DE69730102T2 - Vorrichtung zur anodischen Oxidation und mit Ihr verbundener Apparat und Verfahren - Google Patents

Vorrichtung zur anodischen Oxidation und mit Ihr verbundener Apparat und Verfahren Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Substrathalter, eine Anodisierungsvorrichtung, ein Halbleiterbearbeitungssystem und ein Verfahren zum Bearbeiten oder Herstellen eines Substrates, genauer gesagt einen Substrathalter zum Halten eines zu anodisierenden Substrates, eine Anodisierungsvorrichtung einschließlich des Halters, ein Halbleiterbearbeitungssystem und ein Verfahren zum Bearbeiten oder Herstellen eines Substrates.
  • Im Verlauf der Forschungen in bezug auf das elektrolytische Polieren von Einkristallsilicium, das auf ein positives Potential vorgespannt ist, in einer wässrigen Lösung aus Flußsäure (hiernach als HF abgekürzt) stießen A. Uhlir und D. R. Turner auf poröses Silicium.
  • Danach wurde im Hinblick auf die hohe Reaktivität von porösem Silicium die Anwendung von porösem Silicium bei einem Vorrichtungsisolationsschritt, der die Ausbildung eines dicken Isolators im Herstellverfahren einer inte grierten Si-Schaltung erfordert, untersucht, und es wurde eine komplette Isolationstechnik unter Verwendung eines porösen Siliciumoxidfilmes (Fipos: Full Isolation by Porous Oxydized Silicon) u. ä. entwickelt (K. Imai, Solid State Electron 24, 159, 1981).
  • Auch wurde in neuerer Zeit eine angewandte Technik für ein direktes Klebeverfahren, bei dem eine auf einem porösen Siliciumsubstrat gewachsene epitaxiale Siliciumschicht über einen Oxidfilm mit einem amorphen Substrat oder einem Einkristallsiliciumsubstrat verklebt wird, entwickelt (japanische Offenlegungsschrift 5-21338).
  • In einem anderen Anwendungsfall hat poröses Silicium, das Licht aus sich selbst emittiert, als sogenanntes Fotolumineszenz- und Elektrolumineszenzmaterial die Aufmerksamkeit auf sich gezogen (japanische Offenlegungsschrift 6-338631).
  • 17 zeigt die Anordnung einer Vorrichtung zum Herstellen von porösem Silicium durch Anodisieren eines Siliciumsubstrates. Bei dieser Vorrichtung wird die Unterseite eines Siliciumsubstrates 1701 in engen Kontakt mit einer Metallelektrode 1702 gebracht, und ein Anodisierungsbad 1705 wird so auf dem Siliciumsubstrat 1701 angeordnet, daß der Umfangsabschnitt auf der Oberseite des Siliciumsubstrates 1701 abgedichtet wird, beispielsweise über einen O-Ring 1704. Das Bad wird mit einer HF-Lösung 1703 gefüllt, und eine Gegenelektrode 1706 wird im Bad angeordnet, so daß sie dem Siliciumsubstrat 1701 gegenüberliegt. Das Siliciumsubstrat 1701 wird durch Anle gen einer Gleichspannung unter Verwendung der Gegenelektrode 1706 als negative Elektrode und der Metallelektrode 1702 als positive Elektrode anodisiert.
  • Dieses Verfahren hat zwei Hauptnachteile. Ein Nachteil besteht darin, daß das Siliciumsubstrat 1701 mit dem Metall verunreinigt wird, da die Unterseite des Siliciumsubstrates 1701 in direktem Kontakt mit dem Metall steht. Der andere Nachteil ist darin zu sehen, daß ein zu anodisierender Bereich auf der Oberfläche des Siliciumsubstrates 1701 nur ein Abschnitt ist, der mit der HF-Lösung in Kontakt steht, so daß poröses Silicium nur innerhalb des O-Ringes 1704 erzeugt wird.
  • 18 zeigt die Anordnung einer Anodisierungsvorrichtung (japanische Offenlequngsschrift 60-94737), die entwickelt wurde, um die obigen Probleme zu lösen. Bei dieser Anodisierungsvorrichtung sind HF-resistente Teflon-Anodisierungsbäder 1802a und 1802b (Teflon ist eine Marke der Firma Du Pont de Nemours & Co., Inc., USA) so angeordnet, daß sie ein Siliciumsubstrat 1801 zwischen sich aufnehmen. In den Anodisierungsbädern 1802a und 1802b sind Platinelektroden 1803a und 1803b angeordnet.
  • Diese Anodisierungsbäder 1802a und 1802b besitzen Nuten in den Seitenwänden, die das Siliciumsubstrat 1801 kontaktieren, und O-Ringe 1804a und 1804b aus Fluorkautschuk sind in diese Nuten eingepasst. Die Anodisierungsbäder 1802a und 1802b und das Siliciumsubstrat 1801 werden durch diese O-Ringe 1804a und 1804b abgedichtet. Die auf diese Weise abgedichteten Anodisierungsbäder 1802a und 1802b werden mit den HF-Lösungen 1805a und 1805b gefüllt.
  • Da in diesen Anodisierungsbädern das Siliciumsubstrat nicht direkt die Metallelektroden kontaktiert, ist die Wahrscheinlichkeit gering, daß das Siliciumsubstrat von den Metallelektroden verunreinigt wird. Die Vorder- und Rückseite des zu anodisierenden Siliciumsubstrates sind jedoch über die O-Ringe abgedichtet. Daher bleibt das Problem ungelöst, daß ein nicht anodisierter Abschnitt im Umfangsbereich der Oberflächen des Siliciumsubstrates verbleibt. Da ferner das zu bearbeitende Siliciumsubstrat direkt in die Anodisierungsbäder eingearbeitet und in diese integriert ist, ist es unmöglich, die Siliciumsubstrate rasch auszutauschen.
  • Angesichts dieses Problemes wurde eine Anodisierungsvorrichtung entwickelt, die einen abgeschrägten Bereich eines Siliciumsubstrates lagert (japanische Offenlegungsschrift 5-198556). Diese Anodisierungsvorrichtung kann eine Verunreinigung von einer Metallelektrode verhindern und den gesamten Bereich der Oberfläche eines Siliciumsubstrates anodisieren. Ferner wird bei dieser Anodisierungsvorrichtung ein zu behandelnder Wafer in einem Anodisierungsbad in zwei Schritten fixiert, in denen der Wafer mit einem Halter fixiert und der Halter dann im Anodisierungsbad fixiert wird. Dies verbessert stark die Funktionalität im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung, bei der ein Wafer direkt in einem Anodisierungsbad fixiert wird, um einen Teil des Anodisierungsbades zu bilden.
  • Die in der japanischen Offenlegungsschrift 5-198556 beschriebene Anodisierungsvorrichtung ist eine extrem praktische Vorrichtung, die nahezu keine Metallverunreinigung erzeugt und den gesamten Bereich der Substratöberfläche anodisieren kann.
  • Es ist jedoch wünschenswert, eine Anodisierungsvorrichtung mit einer höheren Produktivität zu entwickeln. Wenn es beispielsweise erforderlich ist, eine große Zahl von Substrattypen, die einen unterschiedlichen Durchmesser (d. h. in der Größe von 2,54 cm) oder eine unterschiedliche Form (d. h. eine ebene Orientierung oder eine Einkerbung) besitzen, muß die in der japanischen Offenlegungsschrift 5-198556 beschriebene Anodisierungsvorrichtung mit speziellen Haltern für die einzelnen Substrate ausgerüstet werden.
  • Des weiteren ist es beim Einbau eines Substrates in einen Halter erforderlich, als erstes den Mittelpunkt des Wafers mit dem Mittelpunkt einer Dichtungsfläche in Übereinstimmung zu bringen, einen speziell geformten Abschnitt, wie beispielsweise eine Orientierungsebene, mit einem entsprechenden Abschnitt des Halters in Übereinstimmung zu bringen und dann den Wafer durch Drücken der Dichtungsfläche gegen den Umfang des Wafers zu fixieren. Da eine beträchtliche Preßkraft erforderlich ist, um den Wafer zu fixieren, finden beispielsweise Schrauben bei der Fixierung Verwendung.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Situation konzipiert und hat als Ziel die Erhöhung der Effizienz der Anodisierung durch Verbesserung eines Substratlagerverfahrens.
  • Bei einer Anodisierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Anodisierungsvorrichtung zum Anodisieren eines Substrates in einer elektrolytischen Lösung, die ein Paar von gegenüberliegenden Elektroden und eine Halteeinheit zum Halten eines Abschnittes einer Fläche eines Substrates durch Saugwirkung zwischen den Elektroden umfasst.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Anodisierungsvorrichtung besitzt ein Hauptkörper der Halteeinheit eine Öffnung, durch die eine elektrolytische Lösung mit einer Rückseite des gehaltenen Substrates in Kontakt gebracht wird.
  • Bei dieser Anodisierungsvorrichtung wird bevorzugt, daß die Halteeinheit ein im wesentlichen ringförmiges Saugelement zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung aufweist und daß das Saugelement entlang der Innenseite eines äußeren Umfangsabschnittes eines erhaltenen Substrates angeordnet ist.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Anodisierungsvorrichtung umfasst das Saugelement vorzugsweise zwei O-Ringe, die eine Doppelkonstruktion bilden, und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, in dem der Druck im Raum zwischen den beiden O-Ringen reduziert wird.
  • Bei dieser Anodisierungsvorrichtung umfasst das Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einer im Schnitt konkaven Form und ein Saugloch zum Halten des Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in einem Tal das Saugkissens reduziert wird.
  • Bei dieser Anodisierungsvorrichtung umfasst das Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit im Schnitt U-Form und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in einem Tal des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Anodisierungsvorrichtung umfasst das Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einem ebenen Kontaktabschnitt, der mit der Rückseite eines zu haltenden Substrates in Kontakt gebracht wird, und eine im wesentlichen ringförmige Nut in einer Fläche des Kontaktabschnittes und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in der Nut des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei dieser Anodisierungsvorrichtung wird das Saugelement vorzugsweise in engem Kontakt mit einem zu haltenden Substrat gebracht, um zu verhindern, daß eine elektrolytische Lösung auf der Vorderseite des Substrates sich zur Rückseite des Substrates bewegt.
  • Die vorstehend beschriebene Anodisierungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Halteeinheiten.
  • Bei einem Substrathalter gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Substrathalter zum Halten eines zu anodisierenden Substrates in einer elektrolytischen Lösung, wobei ein Hauptkörper ein Saugelement zum Halten eines Abschnittes einer Fläche eines Substrates durch Saugwirkung und eine Öffnung aufweist, durch die eine elektrolytische Lösung in Kontakt mit einer Rückseite des gehaltenen Substrates gebracht wird.
  • Bei diesem Substrathalter ist das Saugelement vorzugsweise entlang der Innenseite eines äußeren Umfangsabschnittes des gehaltenen Substrates angeordnet.
  • Bei einem derartigen Substrathalter umfaßt das Saugelement vorzugsweise zwei O-Ringe, die eine Doppelkonstruktion bilden, und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum zwischen den beiden O-Ringen reduziert wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Substrathalter umfaßt das Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einer im Schnitt konkaven Form und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in einem Teil des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei diesem Substrathalter umfasst das Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit im Schnitt U-Form und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in einem Teil des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Substrathalter umfasst das Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einem ebenen Kontaktabschnitt, der mit einer Rückseite eines zu haltenden Substrates in Kontakt gebracht wird, und einer im wesentlichen ringförmigen Nut in einer Fläche des Kontaktabschnittes, und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in der Nut des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei diesem Substrathalter wird das Saugelement vorzugsweise in engen Kontakt mit einem zu haltenden Substrat gebracht, um zu verhindern, daß eine elektrolytische Lösung auf der Vorderseite des Substrates sich zur Rückseite des Substrates bewegt.
  • Ein Anodisierungssystem gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die obige Anodisierungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines anodisierten Substrates, eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des gereinigten Substrates und eine Fördervorrichtung zum Fördern des Substrates zwischen den Vorrichtungen.
  • Bei diesem Anodisierungssystem wird bevorzugt, daß die Trocknungsvorrichtung eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des gereinigten Substrates aufweist und die Anodisierungsvorrichtung, die Reinigungsvorrichtung und die Auf nahmeeinheit im wesentlichen in einer geraden Linie angeordnet sind.
  • Bei diesem Anodisierungssystem wird bevorzugt, daß die Trocknungsvorrichtung eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des gereinigten Substrates umfasst und die Anodisierungsvorrichtung, die Reinigungsvorrichtung und die Aufnahmeeinheit im wesentlichen in einer geraden Linie angeordnet sind, wobei die Fördervorrichtung das Substrat so fördert, daß Flächen des Substrates parallel zu einer Richtung angeordnet sind, die senkrecht zur geraden Linie verläuft.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Anodisierungssystem umfasst die Fördervorrichtung vorzugsweise einen ersten Förderroboter zum Fördern des Substrates von der Anodisierungsvorrichtung zur Reinigungsvorrichtung und einen zweiten Förderroboter zum Fördern eines Trägers, der das Substrat enthält, von der Reinigungsvorrichtung zur Aufnahmeeinheit der Trocknungsvorrichtung.
  • Bei diesem Anodisierungssystem haben der erste und zweite Förderroboter vorzugsweise jeweils nur eine erste Antriebswelle zum Bewegen des Substrates oder des Trägers zu einem Abschnitt über jeder Vorrichtung und eine zweite Antriebswelle zum Bewegen des Substrates oder des Trägers entlang der geraden Linie als Antriebswellen zum Fördern des Substrates oder des Trägers.
  • Das vorstehend beschriebene Anodisierungssystem umfasst vorzugsweise des weiteren eine Filtervorrichtung zum Reinigen einer elektrolytischen Lösung in der Anodisierungsvorrichtung.
  • Bei dem obigen Anodisierungssystem umfaßt die Filtervorrichtung vorzugsweise einen Tank zum Speichern einer elektrolytischen Lösung und einen Umwälzmechanismus zum Zuführen der elektrolytischen Lösung, die im Tank gespeichert ist, in die Anodisierungsvorrichtung und zum Rückführen der überströmenden elektrolytischen Lösung von der Anodisierungsvorrichtung zum Tank.
  • Ein Halbleiterbearbeitungssystem gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterbearbeitungssystem zum Bearbeiten eines Halbleitersubstrates, das umfasst: eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des Halbleitersubstrates, eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des von der Reinigungsvorrichtung gereinigten Halbleitersubstrates und eine Fördervorrichtung zum Fördern des Halbleitersubstrates von einem vorhergehenden Schritt der Reinigung zur Reinigungsvorrichtung und von der Reinigungsvorrichtung zur Trocknungsvorrichtung, wobei die Trocknungsvorrichtung eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des gereinigten Halbleitersubstrates umfasst, die Reinigungsvorrichtung und die Aufnahmeeinheit im wesentlichen in einer geraden Linie angeordnet sind und die Fördervorrichtung das Halbleitersubstrat so fördert, daß Flächen des Halbleitersubstrates parallel zu einer Richtung senkrecht zur geraden Linie verlaufen.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Halbleiterbearbeitungssystem umfasst die Fördervorrichtung vorzugsweise einen ersten Förderroboter zum Fördern des Substrates zur Reinigungsvorrichtung und einen zweiten Förderroboter zum Fördern des in einem Träger enthaltenen Substrates von der Reinigungsvorrichtung zur Aufnahmeeinheit der Trocknungsvorrichtung.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Halbleiterbearbeitungssystem besitzen der erste und zweite Förderroboter jeweils vorzugsweise nur eine erste Antriebswelle zum Bewegen des Substrates oder des Trägers zu einem Abschnitt über einer jeden Vorrichtung und eine zweite Antriebswelle zum Bewegen des Substrates oder des Trägers entlang der geraden Linie als Antriebswellen zum Fördern des Substrates oder des Trägers.
  • Ein Substratherstellungsverfahren gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte des Haltens eines Abschnittes einer Fläche eines Substrates durch Saugwirkung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden und des Anodisierens des Substrates durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden mit einer eingefüllten elektrolytischen Lösung.
  • Eine Anodisierungsvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anodisierungsvorrichtung zum Anodisieren eines Substrates in einer elektrolytischen Lösung, die ein Paar von gegenüberliegenden Elektroden und eine Halteeinheit zum Halten einer Fläche eines Substrates durch Saugwirkung zwischen den Elektroden umfasst, wobei die Halteeinheit eine Vielzahl von im wesentlichen ringförmigen Saugelementen zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung umfaßt und die Saugelemente eine unterschiedliche Größe besitzen.
  • Bei der obigen Anodisierungsvorrichtung wird bevorzugt, daß ein Hauptkörper der Halteeinheit eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung besitzt, die mindestens eine im wesentlichen ringförmige Zwischenfläche zwischen einer Vorder- und Rückseite des Hauptkörpers aufweist, wobei die Vorderseite des Hauptkörpers und die Zwischenfläche so angeordnet sind, daß sie eine Stufenform bilden, und die Vorderseite des Hauptkörpers und die Zwischenfläche die Saugelemente mit unterschiedlicher Größe besitzen.
  • Bei dieser Anodisierungsvorrichtung umfasst jedes Saugelement vorzugsweise zwei O-Ringe, die eine Doppelkonstruktion bilden, und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum zwischen den beiden O-Ringen reduziert wird.
  • Bei dieser Anodisierungsvorrichtung umfasst jedes Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einer im Schnitt konkaven Form und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in einem Tal des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei der obigen Anodisierungsvorrichtung umfasst jedes Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit im Schnitt U-Form und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in einem Tal des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Anodisierungsvorrichtung umfasst jedes Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einem ebenen Kontaktabschnitt, der mit einer Rückseite eines zu haltenden Substrates in Kontakt gebracht wird, und einer im wesentlichen ringförmigen Nut in der Fläche des Kontaktabschnittes und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in der Nut des Saugkissens reduziert wird.
  • Die obige Anodisierungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl der Halteeinheiten.
  • Die obige Anodisierungsvorrichtung besitzt vorzugsweise des weiteren eine Steuereinheit zum unabhängigen Steuern der Substratsaugvorgänge durch die Saugelemente.
  • Bei dieser Anodisierungsvorrichtung beträgt die Stufendifferenz der Stufenform, die von der Vorderseite des Hauptkörpers und der Zwischenfläche gebildet wird, vorzugsweise mindestens 5 mm.
  • Ein Substrathalter gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Substrathalter zum Halten eines zu anodisierenden Substrates in einer elektrolytischen Lösung, der einen Hauptkörper mit einer Vielzahl von im wesentlichen ringförmigen Saugelementen zum Halten eines Substrates umfasst, wobei die Saugelemente eine unterschiedliche Größe besitzen.
  • Bei diesem Substrathalter wird bevorzugt, daß der Hauptkörper eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung besitzt, die mindestens eine im wesentlichen ringförmige Zwischenfläche zwischen der Vorder- und Rückseite des Hauptkörpers aufweist, wobei die Vorderseite des Hauptkörpers und die Zwischenfläche so angeordnet sind, daß sie eine Stufenform bilden, und die Vorderseite des Hauptkörpers sowie die Zwischenfläche die Saugelemente unterschiedlicher Größe aufweisen.
  • Bei dem obigen Substrathalter umfasst jedes Saugelement vorzugsweise zwei O-Ringe, die eine Doppelkonstruktion bilden, und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum zwischen den beiden O-Ringen reduziert wird.
  • Bei diesem Substrathalter umfasst jedes Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einer im Schnitt konkaven Form und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in einem Tal des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei dem obigen Substrathalter umfasst jedes Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit im Schnitt U-Form und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwir kung, indem der Druck in einem Raum in einem Tal des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei diesem Substrathalter umfaßt jedes Saugelement vorzugsweise ein Saugkissen mit einem ebenen Kontaktabschnitt, der mit einer Rückseite eines zu haltenden Substrates in Kontakt gebracht wird, und einer im wesentlichen ringförmigen Nut in einer Fläche des Kontaktabschnittes, und ein Saugloch zum Halten eines Substrates durch Saugwirkung, indem der Druck in einem Raum in der Nut des Saugkissens reduziert wird.
  • Bei diesem Substrathalter beträgt die Stufendifferenz der von der Vorderseite des Hauptkörpers und der Zwischenfläche gebildeten Stufenform vorzugsweise mindestens 5 mm.
  • Bei einem Herstellverfahren gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für das poröse Substrat wird ein Substrat unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Anodisierungsvorrichtung anodisiert.
  • Ein Anodisierungssystem gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die obige Anodisierungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines anodisierten Substrates, eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des gereinigten Substrates und eine Fördervorrichtung zum Fördern des Substrates zwischen den Vorrichtungen.
  • Bei dem obigen Anodisierungssystem wird bevorzugt, daß die Trocknungsvorrichtung eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des gereinigten Substrates umfasst und daß die Anodisierungsvorrichtung, die Reinigungsvorrichtung und die Aufnahmeeinheit im wesentlichen in einer geraden Linie angeordnet sind.
  • Bei diesem Anodisierungssystem wird bevorzugt, daß die Trocknungsvorrichtung eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen des gereinigten Substrates aufweist, die Anodisierungsvorrichtung, Reinigungsvorrichtung und Aufnahmeeinheit im wesentlichen in einer geraden Linie angeordnet sind und die Fördervorrichtung das Substrat so fördert, daß Flächen des Substrates parallel zu einer Richtung senkrecht zur geraden Linie verlaufen.
  • Bei dem obigen Anodisierungssystem umfasst die Fördervorrichtung vorzugsweise einen ersten Roboter zum Fördern des Substrates von der Anodisierungsvorrichtung zur Reinigungsvorrichtung und einen zweiten Roboter zum Fördern eines Trägers, der das Substrat enthält, von der Reinigungsvorrichtung zur Aufnahmeeinheit der Trocknungsvorrichtung.
  • Bei diesem Anodisierungssystem besitzen der erste und zweite Roboter vorzugsweise jeweils nur eine erste Antriebswelle zum Bewegen des Substrates oder des Trägers zu einem Abschnitt über einer jeden Vorrichtung und eine zweite Antriebswelle zum Bewegen des Substrates oder des Trägers entlang der geraden Linie als Antriebswellen zum Fördern des Substrates oder des Trägers.
  • Das vorstehend beschriebene Anodisierungssystem ist zur Herstellung eines Substrates mit einer porösen Schicht durch Anodisieren des Substrates geeignet.
  • Ein Substrat gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt eine poröse Schicht, die durch Halten eines Abschnittes einer Fläche des Substrates durch Saugwirkung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden und durch Anodisieren des Substrates durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden mit einer eingefüllten elektrolytischen Lösung erhalten wurde.
  • Ein Halbleitersubstratherstellverfahren gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrates unter Verwendung von zwei Substraten, das die folgenden Schritte umfasst: Halten eines Abschnittes von einer Fläche eines Halbleitersubstrates durch Saugwirkung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden und Anodisieren des Halbleitersubstrates durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden mit einer eingefüllten elektrolytischen Lösung, um auf diese Weise eine poröse Schicht auf einer Fläche des Halbleitersubstrates zu erzeugen, Ausbilden einer Einkristallsiliciumschicht auf der porösen Schicht des Halbleitersubstrates, Verkleben eines anderen Substrates mit der Einkristallsiliciumschicht des Halbleitersubstrates und Trennen der beiden aneinander haftenden Substrate von der porösen Schicht.
  • Ein Substratherstellverfahren gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Substrates mit einer porösen Schicht, das die folgenden Schritte umfaßt: Eintauchen eines Substrates in ein mit einer elektrolytischen Lösung gefülltes Anodisierungsbad und Halten eines Abschnittes einer Fläche des Substrates durch Saugwirkung von einem Saugelement zwischen den Elektroden, Anodisieren des Substrates durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden zur Ausbildung einer porösen Schicht auf einer Fläche des Substrates, Entfernen des Substrates, auf dem die poröse Schicht erzeugt worden ist, aus dem Anodierungsbad und Eintauchen des Substrates in ein Reinigungsbad zum Reinigen des Substrates sowie Entfernen des vollständig gereinigten Substrates vom Reinigungsbad und Fördern des Substrates zu einer Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des Substrates.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Substratherstellverfahren sind das Anodisierungsbad, das Reinigungsbad und die Trocknungsvorrichtung vorzugsweise im wesentlichen in einer geraden Linie, von oben betrachtet, angeordnet, so daß auf diese Weise das Substrat so gefördert wird, daß eine Substratförderbahn vom Anodisierungsbad zum Reinigungsbad und eine Substratförderbahn vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung im wesentlichen in einer geraden Linie, von oben betrachtet, angeordnet sind.
  • Es wird bevorzugt, daß das obige Substratherstellverfahren des weiteren den Schritt des Förderns des getrockne ten Substrates von der Trocknungsvorrichtung zu einem Entlader aufweist, wobei das Substrat vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung und von der Trocknungsvorrichtung zum Entlader mit einem einzigen Roboter gefördert wird.
  • Das obige Substratherstellverfahren umfasst vorzugsweise des weiteren den Schritt des Trocknens des Roboters, nachdem dieser das Substrat vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung gefördert hat und bevor der Roboter das Substrat von der Trocknungsvorrichtung zum Entlader fördert.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Substratherstellverfahren wird der Schritt des Trocknens des Roboters vorzugsweise auf der geraden Linie durchgeführt.
  • Ein Substratbearbeitungsverfahren gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Schritte: Eintauchen eines Substrates in ein Bearbeitungsbad, das mit einer chemischen Bearbeitungslösung gefüllt ist, und chemisches Bearbeiten des Substrates, Entfernen des chemisch bearbeiteten Substrates vom Bearbeitungsbad und Eintauchen des Substrates in ein Reinigungsbad zum Reinigen des Substrates und Entfernen des vollständig gereinigten Substrates vom Reinigungsbad und Fördern des Substrates zu einer Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des Substrates, wobei das Bearbeitungsbad, das Reinigungsbad und die Trocknungsvorrichtung im wesentlichen in einer geraden Linie, von oben betrachtet, angeordnet sind, um auf diese Weise das Substrat so zu fördern, daß eine Substratförderbahn vom Bearbeitungsbad zum Reinigungsbad und eine Substratförderbahn vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung im wesentlichen in einer geraden Linie, von oben betrachtet, angeordnet sind und Flächen des Substrates in eine Richtung senkrecht zur geraden Linie weisen.
  • Vorzugsweise umfasst das obige Substratbearbeitungsverfahren des weiteren den Schritt des Förderns des getrockneten Substrates von der Trocknungsvorrichtung zu einem Entlader, wobei das Substrat vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung und von der Trocknungsvorrichtung zum Entlader mit einem einzigen Roboter gefördert wird.
  • Das obige Substratbearbeitungsverfahren umfasst vorzugsweise des weiteren den Schritt des Trocknens des Roboters, nachdem dieser das Substrat vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung gefördert hat und bevor der Roboter das Substrat von der Trocknungsvorrichtung zum Entlader fördert.
  • Ein Substratbearbeitungssystem gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bearbeitungsbad zum chemischen Bearbeiten eines Substrates, ein Reinigungsbad zum Reinigen des vom Bearbeitungsbad chemisch bearbeiteten Substrates, eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des vom Reinigungsbad gereinigten Substrates und eine Fördervorrichtung zum Fördern des Substrates vom Bearbeitungsbad zum Reinigungsbad und vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrich tung, wobei das Bearbeitungsbad, das Reinigungsbad und die Trocknungsvorrichtung im wesentlichen in einer geraden Linie, von oben gesehen, angeordnet sind und die Fördervorrichtung das Substrat so fördert, daß Flächen des Substrates in eine Richtung senkrecht zur geraden Linie weisen.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Substratbearbeitungssystem umfasst die Fördervorrichtung vorzugsweise einen ersten Förderroboter zum Fördern des Substrates vom Bearbeitungsbad zum Reinigungsbad und einen zweiten Förderroboter zum Fördern des Substrates vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung und von der Trocknungsvorrichtung zu einem Entlader.
  • Das obige Substratbearbeitungssystem umfasst des weiteren vorzugsweise eine zweite Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des zweiten Förderroboters, nachdem dieser das Substrat vom Reinigungsbad zur Trocknungsvorrichtung gefördert hat und bevor der zweite Roboter das Substrat von der Trocknungsvorrichtung zum Entlader fördert.
  • Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich. Hiervon zeigen:
  • 1 eine schematische Schnittansicht, die die Anordnung einer Anodisierungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2A eine Vorderansicht eines Halters gemäß der ersten Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 2B eine Schnittansicht des Halters gemäß der ersten Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 3 eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Halter in ein Anodisierungsbad gesetzt ist;
  • 4 eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Anodisierungsbades zeigt, das eine Vielzahl von Haltern halten kann;
  • 5A eine Vorderansicht eines Halters gemäß der zweiten Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 5B eine Schnittansicht des Halters gemäß der zweiten Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 6 eine Ansicht, die schematisch einen Waferförderroboter zum Setzen eines Siliciumsubstrates auf den Halter zeigt;
  • 7 eine Schnittansicht, die den Aufbau eines mit Haltern integrierten Anodisierungsbades zeigt;
  • 8 eine Schnittansicht eines Halters gemäß der dritten Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 9 eine Schnittansicht eines Halters gemäß der vierten Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 10 eine schematische Schnittansicht eines Halters und eines Anodisierungsbades gemäß der fünften Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 11 eine Ansicht, die schematisch den Aufbau eines einzigen Waferförderroboters zeigt, der für den Halter gemäß der fünften Anordnung der ersten Ausführungsform geeignet ist;
  • 12A eine Vorderansicht eines Halters gemäß der sechsten Anordnung der ersten Ausführungsform;
  • 12B eine Ansicht, die die Konstruktion einer Saugeinheit des Halters gemäß der sechsten Anordnung der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 13 eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 14 eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens zum Einsetzen von in einem Waferträger gespeicherten Wafern in ein Anodisierungsbad;
  • 15A eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens zum Fördern von vollständig anodisierten Wafern zu einem Waschbad und zum Waschen der Wafer;
  • 15B eine Draufsicht, die die Konstruktion einer Platte und eines Waferträgers im Waschbad zeigt;
  • 15C eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens zum Speichern von vollständig gewaschenen Wafern in einem Waferträger und zum Entfernen der Wafer aus dem Waschbad;
  • 16 eine schematische Ansicht, die eine praktische Anordnung eines Umwälzfiltrationssystems zeigt;
  • 17 eine Ansicht, die die Anordnung einer herkömmlichen Anodisierungsvorrichtung zeigt;
  • 18 eine Ansicht, die die Anordnung einer herkömmlichen Anodisierungsvorrichtung zeigt;
  • 19 eine schematische Draufsicht einer anderen Anordnung der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 20 eine schematische Schnittansicht, die die Anordnung einer Anodisierungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 21A eine Vorderansicht eines Halters gemäß der ersten Anordnung der zweiten Ausführungsform;
  • 21B eine Schnittansicht des Halters gemäß der ersten Anordnung der zweiten Ausführungsform;
  • 22 eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Halter in ein Anodisierungsbad gesetzt wird;
  • 23 eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Anodisierungsbades zeigt, das eine Vielzahl von Haltern halten kann;
  • 24 eine Ansicht, die schematisch den Aufbau eines Förderroboters für einen einzigen Wafer zeigt;
  • 25 eine Schnittansicht eines Halters gemäß der zweiten Anordnung der zweiten Ausführungsform;
  • 26 eine Schnittansicht eines Halters gemäß der dritten Anordnung der zweiten Ausführungsform;
  • 27 eine Schnittansicht eines Halters gemäß der vierten Anordnung der zweiten Ausführungsform;
  • 28 eine schematische Schnittansicht eines Halters gemäß der fünften Anordnung der zweiten Ausführungsform;
  • 29 eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer automatischen Anodiesierungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 30 eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens zum Setzen von in einem Waferträger gespeicherten Wafern in ein Anodisierungsbad;
  • 31 eine schematische Draufsicht einer anderen Anordnung der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform; und
  • die 32A bis 32F Schnittansichten, die ein Halbleitersubstratherstellverfahren zeigen.
  • Das Porösmachen eines Siliciumsubstrates, d. h. das Ausbilden von Poren in einem Siliciumsubstrat unter Anwendung einer Anodisierungsreaktion, wird in einer HF-Lösung durchgeführt. Die Existenz von positiven Löchern in einem Siliciumkristall ist wesentlich bei dieser Verfahrensweise, und der Reaktionsmechanismus wird wie folgt eingeschätzt.
  • Als erstes werden positive Löcher in einem Siliciumsubstrat, das in einer HF-Lösung einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, auf der Oberfläche auf der Seite einer negativen Elektrode induziert. Infolgedessen nimmt die Dichte der so existierenden Si-H-Bindungen zum Kompensieren der nicht gebundenen Arme auf der Oberfläche zu.
  • F-Ionen in der HF-Lösung auf der Seite der negativen Elektrode führen einen nucleophilen Angriff auf die Si-H-Bindungen zur Ausbildung von Si-F-Bindungen durch. Diese Reaktion erzeugt H2-Moleküle und emittiert gleichzeitig ein Elektron auf der Seite einer positiven Elektrode. Die Si-Si-Bindungen in der Nähe der Oberfläche werden durch die Polarisationscharakteristik der Si-F-Bindungen geschwächt. Diese schwachen Si-Si-Bindungen werden durch HF oder H2O angegriffen, und Si-Atome auf der Kristalloberfläche ändern sich in SiF4 und verlassen die Kristalloberflächen. Folglich werden Vertiefungen auf den Kristalloberflächen ausgebildet, und in diesen Vertiefungen tritt eine Feldverteilung (Feldkonzentration) auf, die vorzugsweise positive Löcher anzieht. Diese Oberflächenheterogenität erstreckt sich soweit, daß das Ätzen von Siliciumatomen kontinuierlich entlang dem elektrischen Feld fortschreiten kann. Die bei der Anodisierung verwendete Lösung ist nicht auf eine HF-Lösung beschränkt und kann auch irgendeine andere elektrolytische Lösung sein.
  • Eine Anodisierungsvorrichtung gemäß jeder bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lagert die Rückseite eines Substrates so, daß diese sich nicht störend auf die Richtung eines elektrischen Feldes auf einer Anodisierungsreaktionsfläche (der Vorderseite des Substrates) auswirkt. Ferner lagert diese Anodisierungsvorrichtung ein Substrat über ein Verfahren, bei dem der gesamte Bereich der Oberfläche des Substrates anodisiert wird. Des weiteren hat die Anodisierungsvorrichtung ei nen Mechanismus zum Lagern der Rückseite eines Substrates durch Unterdrucksaugwirkung. Dies trägt dazu bei, den Lagervorgang eines Substrates zu vereinfachen.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die die Anordnung einer Anodisierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit 101 ist ein Siliciumsubstrat (d. h. ein Wafer) bezeichnet. Generell ist die Existenz von positiven Löchern wichtig für die Anodisierung, so daß ein Siliciumsubstrat vom p-Typ geeignet ist. Es kann jedoch auch ein Siliciumsubstrat vom n-Typ verwendet werden, indem die Herstellung von positiven Löchern durch die Bestrahlung mit Licht o. ä. gefördert wird.
  • Mit 102 ist ein Halter zum Lagern des Siliciumsubstrates bezeichnet. Dieser Halter 102 besteht aus einem HF-resistenten Material, wie Ethylentetrafluoridharz (Marke: Teflon). Eine Öffnung 103, die eine kreisförmige Gestalt oder eine eng an einen Kreis angelehnte Gestalt (es wird hiernach davon ausgegangen, daß der Begriff "Kreis" auch eine an einen Kreis angelehnte Form umfaßt) mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser eines zu lagernden Siliciumsubstrates, ist im Halter 102 ausgebildet.
  • Ein Saugmechanismus zum Lagern des Siliciumsubstrates 101 durch Saugwirkung ist auf einer Fläche des Halters 102 vorgesehen. Diverse Ausführungsformen sind hierbei als Saugmechanismus möglich.
  • Als dieser Saugmechanismus sind vorzugsweise zwei Nuten, die eine Doppelkonstruktion entlang der Öffnung 103 des Halters 102 bilden, und passende O-Ringe 104 in diesen Nuten ausgebildet, und der Druck in dem Raum zwischen den beiden O-Ringen 104 wird von einer Pumpe 111 über eine Druckreduzierleitung 105 verringert, um auf diese Weise das Siliciumsubstrat 101 durch Saugwirkung zu halten.
  • Bei einem anderen bevorzugten Saugmechanismus ist ein ringförmiges Saugkissen, das im Schnitt eine konkave Form, eine U-Form oder irgendeine andere Form besitzt, entlang der Öffnung 103 angeordnet. Das Siliciumsubstrat 101 wird durch Saugwirkung gehalten, indem der Druck in einem hohlen Abschnitt, der durch eine Öffnung (d. h. ein Tal mit konkaver Form) dieses Saugkissens und des Siliciumsubstrates 101 gebildet wird, wobei die Saugwirkung von der Pumpe 111 erzeugt wird.
  • Bei noch einem anderen bevorzugten Saugmechanismus ist eine Nut in der Saugfläche des Halters 102 ausgebildet, und das Siliciumsubstrat 101 wird durch Saugwirkung gehalten, indem der Druck in dieser Nut von der Pumpe 111 reduziert wird. Wenn bei diesem Mechanismus das Material des Halters 102 zu hart für eine Verformung ist, leckt eine HF-Lösung 107 sofort zwischen der Vorderseite und Rückseite des Siliciumsubstrates 101 durch die Saugfläche. Daher wird bevorzugt, daß mindestens ein Ab schnitt des Abscheiders 102 in Kontakt mit dem Siliciumsubstrat 101 aus HF-resistentem Kautschuk besteht. Es ist natürlich auch möglich, den gesamten Halter 102 oder die gesamten Flächen des Halters 12 unter Verwendung eines HF-resistenten Kautschuks auszubilden.
  • Die Vorderseite und die Rückseite des Siliciumsubstrates 101 werden vorzugsweise von dem vorstehend beschriebenen Saugmechanismus vollständig getrennt. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfordert jedoch nicht unbedingt eine vollständige Trennung. Beispielsweise ist es möglich, einen Saugmechanismus zu verwenden, mit dem ein oder mehrere Abschnitte des Siliciumsubstrates 101 gelagert werden und das Siliciumsubstrat und der Halter nicht vollständig abgedichtet sind.
  • Die Form der Öffnung 103 entspricht im wesentlichen der Form eines Abschnittes, an dem die Rückseite des Siliciumsubstrates 101 mit der HF-Lösung in Kontakt tritt. Die Größe dieser Öffnung 103 kann in einem gewissen Ausmaß kleiner sein als die des Siliciumsubstrates 101.
  • Beispielsweise kann der Öffnungsdurchmesser um etwa 60 mm kleiner sein als der Durchmesser des Siliciumsubstrates 101, d. h. es ist möglich, einen Öffnungsdurchmesser zu verwenden, mit dem ein Bereich, in dem das Siliciumsubstrat 101 nicht mit der HF-Lösung 103 in Kontakt steht, etwa 30 mm vom Rand des Siliciumsubstrates 101 entfernt ist. Die Erfinder haben festgestellt, daß selbst bei Verwendung eines solchen Öffnungsdurchmessers die Dicke eines anodisierten Abschnittes des Silicium substrates 101 vom Mittelpunkt zum Rand im wesentlichen konstant ist.
  • Wenn daher der Durchmesser der Öffnung 103 des Halters 102 beispielsweise 90 mm beträgt, können beliebige Siliciumsubstrate mit Durchmessern von 100 mm (4''), 125 mm (5'') und 150 mm (6'') bearbeitet werden. Die Verteilung der anodisierten Produkte ist bei sämtlichen Siliciumsubstraten mit diesen Durchmessern gut, und ihre Qualitäten sind gleich. Wafer, die 6'' überschreiten, d. h. 8'' und 12''-Wafer, können ebenfalls bearbeitet werden, indem der Durchmesser der Öffnung 103 unter den obigen Bedingungen eingestellt wird.
  • Wenn der Durchmesser der Öffnung 103 des Halters 102 um 60 mm oder mehr kleiner ist als der Durchmesser eines Siliciumsubstrates, tritt eine nicht bevorzugte Verteilung allmählich in einem porösen Siliciumfilm im Umfangsabschnitt des Siliciumsubstrates auf. Ein Halter mit einer Öffnung, deren Durchmesser geringer ist als dieser, kann ebenfalls in Abhängigkeit vom Bearbeitungsziel nach der Anodisierung verwendet werden. Die zulässige Differenz zwischen dem Durchmesser des Siliciumsubstrates 101 und dem Durchmesser der Öffnung 103 hängt auch von Parametern, wie der Verunreinigungskonzentration (spezifischer Widerstand) des Siliciumsubstrates und dem Abstand zwischen der Elektrode und dem Siliciumsubstrat, ab.
  • Andere Komponenten werden nachfolgend beschrieben. Mit 106a und 106b sind eine negative und eine positive Elektrode bezeichnet, die vorzugsweise aus chemisch stabilem Platinmaterial hergestellt sind. Mit 107 ist eine HF-Lösung bezeichnet. Alkohol, wie Ethanol, kann in die HF-Lösung 107 eingemischt werden, falls erforderlich, um sofort Blasen aus H2 als Reaktionsprodukt von der Siliciumsubstratoberfläche zu entfernen. Die Pfeile 109 in 1 geben die Richtung eines elektrischen Feldes wieder. Mit 110 ist ein vergrößerter Abschnitt des anodisierten Siliciumsubstrates 101 bezeichnet, wobei der Zustand dargestellt ist, in dem ein poröser Film von der Siliciumsubstratoberfläche ausgebildet ist.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine für die Massenproduktion geeignete Anodisierungsvorrichtung erhalten werden, indem der Substrathaltemechanismus verbessert wird. Um beispielsweise ein zu bearbeitendes Substrat am Halter zu fixieren, ist es nur erforderlich, die Hinterseite des Substrates gegen die Saugfläche des Halters zu pressen und die Hinterseite durch Saugwirkung zu erhalten. Auch ist es durch Erniedrigung des Durchmessers des Saugmechanismus des Halters im Vergleich zum Durchmesser eines Substrates nicht mehr erforderlich, die Position einer Orientierungsebene eines durch Saugwirkung zu haltenden Substrates zu begrenzen. Ferner kann der Mittelpunkt des Substrates geringfügig vom Mittelpunkt des Halters abweichen. Da somit die Funktionsweise zum Halten eines Substrates vereinfacht wird, kann die Anodisierung in einfacher Weise automatisch durchgeführt werden.
  • Bevorzugte Anordnungen dieser Ausführungsform werden nachfolgend aufgezählt und beschrieben.
  • Erste Anordnung
  • 2A ist eine Vorderansicht eines Halters gemäß der ersten Anordnung dieser Ausführungsform. 2B ist eine Längsschnittansicht des in 2A gezeigten Halters.
  • Mit 201 ist ein zu anodisierendes 5''-Siliciumsubstrat bezeichnet. Mit 202 ist ein aus einem Ethylentetrafluoridharz (Marke: Teflon) hergestellter Halter bezeichnet. Eine Öffnung 203 mit einem Durchmesser von 90 mm ist im Mittelpunkt des Halters 202 ausgebildet. Zwei kreisförmige Nuten, die eine Doppelkonstruktion bilden, sind entlang dem Rand der Öffnung 203 ausgebildet, und O-Ringe 204a und 204b aus Perfluoroethylen auf Basis eines Fluorharzes sind in diese Nuten eingepasst. Der Innendurchmesser des äußeren O-Ringes 204a beträgt 117 mm, der Innendurchmesser des inneren O-Ringes 204b beträgt 108 mm, und der Durchmesser des Querschnittes eines jeden O-Ringes beträgt 2,5 mm.
  • Zwischen dem äußeren O-Ring 204a und dem inneren O-Ring 204b ist ein Saugloch 205 zum Reduzieren des Drucks in dem von diesen beiden O-Ringen und dem Siliciumsubstrat 201 gebildeten Raum ausgebildet. Um das Siliciumsubstrat 201 durch Saugwirkung zu halten, ist es nur erforderlich, den Druck in dem Raum zwischen den O-Ringen über eine Pumpe (nicht gezeigt), die an das Saugloch 205 angeschlossen ist, zu reduzieren.
  • Der Durchmesser des 5''-Siliciumsubstrates 201 beträgt 125 mm. Daher kann die Position einer Orientierungsebene in irgendeine Richtung weisen, solange wie der Mittelpunkt des Siliciumsubstrates 201 und der Mittelpunkt der Öffnung 203 im wesentlichen übereinstimmen. Es ist daher nicht erforderlich, die Position einer Orientierungsebene zu berücksichtigen, wenn das Siliciumsubstrat 201 durch Saugwirkung vom Halter 202 gehalten werden soll.
  • Auch kann ein Siliciumsubstrat, dessen Durchmesser größer ist als 5'', am Halter 202 angeordnet werden, und es kann eine poröse Schicht, die diesem 5''-Siliciumsubstrat entspricht, ausgebildet werden. Wenn dies der Fall ist, muß jedoch die Energiezufuhr so eingestellt werden, daß die Dichte eines während der Anodisierung zugeführten elektrischen Stromes im wesentlichen der im Falle eines 5''-Substrates entspricht.
  • Beim praktischen Anodisieren des Siliciumsubstrates 201 wird der das Siliciumsubstrat 201 durch Saugwirkung haltende Halter 202 in ein Anodisierungsbad gesetzt. 3 ist eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der der Halter 202 in ein Anodisierungsbad gesetzt wird.
  • Ein Anodisierungsbad 208 ist aus einem Ethylentetrafluoridharz hergestellt, wie dies beim Halter 202 der Fall ist. Platinelektroden 206a und 206b sind an den beiden Seiten des Anodisierungsbades 208 befestigt. In der Mitte des Anodisierungsbades 208 ist eine Halternut 209 zum Halten des Halters 202 ausgebildet. Wenn der das Siliciumsubstrat 201 durch Saugwirkung haltende Halter 202 in dieser Haltenut 209 eingesetzt wird, wird das Anodisierungsbad 208 in einen rechten und einen linken Abschnitt unterteilt und die im Bad befindliche HF-Lösung 207 getrennt.
  • In diesem Zustand wird eine Gleichstromspannung unter Verwendung der Platinelektrode 206a als negative Elektrode und der Platinelektrode 206b als positive Elektrode angelegt. Hierdurch wird der gesamte Bereich der Vorderseite des Siliciumsubstrates 201 und ein Abschnitt (hiernach als Rückseitenumfangsabschnitt bezeichnet) seiner Rückseite außerhalb des äußeren O-Ringes 204a anodisiert. Folglich kann eine poröse Siliciumschicht über die gesamte Vorderseite und den Rückseitenumfangsabschnitt des Siliciumsubstrates 201 ausgebildet werden.
  • 404 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Anodisierungsbades zeigt, das eine Vielzahl von Haltern 202 halten kann. Wie in 4 gezeigt, kann eine Vielzahl von Haltern 202 durch Ausbildung einer Vielzahl von Halternuten 209 in einem Anodisierungsbad 208' ausgebildet werden. Hierdurch wird die Produktivität weiter verbessert. In diesem Beispiel eines Anodisierungsbades sind die Halter in Reihe angeordnet. Sie können jedoch auch parallel oder in Form einer Matrix angeordnet sein.
  • Zweite Anordnung
  • 5A ist eine Vorderansicht eines Halters gemäß der zweiten Anordnung dieser Ausführungsform. 5B ist eine Schnittansicht des Halters der 5A. 6 ist eine Ansicht, die schematisch einen Waferförderroboter zum Setzen eines Siliciumsubstrates auf den Halter zeigt.
  • Mit 501 ist ein zu anodisierendes 5''-Siliciumsubstrat bezeichnet, während mit 502 ein aus einem Ethylentetrafluoridharz hergestellter Halter bezeichnet ist. Eine Öffnung 503 mit einem Durchmesser von 90 mm ist in der Mitte des Halters 502 ausgebildet. Ein ringförmiger vorstehender Abschnitt 515 ist so am Halter 502 ausgebildet, daß er von seiner Hauptfläche um etwa 4 mm vorsteht. Zwei kreisförmige Nuten, die eine Doppelkonstruktion bilden, sind in diesem vorstehenden Abschnitt 515 ausgebildet, und O-Ringe 504a und 504b aus Perfluoroethylen auf Basis eines Fluorharzes sind in diese Nuten eingepasst. Der Innendurchmesser des äußeren O-Ringes 504a beträgt 117 mm, der Innendurchmesser des inneren O-Ringes 504b beträgt 108 mm, und der Durchmesser des Querschnittes eines jeden O-Ringes beträgt 2,5 mm.
  • Zwischen dem äußeren O-Ring 504a und dem inneren O-Ring 504b ist ein Saugloch 505 zum Reduzieren des Drucks in dem von diesen beiden O-Ringen und dem Siliciumsubstrat 501 gebildeten Raum ausgebildet. Um das Siliciumsubstrat 501 durch Saugwirkung zu erhalten, ist es nur erforderlich, den Druck in den Raum zwischen den O-Ringen mit einer Pumpe (nicht gezeigt), die an das Saugloch 505 angeschlossen ist, zu reduzieren.
  • Der vorstehende Abschnitt 515 trägt dazu bei, die Vorgänge des Anbringens und Entfernens des Siliciumsubstrates 501 am und vom Halter 502 unter Verwendung eines Waferförderroboters automatisch durchzuführen. Eine Klemmeinheit 510 des Waferförderroboters ergreift das Siliciumsubstrat 501 durch Festklemmen desselben, wobei die Klemmeinheit 510 eine beträchtliche Breite besitzt. Daher ist der vorstehende Abschnitt 515 erforderlich, um das Siliciumsubstrat 501, das von der Klemmeinheit 510 festgeklemmt wird, am Halter 502 anzubringen und von diesem zu entfernen. Die Höhe des Vorsprungs des vorstehenden Abschnittes 515 kann beispielsweise auf der Basis der Konstruktion und der Abmessungen der Klemmeinheit 510 festgelegt werden.
  • Die Ausbildung des vorstehenden Abschnittes 515 ermöglicht eine einfache Automatisierung durch den Waferförderroboter. Selbst wenn ein Anodisierungsbad und ein Halter integriert sind, kann ein Siliciumsubstrat in einfacher Weise mit dem Waferförderroboter befestigt und gelöst werden.
  • 7 ist eine Schnittansicht, die die Konstruktion eines mit Haltern integrierten Anodisierungsbades zeigt. Mit 508 ist der Hauptkörper des mit einer Vielzahl von Haltern 502 integrierten Anodisierungsbades bezeichnet, während mit 506a und 506b Platinelektroden bezeichnet sind. Durch das Integrieren des Anodisierungsbades mit den Haltern auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit eines Leckens der HF-Lösung 507 (von positiv zu negativ) vor und nach den durch diese Halter 502 getrennten Abteilen verringert. Hierdurch wird ein Phänomen unterdrückt, gemäß dem die Verteilung der Dicke einer porösen Schicht durch das Lecken der Lösung ungleichmäßig wird (Stromleckage).
  • Bei diesem Beispiel eines Anodisierungsbades sind die Halter in Reihe angeordnet. Sie können jedoch auch parallel oder in Matrixform angeordnet sein.
  • Siliciumsubstrate werden in dem in 7 gezeigten Anodisierungsbad angeordnet, und eine Gleichstromspannung wird unter Verwendung der Platinelektrode 206a als negative Elektrode und der Platinelektrode 206b als positive Elektrode angelegt. Hierdurch wird der gesamte Bereich der Vorderseite und der Rückseitenumfangsabschnitt eines jeden Siliciumsubstrates anodisiert. Somit kann eine poröse Siliciumschicht über die gesamte Vorderseite und den Rückseitenumfangsabschnitt des Siliciumsubstrates 501 ausgebildet werden.
  • Dritte Anordnung
  • 8 ist eine Schnittansicht eines Halters gemäß der dritten Anordnung dieser Ausführungsform. Dieser Halter kann in Kombination mit dem Anodisierungsbad 208 oder 208' gemäß der ersten Anordnung verwendet werden.
  • Mit 801 ist ein zu anodisierendes Siliciumsubstrat bezeichnet. Mit 802 ist ein aus Ethylentetrafluoridharz hergestellter Halter bezeichnet. Eine Öffnung 803 ist in der Mitte des Halters 802 ausgebildet. Eine kreisförmige Nut ist entlang dem Rand der Öffnung 803 ausgebildet, und ein Saugkissen 804 aus Perfluoroethylen, das einen konkaven Querschnitt besitzt, ist in diese Nut eingepaßt. Ein Loch, das mit einem Saugloch 805 in Verbindung steht, ist im Saugkissen 804 ausgebildet.
  • Das konkave Saugkissen 804 kann auch mit der Oberfläche des Halters 802 verklebt werden, ohne daß irgendeine Nut im Halter 802 ausgebildet wird. Das konkave Saugkissen 804 kann auch so ausgebildet sein, daß die Fläche (Saugfläche) des Saugkissens 804, die mit dem Siliciumsubstrat 801 in Kontakt steht, und die Fläche des Halters 801 unter einem vorgegebenen Abstand (d. h. 4 mm) voneinander getrennt sind. Dies erleichtert die Automatisierung der Befestigung und des Lösens unter Verwendung des Waferförderroboters, wie vorstehend beschrieben.
  • Das Siliciumsubstrat 801 wird durch Saugwirkung vom Halter 802 gehalten, wenn der Druck im Inneren des konkaven Saugkissens 804 mit einer Pumpe (nicht gezeigt) durch das Saugloch 805 reduziert wird. Wenn dieses Saugkissen 804 verwendet wird, kann das Volumen des Abschnittes mit reduziertem Druck einfacher vergrößert werden als bei Verwendung des vorstehend beschriebenen doppelten O-Ringes. Da der Freiheitsgrad des mit dem Siliciumsubstrat 801 in Kontakt stehenden Abschnittes zunimmt, kann auch der Freiheitsgrad eines Punktes, an dem das Silicium substrat 801 durch Saugwirkung gehalten wird, erhöht werden.
  • Vierte Anordnung
  • 9 ist eine Schnittansicht eines Halters gemäß der vierten Anordnung dieser Ausführungsform. Dieser Halter kann in Kombination mit dem Anodisierungsbad 208 oder 208' gemäß der ersten Anordnung verwendet werden.
  • Mit 901 ist ein zu anodisierendes Siliciumsubstrat bezeichnet, während mit 902 ein aus einem Ethylentetrafluoridharz hergestellter Halter bezeichnet ist. Eine Öffnung 903 ist in der Mitte des Halters 902 ausgebildet. Eine kreisförmige Nut ist entlang dem Rand der Öffnung 903 ausgebildet, und ein Saugkissen 904 aus Perfluoroethylen, das einen U-förmigen Querschnitt besitzt, ist in diese Nut eingepasst. Die Dicke dieses Saugkissens 904 nimmt allmählich in Richtung auf einen Abschnitt ab, der in Kontakt mit dem Siliciumsubstrat 901 steht. Ein Loch, das an das Saugloch 905 angeschlossen ist, ist im Saugkissen 904 ausgebildet.
  • Das U-förmige Saugkissen 904 kann auch mit der Oberfläche des Halters 902 verklebt werden, ohne daß irgendeine Nut im Halter 902 ausgebildet wird. Das U-förmige Saugkissen 904 kann auch so ausgebildet werden, daß die Fläche (Saugfläche) des Saugkissens 904, die mit dem Siliciumsubstrat 901 in Kontakt steht, und die Fläche des Halters 901 unter einem vorgegebenen Abstand (d. h. 4 mm) voneinander getrennt sind. Dies erleichtert die Automa tisierung der Befestigung und des Lösens unter Verwendung des Waferförderroboters, wie vorstehend beschrieben.
  • Wie vorstehend erläutert, ist das Saugkissen 904 so ausgebildet, daß es im Schnitt U-Form besitzt und seine Dicke allmählich zum distalen Endabschnitt hin abnimmt. Hierdurch wird der Freiheitsgrad beim Halten des Siliciciumsubstrates 901 durch Saugwirkung weiter verbessert.
  • Fünfte Anordnung
  • 10 ist eine schematische Schnittansicht eines Halters und eines Anodisierungsbades gemäß der fünften Anordnung dieser Ausführungsform. Mit 1001 ist ein zu anodisierendes Siliciumsubstrat, mit 1002 ein aus einem Ethylentetrafluoridharz hergestellter Halter und mit 1008 ein Anodisierungsbad, das ebenfalls aus einem Ethylentetrafluoridharz hergestellt ist, bezeichnet. Obwohl der Halter 1002 und das Anodisierungsbad 1008 in 10 integriert sind, können sie auch voneinander getrennt sein. Auch kann das Anodisierungsbad 1008 eine Vielzahl von Haltern 1002 umfassen.
  • Eine Öffnung 1003 ist in der Mitte des Halters 1002 ausgebildet. Eine kreisförmige Nut ist entlang dieser Öffnung 1003 ausgebildet, und ein Saugkissen 1004 aus Perfluoroethylen auf der Basis eines Fluorharzes ist in die Nut eingepasst. Dieses Saugkissen 1004 besitzt eine ebene Saugfläche, so daß das Saugkissen 1004 in Flächen kontakt mit dem durch Saugwirkung zu haltenden Siliciumsubstrat 1001 steht. Eine kreisförmige Nut 1004a ist ausgebildet und mit einem Saugloch 105 verbunden. Um das Siliciumsubstrat 1001 durch Saugwirkung zu halten, wird der Druck im Raum innerhalb der Nut 1004a von einer Pumpe (nicht gezeigt) über das Saugloch 1005 reduziert.
  • Wenn eine Anodisierung durch Anlegen einer Gleichstromspannung unter Verwendung einer Platinelektrode 1006a als negative Elektrode und einer Platinelektrode 1006b als positive Elektrode durchgeführt wird, während das Siliciumsubstrat 1001 durch Saugwirkung gehalten wird, wird nur die Vorderseite des Siliciumsubstrates 1001 anodisiert, während seine Rückseite nicht anodisiert wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Saugkissen 1004 in engem Kontakt mit der Rückseite des Siliciumsubstrates 1001 gebracht wird, so daß die Rückseite keine HF-Lösung 1007 kontaktiert. Somit wird bei Durchführung der Anodisierung unter Verwendung dieser Anodisierungsvorrichtung nur die Vorderseite des Siliciumsubstrates 1001 porös gemacht, während keine poröse Schicht auf der Rückseite ausgebildet wird. Daher kann der wirksame Bereich (d. h. ein anwendbarer Bereich, wenn ein SOI-Substrat geformt werden soll) vergrößert werden.
  • Ein Beispiel eines Waferförderroboters zum automatischen Befestigen und Lösen des Siliciumsubstrates 1001 am und vom Halter 1002 wird nachfolgend beschrieben. Wenn der Halter gemäß dieser Anordnung verwendet wird, kann ein Waferförderroboter, wie er in 6 gezeigt ist, nur schwierig verwendet werden, da die Klemmeinheit 510 gegen den Halter 1002 oder das Saugkissen 1004 stößt.
  • 11 ist eine Ansicht, die schematisch die Anordnung eines einzigen Waferförderroboters zeigt, der für diese Anordnung geeignet ist. Dieser Waferförderroboter ist durch Kombination von zwei Waferförderrobotern 1101 und 1102 gebildet.
  • Der erste Roboter 1101 hält die Rückseite des Siliciumsubstrates 1001 durch Saugwirkung. Wie durch den Pfeil a gekennzeichnet, fördert der erste Roboter 1101 das Siliciumsubstrat 1001 in die Nachbarschaft der Vorderseite des Halters 1002 und überführt das Siliciumsubstrat. 1001 zum zweiten Förderroboter 1102. Wenn der zweite Förderroboter 1102 das Siliciumsubstrat 1101 durch Saugwirkung hält, bewegt sich der erste Förderroboter 1101 einmal in 11 nach oben und dann vom Anodisierungsbad in der entgegengesetzten Richtung zum Pfeil a weg.
  • Nach dem Halten der Rückseite des Siliciumsubstrates 1001 durch Saugwirkung fördert der zweite Förderroboter 1102 das Siliciumsubstrat 1001 in der durch einen Pfeil b angedeuteten Richtung. Das Siliciumsubstrat 1001 wird mit dem Saugkissen 1004 in Kontakt gebracht und vom Saugkissen 1004 durch Saugwirkung gehalten. Danach bewegt sich der zweite Förderroboter 1102 weiter in Richtung des Pfeiles b und dann nach oben, wie durch einen Pfeil c angedeutet, um sich vom Anodisierungsbad weg zu bewegen.
  • Vor dem Fördern des Siliciumsubstrates 1001 bewegt sich der zweite Förderroboter 1102 in den entgegengesetzten Richtungen zu den Pfeilen c und b in eine Position (in 11 gezeigt), in der der zweite Förderroboter 1102 das Siliciumsubstrat 1001 durch Saugwirkung hält.
  • Durch die Verwendung eines Waferförderroboters, der in der vorstehend beschriebenen Weise funktioniert, wird eine Automatisierung der Anodisierung möglich, selbst wenn ein Halter mit einem flachen Saugkissen verwendet wird.
  • Ein Förderroboter mit einer Klemmeinheit, wie in 6 gezeigt, ist hierbei auch als erster Förderroboter verwendbar.
  • Sechste Anordnung
  • Die vorstehend beschriebenen Halter gemäß der ersten bis fünften Anordnung halten ein Siliciumsubstrat durch Saugwirkung unter Verwendung einer Saugeinheit, wie beispielsweise eines doppelten kreisförmigen O-Ringes oder eines Saugkissens, die entlang einer Öffnung ausgebildet sind. Die Vorteile von Konstruktionen wie diesen bestehen darin, daß die Konstruktionen einfach sind und ein Siliciumsubstrat sowie ein Halter im wesentlichen vollständig abgedichtet werden können.
  • Die vorliegende Erfindung schließt jedoch andere Mechanismen als einen ringförmigen Saugmechanismus, der entlang einer Öffnung angeordnet ist, nicht aus. 12A ist eine Vorderansicht eines Halters gemäß der sechsten Anordnung der vorliegenden Erfindung. Dieser Halter 1202 besitzt eine Vielzahl von separaten O-Ringen 1204. Ein Siliciumsubstrat 1201 wird durch Saugwirkung durch Reduzierung der Drücke in den von diesen O-Ringen umgebenen Räumen mit Hilfe einer Pumpe (nicht gezeigt) über ein Saugloch 1205 gehalten.
  • Bei der in 12A gezeigten Anordnung bewegt sich eine HF-Lösung zwischen der Vorderseite und Rückseite eines Siliciumsubstrates durch Abschnitte, in denen keine O-Ringe 1204 ausgebildet sind. Wie in 12B gezeigt, wird es daher bevorzugt, Dichtungselemente 1210 zum Abdichten der Abschnitte, in denen keine O-Ringe 1204 ausgebildet sind, vorzusehen. Diese Dichtungselemente 1210 bestehen vorzugsweise aus Perfluoroethylen auf der Basis eines Fluorharzes.
  • Siebte Anordnung
  • 13 ist eine schematische Draufsicht einer automatischen Anodisierungsvorrichtung. Mit 1301 ist der Hauptkörper der automatischen Anodisierungsvorrichtung bezeichnet. Die Funktionsweise dieser Anodisierungsvorrichtung wird von einem Computer gesteuert. Ein Lader 1302 hat die Aufgabe, einen Waferträger, der auf dem Lader 1302 angeordnet ist, in eine Position zu bewegen, in der ein einziger Waferförderroboter 1307 einen Wafer ergreifen kann. Der Waferförderroboter 1307 hat die Aufgabe, den Rand eines Wafers festzuklemmen, wie in 6 gezeigt. Ein Halter eines Anodisierungsbades 1303 be sitzt einen vorstehenden Abschnitt, wie in den 5A und 5B gezeigt, der verhindert, daß eine Klemmeinheit 510 des Waferförderroboters 1307 die Hauptfläche des Halters kontaktiert. Das Anodisierungsbad 1303 ist mit Haltern integriert, wie in 7 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind 25 Halter in Reihe angeordnet. Daher besitzt das Anodisierungsbad 1303 die Fähigkeit, gleichzeitig 25 Wafer zu behandeln.
  • 14 ist eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens des Einsetzens von in einem Waferträger gespeicherten Wafern in das Anodisierungsbad 1303. Wenn eine Bedienungsperson einen Waferträger 1312 auf einem Tisch 1302a des Laders 1302 anordnet, wird der Waferträger 1312 automatisch auf einen Tisch 1302b und dann zu einem Tisch 1302c unter der Steuerung des Computers gefördert. Dann bewegt sich eine Platte 1311 mit Nuten zum Halten von Wafern von einer Stelle unterhalb des Waferträgers 1312 auf dem Tisch 1302c durch ein Fenster (Öffnung) im unteren Abschnitt des Waferträgers 1312 nach oben. Auf diese Weise werden sämtliche im Waferträger 1312 gespeicherten Wafer von den Nuten der Platte 1311 gehalten und vom Waferträger 1312 nach oben bewegt (dem in 14 gezeigten Zustand).
  • In diesem Zustand klemmt der Waferförderroboter 1307 die Wafer einen nach dem anderen vom letzten aus fest und fördert jeden Wafer in das Anodisierungsbad 1303. Wenn der Wafer in eine Position gefördert ist, in der er mit der Wafersaugfläche eines Halters 1303a im Anodisierungsbad 1303 in Kontakt steht, wird das Ventil einer Unterdruckleitung des Halters 1303a geöffnet, um den Wafer durch Saugwirkung zu halten. Wenn der Wafer durch Saugwirkung gehalten wird, gibt der Waferförderroboter 1307 den Wafer frei und setzt den nächsten Wafer in den nächsten Halter mit dem gleichen Verfahren. Auf diese Weise werden sämtliche Wafer auf der Platte 1311 in den Waferhaltern 1303a des Anodisierungsbades 1303 angeordnet.
  • Es wird dann eine Anodisierung durchgeführt, indem eine Gleichstromspannung zwischen Platinelektroden 1303b und 1303c, die an den beiden Enden des Anodisierungsbades 1303 ausgebildet sind, gelegt wird.
  • Danach werden die vollständig anodisierten Wafer mit reinem Wasser gewaschen. 15A ist eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens der Förderung der vollständig anodisierten Wafer zu einem Waschbad und zum Waschen dieser Wafer. 15B ist eine Draufsicht, die die Ausbildung einer Platte und eines Waferträgers im Waschbad der 15A zeigt. 15C ist eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens zur Speicherung der vollständig gewaschenen Wafer in einem Waferträger und zum Entfernen der Wafer aus dem Waschbad.
  • Der Waferförderroboter 1307 nimmt die vollständig anodisierten Wafer einen nach dem anderen aus dem Anodisierungsbad 1303 heraus und fördert jeden Wafer in die durch Pfeile in 15A angedeuteten Richtungen. Mit anderen Worten, der Wafer wird zuerst in eine Position über einem Waschbad 1304 bewegt und dann in reines Was ser im Waschbad 1304 eingetaucht. Eine Platte 1314 mit 25 Waferhaltenuten ist im Waschbad 1304 fixiert, und die Wafer werden nacheinander in diesen Nuten angeordnet.
  • Ein Waferträger 1313 wird vorher in das Waschbad 1304 eingetaucht. Dieser Waferträger 1313 besitzt eine Form, die in der Lage ist, sämtliche, in den Nuten der Platte 1314 gehaltenen Wafer aufzunehmen, indem die Wafer nach oben gefördert werden, wenn der Waferträger 1313 aufwärts bewegt wird. Der Waferträger 1313 besitzt ferner eine Öffnung 1313a, durch die die Platte 1314 dringen kann, wenn der Waferträger 1313 die Wafer an der Platte 1314 nach oben fördert.
  • Wenn die Wafer vollständig gewaschen sind, wie in 15C gezeigt, hebt ein Trägerförderroboter 1308 den Waferträger 1313 an, lagert sämtliche Wafer auf der Platte 1314 im Waferträger 1313 und fördert den Waferträger 1313 zu einer Trägeraufnahmeeinheit 1305a auf einem Schleudertrockner 1305. Der Waferträger 1313 wird auf dieser Trägeraufnahmeeinheit 1305 so angeordnet, daß die Waferflächen in eine Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägerförderroboteres 1308 weisen. Dieser Zustand ist geeignet, damit der Waferträger 1313 um seine Achse auf dem Schleudertrockner 1305 gedreht werden kann.
  • Die vom Schleudertrockner 1305 getrockneten Wafer werden vom Trägerförderroboter 1308 zum Tisch eines Entladers 1306 gefördert, während sie im Waferträger 1313 gehalten werden. Durch eine Reihe von diesen Operationen werden 25 poröse Wafer erhalten.
  • Bei dieser Vorrichtung bewegt sich der Waferförderroboter 1307 vertikal entlang einer vertikalen Welle 1307a und horizontal entlang einer horizontalen Welle 1350. Der Trägerförderroboter 1308 bewegt sich vertikal entlang einer vertikalen Welle 1308a und horizontal entlang der horizontalen Welle 1350.
  • Bei dieser automatischen Anodisierungsvorrichtung sind das Anodisierungsbad 1303, das Waschbad 1304 und die Trägeraufnahmeeinheit 1305 des Schleudertrockners 1305 in einer Draufsicht im wesentlichen linear angeordnet, und die Waferflächen weisen in eine Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Waferförderroboters 1307 und des Trägerförderroboters 1308. Hierdurch wird die Effizienz der Waferförderung zwischen den einzelnen Schritten (Anodisierung, Waschen und Trocknen) verbessert und die Produktivität erhöht. Des weiteren kann die Anordnung vereinfacht werden, da die Roboter nur in den zwei Richtungen bewegt werden, wie vorstehend beschrieben.
  • Ein Zirkulationsfiltrationssystem für eine HF-Lösung wird nachfolgend beschrieben. Eine Filtereinheit 1309 im Zirkulationsfiltrationssystem der 13 besitzt die Funktion, eine vom Anodisierungsbad 1303 überfließende HF-Lösung umzuwälzen und zu filtrieren und die HF-Lösung zum Anodisierungsbad 1303 zurückzuführen. Dieses Zirkulationsfiltrationssystem hat die Funktion, Partikel u. ä., die im Anodisierungsbad 1303 erzeugt werden, zu entfernen und in wirksamer Weise feine Blasen zu entfernen, die durch die Anodisierungsreaktion erzeugt werden und an den Waferoberflächen haften bleiben.
  • 16 ist eine schematische Ansicht, die eine praktische Anordnung des Zirkulationsfiltrationssystems zeigt. Eine HF-Lösung wird zuerst in einem Speichertank 1319 gespeichert. Die HF-Lösung im Speichertank 1319 wird dann von einer Pumpe 1315 durch ein Überführungsrohr 1320 nach oben gedrückt. Ein Filter 1316 ist in der Mitte des Überführungsrohres 1320 angeordnet und entfernt Partikel aus der HF-Lösung. Die den Filter 1316 passierende HF-Lösung wird von einem Verteiler 1317 auf 26 Leitungen verteilt und vom unteren Abschnitt des Anodisierungsbades 1303 Abteilen zugeführt, die durch die 25 Halter 1303a getrennt sind. Die jedes Abteil des Anodisierungsbades 1303 überströmende HF-Lösung wird von einem Überströmbad 1318 aufgenommen und zum Speichertank 1319 zurückgeführt.
  • Achte Anordnung
  • Diese Anordnung wird durch Verbesserung der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß der siebten Anordnung hergestellt. 19 ist eine schematische Draufsicht einer verbesserten automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß dieser Anordnung. Die automatische Anodisierungsvorrichtung gemäß dieser Anordnung besitzt einen Trockner 1360 zum Trocknen eines Armes 1308b eines Trägerförderroboters 1308, nachdem vollstän dig gewaschene Wafer in einem Waferträger 1313 gespeichert und von einem Waschbad 1304 zu einer Trägeraufnahmeeinheit 1305a auf einem Schleudertrockner 1305 vom Trägerförderroboter 1308 gefördert worden sind.
  • Als Verfahren zum Trocknen des Armes 1308b wird ein Verfahren zum Sprühen von Stickstoffgas oder irgendeines anderen Gases auf den Arm 1308b bevorzugt.
  • Das Waferbehandlungsverfahren der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß dieser Anordnung wird nachfolgend durch Vergleichen desselben mit dem Waferbehandlungsverfahren der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß der siebten Anordnung beschrieben.
  • Nach dem gleichen Verfahren wie bei der automatischen Anodisierungsvorrichtung der siebten Anordnung werden vollständig im Waschbad 1304 gewaschene Wafer vom Trägerförderroboter 1308 im Waferträger 1313 gespeichert und zur Trägeraufnahmeeinheit 1305a auf dem Schleudertrockner 1305 gefördert.
  • Während der Förderung haftet reines Wasser zum Waschen am Arm 1308b des Trägerförderroboters 1308. Wenn daher der vom Schleudertrockner 1305 vollständig getrocknete Waferträger 1313 vom Trägerförderroboter 1308, an dem das reine Wasser haftet, zu einem Entlader 1306 gefördert wird, kann das reine Wasser wieder an den getrockneten Wafern haften.
  • Bei der automatischen Anodisierungsvorrichtung dieser Anordnung wird daher nach Förderung des Waferträgers 1313 vom Waschbad 1304 zum Schleudertrockner 1305 der Trägerförderroboter 1308 bewegt, um den Arm 1308b am Trockner 1360 zu positionieren. Der Trockner 1360 trocknet den Arm 1308b durch Sprühen von beispielsweise Stickstoffgas auf den Arm 1308b.
  • Nachdem der Arm 1308b vom Trockner 1360 und die Wafer sowie der Waferträger 1313 vom Schleudertrockner 1305 getrocknet worden sind, ergreift der Förderroboter den Waferträger 1313 mit dem Arm 1308b und fördert den Waferträger 1313 zum Tisch des Entladers 1306.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Effizienz der Anodisierung durch Verbesserung des Substratlagerverfahrens erhöht werden.
  • Genauer gesagt, bei der obigen Ausführungsform findet eine Anodisierungsvorrichtung mit einer Konstruktion Verwendung, bei der, wenn die Vorderseite eines Halbleitersubstrates porös gemacht werden soll, die Rückseite des Halbleitersubstrates durch Saugwirkung über ein Dichtungselement, das eine Kreisform oder eine an einen Kreis angenäherte Form besitzt, erhalten wird, ein Abschnitt der Rückseite des Halbleitersubstrates in einem Innenbereich des Dichtungselementes mit einer positiven elektrolytischen Lösung in Kontakt gebracht wird und die Oberfläche des Halbleitersubstrates mit einer negativen elektrolytischen Lösung in Kontakt gebracht wird. Somit kann der gesamte Oberflächenbereich des Halbleitersubstrates anodisiert werden.
  • Auch bei der obigen Ausführungsform können Halbleitersubstrate mit einem extrem einfachen Vorgang in der Anodisierungsvorrichtung angeordnet werden. Somit ist es möglich, eine automatische Anodisierungsvorrichtung zu erhalten, die eine Chargenbehandlung von mehreren Wafern verwirklicht, die schwierig auszuführen war.
  • Zweite Ausführungsform
  • 20 ist eine schematische Schnittansicht, die die Anordnung einer Anodisierungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit 2101 ist ein Siliciumsubstrat (d. h. ein Wafer) bezeichnet. Generell ist das Vorhandensein von positiven Löchern wichtig für die Anodisierung, so daß ein Siliciumsubstrat vom p-Typ geeignet ist. Ein Siliciumsubstrat vom n-Typ kann jedoch ebenfalls verwendet werden, indem die Erzeugung von positiven Löchern durch Bestrahlung mit Licht o. ä. gefördert wird.
  • Mit 2102 ist ein Halter zum Lagern eines Siliciumsubstrates bezeichnet. Dieser Halter 2102 ist aus einem HF-resistenten Material, wie Ethylentetrafluoridharz (Marke: Teflon), hergestellt. Eine Öffnung 2103, die Kreisform oder eine an einen Kreis angenäherte Form mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser eines zu lagernden Siliciumsubstrates, besitzt, ist im Halter 2102 ausgebildet.
  • Ein Saugmechanismus zum Lagern des Siliciumsubstrates 2101 durch Saugwirkung ist auf einer Fläche des Halters 2102 vorgesehen. Mit diesem Saugmechanismus sind verschiedene Ausführungsformen möglich.
  • Als dieser Saugmechanismus wird gemäß 20 ein Saugkissen 2105 mit einer im Schnitt rechteckigen Form und insgesamt einer Ringform verwendet. Eine Nut ist in einer Fläche dieses Saugkissens 2105 ausgebildet, die das Siliciumsubstrat 2101 durch Saugwirkung hält. Das Siliciumsubstrat 2101 kann vom Saugkissen 2105 durch Saugwirkung gehalten werden, indem der Druck in dem Raum innerhalb dieser Nut mit einer Pumpe 2120 durch ein Saugloch 2110 und eine Druckreduzierleitung 2121 reduziert wird. Das Saugloch 2110 kann auch an diverse Abschnitte der Nut des Saugkissens 2105 angeschlossen sein. Das Material des Saugkissens 2105 ist vorzugsweise HF-resistenter Kautschuk.
  • Bei einem anderen bevorzugten Saugmechanismus sind zwei Nuten, die eine Doppelkonstruktion bilden, entlang der Öffnung 2103 des Halters 2102 ausgebildet, und O-Ringe sind in diese Nuten eingepasst. Das Siliciumsubstrat 2101 wird durch Saugwirkung gehalten, indem der Druck in dem Raum zwischen den beiden O-Ringen durch die Pumpe 2120 und das Saugloch 2110 sowie die Druckreduzierleitung 2121 reduziert wird.
  • Bei noch einem anderen bevorzugten Saugmechanismus ist ein ringförmiges Saugkissen, das im Querschnitt eine konkave Form, eine U-Form oder irgendeine andere Form besitzt, entlang der Öffnung 2103 angeordnet. Das Siliciumsubstrat 2101 wird durch Saugwirkung gehalten, indem der Druck in einem hohlen Abschnitt, der von einer Öffnung (d. h. einem Tal der konkaven Form) dieses Saugkissens und dem Siliciumsubstrat 2101 gebildet wird, mit der Pumpe 2120 reduziert wird.
  • Bei noch einem anderen bevorzugten Saugmechanismus ist eine Nut in der Saugfläche des Halters 2102 ausgebildet, und das Siliciumsubstrat wird durch Saugwirkung gehalten, indem der Druck in dieser Nut von der Pumpe 2120 reduziert wird.
  • Die Vorderseite und Rückseite des Siliciumsubstrates 2101 werden von dem vorstehend beschriebenen Saugmechanismus vorzugsweise vollständig getrennt. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung macht jedoch nicht unbedingt eine vollständige Trennung erforderlich. Beispielsweise ist es auch möglich, einen Saugmechanismus zu verwenden, mit dem ein oder mehrere Abschnitte des Siliciumsubstrates 2101 gelagert werden und das Siliciumsubstrat und der Halter nicht vollständig abgedichtet sind.
  • Die Form der Öffnung 2103 ist im wesentlichen an die Form eines Abschnittes angepasst, an dem die Rückseite des Siliciumsubstrates 2101 mit einer HF-Lösung 2115 in Kontakt tritt. Die Größe dieser Öffnung 2103 kann in einem gewissen Ausmaß geringer sein als die des Siliciumsubstrates 2101.
  • Beispielsweise kann der Öffnungsdurchmesser um etwa 60 mm kleiner sein als der Durchmesser des Siliciumsubstrates 2101, d. h. es ist möglich, einen Öffnungsdurchmesser zu verwenden, mit dem ein Bereich, an dem das Siliciumsubstrat 2101 nicht in Kontakt mit der HF-Lösung 2115 steht, einen Abstand von etwa 30 mm vom Rand des Siliciumsubstrates 2101 besitzt. Die Erfinder haben festgestellt, daß selbst bei Verwendung eines solchen Öffnungsdurchmessers die Dicke eines anodisierten Abschnittes des Siliciumsubstrates 2101 von der Mitte bis zum Rand im wesentlichen konstant ist.
  • Wenn daher der Durchmesser der Öffnung 2103 des Halters 2102 beispielsweise 90 mm beträgt, können beliebige Siliciumsubstrate mit Durchmessern von 100 mm (4''), 125 mm (5'') und 150 mm (6'') bearbeitet werden. Die Verteilung der anodisierten Produkte ist bei sämtlichen Siliciumsubstraten mit diesen Durchmessern gut und ihre Qualitäten sind gleich.
  • Beim Halten eines Siliciumsubstrates mit einem Durchmesser von 100 mm (4'') durch Saugwirkung beträgt jedoch der Durchmesser der Öffnung 2103 vorzugsweise 90 mm oder weniger, wenn das vollständige Abdichten einer Orientierungsebene und die Ermöglichung eines Unterschiedes während das Saugvorganges berücksichtigt werden sollen.
  • Wenn der Durchmesser der Öffnung 2103 auf 90 mm oder weniger verringert wird, ist es jedoch schwierig, einen gleichmäßigen porösen Film auszubilden, wenn ein Silici umsubstrat mit einem Durchmesser von 150 mm (6'') vom Saugkissen 2105 durch Saugwirkung gehalten und anodisiert wird.
  • Wenn ein Siliciumsubstrat mit einem Durchmesser von 200 mm (8'') vom Saugkissen 2105 gehalten und anodisiert wird, überschreitet der Unterschied zwischen den Durchmessern des Siliciumsubstrates und der Öffnung 2103 größtenteils 60 mm. Hierdurch wird es schwieriger, einen gleichmäßigen porösen Film zu erzeugen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist ein Saugkissen 2108 ausgebildet, um ein Siliciumsubstrat mit einem Durchmesser, der um einen vorgegebenen Wert größer ist als der Durchmesser der Öffnung 2103, gut zu anodisieren. Dieses Saugkissen 2108 besitzt im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie das Saugkissen 2105 mit Ausnahme des Durchmessers. Das Saugkissen 2108 kann ein Siliciumsubstrat durch Saugwirkung erhalten, indem der Druck in einer Nut von der Pumpe 2120 durch ein Saugloch 2111 und eine Druckreduzierleitung 2122 reduziert wird.
  • Eine Stufe ist zwischen einer Halterfläche 2107, an der das Saugkissen 2108 ausgebildet ist, und einer Zwischenfläche 2104, an der das Saugkissen 2105 ausgebildet ist, vorgesehen. Selbst wenn ein Siliciumsubstrat mit einem großen Durchmesser (d. h. 200 mm) anodisiert werden soll, kann durch diese Stufe der Bereich, in dem die HF-Lösung 2115 mit der Rückseite des Siliciumsubstrates in Kontakt gebracht wird, stark erhöht werden. Auf diese Weise kann der ausgebildete poröse Film gleichmäßig gemacht werden.
  • Um einen porösen Film mit einer guten Verteilung zu erhalten, beträgt die Stufe zwischen der Saugfläche 2104 und der Saugfläche 2107 vorzugsweise 5 mm oder mehr. Selbst wenn diese Stufe geringer ist als 5 mm, kann jedoch ein poröser Film mit einer guten Verteilung erhalten werden, wenn eine Einrichtung zum Entfernen von H2-Gas, das während der Behandlung erzeugt wird, vorgesehen und die HF-Lösung 2115 in ausreichender Weise zur Rückseite eines Siliciumsubstrates geführt wird, das vom Saugkissen 2108 durch Saugwirkung gehalten wird. Bei einem bevorzugten Beispiel ist eine Vielzahl von Löchern in der Zwischenfläche 2104 ausgebildet, so daß sich die Löcher durch den Halter 2102 erstrecken und H2-Gas von der Rückseite eines Siliciumsubstrates durch diese Löcher entfernen. Wenn dies der Fall ist, sind diese Löcher vorzugsweise geschlossen, wenn ein Siliciumsubstrat durch Saugwirkung vom Saugkissen 2105 gehalten und anodisiert wird.
  • Andere Komponenten werden nachfolgend beschrieben. Mit 2109a und 2109b sind eine negative und eine positive Elektrode bezeichnet, die vorzugsweise aus chemisch stabilem Platinmaterial geformt sind. Mit 2112 und 2113 sind Absperrventile bezeichnet, die in den Druckreduzierleitungen 2121 und 2122 vorgesehen sind. Das Ansaugen eines Siliciumsubstrates kann durch Steuern dieser Absperrventile 2112 und 2113 gesteuert werden. Mit 2114 ist ein Verteiler bezeichnet, während mit 2115 eine HF-Lösung bezeichnet ist. Alkohol, wie beispielsweise Ethanol, kann in die HF-Lösung 2115 eingemischt sein, falls erforderlich, um sofort Blasen aus H2 als Reaktionsprodukt von der Siliciumsubstratfläche zu entfernen. Die Pfeile 2117 in 20 zeigen die Richtung eines elektrischen Feldes an. Mit 2118 ist ein vergrößerter Abschnitt des anodisierten Siliciumsubstrates 2101 bezeichnet, der den Zustand zeigt, in dem ein poröser Film von der Siliciumsubstratoberfläche gebildet ist.
  • Bei der in 20 gezeigten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zwei Saugflächen. Die Vorrichtung kann jedoch auch drei oder mehr Saugflächen aufweisen. In diesem Fall können Siliciumsubstrate mit mehr verschiedenen Größen behandelt werden.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Anodisierungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die für die Massenproduktion und die Behandlung von Substraten mit verschiedenen Größen geeignet ist.
  • Genauer gesagt, um ein zu behandelndes Substrat am Halter zu fixieren, ist es lediglich erforderlich, die Rückseite des Substrates gegen die Saugfläche des Halters zu pressen und die Rückseite durch Saugwirkung zu halten. Dies erleichtert die Handhabung eines Substrates.
  • Des weiteren kann ein optimaler Saugmechanismus in Abhängigkeit von der Größe des Substrates ausgewählt werden, um ein zu behandelndes Substrat am Halter zu fixie ren. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger poröser Film unabhängig von der Größe eines Substrates ausgebildet werden. Indem beispielsweise nur ein Halter vorgesehen wird, ist es möglich, in geeigneter Weise Substrate zu behandeln, deren Größen von 4'' oder weniger bis zu 12'' oder mehr reichen.
  • Des weiteren ist es durch Erniedrigen des Durchmessers eines jeden Saugmechanismus des Halters im Vergleich zum Durchmesser eines Substrates nicht mehr erforderlich, die Position der Orientierungsebene eines Substrates, das durch Saugwirkung gehalten werden soll, zu beschränken. Des weiteren kann der Mittelpunkt des Substrates geringfügig vom Mittelpunkt des Halters abweichen.
  • Da der Vorgang zum Halten eines Substrates vereinfacht wird, kann die Anodisierung in einfacher Weise automatisiert werden.
  • Bevorzugte Anordnungen dieser Ausführungsform werden nachfolgend aufgezählt und beschrieben.
  • Erste Anordnung
  • 21A ist eine Vorderansicht eines Halters gemäß der ersten Anordnung dieser Ausführungsform. 21B ist ein Längsschnitt des Halters der 21A.
  • Mit 2201 ist ein zu anodisierendes 4''- oder 5''-Siliciumsubstrat bezeichnet, während mit 2202 ein aus einem Ethylentetrafluoridharz (Marke: Teflon) hergestellter Halter bezeichnet ist. Eine Öffnung 2203 mit einem Durchmesser von 75 mm ist in der Mitte des Halters 2202 ausgebildet.
  • Dieser Halter 2202 besitzt eine Zwischenfläche 2204 zum Halten des 4''-Siliciumsubstrates 2201 durch Saugwirkung und eine Halterfläche 2207 zum Halten eines Siliciumsubstrates 2210 von 6'' oder mehr durch Saugwirkung. Die Zwischenfläche 2204 ist so geformt, daß sie in einer Richtung von der Halterfläche 2207 zur Öffnung 2203 eine Stufe bildet.
  • Diese Stufe ist vorzugsweise 5 mm oder mehr groß, um H2-Gas, das während der Anodisierung des Siliciumsubstrates 2210 erzeugt wird, zu entfernen und eine HF-Lösung gut der Rückseite des Siliciumsubstrates 2210 zuzuführen. Ferner ist der Außenumfang der Zwischenfläche 2204 vorzugsweise konzentrisch zur Öffnung 2203. Bei dieser Anordnung beträgt der Außendurchmesser der Zwischenfläche 2104 130 mm.
  • Zwei Kreisnuten, die eine Doppelkonstruktion bilden, sind in der Zwischenfläche 2204 entlang dem Rand der Öffnung 2293 ausgebildet. O-Ringe 2205a und 2205b aus Perfluoroethylen auf Basis eines Fluorharzes sind in diese Nuten angepasst. Der Innendurchmesser des äußeren O-Ringes 2205a beträgt 92 mm, der Innendurchmesser des inneren O-Ringes 2205b beträgt 79 mm, und der Durchmesser des Querschnittes eines jeden O-Ringes beträgt 2,5 mm.
  • Zwischen dem äußeren O-Ring 2205a und dem inneren O-Ring 2205b ist ein Saugloch 2206 zum Reduzieren des Drucks in dem von diesen beiden O-Ringen und dem Siliciumsubstrat 2201 gebildeten Raum ausgebildet. Dieses Saugloch 2206 erstreckt sich zum oberen Abschnitt des Halters 2202. Um das Siliciumsubstrat 2201 durch Saugwirkung zu erhalten, ist es nur erforderlich, den Druck in dem Raum zwischen den O-Ringen über eine Pumpe (nicht gezeigt), die an das Saugloch 2206 über eine Druckreduzierleitung angeschlossen ist, zu reduzieren.
  • Der Durchmesser des 4''-Siliciumsubstrates 2201 beträgt 100 mm. Daher kann die Lage einer Orientierungsebene in jede beliebige Richtung weisen, solange wie der Mittelpunkt des Siliciumsubstrates 2201 und der Mittelpunkt der Öffnung 2203 im wesentlichen miteinander übereinstimmen. Es ist daher nicht erforderlich, die Position einer Orientierungsebene zu berücksichtigen, wenn das Siliciumsubstrat 2201 durch Saugwirkung vom Halter 2202 gehalten wird. Dies ist in entsprechender Weise bei dem 5''-Siliciumsubstrat 2201 der Fall.
  • Zusätzlich sind zwei kreisförmige Nuten, die eine Doppelkonstruktion bilden, in der Halterfläche 2207 entlang dem Außenumfang der Zwischenfläche 2204 ausgebildet. O-Ringe 2208a und 2208b aus Perfluoroethylen auf Basis eines Fluorharzes sind in diese Nuten eingepasst. Der Innendurchmesser des äußeren O-Ringes 2208a beträgt 141 mm, der Innendurchmesser des inneren O-Ringes 2208b beträgt 133 mm, und der Durchmesser des Querschnittes eines jeden O-Ringes beträgt 2,5 mm.
  • Zwischen dem äußeren O-Ring 2208a und dem inneren O-Ring 2208b ist ein Saugloch 2209 zum Reduzieren des Drucks in dem von diesen beiden O-Ringen und dem Siliciumsubstrat 2210 gebildeten Raum ausgebildet. Dieses Saugloch 2209 erstreckt sich in Richtung auf den oberen Abschnitt des Halters 2202. Um das Siliciumsubstrat 2210 durch Saugwirkung zu halten, ist es lediglich erforderlich, den Druck in dem Raum zwischen den O-Ringen über eine Pumpe (nicht gezeigt), die an das Saugloch 2209 über eine Druckreduzierleitung angeschlossen ist, zu reduzieren.
  • Der Durchmesser des 6''-Siliciumsubstrates 2210 beträgt 150 mm. Daher kann die Lage einer Orientierungsebene in jede beliebige Richtung weisen, solange wie der Mittelpunkt des Siliciumsubstrates 2210 und der Mittelpunkt der Öffnung 2203 im wesentlichen übereinstimmen. Es ist somit nicht erforderlich, die Position einer Orientierungsebene zu berücksichtigen, wenn das Siliciumsubstrat 2210 durch Saugwirkung vom Halter 2202 gehalten wird. Dies trifft in entsprechender Weise auf das Siliciumsubstrat 2210 zu, das größer ist als 6''.
  • Dieser Halter 2202 kann sowohl für das 4''- (oder 5'') Siliciumsubstrat 2201 als auch für das Siliciumsubstrat 2210 mit 6'' oder mehr verwendet werden. Diese beiden Arten von Siliciumsubstrat werden natürlich nicht gleichzeitig durch Saugwirkung gehalten und anodisiert, d. h. zu einem Zeitpunkt wird nur ein Substrattyp bearbeitet.
  • Die Abmessungen der einzelnen Teile des Halters 2202 können in Abhängigkeit von der Größe des zu bearbeitenden Siliciumsubstrates in geeigneter Weise verändert werden.
  • Beim praktischen Anodisieren eines Siliciumsubstrates wird der Halter 2202, der das Siliciumsubstrat durch Saugwirkung hält, in einem Anodisierungsbad angeordnet. 22 zeigt die Art und Weise, in der der Halter 2202 in einem Anodisierungsbad angeordnet ist. Der Halter 2202 und ein Anodisierungsbad 2211 können auch integriert sein.
  • Das Anodisierungsbad 2211 ist aus einem Ethylentetrafluoridharz wie der Halter 2202 hergestellt. Platinelektroden 2213a und 2213b sind an den beiden Seiten des Anodisierungsbades 2211 befestigt. In der Mitte des Anodisierungsbades 2211 ist eine Halternut 2212 zum Halten des Halters 2202 ausgebildet. Wenn der Halter 2202, der durch Saugwirkung ein Siliciumsubstrat hält, in diese Halternut 2212 eingepaßt worden ist, wird das Anodisierungsbad 2211 in einen rechten und linken Abschnitt unterteilt und eine im Bad angeordnete HF-Lösung 2214 getrennt.
  • In diesem Zustand wird eine Gleichstromspannung unter Verwendung der Platinelektrode 2213a als negative Elektrode und der Platinelektrode 2213b als positive Elektrode angelegt. Hierdurch werden der gesamte Bereich der Vorderseite des Siliciumsubstrates und ein Abschnitt (ein Rückseitenumfangsabschnitt) seiner Rückseite außerhalb des äußeren O-Ringes 2205a anodisiert. Auf diese Weise kann eine poröse Siliciumschicht über die gesamte Vorderseite und den Rückseitenumfangsabschnitt des Siliciumsubstrates ausgebildet werden.
  • 23 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Anodisierungsbades zeigt, das eine Vielzahl von Haltern 2202 halten kann. Wie in 23 gezeigt, kann eine Vielzahl von Haltern 2202 erhalten werden, indem eine Vielzahl von Halternuten 2212 in einem Anodisierungsbad 2211' ausgebildet wird. Hierdurch wird die Produktivität weiter verbessert. Die Halter sind bei diesem Beispiel eines Anodisierungsbades in Reihe angeordnet, können jedoch auch parallel oder in Matrixform angeordnet sein. Auch können die Halter 2202 und das Anodisierungsbad 2211' integriert sein.
  • Ein Beispiel eines Waferförderroboters zum automatischen Befestigen und Lösen eines Siliciumsubstrates am und vom Halter 2202 wird nachfolgend beschrieben.
  • 24 zeigt schematisch die Anordnung eines einzigen Waferförderroboters, der für diese Anordnung geeignet ist. Dieser Waferförderroboter ist durch Kombinieren von zwei Waferförderrobotern 1307 und 1330 gebildet.
  • Der erste Waferförderroboter 1307 hält die Rückseite eines Siliciumsubstrates 2220 durch Saugwirkung. Wie durch den Pfeil a angedeutet ist, fördert der erste Waferförderroboter 1307 das Siliciumsubstrat 2220 zur Nachbarschaft der Vorderseite des Halters 2202 und überführt das Siliciumsubstrat 2220 zum zweiten Förderroboter 1330. Wenn der zweite Waferförderroboter 1330 das Siliciumsubstrat 2220 durch Saugwirkung hält, bewegt sich der erste Waferförderroboter 1307 einmal nach oben und dann vom Anodisierungsbad 2211' in der entgegengesetzten Richtung zum Pfeil a weg.
  • Nach dem Halten der Rückseite des Siliciumsubstrates 2220 durch Saugwirkung fördert der zweite Förderroboter 1330 das Siliciumsubstrat 2220, wie durch einen Pfeil b angedeutet. Diese Funktionsweise des zweiten Förderroboters 1330 ändert sich mit der Größe des Siliciumsubstrates 2220. Mit anderen Worten, wenn die Größe des Siliciumsubstrates 2220 4'' (oder 5'') beträgt, fördert der zweite Förderroboter 1330 das Siliciumsubstrat 2220 in die Position der O-Ringe 2205. Wenn andererseits die Größe des Siliciumsubstrates 2220 6'' (oder mehr) beträgt, fördert der zweite Waferförderroboter 1330 das Siliciumsubstrat 2220 zur Position der O-Ringe 2208.
  • Wenn das Siliciumsubstrat 2220 in die Position gefördert worden ist, in der es mit dem O-Ring 2205 oder 2208 in Kontakt gebracht und durch Saugwirkung von diesem O-Ring 2205 oder 2208 gehalten wird, gibt der zweite Waferförderroboter 1330 das Siliciumsubstrat 2220 frei. Danach bewegt sich der zweite Waferförderroboter 1330 in Richtung des Pfeiles B weiter und dann nach oben, wie durch den Pfeil c angedeutet, um sich vom Anodisierungsbad 2211' weg zu bewegen.
  • Vor dem Fördern des Siliciumsubstrates 2220 bewegt sich der zweite Waferförderroboter 1330 in den entgegengesetzten Richtungen zu den Pfeilen c und b in die Position (in 24 gezeigt), in der der zweite Waferförderroboter 1330 das Siliciumsubstrat 2220 durch Saugwirkung hält.
  • Durch die Verwendung des Waferförderroboters, der in der vorstehend beschriebenen Weise funktioniert, wird die Automatisierung der Anodisierung möglich.
  • Zweite Anordnung
  • 25 ist eine Schnittansicht eines Halters gemäß der zweiten Anordnung dieser Ausführungsform. Dieser Halter 2303 kann in Kombination mit dem Anodisierungsbad 2211 oder 2211' gemäß der ersten Anordnung verwendet werden. Auch der in 24 gezeigte einzige Waferförderroboter ist zum Befestigen und Lösen eines Siliciumsubstrates geeignet.
  • Der Halter 2303 gemäß dieser Anordnung wird durch Austausch der doppelten O-Ringe im Halter gemäß der ersten Anordnung durch andere Saugmechanismen erhalten. Mit anderen Worten, der Halter 2303 besitzt einen Saugmechanismus zum Halten eines 4'' (oder 5'')-Siliciumsubstrates 2301 durch Saugwirkung und einen Saugmechanismus zum Halten eines Siliciumsubstrates 2302 von 6'' oder mehr durch Saugwirkung.
  • Bei dieser Anordnung finden als Siliciumsubstratsaugmechanismen Saugkissen 2305 und 2306 Verwendung, die jeweils eine U-Form im Schnitt und insgesamt eine Ringform besitzen.
  • Sauglöcher 2312 und 2313, die mit Druckreduzierleitungen 2307 und 2308 in Verbindung stehen, sind in Abschnitten der Saugkissen 2305 und 2306 ausgebildet. Absperrventile 2309 und 2310 sind an den Endabschnitten der Druckreduzierleitungen 2307 und 2308 vorgesehen. Ein Verteiler 2311 ist nach diesen Absperrventilen vorgesehen und vereinigt die beiden Druckreduzierleitungen zu einer einzigen Leitung. Um die Siliciumsubstrate 2301 und 2302 zu erhalten, ist es lediglich erforderlich, die Absperrventile 2309 und 2310 zu öffnen.
  • Wenn Saugkissen mit einer U-Form im Schnitt als Saugmechanismen verwendet werden, wie bei dieser Anordnung, wird der Freiheitsgrad der mit den Siliciumsubstraten in Kontakt stehenden Abschnitte im Vergleich zur ersten Anordnung erhöht. Hierdurch wird die Notwendigkeit vermieden, die Siliciumsubstrate genau zu den Kontaktabschnitten zu fördern.
  • Dritte Anordnung
  • 26 ist eine Schnittansicht eines Halters gemäß der dritten Anordnung dieser Ausführungsform. Dieser Halter 2303' kann in Kombination mit dem Anodisierungsbad 2211 oder 2211' gemäß der ersten Anordnung verwendet werden. Auch der in 24 gezeigte einzige Waferförderroboter ist zum Befestigen und Lösen eines Siliciumsubstrates geeignet.
  • Der Halter 2303' gemäß dieser Anordnung wird durch Austausch der Saugkissen 2305 und 2306 im Halter der ersten Anordnung durch andere Saugmechanismen erhalten, d. h. durch Saugkissen 2305' und 2306' mit einem konkaven Querschnitt. Die gleichen Bezugszeichen wie in 25 bezeichnen gleiche Teile, so daß auf eine detaillierte Beschreibung hiervon verzichtet wird.
  • Wenn Saugkissen mit einem konkaven Schnitt als Saugmechanismen verwendet werden, wie bei dieser Anordnung, wird der Freiheitsgrad der mit den Siliciumsubstraten in Kontakt stehenden Abschnitte wie bei der zweiten Anordnung erhöht. Hierdurch wird die Notwendigkeit vermieden, die Siliciumsubstrate genau zu den Kontaktabschnitten zu fördern.
  • Vierte Anordnung
  • 27 ist eine Schnittansicht eines Halters gemäß der vierten Anordnung dieser Ausführungsform. Dieser Halter 2403 kann in Kombination mit dem Anodisierungsbad 2211 oder 2211' gemäß der ersten Anordnung verwendet werden. Auch der in 24 gezeigte einzige Waferförderroboter ist zum Befestigen und Lösen eines Siliciumsubstrates geeignet.
  • Der Halter 2403 dieser Ausführungsform wird erhalten, indem der doppelte O-Ring im Halter der ersten Anordnung durch andere Saugmechanismen ausgetauscht wird. Mit anderen Worten, der Halter 2403 besitzt einen Saugmechanismus zum Halten eines 4'' (oder 5'')-Siliciumsubstrates 2401 durch Saugwirkung und einen Saugmechanismus zum Halten eines Siliciumsubstrates 2402 von 6'' oder mehr durch Saugwirkung.
  • Bei dieser Anordnung finden Saugkissen 2405 und 2406, die jeweils eine rechteckige Form im Schnitt und insgesamt eine Ringform besitzen, als Siliciumsubstratsaugmechanismen Verwendung.
  • Nuten zum Halten der Siliciumsubstrate 2401 und 2402 durch Saugwirkung sind in diesen Saugkissen 2405 und 2406 ausgebildet. Sauglöcher 2407 und 2408, die mit Druckreduzierleitungen 2411 und 2412 in Verbindung stehen, sind in diesen Nuten ausgebildet. Absperrventile 2409 und 2410 sind an den Endabschnitten der Druckreduzierleitungen 2411 und 2412 vorgesehen. Ein Verteiler 2413 ist nach diesen Absperrventilen angeordnet und vereinigt die beiden Druckreduzierleitungen zu einer einzigen Leitung. Um die Siliciumsubstrate 2401 und 2402 zu erhalten, ist es lediglich erforderlich, die Absperrventile 2409 und 2410 zu öffnen.
  • Wenn ein Siliciumsubstrat unter Verwendung des Halters 2403 gemäß dieser Anordnung in Kombination mit dem Anodisierungsbad 2211 oder 2211' anodisiert wird, wird nur die Vorderseite des Siliciumsubstrates anodisiert, während seine Rückseite nicht anodisiert wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Saugkissen 2405 oder 2406 in engen Kontakt mit der Rückseite des Siliciumsubstrates 2401 oder 2402 gebracht wird, so daß eine HF-Lösung auf der Vorderseite des Siliciumsubstrates sich nicht zur Rückseite des Siliciumsubstrates bewegt. Mit anderen Worten, wenn eine Anodisierung unter Verwendung dieses Halters 2403 durchgeführt wird, wird nur die Vorderseite des Siliciumsubstrates porös gemacht und keine poröse Schicht auf seiner Rückseite ausgebildet. Daher kann der wirksame Bereich (d. h. ein verwendbarer Bereich, wenn ein SOI-Substrat geformt werden soll) vergrößert werden.
  • Fünfte Anordnung
  • 28 ist eine Schnittansicht eines Halters gemäß der fünften Anordnung dieser Ausführungsform. Dieser Halter 2505 kann in Kombination mit dem Anodisierungsbad 2211 oder 2211' gemäß der ersten Anordnung verwendet werden. Auch der in 24 gezeigte einzige Waferförderroboter ist zur Befestigung und zum Lösen eines Siliciumsubstrates geeignet.
  • Der Halter 2505 gemäß dieser Anordnung besitzt eine Vielzahl von Saugmechanismen zur Bearbeitung von Siliciumsubstraten verschiedener Größen. Mit anderen Worten, ein stufenförmiges Loch ist im Hauptkörper des Halters ausgebildet und erstreckt sich von der Vorderseite zur Rückseite des Hauptkörpers des Halters, und der Halter 2505 besitzt einen Siliciumsubstratsaugmechanismus auf jedem Stufenabschnitt (Zwischenfläche) dieses Hauptkörpers.
  • Mit 2505 ist ein Halter zum Lagern eines Siliciumsubstrates bezeichnet. Der Halter 2505 besteht aus einem HF-resistenten Material, wie einem Ethylentetrafluoridharz (Marke: Teflon). Der Halter 2505 besitzt von der Rückseite zur Rückseite Saugmechanismen für ein 12''-Substrat, ein 8''-Substrat, ein 6''-Substrat und ein 5''-Substrat (und ein 4''-Substrat) auf einer Halterfläche 2524, einer Zwischenfläche 2523, einer Zwischenfläche 2522 und einer Zwischenfläche 2521. Die Zahl der Stufenabschnitte (Saugmechanismen) kann erhöht werden, um ein 12'' überschreitendes Siliciumsubstrat zu erhalten, oder es kann eine nicht erforderliche Zwischenfläche weggelassen werden.
  • Bei der in 28 gezeigten Anordnung finden doppelte O-Ringe 2507, 2508, 2509 und 2510 als Saugmechanismen Verwendung. Ebenso wirksam können jedoch auch Saugmechanismen wie bei den vorstehend beschriebenen zweiten bis vierten Anordnungen verwendet werden.
  • Bei dieser Anordnung beträgt der Außendurchmesser der Zwischenfläche 2523 für ein 8''-Substrat 280 mm, der Außendurchmesser der Zwischenfläche 2522 für ein 6''-Substrat 180 mm, der Außendurchmesser der Zwischenfläche 2521 für ein 4''-Substrat (und ein 5''-Substrat) 130 mm und der Durchmesser einer Öffnung 2506 75 mm. Es können jedoch auch andere Abmessungen Anwendung finden.
  • Um einen porösen Film mit einer guten Verteilung für Siliciumsubstrate dieser Größen zu erhalten, beträgt die Stufe zwischen den benachbarten Saugflächen vorzugsweise 5 mm oder mehr. Selbst wenn diese Stufe jedoch weniger als 5 mm beträgt, kann ein poröser Film mit einer guten Verteilung erhalten werden, wenn eine Einrichtung zum Entfernen von H2-Gas, das während der Bearbeitung erzeugt wird, und zum ausreichenden Zuführen der HF-Lösung zur Rückseite eines zu bearbeitenden Siliciumsubstrates vorgesehen wird. Ein bevorzugtes Beispiel besteht darin, eine Vielzahl von Löchern 2531 bis 2533 in den Saugflächen 2521 bis 2523 auszubilden, so daß sich die Löcher durch den Halter 2505 erstrecken, und H2-Gas von den Rückseiten der Siliciumsubstrate durch diese Löcher zu entfernen. Wenn dies der Fall ist, werden diese Löcher vorzugsweise in Abhängigkeit von der Größe eines zu bearbeitenden Siliciumsubstrates geschlossen, um zu verhindern, daß sich die HF-Lösung zwischen der Vorderseite und Rückseite des Siliciumsubstrates bewegt. Wenn beispielsweise ein Siliciumsubstrat 2503 bearbeitet werden soll, wird das Vorhandensein eines Loches 2533 nicht bevorzugt, so daß dieses Loch 2533 vorzugsweise geschlossen wird. Ein anderes bevorzugtes Beispiel besteht darin, den Raum auf der Rückseite eines Siliciumsubstrates durch Eintiefung der Zwischenflächen mit Ausnahme der Abschnitte zum Lagern der O-Ringe als Saugmechanismen in Richtung auf die Rückseite zu vergrößern.
  • Sauglöcher 2511 bis 2514 zum Reduzieren der Drücke in den Räumen zwischen den doppelten O-Ringen 2507 bis 2510 sind für diese O-Ringe ausgebildet und an Druckreduzierleitungen 2541 bis 2544 im oberen Abschnitt des Halters 2505 angeschlossen. Diese Druckreduzierleitungen 2541 bis 2544 sind an Absperrventile 2515 bis 2518 und dann an einen Verteiler 2519 angeschlossen. Der Verteiler 2519 vereinigt die vier Druckreduzierleitungen zu einer einzigen Leitung. Zum Halten der Siliciumsubstrate 2501 bis 2504 ist es lediglich erforderlich, die Absperrventile 2515 bis 2518 zu öffnen.
  • Bei dieser Anordnung können Siliciumsubstrate verschiedener Größen bearbeitet werden, da eine Vielzahl von Saugmechanismen vorgesehen ist.
  • Wenn eine Anodisierung unter Verwendung eines Anodisierungsbades mit einer Vielzahl von Haltern bei den obigen verschiedenen Ausführungsformen durchgeführt wird, können Siliciumsubstrate mit unterschiedlichen Größen gleichzeitig bearbeitet werden. Wenn dies der Fall ist, werden die Absperrventile der einzelnen Halter unabhängig voneinander in Abhängigkeit von den Größen der zu bearbeitenden Siliciumsubstrate gesteuert. Wenn beispielsweise ein 4''-Siliciumsubstrat und ein 6''-Siliciumsubstrat gleichzeitig behandelt werden sollen, wird das 4''-Siliciumsubstrat durch Steuern eines 4''-Absperrventiles für einen Halter zur Bearbeitung eines 4''-Siliciumsubstrates befestigt und gelöst. Analog dazu wird das 6''-Siliciumsubstrat durch Steuerung eines 6''-Absperrventiles für einen Halter zur Bearbeitung eines 6''-Siliciumsubstrates befestigt und gelöst.
  • Sechste Anordnung
  • Diese Anordnung stellt ein automatisches Anodisierungsbad zur Verfügung, das das Anodisierungsbad 2111', den ersten Waferförderroboter 1307 und den zweiten Waferförderroboter 1330 gemäß der ersten Anordnung umfasst. 29 ist eine schematische Draufsicht der automatischen Anodisierungsvorrichtung. Bei dieser Anordnung besitzt das Anodisierungsbad 2211' 25 Halter 2202 und hat die Fähigkeit, gleichzeitig 25 Wafer zu behandeln.
  • Mit 1301 ist der Hauptkörper der automatischen Anodisierungsvorrichtung bezeichnet. Die Funktionsweise dieser Anodisierungsvorrichtung wird von einem Computer gesteuert. Ein Lader 1302 hat die Aufgabe, den auf dem Lader 1302 angeordneten Waferträger in eine Position zu bewegen, in der der erste Waferförderroboter 1307 einen Wafer durch Saugwirkung halten kann.
  • 30 ist eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens zum Anordnen von in einem Waferträger gespeicherten Wafern im Anodisierungsbad 2211'. Wenn eine Bedienungsperson einen Waferträger 1312 auf einem Tisch 1302a des Laders 1302 anordnet, wird der Waferträger 1312 automatisch zu einem Tisch 1302b und dann zu einem Tisch 1302c unter der Steuerung eines Computers gefördert. Dann bewegt sich eine Platte 1311 mit Nuten zum Halten von Wafern von einer Stelle unterhalb des Waferträgers 1312 auf dem Tisch 1302c durch ein Fenster (Öffnung) im unteren Abschnitt des Waferträgers 1312. Somit werden sämtliche Wafer, die im Waferträger 1312 gespeichert sind, von den Nuten der Platte 1311 gehalten und vom Waferträger 1312 nach oben bewegt (der in 30 gezeigte Zustand).
  • In diesem Zustand klemmt der Waferförderroboter 1307 die Wafer einen nach dem anderen vom äußersten Wafer an fest und, wie durch den Pfeil d angedeutet, fördert jeden Wafer zur Vorderseite eines entsprechenden Halters 2202 im Anodisierungsbad 2211'. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der zweite Waferförderroboter 1330 bereits in eine Waferempfangsposition bewegt und wartet in dieser Position. Dabei hält der zweite Waferförderroboter 1330 den geförderten Wafer durch Saugwirkung und fördert diesen in eine Position, in der der Wafer mit O-Ringen des entsprechenden Halters in Kontakt steht.
  • In diesem Zustand kann der Wafer durch Saugwirkung durch Öffnen eines entsprechenden Absperrventiles unter der Computersteuerung gehalten werden. Wenn der Wafer auf diese Weise durch Saugwirkung gehalten wird, gibt der zweite Waferförderroboter 1330 den Wafer frei und ist zur Anordnung des nächsten Wafers bereit.
  • Durch Wiederholung des obigen Vorganges werden sämtliche Wafer auf der Platte 1311 in den Waferhaltern 2202 des Anodisierungsbades 2211' angeordnet.
  • Die Anodisierung wird dann unter Computersteuerung durchgeführt, indem eine Gleichstromspannung zwischen Platinelektroden 2213a und 2213b gelegt wird, die an den beiden Enden des Anodisierungsbades 2211' ausgebildet sind.
  • Danach werden die vollständig anodisierten Wafer mit reinem Wasser gewaschen. 15A ist eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens des Förderns der vollständig anodisierten Wafer zu einem Waschbad und zum Waschen dieser Wafer. 15B ist eine Draufsicht, die die Konstruktion einer Platte und eines Waferträgers in dem in 15A dargestellten Waschbad zeigt. 15C ist eine Ansicht zur Darstellung des Verfahrens zum Speichern der vollständig gewaschenen Wafer in einem Waferträger und zum Entfernen der Wafer aus dem Waschbad.
  • Die vollständig anodisierten Wafer werden vom zweiten Waferförderroboter 1330 von den O-Ringen getrennt und zum ersten Waferförderroboter 1307 überführt. Der erste Waferförderroboter 1307 fördert die Wafer über den zweiten Waferförderroboter 1330, wie durch den Pfeil e angedeutet (30), zu einem Abschnitt über einem Waschbad 1304 und taucht die Wafer in reines Wasser im Waschbad 1304 ein. Eine Platte 1314 mit 25 Waferhaltenuten ist im Waschbad 1304 fixiert, und die Wafer werden nacheinander in diesen Nuten angeordnet.
  • Ein Waferträger 1313 ist vorher in das Waschbad 1304 eingetaucht worden. Dieser Waferträger 1313 besitzt eine Form, die in der Lage ist, sämtliche in den Nuten der Platte 1314 gehaltenen Wafer durch Aufwärtsbewegen derselben aufzunehmen, wenn der Waferträger 1313 aufwärts bewegt wird. Ferner besitzt der Waferträger 1313 eine Öffnung 1313a, die die Platte 1314 passieren kann, wenn der Waferträger 1313 die Wafer an der Platte 1314 aufwärts bewegt.
  • Wenn die Wafer vollständig gewaschen worden sind, wie in 15C gezeigt, hebt ein Trägerförderroboter 1308 den Waferträger 1313 an, lagert sämtliche Wafer an der Platte 1314 im Waferträger 1313 und fördert den Waferträger 1313 zu einer Trägeraufnahmeeinheit 1305a auf einem Schleudertrockner 1305. Der Waferträger 1313 wird auf dieser Trägerempfangseinheit 1305a so angeordnet, daß die Waferflächen in eine Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägerförderroboters 1308 weisen. Dieser Zustand ist geeignet, damit sich die Waferträger 1313 um ihre Achsen auf dem Schleudertrockner 1305 drehen können.
  • Die vom Schleudertrockner 1305 getrockneten Wafer werden, während sie im Waferträger 1313 gehalten werden, vom Trägerförderroboter 1308 zum Tisch eines Entladers 1306 gefördert. Durch eine Reihe von diesen Vorgängen werden 25 poröse Wafer erhalten.
  • Bei dieser Vorrichtung bewegt sich der erste Waferförderroboter 1307 vertikal entlang einer Welle 1307a und horizontal entlang einer horizontalen Welle 1350. Der zweite Waferförderroboter 1330 bewegt sich vertikal entlang einer vertikalen Welle 1330a und horizontal entlang einer horizontalen Welle 1351. Der Trägerförderroboter 1308 bewegt sich vertikal entlang einer vertikalen Welle 1308a und horizontal entlang der horizontalen Welle 1350.
  • Ein Umwälzfiltrationssystem für eine HF-Lösung wird nachfolgend beschrieben. Eine Filtereinheit 1309 im Um wälzfiltrationssystem hat die Aufgabe, die das Anodisierungsbad 2211' überströmende HF-Lösung umzuwälzen und zu filtrieren und die HF-Lösung zum Anodisierungsbad 2211' zurückzuführen. Dieses Umwälzfiltrationssystem hat die Aufgabe, im Anodisierungsbad 2211' erzeugte Partikel u. ä. zu entfernen und auf wirksame Weise feine Blasen zu beseitigen, die durch die Anodisierungsreaktion erzeugt werden und an den Waferoberflächen haften bleiben.
  • Bei dieser automatischen Anodisierungsvorrichtung sind das Anodisierungsbad 2211', das Waschbad 1304 und die Trägerempfangseinheit 1305a des Schleudertrockners 1305 in der Draufsicht im wesentlichen linear angeordnet und weisen die Waferflächen in einer Richtung senkrecht zu den Bewegungsrichtungen des ersten und zweiten Waferförderroboters 1307 und 1330. Hierdurch wird die Effizienz der Waferförderung zwischen den einzelnen Schritten (Anodisierung, Waschen und Trocknen) verbessert und die Produktivität erhöht. Des weiteren kann die Anordnung vereinfacht werden, da die Roboter nur in zwei Richtungen bewegt werden, wie vorstehend beschrieben.
  • Bei der vorstehend beschriebenen automatischen Anodisierungsvorrichtung ist es auch möglich, eine Anordnung zu verwenden, bei der die Waferförderroboter 1307 und 1330 unter Verwendung der gleichen Horizontalwelle angetrieben werden.
  • Diese Anordnung kann verwirklicht werden, indem ein Hubmechanismus zum horizontalen Antreiben der Waferförderroboter 1307 und 1330 entlang der Horizontalwelle durch Integrieren der Hauptkörper 1307b und 1330b der Waferförderroboter 1307 und 1330 und durch Bewegung einer Saugeinheit 1307a des Waferförderroboters 1307 nach oben und nach unten und ein Horizontalantriebsmechanismus zum Bewegen einer Saugeinheit 1330a des Waferförderroboters 1330 in Axialrichtung (Horizontalrichtung) der Horizontalwelle 1330 vorgesehen werden.
  • Um bei dieser Anordnung einen Wafer im Anodisierungsbad 2211' anzuordnen, wird ein in der Platte 1311 gehaltener Wafer durch Saugwirkung von der Saugeinheit 1307a gehalten und zur Vorderseite eines entsprechenden Halters 2202 im Anodisierungsbad 2211' gefördert, wie durch den Pfeil d in 30 gezeigt. Nachdem die Saugeinheit 1330a des Waferförderroboters 1330 vom Horizontalantriebsmechanismus in 30 nach links bewegt worden ist, um den Wafer durch Saugwirkung zu halten, wird die Saugeinheit 1307a vom Hubmechanismus nach oben bewegt. Danach wird die Saugeinheit 1330a vom Horizontalantriebsmechanismus in 30 nach rechts in eine Position bewegt, in der der Wafer mit den O-Ringen des Halters 2202 in Kontakt tritt, und der Wafer wird durch Saugwirkung vom Halter 2202 gehalten.
  • Um einen Wafer vom Anodisierungsbad 2211' zum Waschbad 1304 zu überführen, wird die Rückseite des Wafers von der Saugeinheit 1330a durch Saugwirkung gehalten, und der durch die O-Ringe des Halters 2202 auf den Wafer ausgeübte Saugeffekt wird abgebaut. Die Saugeinheit 1330a wird in 30 nach links bewegt, um einen vorgegebenen Abstand zwischen dem Wafer und dem Halter 2202 herzustellen. Die Saugeinheit 1307a wird vom Hubmechanismus nach unten in eine Position zwischen dem Wafer und dem Halter 2202 bewegt und hält die Rückseite des Wafers. Der von der Saugeinheit 1330a ausgeübte Saugeffekt wird abgebaut, und die Saugeinheit 1330a wird vom Horizontalantriebsmechanismus in 30 nach rechts bewegt. Danach werden die integrierten Waferförderroboter 1307 und 1330 zum Waschbad 1304 bewegt, wie durch den Pfeil e' in 30 angedeutet.
  • Diese Anordnung macht es überflüssig, den Waferförderroboter 1307 über den Waferförderroboter 1330 zu bewegen, wie durch den Pfeil e angedeutet, wenn ein Wafer vom Anodisierungsbad 2211' zum Waschbad 1304 gefördert wird. Daher können die integrierten Waferförderroboter 1307 und 1330 wie durch den Pfeil e' in 30 angedeutet bewegt werden. Somit kann der Waferförderweg verkürzt werden.
  • Siebte Anordnung
  • Diese Anordnung wird durch Verbesserung der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß der sechsten Anordnung hergestellt. 31 ist eine schematische Draufsicht einer verbesserten automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß dieser Anordnung. Die automatische Anodisierungsvorrichtung gemäß dieser Anordnung besitzt einen Trockner 1360 zum Trocknen eines Armes 1308b des Trägerförderroboters 1308, nachdem vollständig gewaschene Wafer in einem Waferträger 1313 gespeichert und von einem Waschbad 1304 zu einer Trägeraufnahmeein heit 1305a auf einem Schleudertrockner 1305 vom Trägerförderroboter 1308 gefördert worden sind.
  • Als Verfahren zum Trocknen des Armes 1308b wird ein Verfahren zum Sprühen von Stickstoffgas oder irgendeines anderen Gases auf den Arm 1308b bevorzugt.
  • Das Waferbehandlungsverfahren der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß dieser Anordnung wird nachfolgend durch Vergleich desselben mit dem Waferbehandlungsverfahren der automatischen Anodisierungsvorrichtung gemäß der sechsten Anordnung beschrieben.
  • Nach dem gleichen Verfahren wie bei der automatischen Anodisierungsvorrichtung der sechsten Anordnung werden vollständig im Waschbad 1304 gewaschene Wafer im Waferträger 1313 gelagert und vom Trägerförderroboter 1308 zur Trägeraufnahmeeinheit 1305a auf dem Schleudertrockner 1305 gefördert.
  • Während der Förderung haftet reines Wasser zum Waschen am Arm 1308b des Trägerförderroboters 1308. Wenn daher der vollständig vom Schleudertrockner 1305 getrocknete Waferträger 1313 vom Trägerförderroboter 1308, an dem das reine Wasser haftet, zu einem Entlader 1306 gefördert wird, kann das reine Wasser wieder an den getrockneten Wafern haften.
  • Daher wird bei der automatischen Anodisierungsvorrichtung dieser Anordnung nach dem Fördern des Waferträgers 1313 vom Waschbad 1304 zum Schleudertrockner 1305 der Trägerförderroboter 1308 so bewegt, daß der Arm 1308b auf dem Trockner 1360 positioniert wird. Der Trockner 1360 trocknet den Arm 1308b durch Sprühen von beispielsweise Stickstoffgas auf den Arm 1308b.
  • Nachdem der Arm 1308b vom Trockner 1360 getrocknet würde und die Wafer sowie der Waferträger 1313 vom Schleudertrockner 1305 getrocknet wurden, ergreift der Förderroboter 1308 den Waferträger 1313 mit dem Arm 1308b und fördert den Waferträger 1313 zum Tisch des Entladers 1306.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, durch Verbesserung des Substratlagerverfahrens die Effizienz der Anodisierung und die Anzahl der Größen von bearbeitbaren Substraten zu erhöhen.
  • Dritte Ausführungsform
  • Diese Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterbasis unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der ersten oder zweiten vorstehend beschriebenen Ausführungsform in einigen der Herstellschritte.
  • Die 32A bis 32F zeigen die Schritte des Halbleiterbasisherstellverfahrens. Dieses Herstellverfahren wird kurz nachfolgend erläutert. Eine poröse Siliciumschicht wird auf einem Einkristallsiliciumsubstrat ausgebildet, und eine nicht poröse Schicht wird auf der porösen Siliciumschicht ausgebildet. Ein erstes Substrat, auf dem vorzugsweise ein Isolationsfilm ausgebildet ist, und ein getrennt hergestelltes zweites Substrat werden so miteinander verbunden, daß der Isolationsfilm dazwischen angeordnet wird. Danach wird das Einkristallsiliciumsubstrat von der Rückseite des ersten Substrates entfernt. Ferner wird die poröse Siliciumschicht geätzt, um ein Halbleitersubstrat herzustellen.
  • Ein praktisches Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterbasis wird nachfolgend in Verbindung mit den 32A bis 32F beschrieben.
  • Zuerst wird ein Einkristall-Si-Substrat 51 zur Ausbildung eines ersten Substrates hergestellt, und eine poröse Si-Schicht 52 wird auf der Hauptfläche des Substrates 51 ausgebildet (32A). Diese poröse Si-Schicht 52 kann durch Bearbeitung der Hauptfläche des Einkristallsubstrates 51 unter Verwendung der Anodisiervorrichtung gemäß der ersten oder zweiten vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgebildet werden.
  • Dann wird mindestens eine nicht poröse Schicht 53 auf der porösen Si-Schicht 52 ausgebildet (32B). Diese nicht poröse Schicht 53 ist vorzugsweise eine Einkristall-Si-Schicht, eine Poly-Si-Schicht, eine amorphe Si-Schicht, eine Metallfilmschicht, eine Verbundhalbleiterschicht oder eine supraleitende Schicht. Auch kann eine Vorrichtung, wie ein MOSFET, in der nicht porösen Schicht 53 ausgebildet werden.
  • Es wird bevorzugt, eine SiO2-Schicht 54 auf der nicht porösen Schicht 53 auszubilden und das entstandene Produkt vorzugsweise als erstes Substrat zu verwenden (32C). Diese SiO2-Schicht 54 ist auch in dem Sinne nützlich, daß beim Verbinden des ersten Substrates und eines zweiten Substrates 55 im nachfolgenden Schritt die Grenzflächenzustandsdichte der Grenzfläche zwischen den verbundenen Flächen von einer aktiven Schicht getrennt werden kann.
  • Danach werden das erste Substrat und das zweite Substrat 55 in engen Kontakt miteinander bei Raumtemperatur gebracht, um die SiO2-Schicht 54 dazwischen anzuordnen (32D). Dann kann die Verbindung auch verfestigt werden, indem eines der nachfolgenden Verfahren angewendet wird: ein Anodenverbindungsverfahren, ein Druckaufbringungsverfahren und, falls erforderlich, ein Kühlverfahren oder eine Kombination dieser Verfahren.
  • Wenn eine Einkristall-Si-Schicht als nicht poröse Schicht 53 ausgebildet wird, wird diese Einkristall-Si-Schicht vorzugsweise mit dem zweiten Substrat 55 verbunden, nachdem die SiO2-Schicht 54 auf der Oberfläche der Einkristall-Si-Schicht beispielsweise durch thermische Oxidation ausgebildet worden ist.
  • Als zweites Substrat 55 findet vorzugsweise ein Si-Substrat, ein durch Ausbilden einer SiO2-Schicht auf einem Si-Substrat erhaltenes Substrat, ein lichtdurchlässiges Substrat, wie Quarz oder Saphir, Verwendung. Das zweite Substrat 55 kann jedoch auch irgendein anderes Substrat sein, solange wie die zu verbindende Oberfläche im wesentlichen eben ist.
  • 32D zeigt den Zustand, in dem das erste und zweite Substrat über die SiO2-Schicht 54 miteinander verbunden worden sind. Diese SiO2-Schicht 54 muß jedoch nicht ausgebildet werden, wenn die nicht poröse Schicht 53 oder das zweite Substrat nicht durch Si gebildet werden.
  • Auch kann eine dünne Isolationsplatte zwischen dem ersten und zweiten Substrat angeordnet werden, wenn diese miteinander verbunden werden.
  • Danach wird das erste Substrat vom zweiten Substrat entfernt, so daß die poröse Si-Schicht 53 zurückbleibt (32E). Als Entfernungsverfahren ist es möglich, ein erstes Verfahren (über das das erste Substrat zerstört wird) durch Schleifen, Polieren oder Ätzen oder ein zweites Verfahren, durch daß das erste und zweite Substrat von der porösen Schicht 53 getrennt werden, einzusetzen. Wenn das zweite Verfahren verwendet wird, kann das getrennte erste Substrat wiederverwendet werden, indem das auf dem Substrat verbleibende poröse Si entfernt, und falls erforderlich, die Substratoberfläche eingeebnet wird.
  • Danach wird die poröse Si-Schicht 52 selektiv weggeätzt (32F).
  • 32E zeigt schematisch das durch das obige Herstellverfahren erhaltene Halbleitersubstrat. Bei diesem Herstellverfahren wird die nicht poröse Schicht 53 (d. h. eine Einkristall-Si-Schicht) eben und gleichmäßig über dem gesamten Bereich der Oberfläche des zweiten Substrates 55 ausgebildet.
  • Wenn beispielsweise ein isolierendes Substrat als zweites Substrat 55 verwendet wird, ist das durch das vollständige Herstellverfahren erhaltene Halbleitersubstrat extrem geeignet für die Herstellung einer isolierten elektronischen Vorrichtung.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können diverse Änderungen und Modifikationen innerhalb der Lehre und des Umfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Zur Festlegung des Umfangs der vorliegenden Erfindung dienen daher die nachfolgenden Patentansprüche.
  • Ein Halter (102) aus einem HF-resistenten Material umfasst ringförmige Saugkissen (105, 108). Das Saugkissen (105 dient dazu, ein kleines Siliciumsubstrat durch Saugwirkung zu halten, und das Saugkissen (108) dient dazu, ein großes Siliciumsubstrat durch Saugwirkung zu halten. Auf diese Weise können Siliciumsubstrate mit verschiedenen Größen bearbeitet werden. Ein Siliciumsubstrat wird durch Saugwirkung gehalten, indem der Druck in einem Raum in einer Nut des Saugkissens von einer Pumpe (120) reduziert wird. Eine Öffnung (103) ist im Halter (102) ausgebildet, so daß beide Flächen des Siliciumsubstrates in Kontakt mit einer HF-Lösung (115) gebracht werden. Das Siliciumsubstrat wird durch Anlegen einer Gleichstromspannung unter Verwendung einer Platinelektrode (109a) als negative Elektrode und einer Platinelektrode (109b) als positive Elektrode anodisiert. Auf diese Weise wird ein Substrat mit einer porösen Schicht hergestellt.

Claims (10)

  1. Substrathalter (102; 2102) zum Halten eines zu anodisierenden Substrates in einem mit einer Elektrolytlösung gefüllten Anodisierungsbad zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden, wobei ein Hauptkörper des Substrathalters eine Öffnung (103; 2103) aufweist, durch die die Elektrolytlösung mit einer Oberfläche des Substrates in Kontakt gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper des weiteren einen Saugmechanismus zum Halten eines äußeren Umfangsabschnittes der Oberfläche des Substrates durch Saugwirkung aufweist.
  2. Substrathalter (102) nach Anspruch 1, bei dem die Öffnung (103) im wesentlichen kreisförmig ist und der Saugmechanismus ein im wesentlichen ringförmiges Saugelement (104) aufweist, das entlang der Öffnung (103) angeordnet ist.
  3. Substrathalter (2102) nach Anspruch 1, bei dem die Öffnung (2103) im wesentlichen kreisförmig ist und mindestens eine im wesentlichen ringförmige Zwischenfläche (2104) zwischen der Vorder- und Rückseite des Hauptkörpers aufweist, wobei die Vorderseite (2107) des Hauptkörpers und die Zwischenfläche (2104) so angeordnet sind, dass sie eine Stufenform bilden, und der Saugmechanismus eine Vielzahl von im wesentlichen ringförmigen Saugelementen (2105, 2108) besitzt, die eine unterschiedliche Größe haben und jeweils an der Vorderseite (2107) des Hauptkörpers und der Zwischenfläche (2104) angeordnet sind.
  4. Substrathalter (102; 2102) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem jedes der im wesentlichen ringförmigen Saugelemente (104; 2105, 2108) zwei O-Ringe (104; 2205a, 2205b, 2208a, 2208b), die eine Doppelkonstruktion bilden, und ein Saugloch (105; 2206, 2207) zum Halten des Substrates durch Reduzierung des Drucks in einem Raum zwischen den beiden O-Ringen umfasst.
  5. Substrathalter (102; 2102) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem jedes der im wesentlichen ringförmigen Saugelemente (104; 2105, 2108) ein Saugkissen (804; 2305', 2306') mit einer im Schnitt konkaven Form und ein Saugloch (805; 2312, 2313) zum Halten des Substrates durch Reduzieren des Drucks in einem Tal des Saugkissens (804; 2305', 2306') umfasst.
  6. Substrathalter (102; 2102) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Saugmechanismus ein Saugkissen (904; 2305, 2306) mit im Schnitt U-Form und ein Saugloch (905; 2312, 2313) zum Halten des Substrates durch Reduzieren des Drucks in einem Raum in einem Tal des Saugkissens (904; 2305, 2306) umfasst.
  7. Anodisierungsvorrichtung zum Anodisieren eines Substrates, die ein mit einer Elektrolytlösung (107; 2115) zu füllendes Anodisierungsbad (108; 2116) aufweist und im Anodisierungsbad (108; 2116) einen Substrathalter (102; 2102) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden (106a, 106b, 2109a, 2109b) hält.
  8. Anodisierungssystem mit einer Anodisierungsvorrichtung (1303) nach Anspruch 7; einer Reinigungsvorrichtung (1304) zum Reinigen eines anodisierten Substrates; einer Trocknungsvorrichtung (1305) zum Trocknen des gereinigten Substrates; und einer Fördervorrichtung (1307, 1308) zum Fördern des Substrates zwischen den Vorrichtungen.
  9. Verfahren zum Herstellen eines Substrates mit einer porösen Schicht mit den folgenden Schritten: Halten eines Abschnittes einer Fläche eines Substrates (101) durch Saugwirkung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden (106a; 106b) in einer Elektrolytlösung (107); und Anodisieren des Substrates (101) durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden (106a; 106b), wobei das Substrat (101) durch Verwendung einer Anodisiervorrichtung nach Anspruch 7 oder eines Anodisiersystems nach Anspruch 8 anodisiert wird.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates mit einer porösen Schicht unter Verwendung von zwei Substraten mit den folgenden Schritten: Halten eines Abschnittes einer Fläche eines Halbleitersubstrates (51) durch Saugwirkung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Elektroden in einer Elektrolytlösung und Anodisieren des Halbleitersubstrates durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden, um auf diese Weise eine poröse Schicht (52) auf einer Fläche des Halbleitersubstrates auszubilden; Ausbilden einer Einkristall-Siliciumschicht (53) auf der porösen Schicht (52) des Halbleitersubstrates; Verbinden eines Substrates (55) mit der Einkristall-Siliciumschicht-Seite des Halbleitersubstrates (51); und Trennen der beiden verbundenen Substrate, so dass die poröse Schicht auf dem anderen Substrat (55) als dem Halbleitersubstrat (51) verbleibt, wobei das Halbleitersubstrat (51) durch Verwendung einer Anodisiervorrichtung nach Anspruch 7 oder eines Anodisiersystems nach Anspruch 8 anodisiert wird.
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