形成的平面更突出向支持基座80相对侧(上方)，将该突出端面抵接到基板W并支持基板W。由此，在由基板架18保持厚度不同的基板W时，通过伸缩销112根据基板W的厚度，克服压缩弹簧114的作用力(弹簧力)并伸缩，来构成吸收基板W的厚度的厚度吸收机构116。S卩，与基板W的厚度无关，由基板架18保持基板W时的支持基座80与基板密封构件66的距离大致固定，但基板W的厚度越厚，压缩弹簧114的形变(压缩)量刚好增加几乎与该基板W的厚度的增量相当的量，相应地，伸缩销112的对支持基座80的伸缩量越大。结果，基板密封构件66的压缩尺寸(挠曲余量)减少，能够以将基板密封构件66的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来保持基板W。贯通孔IlOa为支持基座80侧为大直径的阶梯状孔，伸缩销112上设有抵接到贯通孔IlOa的阶部并限制伸缩销112的移动的大直径的止挡部112a。由此，压缩弹簧114以施加初始压缩形变(压缩)的状态被插入到支持基座80与伸缩销112之间。即使对于本例，根据基板W的厚度的变化，通过使多个伸缩销112伸缩，以将基板密封构件66的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来由基板架18保持基板W，而且，在由基板架18保持基板W时，通过多个伸缩销112的作用力(弹簧力)在沿着基板密封线64的位置作用到基板W，能够防止基板W发生挠曲。至此，对本发明的一实施形态进行了说明，但本发明不限定于上述的实施形态，毫无疑问，也可以以在其技术的思想的·范围内各种不同的形态来实施。
权利要求
1.一种基板架，其特征在于，具有: 第I保持构件以及第2保持构件，其夹持基板的外周部并装卸自如地保持基板； 基板密封构件，其被安装在所述第2保持构件上，当由所述第2保持构件与所述第I保持构件保持基板时，沿着基板密封线对所述第2保持构件与基板的外周部之间进行密封， 所述第I保持构件具有厚度吸收机构，其当在所述第I保持构件与所述第2保持构件之间夹持基板的外周部地保持基板时，在沿着所述基板密封线的位置通过使基板向着所述第2保持构件施力来吸收基板的厚度的变化。
2.根据权利要求1所述的基板架，其特征在于， 所述厚度吸收机构包括:可动基座，其具有当在所述第I保持构件与所述第2保持构件之间保持基板时支持基板的支持面、且与支持基座相分离；多个压缩弹簧，其沿着基板密封线被配置，相对所述支持基座移动自如地支持所述可动基座。
3.根据权利要求2所述的基板架，其特征在于， 所述第I保持构件包括:基座导向机构，其具有其防止所述可动基座从所述支持基座脱离的止挡部，并限制所述可动基座相对所述支持基座的移动。
4.根据权利要求2所述的基板架，其特征在于， 在所述第2保持构件上配备有:第I接点构件，其当在所述第2保持构件与所述第I保持构件之间保持基板时接触基板的外周部进行供电，在所述第I保持构件的所述支持基座上配备有:第2接点构件，其连接到外部电源并给所述第I接点构件供电。
5.根据权利要求2所述的基板架，其特征在于， 所述第I保持构件的所述可动基座上配备有:基板导向装置，其引导基板的外周端部并进行基板相对于所述可动基座的定位。
6.根据权利要求1所述的基板架，其特征在于， 所述厚度吸收机构具有:多个伸缩自如的伸缩销，其在所述厚度吸收机构与所述第2保持构件之间夹持基板的外周部并保持基板时，在沿着所述基板密封线的位置抵接到基板并使该基板向着所述第2保持构件施力。
7.一种电镀装置，其特征在于，具有: 根据权利要求1至6中至少一项所述的基板架； 在内部保持电镀液的电镀槽。
全文摘要
本发明提供一种即使基板的厚度发生变化，也能够防止基板发生挠曲并吸收基板的厚度的变化，以将基板密封构件的压缩尺寸保持在更为恒定的范围内的状态来保持基板的基板架以及配备有该基板架的电镀装置。该基板架包括第1保持构件(54)和第2保持构件(58)，其夹持基板W的外周部并装卸自如地保持基板W；以及基板密封构件(66)，其被安装在第2保持构件(58)，当由第2保持构件(58)与第1保持构件(54)保持基板W时，沿着基板密封线(64)对第2保持构件(54)与基板W的外周部之间进行密封，第1保持构件(54)具有厚度吸收机构(88)，其当在第1保持构件(54)与第2保持构件(58)之间夹持基板W的外周部并保持基板时，在沿着基板密封线(64)的位置处，通过向着第2保持构件(58)对基板W施力来吸收基板W的厚度的变化，例如具有可动基座(82)和压缩弹簧(86)。
文档编号C25D7/12GK103225099SQ20131003418
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月29日 优先权日2012年1月30日
发明者藤方淳平 申请人:株式会社荏原制作所