专利名称：基板夹持装置、基板夹持方法及基板处理装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种基板夹持装置及一种基板夹持方法，该方法适于用在以电镀液或其他处理液对基板表面(待处理表面)的处理中，还涉及一种包括该基板夹持装置的基板处理装置。
背景技术：
作为一种在半导体基板中形成互联点的处理方式，所谓的“波纹处理(damascene process)”正步入实际应用之中，“波纹处理”包括将金属(电导体)埋入互联沟道及接触孔中。根据该处理，铝或近来更常用的金属如银或铜被埋入预先形成在层问介电层中的互联沟道或接触孔中。此后，通过执行化学机械抛光(CMP)将多余金属去除，以便平整基板表面。
在以这种处理方式形成互联的情况下，例如，通过将铜作为互联材料而形成的铜互联，嵌入的铜互联在平整处理后具有外露表面。为了防止该互联(铜)的热扩散，或者防止该互联(铜)的氧化，如在氧化环境条件下在其上形成绝缘膜(氧化膜)以生成具有多级互联结构的半导体装置的过程中，目前正在研究有选择性地用由钴合金、镍合金或类似物等形成的互联保护层(盖材料)覆盖互联的外露表面，以防止互联的热扩散及氧化。这种由钴合金、镍合金或类似物组成的互联保护层可以通过如化学镀生成。
举例来说，如图1所示，互联的细小凹槽(互联沟道)4形成在SiO2的绝缘膜(层间介质层)2或类似物中，该SiO2的绝缘膜(层间介电层)2或类似物沉积在如半导体片的基板W的表面上。TaN的电池层6或类似物形成在绝缘膜2的表面上，然后，在基板W的表面上进行镀铜，用铜填充凹槽4及在基板W表面上沉积铜膜(波纹处理)。之后，在基板W的表面上进行CMP(化学机械抛光)处理，以平整基板的表面，从而在绝缘膜2内形成了由铜构成的互联8。之后，通过如在互联(铜)8的表面上有选择地进行化学镀形成由CoWP合金膜组成的互联保护层(盖材料)9，以保护互联8(盖镀工序)。
在互联8表面上有选择地形成CoWP合金膜的互联保护层(盖材料)9的普通化学镀方法涉及如下处理步骤首先，如半导体片等的基板W，经过CMP处理之后，被浸入一种如25℃溶液温度的如0.5M H2SO4的酸性溶液(第一处理液)中如一分钟，以去除存留在绝缘膜2表面上的CMP残余物，如铜。接着用清洁溶液(第二处理液)如超纯的水清洁基板W的表面(预清洁工序)。
接着，将基板W浸入混合溶液(第一处理液)中，如0.005g/LPdCl2及0.2ml/L HCl的混合溶液，在如25℃的溶液温度下保持如一分钟，以将作为催化剂的钯粘结到互联8的表面，从而激活互联8的外露表面。接着用清洁液(第二处理液)如超纯水清洁基板W的表面(第一预处理工序)。
接着，在如25℃的溶液温度下，将基板W浸入包含如20g/L的Na3C6H5O7·2H2O(柠檬酸钠)的溶液(第一处理液)中，从而对互联8的表面进行中和处理。接着用超纯水(第二处理液)清洁基板W的表面(第二预处理工序)。
接着，将基板W浸入溶液温度为如80℃的CoWP电镀液中如120秒，从而在互联8的激活表面上进行有选择的化学镀(化学CoWP盖镀)。此后，用清洁液如超纯水清洁基板W的表面(电镀工艺)。这样由CoWP合金膜组成的互联保护层9有选择地形成在互联8的表面上以保护互联8。
保护层沉浸涂镀法，其包括将基板浸入处理液中以使基板表面(待镀的表面)与处理液相接触，传统上，该方法被用来对基板进行稳定且均匀地镀层(如化学镀)，或对基板进行稳定且均匀的预镀处理或清洁。适用于保护层沉浸涂镀法的基板处理装置通常装备有基板夹持装置，基板夹持装置用于夹持基板，同时密封基板前表面的边缘部分，这样当由基板夹持装置所夹持的基板被浸入处理基板的处理液中时，能够防止处理液进入前表面的边缘部分和基板的后表面。
采用了所谓真空吸引方法的基板夹持装置已得以发展。这种基板夹持装置包括由弹性体如橡胶构成的环形吸引密封件，该装置将吸引密封件按压至紧靠基板，以使吸引密封件的端面与基板后表面的边缘部分在整个圆周上都紧密接触，并吸引夹持该基板，同时，通过将吸引密封件内部抽成真空，用吸引密封件在一个环中密封基板后表面的边缘部分。
不用说，人们要求用于进行各种预处理步骤、清洁步骤等的基板处理装置(电镀装置)来高质量地进行各种处理，另外，还要求基板处理装置做得紧凑或缩小外部尺寸，并要求提高生产量。
然而，很难满足这些要求，尤其是用采用保护层沉浸涂镀法的基板处理装置。具体地，为了保证由基板夹持装置所夹持的基板在处理液中足够的浸入深度以提高处理的质量，有必要例如提供溢流堰或类似物来隔离处理液在基板夹持装置的基板夹持侧，如在用于夹持基板的基板夹持器侧上的流动，以防止处理液进入基板的后表面。这不仅导致基板夹持装置本身的尺寸增大，还导致在基板夹持装置中用于夹持基板的机械手的尺寸的增大，因此，并不符合小尺寸装置的要求。
关于采用上述真空吸引方法的基板夹持装置，由于组成该装置的每个组件的尺寸公差，基板之间的变化，作用在由弹性体等组成的吸引密封件上的偏压，吸引密封件的端面，不能在将吸引密封件抽成真空之前毫无空隙地、安全紧密地接触被水平夹持的基板后表面的边缘部分的整个圆周。当基板夹持装置吸引并夹持基板时，这可能导致漏气，并从而导致基板不能被吸引并夹持。
发明内容
鉴于背景技术中的上述情况特提出本发明。因此，本发明的第一目的是提供一种基板夹持装置、一种基板夹持方法及一种能满足小尺寸的紧凑装置要求并同时保证基板在处理液中的足够浸入深度的基板处理装置。
本发明的第二目的是提供一种基板夹持装置、一种基板夹持方法及一种基板处理装置，该基板处理装置能够确保使基板后表面的边缘部分与吸引密封件的端面在吸引密封件的整个圆周上紧密地接触，并不会在两者之间产生空隙，从而确保吸引并夹持基板。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基板夹持装置，包括基板夹持器，其具有第一密封组件，该基板夹持器用于通过使基板待处理表面的边缘部分与第一密封组件相接触来支撑基板；及基板按压部，用于相对于基板夹持器下降以向下按压由基板夹持器所夹持的基板，从而使第一密封组件与基板压力接触；这里，基板按压部分具有第二环形密封组件，当基板按压部分相对于基板夹持器下降时，第二环形密封组件与基板夹持器的环形夹持部分的上表面压力接触，从而密封基板按压部分的外围区域。
根据该基板夹持装置，第二环形密封组件装配在基板按压部分中，刚一夹持基板，第二密封组件与基板夹持器环形夹持部分的上表面就压力接触，以便当把基板夹持装置所夹持的基板浸入处理液以对基板进行处理时密封基板按压部分的外围区域，第二密封组件可以阻止处理液的流动，从而防止处理液进入基板的后表面侧。这就有可能保证由基板夹持装置所夹持的基板在处理液中足够的浸入深度。另外，在基板按压部分即在装置的基板按压侧提供第二密封组件，不仅能够减小基板夹持装置本身的尺寸，而且还能减小在基板夹持装置中夹持基板的机械手的尺寸。
第二密封组件最好由弹性体构成。
弹性体为如硅橡胶。用弹性体如硅橡胶作第二密封组件，可以为第二密封组件提供足够的弹性，从而在低接触压力下增强第二密封组件的密封效果。
第二密封组件最好具有所需高度的溢流堰部分。
由基板夹持装置所夹持的基板在处理液中的浸入深度，可以通过调整第二密封组件溢流堰部分的高度进行调整。因此，通过增加溢流堰部分的高度，可以加深由基板夹持装置所夹持的基板在处理液中的浸入深度。
第一密封组件最好用嵌入其中的增强材料加固。
通过用增强材料加固第一密封组件以使第一密封组件具有足够的强度，可以在基板由基板夹持装置所夹持时，降低第一密封组件中从包括基板前表面的平面向下突出的部分的高度，从而方便去除存留在基板前表面上的气泡。
在本发明的优选实施例中，基板按压部分具有多个按压销，每个销都暴露出低端并由弹性体向下偏置。
根据该实施例，当用基板夹持装置夹持基板时，基板被按压销通过弹性体的弹力向下按压。如果第一密封组件出现弯曲，可以根据弯曲的程度通过按压销调节按压的程度(收缩的程度)，从而防止密封表面之间形成空隙。另外，如果处理完成后从基板按压部分分离基板时基板被粘到基板按压部分上，可以通过弹性体的弹力安全地将基板从基板按压部分上分离开来。
在本发明的优选实施例中，基板按压部分具有带气孔的平盖板。
当基板被基板夹持装置夹持时，盖板上气孔的存在可以防止在基板按压部分的盖板与基板之间形成的空间变成气密空间。于是，即使当该空间内的气体由于基板浸入处理液中等而膨胀或收缩，也能防止基板弯曲。
本发明还提供了一种基板夹持方法，包括使安装到基板夹持器上的第一环形密封组件通过基板处理部分与基板的边缘部分压力接触，以密封基板的边缘部分；及同时，使安装在基板按压部分上的第二密封组件与基板夹持器压力接触，以密封基板按压部分的外围区域，从而夹持该基板。
第二密封组件最好具有所需高度的溢流堰部分。
本发明还提供一种基板处理装置，包括用于夹持基板的基板夹持装置；及用于使由基板夹持装置所夹持的基板上待处理的表面与存储在处理箱中的处理液相接触的处理箱。基板夹持装置包括基板夹持器，其具有第一密封组件，基板夹持器用于通过使基板上待处理表面的边缘部分与第一密封组件相接触来支撑基板；及基板按压部分，用于相对于基板夹持器降低以向下按压由基板夹持器所夹持的基板，从而使第一密封组件与基板压力接触，其中基板按压部分具有第二环形密封组件，当基板按压部分相对于基板夹持器下降时，第二环形密封组件与基板夹持器的环形夹持部分的上表面压力接触，从而密封基板按压部分的外围区域。
用处理液对基板待处理表面的处理是如预电镀处理。
本发明还提供另外一种基板夹持装置，包括基板夹持部分，其以基板的前表面冲下式来支撑基板；及具有吸引密封件的吸引头，其用于吸引并夹持基板夹持部分所支撑的基板，同时在一个环中来密封基板后表面的边缘部分；其中基板夹持部分具有多个按压机构，按压机构是布置在沿基板夹持部分圆周方向的位置上的，用于接触由基板夹持部分所支撑的基板的前表面的边缘部分，并靠着吸引头按压基板。
根据该基板夹持装置，由基板夹持部分支撑的基板被多个按压机构在沿基板圆周方向的多个部分独立地靠着吸引头按压。这就有可能确保使基板后表面的边缘部分与吸引密封件的端面在吸引密封件的整个圆周上紧密接触，而其间不产生空隙，从而确保吸引并夹持基板。
每一个按压机构最好都包括可动爪，当基板夹持部分相对并靠近吸引头移动时，该可动爪与基板前表面的边缘部分相接触并按压基板使其紧靠吸引头。
通过相对并靠近吸引头移动基板夹持部分，按压机构的可动爪可以使基板后表面的边缘部分与吸引密封件的端面在吸引密封件的整个圆周上安全地紧密接触。
优选地，可动爪由枢轴垂直可回转地支撑并沿基板夹持部分的径向方向布置，在枢轴外侧上的弹性体使可动爪向下偏置，并使得可动爪与基板前表面的边缘部分在枢轴的内侧上相接触。
因此，随着基板夹持部分相对并靠近吸引头移动，枢轴内侧上的可动爪可以通过位于枢轴外侧上的弹性体的弹力向上按压基板使其紧靠吸引头。
弹性体最好由大致呈截圆锥状的橡胶构成。
本发明还提供另外一种基板夹持装置，包括基板夹持部分，其以基板前表面冲下式来支撑基板；及具有吸引密封件的吸引头，其用于吸引并夹持由基板夹持部分所支撑的基板，同时在一个环中密封基板后表面的边缘部分；其中，基板夹持部分包括基座部分，及用于支撑基板的基板支撑部分，基板支撑部分布置于距基座部分给定距离处，并可偏转地被位于基板支撑部分边缘部分上的连接部分连接到基座部分上。
根据该基板夹持装置，即使当由基板夹持部分的基板支撑部分支撑的基板的后表面相对于吸引密封件的端面倾斜时，基板也可以通过在基板后表面与吸引密封件端面的接触被倾斜，以校正基板后表面的倾斜，从而防止单侧接触。这有可能使基板后表面边缘部分与吸引密封件端面在吸引密封件整个圆周上安全地紧密接触，而其间不产生空隙。
连接部分最好包括弹性体，该弹性体用于弹性地连接基座部分侧的组件和基板支撑部分侧的组件。
例如，该弹性体由螺旋弹簧构成的。
本发明还提供另外一种基板夹持方法，包括以基板的前表面向下式支撑基板；用布置在沿基板圆周方向位置处的多个按压机构按压基板使其紧靠环形吸引密封件部分，从而使基板后表面的边缘部分与吸引密封件部分紧密接触；及将吸引密封件抽成真空以夹持基板。
本发明还提供另外一种基板夹持方法，包括以基板的前表面向下式支撑基板；在倾斜基板的同时将基板移动至环形吸引密封件部分，从而使基板后表面的边缘部分与吸引密封件部分紧密接触；及将吸引密封件部分抽成真空以夹持基板。
本发明还提供另外一种基板处理装置，包括用于夹持基板的基板夹持装置；及处理箱，其使由基板夹持装置所夹持的基板上的待处理表面与处理箱内存储的处理液相接触。基板夹持装置包括以基板的前表面向下式支撑基板的基板夹持部分，及具有吸引密封件的吸引头，其用于吸引并夹持由基板夹持部分所支撑的基板，并同时在一个环中密封基板后表面的边缘部分，其中基板夹持部分具有多个按压机构，按压机构布置于沿基板夹持部分圆周方向的位置处，用于接触由基板夹持部分支撑的基板前表面的边缘部分并按压基板使其紧靠吸引头。
本发明还提供另外一种基板处理装置，包括用于支持基板的基板夹持装置；及处理箱，其用于使由基板夹持装置所夹持的基板上的待处理表面与储存在处理箱中的处理液相接触。该基板夹持装置包括以基板前表面向下式支撑基板的基板夹持部分，及具有吸引密封件的吸引头，其用于吸引并夹持由基板夹持部分所支撑的基板，并同时在一个环中密封基板后表面的边缘部分。该基板夹持部分包括基座部分及用于支撑该基板的基板支撑部分，其位于距离基座部分给定距离处，并被位于基板支撑部分边缘部分的连接部分可倾斜地连接到基座部分上。
用处理液对基板待处理表面进行的处理为如化学镀。
图1为半导体基板主要部分的放大截面图；图2A为根据本发明一实施例的具有基板夹持装置的基板处理装置的侧视图，及图2B为该基板处理装置截面侧视示意图；图3为处理箱的放大截面图；图4A为示出了倾斜机构(也示出了基板夹持装置)的侧视示意图，及图4B为图4A的右侧视图；图5为截面侧视示意图，示出了当基板按压部分处于提升位置时的基板夹持装置及旋转电机；图6A为图5中A部分的放大图，及图6B为与图6A相应的视图，但是示出了正夹持着基板的装置；图7为图6B中主要部分的放大视图；图8A所示为正在清洁基板上处理过表面的基板处理装置的侧视图，及图8B为示出正在清洁基板上处理过表面的基板处理装置的示意性截面侧视图；图9为包括基板处理装置的基板处理系统的平面图；图10为根据本发明另一实施例的基板夹持装置的垂直截面的前视图；图11为图10中所示基板夹持装置中吸引头的主要部分的放大横截面视图；图12为图10中所示基板夹持装置的基板夹持部分的透视图，部分缺失；图13为基板夹持部分中连接部分的分解透视图；图14为基板夹持部分中按压机构的分解透视图；图15为示出与吸引头中吸引密封件一起的按压机构的主要部分的放大截面图；图16所示为基板夹持装置的主要部分，示出了当吸引密封件吸引并夹持基板时该装置的状态(处于基板吸引位置)；图17所示为基板夹持装置的主要部分，示出了在吸引密封件吸引及支持基板之后降低基板夹持部分时，该装置的状态(处于基板处理位置)；图18A为包括基板夹持装置的基板处理装置的侧视图，示出了处理之前的基板处理装置，及图18B为图18A中所示的基板处理装置的示意性截面侧视图；
图19A为包括基板夹持装置的基板处理装置的侧视图，示出了在用处理液处理基板时的基板处理装置，及图19B为图19A所示基板处理装置的示意性截面侧视图；及图20A为包括基板夹持装置的基板处理装置的侧视图，示出了在清洁基板的基板处理装置，及图20B为图20A中所示基板处理装置的示意性截面侧视图。
实行本发明的最佳模式现在参照附图详细描述本发明的优选实施例。
图2A为基板处理装置1的侧视图，根据本发明的实施例，该装置例如适合于用作执行化学镀预处理的第一预处理装置，具有基板夹持装置80，及图2B为基板处理装置1的示意性截面侧视图。如图2A及2B中所示，基板处理装置1包括其内用于容纳处理液(第一处理液)Q并对基板W进行浸镀处理的处理箱10，用于关闭处理箱10的开口11的盖40，安装在盖40上表面的喷嘴60，用于驱动(绕枢转)盖40的驱动机构70，用于夹持基板W的基板夹持装置80，用于旋转、绕枢转并垂直移动整个基板夹持装置80的基板夹持装置驱动部分600，及用于循环在处理箱10中处理液Q的处理液循环装置450。
图3为处理箱10的放大截面图。如图3所示，处理箱10包括用于容纳处理液Q的容器状处理箱主体13，用于回收溢出处理箱主体13边缘部分的顶端部31的处理液Q的回收槽(溢流槽)15，围绕回收槽15并向上呈圆柱状突出的盖部分17，以及处于处理箱主体13内用于使处理箱13内的处理液Q均匀流动的流量板37。在处理箱主体13的底部中心处提供有处理液供给入口21。流量板37为圆形平板，其具有大量小的通孔37a，使得从电镀液供给入口21提供的处理液Q可以形成在每个点的流速都相等的均匀向上的流动。
再次参照图2A及2B，处理液循环装置450通过导管将溢出至处理箱10的回收槽15内的处理液Q返回至供给箱451中，并通过泵P向处理箱主体13的电镀液供给入口21提供在供给箱451中收集到的处理液Q，从而循环处理液Q。因此，在基板处理装置1中，通过从处理箱10的底部持续供给处理液，处理液Q在处理箱10内循环，并且溢出的处理液Q在回收槽15中回收并返回至供给箱451，回收槽15围绕着处理箱主体13。
盖40是由其尺寸以遮盖处理箱10的口11的板状材料构成。板状臂45安装在盖40的相对侧面上，并通过轴承部47可转动地支撑在各自末端的邻近处，轴承部47位于处理箱10的相对侧面上。臂45的端部固定在驱动机构70的连接臂75的末端。
喷嘴60由多个朝上并位于盖40上表面的喷嘴63组成。根据该实施例，清洁液(纯净水)从喷嘴63恰好向上喷出。
驱动机构70包括盖枢转气缸71、连接到盖枢转气缸71的活塞上的杆73、及可摆动地连接到杆73末端上的连接臂75。盖枢转气缸71的低端由固定组件可旋转地支撑。
基板夹持装置驱动部分600包括旋转地驱动基板夹持装置80的旋转电机400、摆动基板夹持装置80的倾斜机构811、及提升和降低基板夹持装置80的提升机构831。
图4A为倾斜机构811的示意性侧视图(还示出了基板夹持装置80)，且图4B为图4A的右侧视图。如图4A及4B所示，倾斜机构811包括固定在安装基座915上并由倾斜轴轴承814可旋转地支撑在基板固定侧的倾斜轴815，头倾斜气缸817，及在一端可旋转地安装在头倾斜气缸817的驱动轴818侧部上并在另一端固定在倾斜轴815上的链节板819。当驱动头倾斜气缸817使其在图4B中所示箭头H的方向上移动驱动轴818时，倾斜轴815通过链节板819旋转预定的角度，从而安装基座915及基板夹持装置80作为一个单元而摆动。因此，由基板夹持装置80中所夹持的基板W可以在水平位置及以预定角度相对于水平位置倾斜的倾斜位置之间移动。基板夹持装置80的倾斜角度可以由机械制动器任意调节。
图2A及2B中所示的提升机构831是用来垂直地移动倾斜机构811的机构。基板夹持装置80、安装旋转电机400等的安装基座915及整个倾斜机构811由提升机构831的作用而垂直移动。由提升机构831控制垂直移动。当基板W相对于液体表面倾斜时，倾斜机构811及提升机构831允许由基板夹持装置80所夹持的基板W的表面(待处理表面)浸泡至处理液Q中。这样设计提升机构831使其可以调节倾斜基板W的表面待与处理液相接触的区域如在0-100％的范围内。
图5是横截面侧视图，示出了即将夹持基板的基板夹持装置80及旋转电机400。图6A为图5中A部分的放大视图，及图6B为与图6A相应的视图，但是示出了在夹持基板时的装置的状态。图7为图6B中装置主要部分的放大视图。
如图5中所示，基板夹持装置80包括基板夹持器84，基板夹持器包括基座部分81及夹持部分82，它们一上一下相距给定距离，并在边缘部分处由一对联接板83连接在一起。基板按压部分85位于基板夹持器84内部。基板夹持器84的基座部分81连接到如由伺服电动机组成的旋转电机400的中空输出轴86上。基板按压部分85在其中心被滚珠轴承88连接到通过输出轴86的中空部分延伸的驱动轴87的低端上。驱动轴87的上端由轴承90旋转支撑。通过结合驱动轴87与输出轴86之间的轴承及花键配合，驱动轴87可与输出轴86一起旋转并可独立于输出轴86垂直移动。
基板夹持器84的夹持部分82包括环形支撑91，环形支撑91在内圆周表面上具有用于接触基板W端面以引导基板W的导向表面91a。第一环形密封组件92向内突出来接触基板W的前表面(待处理的表面)的边缘部分以支撑基板W，第一环形密封组件92被螺栓93安装到支撑91的底面上。第一密封组件92由弹性体94如硅胶构成，用嵌入其中的增强材料95如钛来增强，并具有用增强材料95增强并向内突出的薄扁平密封部分92a。
如图7所示，通过用增强材料95这样增强第一密封组件92以使第一密封组件92具有足够的强度，第一密封组件92中从包括由基板夹持装置80所夹持的基板W前表面的平面向下突出的那部分的高度，即密封部分92a的厚度t，可以减小至如1.5mm(t＝1.5mm)，从而方便去除存留在基板W前表面上的气泡。
基板夹持器84的外径比图3中所示处理箱主体13顶部的内径稍小，使得基板夹持器84几乎能覆盖处理箱主体13的开口11。
基板按压部分85包括固定环160和盖板161。基板按压环163通过中间环162安装到固定环160的底面上。如图7所示，多个外壳部分163a设置在沿基板按压环163圆周方向的预定位置处。每个外壳部163a中都封装有按压销165，按压销165被弹性体164如弹簧向下偏置，其低端外露，并且通过梯状部分防止向下脱出。
在操作中，当通过用基板W的边缘部分接触第一密封组件92的上表面以支撑基板W时，基板按压部分85降低，使得基板按压部分85的多个按压销165通过弹性体164的弹力向下按压基板W，从而使得第一密封组件92与基板W的边缘部分压力接触，以用第一密封组件92密封该边缘部分并夹持基板W。基板W由此被按压销165通过弹性体164的弹力向下按压。于是，如果第一密封组件92出现弯曲，那么利用弹性体164可以根据弯曲的程度调节按压销165所实施的按压的程度(压缩程度)，从而防止在被密封的表面之间产生空隙。另外，在完成处理之后，当将基板W从基板按压环163上分离开时，如果基板W粘在基板按压环163上，可以通过弹性体164的弹力安全地将基板W从基板按压环163上脱离开。
如图5所示，盖板161由具有多个气孔161a的平板构成。当基板W被基板夹持装置80所夹持时，通过在盖板161上提供气孔161，可以防止在基板按压部分85的盖板161与基板W之间形成的空间变成气密空间。于是，即使当该空间内的气体由于基板W浸入处理液Q等中而膨胀或压缩时，也可以防止基板W弯曲。
第二环形密封组件170被固定在固定环160与中间环162之间。第二密封组件170包括具有矩形横截面的溢流堰部分170a及与溢流堰部分170a的外圆周面连为一体的密封部分170b，密封部分170b延伸到固定环160的外部，向外成锥形并向外向下倾斜。当基板按压部分85下降以夹持基板按压部分85与基板夹持器84之间的基板W时，第二密封组件170的密封部分170b与基板夹持器84的夹持部分82的支撑91上表面压力接触，从而密封基板按压部分85的外围区域。
因此，根据该实施例，第二密封组件170装配于基板按压部分85中，刚一夹持基板，第二密封组件170与基板夹持器84夹持部分82的上表面就压力接触，以密封基板按压部分85的外围区域。于是，如图7所示，当把基板夹持装置80所夹持的基板W浸入处理液Q中以对该基板进行处理时，第二密封组件170可以阻隔处理液Q的流动，从而防止处理液Q进入基板W的后表面侧。这就有可能保证由基板夹持装置80夹持的基板W在处理液Q中有足够的浸入深度D。在这点上，如果没有第二密封组件170，基板W在处理液Q中的浸入深度D必须小于基板W与基板夹持器84的支持部分82上表面之间的距离L1(D＜L1)。根据该实施例，另一方面，可以使基板W的浸入深度D大于基板W与基板夹持器84支持部分82的上表面之间的距离L1并小于基板W与第二密封组件170的上表面之间的距离L2([D＜L2(＞L1)]。
另外，在基板按压部分85中即在装置的基板按压侧上提供第二密封组件170，不仅能够减小基板夹持装置80本身的尺寸，而且还能够减小在基板夹持装置80中夹持基板W的机械手R(见图5)的尺寸。在这点上，为了保证基板W的上述浸入深度D，可以想象的是在基板夹持器84的夹持部分82中一体地或不透水地提供高度可与第二密封组件170高度相匹配的溢流堰等。然而，在基板夹持器84的夹持部分82中提供这种溢流堰等，导致基板夹持器84的尺寸增大并因此导致基板夹持装置80的尺寸增大。另外，关于图5中所示的机械手R，其通过吸引部分B吸引或夹持基板W后表面并在基板夹持装置80中夹持基板W，有必要使用带有吸引部分B的机械手R，该吸引部分B的高度S与溢流堰等的高度相匹配，因此导致机械手R的尺寸增大。该实施例中的基板夹持装置可以消除这种缺点。
第二密封组件170由弹性体如硅胶构成。将弹性体如硅胶用作第二密封组件170可以为第二密封组件170提供足够的弹性，从而在低接触压力情况下增强密封效果。
可以任意设置第二密封组件170中溢流堰部分170a的高度H。可以通过调节溢流堰部分170a的高度H来调节由基板夹持装置80所夹持的基板W在处理液Q中的浸入深度D。因此，通过增加溢流堰部分170a的高度，由基板夹持装置80夹持的基板在处理液Q中的浸入深度可以得以增加。
轴承90连接到由气缸构成的提升机构911上，用于向上及向下移动轴承90，并且提升机构911固定到安装有旋转电机400等的安装基座915上的组件上。通过提升机构911的作用，基板按压部分85独立于基板夹持器84等独自垂直移动。基板夹持器84被旋转电机400旋转地驱动。
现在将描述基板处理装置1的操作。
首先，将基板夹持装置80设置在处理箱10上方的位置，如图2A及2B所示，将基板按压部分85设置在基板夹持装置80内的提升部分上，如图5所示。基板W被机器人的产生真空的手R面向下地夹持着(见图5)，将基板W插入基板夹持器84中并且取消产生真空的手R的真空吸引，从而将基板W放置在第一环形密封组件92上，其直径比基板W的直径小几毫米(mm)。接着，驱动垂直驱动机构911以降低基板按压部分85，使得如图6B及图7所示，按压销165被按压得紧靠基板W上表面的外围区域，从而基板W底面(待处理表面)的外围区域被按压得紧靠第一密封组件92，从而将基板W固定。使第一密封组件92与基板W外围区域压力接触以密封基板W的外围区域，并且使第二密封组件170与基板夹持器84夹持部分82的上表面压力接触，以密封基板按压部分85的外围区域。
另一方面，在处理箱10中，驱动图2B中所示的泵P以使处理液Q被从处理液入口21供给并在处理箱10中循环，处理液Q可以溢出处理箱10的顶端部31，处理液Q在回收槽15中回收并返回到供给箱451中。
接着，驱动图4A及4B中所示的头摆动气缸817以摆动安装基座915与基板夹持装置80，以使得由基板夹持装置80所夹持的基板W相对于水平位置倾斜预定的角度，如3度，接着驱动图5中所示的装置旋转电机400以同时旋转基板夹持装置80与基板W。通过驱动图2A及2B中所示的提升机构831，降低倾斜的基板夹持装置80以将基板W浸泡在处理箱10中的处理液Q中。同时，基板W的部分而非全部，如不少于50％，最好不少于基板W总面积的60％，被浸泡到处理液Q中。当通过仅浸泡部分基板W这样来在处理液Q中对处于倾斜位置的基板W进行处理并旋转基板W时，基板W中待镀的底面中的一点与液体相接触并重复去除该液体。当基板W浸泡在处理液中时，待处理的表面是倾斜的，从而从深侧向浅侧自动地释放基板W的待处理表面上的气泡。
在这样通过使处理液Q与基板W的表面(待处理表面)相接触来在预定时间内进行第一预电镀处理之后，驱动提升机构831使其将基板夹持装置80提升至图2A及2B中所示的位置，从而终止第一处理，而驱动倾斜机构811以将基板夹持装置80回复到水平位置。之后，驱动驱动机构70以使盖40绕枢轴旋转，以关闭处理箱10的开口11，如图8A及8B所示。接下来，清洁液(纯净水)从固定在盖40上表面的喷嘴60的嘴63中恰好向上喷出以清洁基板W上处理后的表面。由于处理箱10的开口11被盖40关闭，所以清洁液不会进入处理箱10，因此处理箱10中的处理液Q不会被稀释，还能在循环过程中使用处理液Q。在清洁基板W之后，清洁液从未示出的排出口排出。
在完成对基板W的清洁之后，基板按压部分85如图5所示的那样升高。机器人的产生真空的手R被插入到基板夹持器84中，用吸引部分B吸引基板W后表面的中心部分，并将处理后的基板W拿出。下一个未处理的基板W被放入基板夹持装置80中，将对该基板进行上述的第一预处理及清洁步骤。
尽管在该实施例中第一预处理是用作为处理液Q的第一处理液进行的，处理箱10中容纳有该处理液Q，但是还可能用容纳在处理箱10中的第二处理液对基板W进行第二预处理。另外，有可能将基板处理装置1用作进行其他化学处理的基板处理装置，而非预镀处理装置，如用作化学镀装置。另外，用喷嘴60对基板W进行处理并不限于用清洁液进行清洁处理，而是还可以用来进行其他化学处理。另外，对本发明的应用并不限于上述结构的基板处理装置1。举例来说，本发明可适用于具有这样结构的基板处理装置，使得用预处理液进行的处理及清洁不是如该实施例所示的上下位置上进行，而是在分开的地方进行。
图9为包括根据上述实施例的基板处理装置1的基板处理系统(化学镀装置)的平面图。如图9所示，该基板处理系统包括三个处理区装载/卸载区100、清洁区200及电镀区300。在装载/卸载区100安装有两个装载口110、第一基板转移机器人130及第一换向机150。在清洁区200内安装有临时基板存储台210、第二基板转移机器人230、预清洁单元240、第二换向机250、清洁单元260及第一化学液供给单元900。在电镀区300内安装有第三基板转移机器人310、第一预处理单元320、第二预处理单元340、两个电镀单元360、电镀液供给单元390及第二化学液供给单元910。这些化学液供给单元900、910是用于将化学液(未稀释液体)稀释至操作浓度并向各单元供给稀释后的化学液的单元。第一化学液供给单元900提供用于清洁区200中的预清洁单元240及清洁单元260中的化学液，而第二化学液供给单元910提供用于电镀区300中的第一预处理单元320及第二预处理单元340的化学液。
上述实施例中的基板处理装置1用在了每一个第一预处理单元320中。通过将第二预处理液用作待提供给处理箱10中的处理液，上述实施例中的基板处理装置1还可以用在第二预处理单元340中。另外，通过将电镀液用作待提供给处理箱10中的处理液，上述实施例中的基板处理装置1还可以用在电镀单元360中。
现在来描述基板处理系统的整个操作。
首先，第一基板转移机器人130将基板W从安装在装载口110中的基板盒中拿出来。基板W被转移到第一换向机150上并被翻转，使得待电镀的面向下，然后基板W被第一转移机器人130转移到临时基板存储台210上并被放置在该台210上。接着，基板W被第二基板转移机器人230转移至预清洁单元240并在预清洁单元240中被预清洁(预清洁步骤)。完成了预清洁的基板W被第三基板转移机器人310转移至第一预处理单元320。对已转移至第一预处理单元320的基板W进行第一预处理及清洁(第一预处理步骤)。
完成第一预处理的基板W被第三基板转移机器人310转移至第二预处理单元340，并进行对基板W的第二预处理及清洁(第二预处理步骤)。完成第二预处理后的基板W被第三转移机器人310转移至电镀单元360，以对基板W进行电镀及清洁。完成电镀之后的基板W被第三基板转移机器人310转移至第二换向机250，在该处基板W被翻转，接着基板W被第二基板转移机器人230转移至清洁单元260的第一清洁部270。在清洁之后，基板W被第二基板转移机器人230转移至第二清洁/干燥部290，在该处基板W被清洁并干燥。
完成清洁及干燥之后的基板W被第二基板转移机器人230转移至临时基板存储台210并被放置在该台210上临时存储。之后，基板W被第一基板转移机器人130转移至安装在装载口110中的基板盒上并被放置在该基板盒中。
当然，适用于根据本发明的基板处理装置的基板处理系统并不限于上述结构的基板处理系统。
尽管在该实施例中基板在处理液Q中的浸镀处理是当由基板夹持装置80所夹持的基板W的表面(待处理的表面)倾斜时进行的，还可能将处于倾斜位置的基板W浸泡在处理液Q中，然后将基板W恢复到水平位置。因此在如图2A及2B中所示的基板处理装置1中，夹持未处理基板W的基板夹持装置80被倾斜机构811以预定角度相对于水平位置倾斜。接着，当用旋转电机400旋转基板夹持装置80及基板W时，提升机构831使处于倾斜位置的基板夹持装置80下降，以将基板W待处理的表面浸入处理箱10中的处理液Q中。接着，倾斜机构811使基板夹持装置80及基板W恢复到水平位置，并且在基板W被水平保持的时候，对基板W的待处理表面进行浸镀处理。在完成浸镀处理之后，提升机构831被驱动将基板夹持装置80升高到如图2A及2B中所示的位置，从而终止浸镀处理。然后驱动驱动机构70以绕枢轴旋转盖40以关闭处理箱10的开口11。随后的清洁步骤与上述的步骤相同，因此省略了对其的描述。
根据本发明，当将由基板夹持装置支持的基板浸入处理液中以对基板进行处理，同时保持基板的前表面(待处理表面)与处理液相接触时，第二密封组件可以阻隔处理液的流动，从而防止处理液进入基板的后表面侧。这样就有可能保证由基板夹持装置所夹持的基板在处理液中有足够的浸入深度，从而增强处理的质量。另外，在基板按压部分即在装置的基板按压侧提供第二密封组件，不仅能减小基板夹持装置本身的尺寸，而且还能减小用于夹持基板夹持装置中基板的机械手的尺寸。
图10所示为根据本发明另一实施例的基板夹持装置的横截面示意图。如图10所示，基板夹持装置80a包括基板头581及基板头驱动部分620。基板头581由向下开口、大致呈圆柱状的基板夹持部分582及封装在基板夹持部分582中大致呈环形的吸引头584构成。基板头驱动部分620在其内部包括用于旋转地驱动吸引头584的基板旋转电机621，及用于将基板夹持部分582上下移动至预定位置(至少三个位置)的基板夹持部分驱动气缸622。吸引头584被基板旋转电机621旋转驱动，并且基板夹持部分582被基板夹持部分驱动气缸622垂直移动。因此，吸引头584可以旋转但不能垂直移动，而基板夹持部分582与吸引头584一起旋转并能垂直移动。
图11为吸引头584主要部分的横截面放大图。如图10及11所示，吸引头584包括内部具有真空供给管线(真空/气体供给管线)586的大致圆形支撑588、安装在支撑588底面上的环形基板吸引密封件590，及安装在环形基板吸引密封件590内部的多个推进器592。在支撑588中提供有气孔部分594(见图10)，该气孔部分由上下贯通的开口构成。
吸引密封件590由弹性体如橡胶形成。吸引密封件590的低端从支撑588的底面上向下突出，吸引密封件590将基板W后表面的边缘部分吸引得与环形吸引部分相接触并夹持基板W，并起到密封的作用，用于防止电镀液进入基板W的后表面(后表面环形真空吸引部分的内侧)。吸引密封件590在要与基板W相接触的部分，具有基板吸引槽(用于吸引及释放基板的狭缝)596。基板吸引槽596连接至真空供给管线586，使得基板W被吸引至基板吸引槽596、从基板吸引槽596上释放。吸引密封件590并不限于附图中所示的形状，而可以是任何形状，只要其可以用某个宽度的环形吸引部分吸引基板。
每个推进器592都包括封装在外壳部分602中的推进器主体(按压销)604，外壳部分602提供在向上开口的圆柱形盒状箱601中，以及凸缘部分606，其从该箱601的外围伸出，被螺钉608固定到支撑588上。推进器主体(按压销)604由柔性的弹性材料(氟树脂、合成橡胶等)形成，并在波纹管状圆周壁610的末端具有按压部分612。按压部分612可收回地插入箱601中的贯通孔614中。按压部分612的底面稍微高于吸引密封件590的底面。推进器主体604的后表面侧与真空供给管线586相连接。
当对真空供给管线586提供真空压力时，推进器主体604的内部变为真空状态并且推进器主体604的圆周壁610缩短，从而按压部分612缩回到箱601内。另一方面，当对真空供给管线586提供气体时，推进器主体604的圆周壁610延伸，并且按压部分612突出到箱601外部。
图12为基板夹持部分582的透视图，其中部分缺失。如图10及12所示，基板夹持部分582包括连接到基板夹持部分驱动气缸622的基座部分660、布置在距离基座部分660给定距离处的环形基板支撑部分662，及一对可互相倾斜的连接基座部分660与基板支撑部分662的连接部分663。多个按压机构664(图中示出了12个机构)与基板W前表面的边缘部分相接触以支撑基板W，并且，随着基板夹持部分582的升高，按压基板W使其紧靠吸引头584，多个按压机构664沿着基板支撑部分662的圆周方向以给定间距设置。
图13为连接部分663的分解透视图。如图12及13所示，连接部分663包括安装到基座部分660外围板670底面的边缘部分上的导向支撑672，以及安装到基板支撑部分662固定环674的上表面上的导向隔板676。多个导向栓678(图13示出了3个栓)的较低部分被插入并穿过导向隔板676并被螺纹拧入固定环674中以固定到固定环674中，而导向栓678的上部分设置在导向支撑672中的外壳部分680中。
导向支撑672的每一个外壳部分680中都容纳弹性体686，弹性体686是由螺旋弹簧组成，其底面与外壳部分680的底壁相接触，同时其顶面与套环684的底面相接触，套环684通过螺栓682安装到导向螺栓678顶面上。这样，基板支撑部分662在径向上的相对处通过弹性体(螺旋弹簧)686的弹力弹性地连接到基座部分660上，使得基板支撑部分662能够相对于基座部分660倾斜。
从而基板支撑部分662相对于基座部分660是可倾斜的。因此，即使当通过基板夹持部分582的基板支撑部分662所支撑的基板W的后表面相对于吸引头584的吸引密封件590的底端面倾斜时，基板W能够通过基板W的后表面与吸引密封件590的底端面相接触而倾斜以校正倾斜，因此防止基板W和吸引密封件590之间单侧接触。这就有可能使得确保基板W后表面的外围区域在吸引密封件590的整个圆周上都紧密地与吸引密封件590的底端面相接触，而不会在两者之间产生空隙。
图14是分解透视图，示出了按压机构664，图15是放大了的剖视图，示出了按压机构664的主体部分与吸引头584的吸引密封件590。如图12、14和15中所示，按压机构664包括可动爪690，可动爪690沿着基板支撑部分662的固定环674的径向设置，并从固定环674向内凸出以接触基板W的前表面。在可动爪690长度方向的接近中心处，在可动爪690的两侧上提供枢轴692。枢轴692通过盖子696可转动地支撑，盖子696通过螺栓694安装到固定环674的底面上，以使得可动爪690可以垂直地回转。
处在可动爪690之枢轴692外侧、由截圆锥体橡胶构成的弹性体698设置在可动爪690和夹持环674之间，并具有收缩量δ，如图15中所示，因此在枢轴692外侧上的可动爪690通过弹性体(橡胶)698的弹力向下偏置。此外，盖子696的条状部分696a设置在可动爪690的下面，通过与在枢轴692外侧上的可动爪690底面的接触起到制动器的功能，以此限制可动爪690的下降。
如图15中所示，在操作中，基板W的前表面在枢轴692的内侧上与基板夹持部分582的可动爪690相接触，从而来支撑基板W，接着基板夹持部分582升高以使基板W的后表面的边缘部分与吸引头584的吸引密封件590相接触。当基板夹持部分582进一步升高的时候，可动爪690回转以致枢轴692的内侧降低，同时其外侧升高(鉴于方便的缘故，图15仅仅示出了可动爪690的转动)。当可动爪690这样转动的时候，设置在枢轴692外侧上的弹性体(橡胶)698进一步压缩，弹性体698的弹力就作用在枢轴692的内侧上以升高基板W，籍此基板W被压在吸引密封件590上与吸引密封件590紧密地相接触。
因此根据该实施例，只要基板W通过提供在基板夹持部分582上的多个按压进构664的可动爪690支撑，基板W就独立地在沿着基板W的周边方向的多个位置上通过多个按压机构664压紧在吸引头584的吸引密封件590上。这就有可能确保基板W后表面的外围区域在吸引密封件590的整个圆周上都紧密地与吸引密封件590的底端面相接触，而不会在两者之间产生空隙。另外，通过在内部抽真空吸引密封件590，能够确保通过吸引密封件590吸引并夹持基板W。特别是根据这一实施例，通过升高基板夹持部分582，能够确保基板W的后表面的边缘部分在吸引密封件590的整个圆周上通过可动爪690和弹性体698与吸引密封件590的端面紧密接触。
虽然在该实施例中，连接部分663和按压机构664装配在基板夹持部分582上，以充分确保基板W后表面的边缘部分在吸引密封件590的整个圆周上与吸引密封件590的端面紧密接触，而不会在两者之间产生空隙，仅仅提供连接部分663和按压机构664中的一个也是有可能的。
现在还将参照附图16和17来描述基板夹持装置80a的运行。图16示出了基板夹持装置80a的主体部分，说明当通过吸引密封件590来吸引并夹持基板W时装置(在基板吸引的位置)的状态，图17示出了基板夹持装置80a的主体部分，说明了当在通过吸引密封件590吸引并夹持基板W之后基板夹持部分582降低的时候，装置(在基板处理位置)的状态。
首先如图10中所示，基板夹持部分582移动至最低位置(基板转移位置)并且吸引头584未转动，通过机械手(未示出)吸引并夹持的基板W被插入到基板头581中，接着释放机械手的吸引力籍此把基板W定位到按压机构664的可动爪690上。在可动爪690上的基板W的前表面冲下。此后，机械手从基板头581缩回。接下来，基板夹持部分582升高以使得吸引密封件590的底端面与基板W的后表面(上表面)的边缘部分相接触。如果通过基板夹持部分582的基板支撑部分662支撑的基板W的后表面已经相对于吸引头584的吸引密封件590的底端面倾斜，通过连接部分663基于该接触倾斜基板W以校正倾斜。
基板夹持部分582进一步升高以枢转每一个可动爪690，并使得设置在枢轴692外侧上的弹性体(橡胶)698进一步地收缩，以便于弹性体698的弹力作用在枢轴692内侧上来升高基板W，因此在基板W的多个部分上向着吸引密封件590均匀按压基板W至其与吸引密封件590紧密接触。
接着对基板吸引槽596抽真空，以便吸引基板W后表面的边缘部分至吸引密封件590来支持基板W。仅在吸引密封件590与基板W相接触的部分内的基板吸引槽596内产生真空力。图16示出了装置吸引并夹持基板W的情况。基板W后表面的被吸引密封件590所环绕的部分通过吸引密封件590的密封与基板W的前表面(待处理表面)隔断。
根据这一实施例，通过窄小(在径向上)的环形吸引密封件590来密封并吸引基板W的边缘部分，因此最小化吸引宽度并消除基板W上的不利影响(例如弯曲)。具体来说，吸引密封件590的宽度是很小的，例如，基板W与吸引密封件590的接触部分位于基板W周边的5mm以内。鉴于在处理的过程中，仅仅基板W的后表面的外周部分与吸引密封件590相接触，几乎不用担心由于通过吸引密封件590接触基板W的接触面的热传递而使处理液的温度降低。
接下来，如图17中所示，基板夹持部分582稍微降低(如几毫米)以便基板W从可动爪690上分离。接着整个的基板夹持装置80a下降以把基板W浸入到未示出的处理液如电镀溶液中。鉴于仅仅基板W的后表面被吸引并夹持，基板W的整个前表面以及边缘部分能够浸没到处理液中以执行其处理。
另外，由于基板夹持部分582被降低并与基板W分开，以及仅仅基板W的后表面被吸引并夹持，基板W的浸没不会阻碍处理液的流动，在基板W的整个前表面上产生处理液的均匀流动。伴随着处理液的流动，附在基板W前表面上的气泡及处理过程中所产生的气泡可以从基板W的前表面上去除。因此，能够防止处理液的非均匀流动对处理如电镀的不利影响，并可以消除气泡的影响，因此能够在基板W的整个前表面上包括边缘处实施均匀处理如电镀。此外，由于通过吸引密封件590的密封，基板W后表面的环形真空吸引部分的内侧与前表面隔断，能防止处理液流入到基板W后表面上的吸引密封件590的内侧。
在处理的过程中，由于抽真空，连接至真空供应管线586的推进器592的推进器体(压力销)604的每个按压部分612在壳体601中收缩，并与基板W的后表面分开一定的微小距离。因此，在基板处理的过程中，就不担心处理液和按压部分612之间通过其接触而传输热量。
利用在吸引头584的支撑588中提供气孔(换气孔部分)594，通过支撑588、基板W和吸引密封件590所限定的基板W的后表面上的空隙不是气密地密封的。因此，如果通过例如处理液中基板W的浸没使空隙中的空气膨胀或收缩，也不担心基板W由于气体的膨胀或收缩而弯曲。
在基板W的处理如电镀完成之后，基板夹持部分582升高至图16中所示的位置(基板吸引位置)，以放置基板W于可动爪690上。气体(惰性气体如氮气)提供给真空供应管线586，以从基板吸引槽596中放出气体，并在同一时间，在推进器592的推进器体604的每个内部增压，以便迫使推进器592的按压部分612从壳体601中突出，并按压在基板W的后表面上。同时，基板夹持部分582降低以从吸引密封件590上分离基板W，并进一步降低至图10中所示的位置(基板转移位置)。此后，机械手插入到基板头581中，并用机械手把基板W拖出来。
通过这样从基板吸引槽596放出气体并同时让推进器592的按压部分612来按压基板W的后表面，即使当由于时间的推移等吸引密封件590由于质量变化而粘着于基板W上，并因此吸引到吸引密封件590的基板W仅通过从基板吸引槽596所放出的空气很难把吸引密封件590从基板W上分离开的时候，基板W也能够容易地并确保从吸引密封件590上分开。
图18A是基板处理装置1a的侧视图，基板处理装置1a包括上文所描述结构的基板夹持装置80a，及图18B是基板处理装置1a的示意性侧视截面图。如图18A和图18B中所示，基板处理装置1a包括用于容纳电镀液Q并实行基板W的浸镀处理的处理箱10，用于封闭处理箱10的开口11的盖40，安装在盖40上表面上的喷嘴60，用于驱动(枢转)盖子40的驱动机构70，用于夹持基板W的基板夹持装置80a，用于驱动整个基板夹持装置80a的基板夹持装置驱动机构430，和用于循环处理箱10中处理液Q的处理液循环装置450。
处理箱10包括用于容纳处理液Q的容器形处理箱体13，在处理箱体13的顶部环绕外周面设置的回收槽15，及环绕回收槽15外面并圆柱地向上突出的盖子部分17，回收槽15用于回收溢出处理箱体13的处理液Q。处理液供给入口21设置在处理箱体13的底部的中心处。在处理箱10的盖子部分17安装冲洗喷嘴23，用于以单次的方式从盖子部分17的内壁向着开口11喷出清洁液体(纯净水)。
处理液循环装置450返还溢出到处理箱10的回收槽15中的处理液Q，通过管道提供给供给箱451，并通过泵P供给已经收集到供给箱451中的电镀溶液Q至处理箱体13的处理液供给入口21，从而循环处理液Q。供给箱451装备有加热器453，加热器453用来保持供给到处理箱10的处理液Q在预定的温度上。
盖40包括其尺寸以封闭处理箱10的口11的板状材料，还包括大致圆形的顶板部分41和环绕顶板部分41外侧的侧板部分43。板状臂45安装在盖40的相对的侧面上，并在靠近各自末端的部分处通过提供在处理箱10基本中心侧部分上的轴承部分47可转动地支撑。臂45的末端固定到驱动机构70的连接臂75的末端上。驱动机构70包括盖子枢转气缸71，连接到盖子枢转气缸71的活塞上的杆73，以及可摆动地连接到杆73的末端的连接臂75。通过固定组件可旋转地支撑盖子枢转气缸71的底端。
喷嘴60包括多个(5个)喷嘴63，喷嘴63向上并成一排地安装在条状安装块61上，条状安装块61安装在盖子40顶表面的中心处。根据这一实施例，从喷嘴63垂直地向上喷射清洁液体(纯净水)。
基板夹持装置驱动机构430包括用于摆动整个基板夹持装置80a的摆动机构431，及用于枢转和向上及向下整体移动基板夹持装置80a和枢转机构431的枢转/提升机构433。
现在将要描述基板处理装置1a的整个操作。
图18A和图18B示出了当盖40已经枢转至退回位置以开启处理箱10的开口11时，及基板夹持装置80a位于升高位置时的装置1a的情况。在这一瞬间，处理液循环装置450已被驱动，并且处理液Q如电镀液正在处理箱10和供给箱451之间循环，同时处理液Q保持在一个预定的温度。首先，未处理的基板W以上面描述的方式通过基板夹持装置80a的吸引头584来吸引并夹持。
接着，通过摆动机构431摆动整个的基板夹持装置80a，使基板W与水平位置倾斜一预定角度，接着枢转/提升机构433被驱动以降低基板夹持装置80a至图19A和图19B所示的位置，因此基板W浸入到处理液Q中。此后，通过摆动机构431把整个的基板夹持装置80a摆动至初始位置，从而把基板W返回至水平位置并实施基板W的处理，如化学镀。在处理过程中，通过图10中所示的基板旋转电机621的动作来转动基板W。根据基板处理装置1a，当基板W浸入到处理液Q中的时候，基板W相对于水平位置倾斜一个预定的角度。因此，与在水平位置把基板W浸入到处理液Q的情况不同，能够防止气泡如空气泡附着并停留在基板W的前表面(要处理的表面)上。
执行基板W的前表面处理如化学镀一预定时间之后，枢转/提升机构433被驱动以提高基板夹持装置80a至图20A和图20B所示的位置。在基板W提升的过程中，清洁液体(纯净水)以单次的方式从冲洗喷嘴23喷向升高的基板W的已处理表面，冲洗喷嘴设置在处理箱10中。在完成化学镀之后通过这样立刻冷却基板W，防止了通过存留在基板W上的处理液(电镀液)进行进一步化学镀其。
接下来，驱动驱动机构70来枢转盖40至处理箱10上方的关闭位置，在这一位置其关闭处理箱10的开口11，因此如图20A和图20B中所示，用盖40来关闭开口11。接着，清洁液体从固定在盖子40上表面的喷嘴60的喷嘴63中垂直地向上喷出，以清洁基板W的已处理表面。鉴于盖40关闭处理箱10的开口11，清洁液体不会进入到处理箱10中，也就是说，处理箱10中的处理液Q不会被稀释，使得处理液Q能够循环。清洁基板W之后的清洁液体从未示出的排出口排出。以上文所描述的方式把清洁后的基板W从基板夹持装置80a上取下，同时把另一个未处理的基板W安装到基板夹持装置80a中，并使基板W经受上文所描述的处理如电镀和清洁。
例如，尽管在该实施例中化学镀是通过利用存储在处理箱10中作为处理液Q的电镀溶液来执行，还有可能通过在处理箱10中提供阳极并把阴极连接到基板W上来实施基板W的前表面(待处理表面)的电镀。此外，还有可能基板处理装置1a不是用作电镀装置而是用作用来实施其它化学液处理(如电镀之前或电镀之后)的基板处理装置。而且，喷嘴60实施的基板W的处理并不限制为清洁液的清洁，也可以是其它各种化学处理。
例如，基板处理处理装置1a可以用作图9中所示的电镀单元360。通过将预处理液用作供给到处理箱10中的处理液，该实施例的基板处理装置1a还可以用作第一预处理单元320或第二预处理单元340。
本发明使得确保在吸引密封件的整个圆周上使基板后表面的边缘部分与吸引密封件的端面紧密接触并且在两者之间没有空隙产生，从而确保吸引并夹持基板。因此，通过对吸引密封件内部抽真空，能确保基板被吸引密封件吸引并夹持。
工业应用性本发明可有利地用于以电镀液或其它处理液处理基板表面(要处理的表面)。
权利要求
1.一种基板夹持装置，包括基板夹持器，其具有第一密封组件，该基板夹持器通过把基板的待处理表面的边缘部分与第一密封组件相接触以支撑基板；及基板按压部，用于相对于基板夹持器下降，以便向下按压由基板夹持器夹持的基板，从而使第一密封组件与基板压力接触；其中基板按压部提供有第二环形密封组件，当基板按压部相对于基板夹持器降低的时候，第二环形密封组件与基板夹持器的环形夹持部分的上表面压力接触，从而密封基板按压部的周边区域。
2.根据权利要求1的基板夹持装置，其中第二密封组件由弹性体构成。
3.根据权利要求1的基板夹持装置，其中第二密封组件具有期望高度的溢流堰部分。
4.根据权利要求1的基板夹持装置，其中第一密封组件是由其中埋入的加固材料来加固的。
5.根据权利要求1的基板夹持装置，其中基板按压部装备有多个按压销，每一个销都露出底端并通过弹性体向下偏置。
6.根据权利要求1的基板夹持装置，其中基板按压部装备有带空气孔的扁平盖板。
7.一种基板夹持方法，包括通过基板按压部使安装到基板夹持器上的第一环形密封组件与基板的边缘部分压力接触，以密封基板的边缘部分；并同时使安装到基板按压部上的第二密封组件与基板夹持器压力接触，以密封基板按压部的周边区域，从而夹持基板。
8.根据权利要求7的基板夹持方法，其中第二密封组件具有期望高度的溢流堰部分。
9.一种基板处理装置，包括基板夹持装置，用于夹持基板；及处理箱，用于使基板夹持装置所夹持的基板的待处理表面与存储在处理箱中的处理液相接触；其中基板夹持装置包括基板夹持器，其装备有第一密封组件，基板夹持器通过使基板的待处理表面的边缘部分与第一密封组件相接触来支撑基板；及基板按压部，其相对于基板夹持器降低以便向下按压由基板夹持器夹持的基板，从而使第一密封组件与基板压力接触；其中基板按压部装备有第二环形密封组件，当基板按压部相对于基板夹持器降低的时候，第二环形密封组件与基板夹持器的环形夹持部分的上表面压力接触，从而密封基板按压部的周边区域。
10.根据权利要求9的基板处理装置，其中处理液对基板待处理表面的处理是电镀之前的处理。
11.一种基板夹持装置，包括基板夹持部分，其以基板前表面冲下的方式来支撑基板；及吸引头，其装备有吸引密封件，吸引头用于吸引并夹持通过基板夹持部分支撑的基板，同时在一个环中密封基板的后表面的边缘部分；其中基板夹持部分装备有多个按压机构，按压机构是沿着基板夹持部分的圆周方向布置的，按压机构用来接触通过基板夹持部分支撑的基板的前表面的边缘部分，并向着吸引头按压基板。
12.根据权利要求11的基板夹持装置，其中每一个按压机构都包括可动爪，当基板夹持部分相对并靠近吸引头移动的时候，可动爪就与基板前表面的边缘部分相接触并向着吸引头按压基板。
13.根据权利要求12的基板夹持装置，其中可动爪是通过枢轴垂直可枢转地支撑的，并沿着基板夹持部分的直径方向布置，通过枢轴外侧上的弹性体向下偏置，并在枢轴的内侧上与基板的前表面的边缘部分相接触。
14.根据权利要求13的基板夹持装置，其中弹性体由大致截圆锥橡胶构成。
15.一种基板夹持装置，包括基板夹持部分，其用于以基板前表面冲下的方式来支撑基板；及吸引头，其装备有吸引密封件，吸引头用于吸引并夹持通过基板夹持部分所支撑的基板，同时在一个环中来密封基板后表面的边缘部分；其中，基板夹持部分包括基座部分；及基板支撑部分，布置在距基座部分的给定距离上用于支撑基板，并通过装备在基板支撑部分的边缘部分的连接部分可倾斜地连接到基座部分上。
16.根据权利要求15的基板夹持装置，其中连接部分包括弹性体，其用于弹性地连接基座侧上的组件和基板支撑部分侧上的组件。
17.根据权利要求16的基板夹持装置，其中弹性体是由螺旋弹簧构成的。
18.一种基板夹持方法，包括以基板前表面冲下的方式支撑基板；通过沿着基板的圆周方向布置的多个按压机构向着环形吸引密封部分按压基板，从而使基板后表面的边缘部分与吸引密封部分紧密接触；及对吸引密封部分抽真空以夹持基板。
19.一种基板夹持方法，包括以基板的前表面冲下的方式方式支撑基板；移动基板至环形吸引密封部分并同时倾斜基板，从而使基板后表面的边缘部分与吸引密封部分紧密接触；及对吸引密封部分抽真空以夹持基板。
20.一种基板处理装置，包括基板夹持装置，其用于夹持基板；及处理箱，其用于使基板夹持装置所夹持的基板的待处理表面与存储在处理箱中的处理液相接触；其中，基板夹持装置包括基板夹持部分，其用于以基板前表面冲下的方式支撑基板；及吸引头，其装备有吸引密封件，吸引头用于吸引并夹持通过基板夹持部分所支撑的基板，同时在一个环中密封基板后表面的边缘部分；其中基板夹持部分装备有多个按压机构，按压机构是沿着基板夹持部分的圆周方向布置的，用于接触由基板夹持部所支撑的基板前表面的边缘部分，并按压基板使其紧靠吸引头。
21.根据权利要求20的基板处理装置，其中处理液对基板待处理表面的处理是化学镀。
22.一种基板处理装置，包括基板夹持装置，其用于夹持基板；及处理箱，其用于使基板夹持装置所夹持的基板待处理表面与存储在处理箱中的处理液相接触；其中基板夹持装置包括基板夹持部分，其用于以基板前表面冲下的方式来支撑基板；及吸引头，其装备有吸引密封件，吸引头用于吸引并夹持通过基板夹持部分所支撑的基板，同时在一个环中密封基板后表面的边缘部分；其中基板夹持部分包括基座部分；及基板支撑部分，布置在距基座部分给定距离处用于支撑基板，并通过装备在基板支撑部分边缘部分的连接部分可倾斜地与基座部分相连。
23.根据权利要求22的基板处理装置，其中用处理液对基板待处理表面进行的处理是化学镀。
全文摘要
一种基板夹持装置，其能够符合小尺寸紧凑装置的要求，同时还确保基板在处理液中足够的浸入深度。该基板夹持装置包括基板夹持器(84)，用于通过把基板(W)表面的边缘部分与第一密封组件(92)相接触来支撑基板(W)；及基板按压部分(85)，其相对于基板夹持器(84)降低，以便向下按压通过基板夹持器(84)所夹持的基板(W)，从而使得第一密封组件(92)与基板(W)压力接触；其中基板按压部分(85)装备有第二环形密封组件(170)，第二环形密封组件与基板夹持器(84)的环形夹持部分的上表面压力接触，从而密封基板按压部分(85)的周边区域。
文档编号H01L21/00GK1894772SQ200480037939
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月22日 优先权日2003年12月25日
发明者关本雅彦, 胜冈诚司, 大 直树, 渡边辉行, 小川贵弘, 铃木宪一, 小林贤一, 本岛靖之, 加藤亮 申请人:株式会社荏原制作所