JP2000273699A

JP2000273699A - 陽極化成装置、陽極化成用電極、基板の処理方法及び基板の製造方法

Info

Publication number: JP2000273699A
Application number: JP11082351A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamagata; 憲二山方
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】陽極化成の際のシリコン基板の汚染や化成異常
を低減する。【解決手段】処理対象のシリコン基板１０１の表面側と
マイナス電極１０６との間にはＨＦ溶液１０７を満た
し、シリコン基板１０１の裏面側には円環状のプラス電
極１１０を接触させて、該基板に陽極化成処理を施す。
プラス電極１１０の表面には、シリコン基板１０１を真
空吸着するための溝１１０ａが設けられている。円環状
のプラス電極１１０を採用することにより、シリコン基
板１０１とプラス電極１１０との接触面積を小さくする
ことができ、シリコン基板１０１の汚染が低減される。
また、シリコン基板１０１をプラス電極１１０に吸着す
ることにより、内部応力によるシリコン基板１０１の変
形に起因する化成異常の発生を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽極化成装置、陽
極化成用電極、基板の処理方法及び基板の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】多孔質シリコンは、A.Uhlir及びD.R.Tur
nerにより、弗化水素酸の水溶液中において単結晶シリ
コンを正電位にバイアスして、これを電解研磨する研究
の過程で発見された。

【０００３】その後、多孔質シリコンの反応性に富む性
質を利用して、該多孔質シリコンをシリコン集積回路の
製造の際の素子分離工程に応用する検討がなされ、多孔
質シリコン酸化膜による完全分離技術(FIPOS: Full Iso
lation by Porous OxidizedSilicon)等が開発された(K.
Imai, Solid State Electron 24, 159, 1981)。

【０００４】また、最近では、多孔質シリコン基板上に
シリコンエピタキシャル層を成長させて、該基板を酸化
膜を介して非晶質基板や単結晶シリコン基板に貼り合せ
る直接接合技術等への応用技術が開発された（特開平5-
21338号）。

【０００５】その他の応用として、多孔質シリコンは、
それ自体が発光するフォトルミネッセンスやエレクトロ
ルミネッセンス材料としても注目されている（特開平6-
338631号）。

【０００６】以下、多孔質シリコン層を有する基板を製
造するための従来の陽極化成装置について説明する。

【０００７】図９は、第１の従来例に係る陽極化成装置
の構成を示す図である。この陽極化成装置では、シリコ
ン基板９０１の裏面を金属電極９０２に密着させ、シリ
コン基板９０１の表面の外周部の上にＯリング９０４を
介して槽壁部材９０５を載置して陽極化成槽を形成す
る。そして、シリコン基板９０１に対向させて電極９０
６を配置すると共に槽内にＨＦ溶液９０３を満たした状
態で、電極９０６をマイナス電極とし、金属電極９０２
をプラス電極として両電極間に直流電圧を印加すること
により、シリコン基板９０１が陽極化成されて、そのマ
イナス電極側の面に多孔質シリコン層が形成される。

【０００８】この陽極化成装置では、シリコン基板９０
１の裏面の全面を金属電極９０２に押圧して接触させる
構造を有するため、両者の接触面積が大きく、シリコン
基板９０１が金属による汚染を受け易い。また、このよ
うな構造では、シリコン基板９０１の裏面又は金属電極
９０２の表面に異物やパーティクル等が付着している場
合に、それらによってシリコン基板９０１が局所的に変
形し、その変形部分に電界が集中することによって化成
異常が発生する可能性がある。また、シリコン基板９０
１の全面を金属電極に接触させるために、陽極化成の終
了後に、シリコン電極９０１を金属電極９０２から引き
剥がすことが困難な場合がある。また、陽極化成の際
に、シリコン基板９０１に形成された多孔質シリコン層
に内部応力が発生し、これによりシリコン基板９０１が
傘状に変形してシリコン基板９０１の裏面の一部が金属
電極９０２から離れ、その結果、化成異常が生じる可能
性がある。更に、この陽極化成装置では、多孔質化され
る領域がシリコン基板９０１の表面のうちＯリング９０
４の内側の部分だけである。

【０００９】図１０は、第２の従来例に係る陽極化成装
置（特開昭60-94737号）の構成を示す図である。この陽
極化成装置では、上記の第１の従来例の幾つかの問題点
が解決されている。この陽極化成装置は、シリコン基板
１００１を両側から挟むようにして、耐ＨＦ材料である
テフロン（米国du Pont社の商品名）製の陽極化成槽１
００２ａ及び１００２ｂを配置して構成される。陽極化
成槽１００２ａ、１００２ｂがシリコン基板１００１を
保持する部分には、シール用のＯリング１００４ａ、１
００４ｂが夫々取り付けられている。また、陽極化成槽
１００２ａ、１００２ｂには、夫々白金電極１００３
ａ、１００３ｂが設けられている。２つの陽極化成槽１
００２ａ及び１００２ｂによりシリコン基板１００１を
挟んだ後、陽極化成槽１００２ａ、１００２ｂには、夫
々ＨＦ溶液１００５ａ、１００５ｂが満たされる。この
状態で、白金電極１００３ａをマイナス電極とし、白金
電極１００３ｂをプラス電極として両電極間に直流電圧
を印加することによりシリコン基板１００１が陽極化成
されて、そのマイナス電極側の面に多孔質シリコン層が
形成される。

【００１０】この陽極化成装置によれば、シリコン基板
１００１が電極に接触しないため、異物やパーティクル
による影響を受けにくく、また、金属による汚染が比較
的小さい。しかし、この陽極化成装置では、第１の従来
例と同様に、多孔質化される領域がシリコン基板１００
１の表面のうちＯリング１００４ａの内側の領域だけで
ある。また、この陽極化成装置では、シリコン基板の表
面側と裏面側の双方に陽極化成槽を取り付ける必要があ
るため、陽極化成のための準備作業が煩わしく、この作
業を自動化する場合においても陽極化成槽自体を移動さ
せる駆動機構が必要である。

【００１１】図１１は、第３の従来例に係る陽極化成装
置（特開平6-310488号）の構成を示す図である。この陽
極化成装置では、シリコン基板１１０１の周辺部をＯリ
ング１００６によってシールして、Ｏリング１００６の
内側の空間を減圧することによってシリコン基板１００
１をホルダ１００４に真空吸着する。この時、Ｏリング
１００６の内側において、バネの力によって円盤状の電
極１００３ａがシリコン基板１００１の裏面に圧接され
る。シリコン基板１００１を保持したホルダ１００４
は、ＨＦ溶液１００７が満たされた陽極化成槽１００２
内に浸漬される。陽極化成槽１００２には、シリコン基
板１００１に対向する位置に電極１００３ｂが配置され
ている。

【００１２】この状態で、電極１００３ａをプラス電極
とし、電極１００３ｂをマイナス電極として、両電極間
に直流電流を印加することにより、シリコン基板１００
１の表面が化成処理されて多孔質シリコン層が形成され
る。この陽極化成装置によれば、シリコン基板１００１
の表面全体がＨＦ溶液に接触するため、表面全体に多孔
質シリコン層が形成される。

【００１３】しかし、この陽極化成装置では、周辺部を
除いてシリコン基板１００１の裏面の全体に電極１１０
３ａが接触する。従って、シリコン基板１００１が電極
１１０３ａによる汚染を受け易すい。また、シリコン基
板１００１の裏面又は電極１００３ａの表面に異物やパ
ーティクル等が付着している場合に、それらによってシ
リコン基板１００１が局所的に変形し、その変形部分に
電界が集中することによって化成異常が発生する可能性
がある。また、この陽極化成装置では、シリコン基板１
００１の全面を電極１００３ａに接触させるために、陽
極化成の終了後に、シリコン電極１００１を電極１００
３ａから引き剥がすことが困難な場合がある。また、こ
の陽極化成装置では、陽極化成の際に、シリコン基板１
００１に形成された多孔質シリコン層に内部応力が発生
し、これによりシリコン基板１００１が傘状に変形して
シリコン基板１００１の裏面の一部が電極１００３ａか
ら離れ、その結果、化成異常が生じる可能性がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】多孔質シリコン層を
有する基板をより有用に利用するためには、第１に、電
極等によるシリコン基板の汚染を低減すること、第２
に、異物やパーティクルによるシリコン基板の局所的な
変形や内部応力によるシリコン基板の変形に起因する化
成異常の発生を低減すること、第３に、所望の分布（例
えば、均一な分布）を有する多孔質シリコン層を形成す
ること、第４に、シリコン基板の広い領域に多孔質シリ
コン層を形成することが好ましい。

【００１５】本発明は、例えば、上記の背景に鑑みてな
されたものであり、新たな構造を有する陽極化成装置及
びそれに関連する装置を提供することを目的とする。

【００１６】具体的には、本発明は、例えば、処理対象
の基板の汚染を低減することを目的とする。

【００１７】また、本発明は、例えば、化成異常の発生
を防止することを目的とする。

【００１８】また、本発明は、例えば、所望の分布を有
する多孔質層を形成することを目的とする。

【００１９】また、本発明は、例えば、広い領域に多孔
質層を形成することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面に
係る陽極化成装置は、基板に陽極化成処理を施すための
陽極化成装置であって、マイナス電極と、略中央部に非
接触部を有し、前記非接触部の外側に接触部を有するプ
ラス電極と、前記マイナス電極と処理対象の基板との間
に電解質溶液を満たすための陽極化成槽とを備え、前記
マイナス電極と処理対象の基板の一方の面との間に電解
質溶液を満たすと共に前記プラス電極の接触部を処理対
象の基板の他方の面に直接接触させた状態で、該基板に
陽極化成処理を施すために使用されることを特徴とす
る。

【００２１】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極の接触部は、前記非接
触部を全周的に取り囲む形状を有することが好ましい。

【００２２】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極の接触部は、実質的に
円環状の形状を有することが好ましい。

【００２３】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、処理対象の基板を前記プラス電極の接
触部に吸着させるための吸着機構を更に備えることが好
ましい。

【００２４】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記吸着機構は、真空吸着機構である
ことが好ましい。

【００２５】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、処理対象の基板を前記プラス電極の接
触部に吸着させるための吸着機構を更に備え、前記吸着
機構は、前記接触部に、該接触部と実質的に同心円状に
配置された真空吸着用の溝を有することが好ましい。

【００２６】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極のうち少なくとも前記
接触部は、多孔質材料で構成されていることが好まし
い。

【００２７】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極は、処理対象の基板を
吸着するための吸着機能を有することが好ましい。

【００２８】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極のうち多孔質材料で構
成された部分を介して処理対象の基板を吸引することに
より該基板を前記プラス電極の接触部に吸着させるため
の吸着機構を更に備えることが好ましい。

【００２９】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極の接触部は、半導体材
料で構成されていることが好ましい。

【００３０】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極の接触部は、金属材料
で構成されていることが好ましい。

【００３１】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極を処理対象の基板に近
づけたり遠ざけたりするための駆動機構を更に備えるこ
とが好ましい。

【００３２】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記陽極化成槽は、処理対象の基板を
保持すべき位置に開口部を有し、前記開口部を塞ぐよう
にして該基板を保持することによって、前記マイナス電
極と該基板の一方の面との間に電解質溶液を満たすこと
ができる状態になることが好ましい。

【００３３】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記陽極化成槽は、処理対象の基板が
保持された状態において、前記開口部を通して前記プラ
ス電極の接触部を該基板に接触させることが可能な構造
を有することが好ましい。

【００３４】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記陽極化成槽は、処理対象の基板を
保持する基板保持部を有することが好ましい。

【００３５】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記保持部は、処理対象の基板を前記
他方の面の周辺部で保持することが好ましい。

【００３６】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記保持部は、処理対象の基板を水平
に保持することが好ましい。

【００３７】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記マイナス電極は、処理対象の基板
の上方に配置されることが好ましい。

【００３８】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記マイナス電極は、貫通した多数の
穴を有することが好ましい。

【００３９】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、基板の処理の際に陽極化成反応により
発生するガスが前記マイナス電極の下部に溜まることを
防止するための手段を更に備えることが好ましい。

【００４０】本発明の第１の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極と前記マイナス電極と
の間に電圧を印加する電源を更に備えることが好まし
い。

【００４１】本発明の第２の側面に係る陽極化成装置
は、基板に陽極化成処理を施すための陽極化成装置であ
って、マイナス電極と、プラス電極と、前記マイナス電
極と処理対象の基板との間に電解質溶液を満たすための
陽極化成槽と、処理対象の基板を前記プラス電極に吸着
させるための吸着機構とを備えることを特徴とする。

【００４２】本発明の第２の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記吸着機構は、真空吸着機構である
ことが好ましい。

【００４３】本発明の第２の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記真空吸着機構は、前記プラス電極
の表面に実質的に円環状に配置された真空吸着用の溝を
有することが好ましい。

【００４４】本発明の第２の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記プラス電極のうち少なくとも処理
対象の基板と接触する部分は、多孔質材料で構成されて
いることが好ましい。

【００４５】本発明の第２の側面に係る陽極化成装置に
おいて、例えば、前記吸着機構が、前記プラス電極のう
ち多孔質材料で構成された部分を介して処理対象の基板
を吸引することにより該基板を前記プラス電極に吸着さ
せることが好ましい。

【００４６】本発明の第３の側面に係る陽極化成装置
は、基板に陽極化成処理を施すための陽極化成装置であ
って、マイナス電極と、多孔質材料で構成された接触部
を有するプラス電極と、前記マイナス電極と処理対象の
基板との間に電解質溶液を満たすための陽極化成槽とを
備え、前記マイナス電極と処理対象の基板の一方の面と
の間に電解質溶液を満たすと共に前記プラス電極の接触
部を処理対象の基板の他方の面に直接接触させた状態
で、該基板に陽極化成処理を施すために使用されること
を特徴とする。

【００４７】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
は、基板に陽極化成処理を施すために該基板の一方の面
に接触させて使用される陽極化成用電極であって、略中
央部に非接触部を有し、前記非接触部の外側に接触部を
有し、基板に陽極化成処理を施す際に、該基板に前記接
触部を接触させて利用されることを特徴とする。

【００４８】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記接触部は、前記非接触部を全周
的に取り囲む形状を有することが好ましい。

【００４９】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記接触部は、実質的に円環状の形
状を有することが好ましい。

【００５０】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記接触部に処理対象の基板を吸着
させるための吸着機構を更に備えることが好ましい。

【００５１】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記吸着機構は、真空吸着機構であ
ることが好ましい。

【００５２】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、処理対象の基板を前記接触部に真空
吸着させるための溝を更に有し、前記溝は、前記接触部
に、該接触部と実質的に同心円状に配置されていること
が好ましい。

【００５３】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、少なくとも前記接触部は、多孔質材
料で構成されていることが好ましい。

【００５４】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、処理対象の基板を前記接触部に吸着
させるための吸着機構を更に備えることが好ましい。

【００５５】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記多孔質材料で構成された部分を
介して処理対象の基板を吸引することにより該基板を前
記接触部に吸着させるための吸着機構を更に備えること
が好ましい。

【００５６】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記接触部は、半導体材料で構成さ
れていることが好ましい。

【００５７】本発明の第４の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記接触部は、金属材料で構成され
ていることが好ましい。

【００５８】本発明の第５の側面に係る陽極化成用電極
は、基板に陽極化成処理を施すために該基板の一方の面
に接触させて使用される陽極化成用電極であって、処理
対象の基板を電極面に吸着させるための吸着機構を有す
ることを特徴とする。

【００５９】本発明の第５の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記吸着機構は、真空吸着機構であ
ることが好ましい。

【００６０】本発明の第５の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記真空吸着機構は、前記電極面に
実質的に円環状に配置された真空吸着用の溝を有するこ
とが好ましい。

【００６１】本発明の第５の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記電極面を構成する部材は、多孔
質材料からなることが好ましい。

【００６２】本発明の第５の側面に係る陽極化成用電極
において、例えば、前記吸着機構は、前記電極面を構成
する多孔質材料からなる部材を介して処理対象の基板を
吸引することにより該基板を前記電極面に吸着させるこ
とが好ましい。

【００６３】本発明の第６の側面に係る陽極化成用電極
は、基板に陽極化成処理を施すために該基板の一方の面
に接触させて使用される陽極化成用電極であって、少な
くとも処理対象の基板と接触する部分が多孔質材料で構
成されていることを特徴とする。

【００６４】本発明の第７の側面に係る基板の処理方法
は、処理対象の基板の一方の面とマイナス電極との間に
電解質溶液を満たすと共に、略中央部に非接触部を有し
前記非接触部の外側に接触部を有するプラス電極を該基
板の他方の面に接触させる工程と、前記プラス電極と前
記マイナス電極との間に電圧を印加する工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００６５】本発明の第８の側面に係る基板の処理方法
は、処理対象の基板の一方の面とマイナス電極との間に
電解質溶液を満たすと共に、プラス電極を該基板の他方
の面に接触させる工程と、前記プラス電極に前記基板を
吸着させながら、前記プラス電極と前記マイナス電極と
の間に電圧を印加する工程とを含むことを特徴とする。

【００６６】本発明の第８の側面に係る基板の処理方法
は、処理対象の基板の一方の面とマイナス電極との間に
電解質溶液を満たすと共に、多孔質材料で構成された接
触部を有するプラス電極の該接触部を該基板の他方の面
に接触させる工程と、前記プラス電極と前記マイナス電
極との間に電圧を印加する工程とを含むことを特徴とす
る。

【００６７】本発明の第９の側面に係る基板の製造方法
は、上記の処理方法によって基板の表面に多孔質層を形
成する工程と、前記多孔質層上に少なくとも半導体層を
有する第１の基板を作成する工程と、前記第１の基板の
前記半導体層側の面に第２の基板を貼り合わせて貼り合
わせ基板を作成する工程と、前記多孔質層の部分で前記
貼り合わせ基板を２枚の基板に分離する工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００６８】

【発明の実施の形態】まず、本発明の好適な実施の形
態に係る陽極化成装置により製造される多孔質シリコン
層を有する基板の代表的な適用例としてＳＯＩ基板の製
造方法について説明する。

【００６９】図８は、本発明の好適な実施の形態に係る
ＳＯＩ基板の製造方法を工程順に説明する図である。

【００７０】図８（ａ）に示す工程では、単結晶Ｓｉ基
板１１を準備して、後述の各実施の形態に係る陽極化成
装置によって、その表面に多孔質Ｓｉ層１２を形成す
る。この多孔質層Ｓｉ層１２として、処理条件を段階的
に変更することによって、多孔度の異なる複数の層から
なる多層構造の多孔質層を形成してもよい。

【００７１】次いで、図８（ｂ）に示す工程では、多孔
質Ｓｉ層１２上に非多孔質層である単結晶Ｓｉ層１３を
エピタキシャル成長法により形成し、その後、単結晶Ｓ
ｉ層１３の表面を酸化させることにより非多孔質の絶縁
層であるＳｉＯ₂層１４を形成する。これにより、第１
の基板１０が形成される。

【００７２】図８（ｃ）に示す工程では、第２の基板２
０として単結晶Ｓｉ基板を準備し、第１の基板１０のＳ
ｉＯ₂層１４が第２の基板２０に面するように、第１の
基板１０と第２の基板２０とを室温で密着させる。その
後、この基板に、陽極接合、加圧若しくは熱処理又はこ
れらを組合わせた処理を施してもよい。この処理によ
り、第２の基板２０とＳｉＯ_２層１４が強固に結合した
貼り合わせ基板３０が形成される。なお、ＳｉＯ_２層１
４は、上記のように単結晶Ｓｉ基板１１側に形成しても
良いし、第２の基板２０上に形成しても良く、両者に形
成しても良く、結果として、第１の基板と第２の基板を
密着させた際に、図８（ｃ）に示す状態になれば良い。

【００７３】図８（ｄ）に示す工程では、貼り合わせ基
板３０を多孔質Ｓｉ層１２の部分で分離する。これによ
り、第２の基板側（１０''＋２０）は、多孔質Ｓｉ層１
２''／単結晶Ｓｉ層１３／絶縁層１４／単結晶Ｓｉ基板
２０の積層構造となる。一方、第１の基板側（１０'）
は、単結晶Ｓｉ基板１１上に多孔質Ｓｉ層１２’を有す
る構造となる。

【００７４】分離後の第１の基板側（１０’）は、残留
した多孔質Ｓｉ層１２’を除去し、必要に応じて、その
表面を平坦化することにより、再び第１の基板１０を形
成するための単結晶Ｓｉ基板１１又は第２の基板２０と
して使用される。

【００７５】貼り合わせ基板３０を分離した後、図８
（ｅ）に示す工程では、第２の基板側（１０''＋２０）
の表面の多孔質層１２''を選択的に除去する。これによ
り、単結晶Ｓｉ層１３／絶縁層１４／単結晶Ｓｉ基板２
０の積層構造、即ち、ＳＯＩ構造を有する基板が得られ
る。

【００７６】陽極化成反応によるシリコン基板の多孔質
化、即ち、細孔の形成処理は、例えばＨＦ溶液中で行わ
れる。この処理には、シリコン基板中に正孔が存在する
ことが不可欠であることが知られており、その反応メカ
ニズムは、次のように推定される。

【００７７】まず、ＨＦ溶液中で電界が印加されたシリ
コン基板内の正孔が該シリコン基板のマイナス電極側の
表面に誘起される。その結果、シリコン基板の表面の未
結合手を補償する形で存在しているＳｉ−Ｈ結合の密度
が増加する。この時、マイナス電極側のＨＦ溶液中のＦ
⁻イオンが、Ｓｉ−Ｈ結合に対して求核攻撃を行ってＳ
ｉ−Ｆ結合を形成する。この反応によりＨ_２分子が発生
すると同時にプラス電極側に１個の電子が放出される。

【００７８】Ｓｉ−Ｆ結合が形成されると、Ｓｉ−Ｆ結
合の分極特性のためにシリコン基板の表面近傍のＳｉ−
Ｓｉ結合が弱くなる。すると、この弱いＳｉ−Ｓｉ結合
は、ＨＦ或いはＨ_２Ｏに攻撃され、結晶表面のＳｉ原子
は、ＳｉＦ_４を形成して結晶表面から離脱する。その結
果、結晶表面に窪みが発生し、この部分に正孔を優先的
に引き寄せる電場の分布（電界集中）が生じ、この表面
異質性が拡大することによりシリコン原子の蝕刻が電界
に沿って連続的に進行する。なお、陽極化成に使用する
溶液は、ＨＦ溶液に限定されず、他の電解質溶液であっ
てもよいが、以下の実施の形態では、電解質溶液として
ＨＦ溶液を採用した場合について説明する。

【００７９】以下、本発明の好適な実施の形態に係る陽
極化成装置について説明する。

【００８０】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る陽極化成装置の概略構成を示す図
である。図２は、図１に示す陽極化成装置１００の陽極
化成槽１０２の概略的な構成を示す斜視図である。図３
は、図１に示す陽極化成装置１００のプラス電極１１０
の概略構成を示す斜視図である。

【００８１】この陽極化成装置１００は、シリコン基板
１０１を保持することにより、内部にＨＦ溶液１０７を
満たすことが可能な状態になる陽極化成槽１０２を有す
る。陽極化成槽１０２は、耐弗化水素酸性の材料、例え
ば、四弗化エチレン樹脂（テフロンの商品名で知られて
いる）、ポリプロピレン、又はポリエチレン等で構成さ
れる。陽極化成槽１０２は、シリコン基板１０１を保持
すべき側壁部に開口部１０３を有する。開口部１０３
は、例えば、保持すべきシリコン基板１０１よりも小さ
い直径を有する円形状の形状を有する。

【００８２】陽極化成槽１０２の内側には、開口部１０
３に沿って吸着パッド１０４が取り付けられている。吸
着パッド１０４は、例えば円環状の形状を有する。吸着
パッド１０４の表面には、シリコン基板１０１を吸着す
るための吸着機構として、真空吸着用の円環状の溝１０
４ａが形成されている。この溝１０４ａは、陽極化成槽
１０２の内部の吸引孔１０２ａを介して真空ライン１０
５に通じている。この真空ライン１０５は、真空ポンプ
（不図示）に接続される。吸引孔１０２ａ及び真空ライ
ン１０５を介して真空ポンプによって溝１０４ａ内の減
圧することにより、吸着パッド１０４にシリコン基板１
０１を吸着させることができる。このように、シリコン
基板１０１をその裏面でのみ保持することにより、シリ
コン基板１０１の表面の略全面に多孔質層を形成するこ
とができる。

【００８３】吸着パッド１０４によりシリコン基板１０
１を保持した陽極化成槽１０２には、陽極化成用の電解
質溶液の１つであるＨＦ溶液１０７が満たされる。ＨＦ
溶液１０７には、反応生成物であるＨ_２等の気泡をシリ
コン基板１０１の表面から効率的に除去するために、エ
タノールやイソプロピルアルコ−ル等のアルコール類を
混ぜてもよい。

【００８４】陽極化成槽１０２には、シリコン基板１０
１に対向する位置にマイナス電極１０６が取り付けられ
ている。マイナス電極１０６としては、例えば、耐弗化
水素酸性の材料である白金で構成された電極、白金で被
覆された電極、シリコン材料からなる電極、シリコン材
料で被覆された電極等が好適である。マイナス電極１０
６の形状は、例えば、シリコン基板１０１と同一の直径
を有する円盤状であることが好ましい。マイナス電極１
０６は、電源１１５のマイナス端子に接続されている。

【００８５】この陽極化成装置１００では、シリコン基
板１０１の裏面、即ち、多孔質シリコン層を形成しない
面には、陽極化成槽１０３の開口部１０３を通してプラ
ス電極１１０を直接接触させる。具体的には、プラス電
極１１０をアクチュエータ１１４により押し出すことに
より、該プラス電極１１０をシリコン基板１０１の裏面
に当接させる。アクチュエータ１１４は、例えば、エア
シリンダで構成することができる。プラス電極１１０
は、電源１１５のプラス端子に接続されている。

【００８６】プラス電極１１０としては、例えば、白金
等の金属で構成された電極、シリコン材料からなる電
極、シリコン材料で被覆された電極、導電性ポリマーで
構成された電極等が好適である。プラス電極１１０がシ
リコン基板１０１に接触する部分をシリコン材料で構成
することにより、シリコン基板１０１の汚染を効果的に
防止することができる。

【００８７】プラス電極１１０がシリコン基板１０１に
接触する部分は、この実施の形態では、円環状の形状を
有する。ここで、プラス電極１１０の中心軸とシリコン
基板１０１との中心軸が略一致するように、プラス電極
１１０と吸着パッド１０４との位置関係が決定されてい
ることが好ましい。

【００８８】プラス電極１１０の幅（外周の半径と内周
の半径との差）は、特に限定されない。ただし、プラス
電極１１０の幅を小さくし過ぎると、シリコン基板１０
１とプラス電極１１０との間で接触不良が生じるという
問題がある。逆に、プラス電極１１０の幅を大きくし過
ぎると、接触面積の増大によってシリコン基板１１０が
汚染される可能性が高くなるという問題や、シリコン基
板１０１とプラス電極１１０との間に異物やパーティク
ル等が付着する可能性が高くなるいう問題がある。な
お、シリコン基板１０１とプラス電極１１０との間に異
物やパーティクル等が付着すると、シリコン基板１０１
の局所的な変形による化成異常が発生する可能性があ
る。

【００８９】プラス電極１１０の幅は、例えば、１．５
ｍｍ〜１５ｍｍ程度であることが好ましく、３ｍｍ〜５
ｍｍ程度であることが更に好ましい。プラス電極１１０
の幅が３ｍｍ〜５ｍｍ程度であっても、形成される多孔
質シリコン層の厚さ等の分布は比較的均一になることが
確認されている。ただし、プラス電極１１０の最適な幅
は、例えば、処理すべきシリコン基板１０１の直径、厚
さ、ＨＦ溶液（電解質溶液）１０７の組成、陽極化成時
にマイナス電極１０６とプラス電極１１０との間に流す
電流の大きさ、プラス電極１１０の平均直径（外径と内
径との平均）等の種々の要素によって変化する。

【００９０】以上のように、プラス電極１１０がシリコ
ン基板１０１に接触する部分を円環状の形状とすること
により、第１に、両者が接触する部分の面積を小さくし
てシリコン基板１０１の汚染の可能性を低減することが
できる。また、第２に、プラス電極１１０とシリコン基
板１０１との間に異物やパーティクル等が挟まることに
よる問題、即ち、シリコン基板１０１が局所的に変形し
てその変形部分に電界が集中することにより化成異常の
発生を低減することができる。また、第３に、シリコン
基板１０１に対して比較的均一な電界を与えることがで
きるため、形成される多孔質シリコン層の厚さ等を均一
化することができる。

【００９１】上記のプラス電極１１０の構造、即ち、シ
リコン基板１０１に接触する部分（接触部）が円環状の
形状を有する構造は、例えば、中央部に非接触部（プラ
ス電極がシリコン基板に接触しない部分）を有し、その
外側に接触部を有する構造、或いは、中央部に非接触部
を有し、該非接触部を全周的に取り囲むような接触部を
有する構造の一例として捉えることができる。

【００９２】この実施の形態では、プラス電極１１０に
は、シリコン基板１０１との接触を良好に維持するため
に吸着機構１１１ａが設けられている。この実施の形態
は、吸着機構１１１ａとして真空吸着機構を採用した例
であり、シリコン基板１０１を吸着するための円環状の
溝を有し、該溝は、吸引孔１１０ｂ及び真空ライン１１
３を介して真空ポンプ（不図示）に接続されている。

【００９３】このような吸着機構を設けることにより、
陽極化成の際に発生する内部応力によってシリコン基板
１０１が変形することに起因してプラス電極１１０とシ
リコン基板１０１とが非接触状態になることを防止する
ことができる。従って、化成異常の発生を効果的に防止
することができる。

【００９４】この実施の形態では、プラス電極１１０を
大気中において直接シリコン基板１０１に接触させるた
め、例えば、上記のような吸着機構の構成を簡略化する
ことができると共に陽極化成工程の自動化のための設計
が容易になる。

【００９５】また、この実施の形態では、プラス電極１
１０は、アクチュエータ１１４により駆動される。具体
的には、プラス電極１１０は、絶縁部材１１１を介して
アクチュエータ１１４のロッド１１２に連結されてお
り、アクチュエータ１１４によりシリコン基板１０１に
当接されたり、逆に、シリコン基板１０１から引き離さ
れたりする。

【００９６】（実施例）この実施例は、直径が８イン
チ、比抵抗が０．０１〜０．０２Ωｃｍであるシリコン
基板１０１を処理対象の基板とした場合の陽極化成装置
の設計例及び使用例に関する。なお、この実施例に係る
陽極化成装置は、オリエンテーションフラット付きの基
板及びノッチ付きの基板の双方に対応可能である。

【００９７】陽極化成槽１０２は、四弗化エチレン系樹
脂（商品名：テフロン）で構成されている。また、陽極
化成槽１０２は、上部にシリコン基板１０１を出し入れ
するための開口部を有する他、シリコン基板１０１を保
持すべき側壁に直径１８０ｍｍの開口部１０３を有す
る。

【００９８】陽極化成槽１０２の内側には、開口部１０
３に沿って、内径１８４ｍｍ、外径２０２ｍｍの円環状
の溝が設けられており、この溝には、弗素樹脂系である
パーフロロエチレン製の吸着パッド１０４がはめ込まれ
ている。吸着パッド１０４の表面には、内径１８６ｍ
ｍ、外径１８８ｍｍ、深さ２ｍｍの円環状の吸着用の溝
１０４ａが形成されている。この溝１０４ａは、吸引孔
１０２ａを介して真空ライン１０５に通じている。

【００９９】この吸着パッド１０４を用いることによっ
て、直径８インチのＪＥＩＤＡ規格のオリエンテーショ
ンフラット付きのシリコン基板（オリエンテーションフ
ラット部の半径は９５．５ｍｍ）であっても、該基板の
中心と吸着パッド１０４の中心とを合わせることによ
り、オリエンテーションフラットの向きに拘らず、吸着
パッド１０４によって保持することができる。また、ノ
ッチ付きのシリコン基板についても、ノッチの向きに拘
らず吸着パッド１０４によって保持することができる。

【０１００】陽極化成槽１０２の内壁には、開口部１０
３に対向する位置に、直径２００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ
の白金製のマイナス電極１０６が設けられており、陽極
化成槽１０２の側壁を貫通してリード線が引き出されて
いる。

【０１０１】プラス電極１１０は、シリコン基板１０１
との接触面として、外径１６０ｍｍ、内径１５２ｍｍの
円環状の接触面を有する。この接触面には、幅１ｍｍの
真空吸着用の溝１１０ａが形成されており、この溝１１
０ａは、吸引孔１１０ｂを介して真空ライン１１３に通
じている。プラス電極１１０は、アルミニウムで構成さ
れている。

【０１０２】以上の構成からなる陽極化成装置１００を
用いて、以下のようにしてシリコン基板１０１に多孔質
層を形成した。

【０１０３】まず、陽極化成槽１０２の吸着パッド１０
４に、直径が８インチ、比抵抗が０．０１〜０．０２Ω
ｃｍであるオリエンテーションフラット付き又はノッチ
付きのシリコン基板１０１を吸着させた。次いで、４９
％弗化水素酸とエタノールを２：１の割合で混合したＨ
Ｆ溶液１０７を陽極化成槽１０２の内部に満たした。

【０１０４】次いで、アクチュエータ１１４を駆動し
て、プラス電極１１０をシリコン基板１０１の裏面に当
接させ、その後、吸着機構１１０ａによりシリコン基板
１０１をプラス電極１１０に吸着させた。

【０１０５】次いで、電源１１５を作動させて、プラス
電極１１０とマイナス電極１０６との間に２．５６Ａの
定電流を１０分間流した。

【０１０６】この条件の下で、シリコン基板１０１の表
面に平均厚さが約１１μｍの多孔質シリコン層を形成す
ることができた。形成された多孔質シリコン層は、プラ
ス電極１１０との接触部の反対側の領域の厚さを基準と
して、中心部及び最外周部の厚さが該基準に対して約８
％薄い同心円状の分布を有していた。この分布を有する
多孔質シリコン層は、例えば、前述のＳＯＩ基板の製造
において十分に実用的である。

【０１０７】［第２の実施の形態］図４は、本発明の第
２の実施の形態に係る陽極化成装置の概略構成を示す図
である。図５は、図４に示す陽極化成装置２００の陽極
化成槽２０２の概略構成を示す斜視図である。この陽極
化成装置２００は、シリコン基板１０１を水平に保持し
て処理する点で第１の実施の形態に係る陽極化成装置１
００と異なる。なお、第１の実施の形態に係る陽極化成
装置１００と実質的に同一の機能を有する部材には同一
の符号を付している。ここでは、第１の実施の形態に係
る陽極化成装置１００との相違点に関してのみ説明す
る。

【０１０８】陽極化成槽２０２は、その底部に、プラス
電極１１０をシリコン基板１０１の裏面に接触させるた
めの開口部２０３を有する。そして、陽極化成槽２０２
の底部の内壁には、該開口部２０３の周辺に沿って円環
状の吸着パッド２０４が取り付けられている。

【０１０９】吸着パッド２０４の吸着面には、シリコン
基板１０１を真空吸着するための円環状の溝２０４ａが
形成されている。この溝２０４ａは、吸引孔２０２ａ及
び真空ライン２０５を介して真空ポンプ（不図示）に接
続される。吸引孔２０２ａ及び真空ライン２０５を介し
て真空ポンプによって溝２０４ａ内の減圧することによ
り、吸着パッド２０４にシリコン基板１０１を吸着させ
ることができる。このように、シリコン基板１０１をそ
の裏面でのみ保持することにより、シリコン基板１０１
の表面の略全面に多孔質層を形成することができる。

【０１１０】陽極化成処理を実施する際には、シリコン
基板１０１の上部にマイナス電極２０６が配置される。
マイナス電極２０６は、陽極化成反応によって生じるガ
ス（主に、水素ガス）が該マイナス電極２０６の下部に
溜まることを避けるために、例えば直径数ｍｍ程度の多
数の穴２０６ａを有する。また、マイナス電極２０６と
しては、例えば、耐弗化水素酸性の材料である白金で構
成された電極、白金で被覆された電極、シリコン材料か
らなる電極、シリコン材料で被覆された電極等が好適で
ある。マイナス電極２０６の形状は、例えば、シリコン
基板１０１と同一の直径を有する円盤状であることが好
ましい。マイナス電極２０６は、電源１１５のマイナス
端子に接続されている。

【０１１１】この陽極化成装置２００では、マイナス電
極２０６を陽極化成槽２０２から取り出した状態で、シ
リコン基板１０１を陽極化成槽２０２にセット（即ち、
吸着パッド２０４によって保持）する。また、この陽極
化成装置２００では、第１の実施の形態に係る陽極化成
装置１００と同様に、シリコン基板１０１を陽極化成槽
２０２にセットすることにより、陽極化成槽２０２にＨ
Ｆ溶液１０７を満たすことができる状態となる。

【０１１２】また、シリコン基板１０１を吸着パッド２
０４から取り外す際は、事前に、陽極化成槽２０２内の
ＨＦ溶液１０７を排出する。

【０１１３】（実施例１）この実施例は、直径８イン
チ、比抵抗０．０１〜０．０２Ωｃｍのｐ型シリコン基
板１０１を処理対象基板とした場合の陽極化成装置の設
計例及び使用例に関する。なお、この設計例に係る陽極
化成装置は、オリエンテーションフラットを有する基板
及びノッチを有する基板の双方を処理することができ
る。

【０１１４】陽極化成槽２０２は、四弗化エチレン樹脂
（商品名：テフロン）で構成されている。また、陽極化
成槽２０２は、上部にシリコン基板１０１を出し入れす
るための開口部を有する他、底部にシリコン基板１０１
にプラス電極１１０を接触させるための開口部２０３を
有する。

【０１１５】陽極化成槽２０２の底部の内側には、開口
部２０３に沿って、内径１８４ｍｍ、外径２０２ｍｍの
円環状の溝が設けられており、この溝には、弗素樹脂系
であるパーフロロエチレン製の吸着パッド２０４がはめ
込まれている。吸着パッド２０４の表面には、内径１８
６ｍｍ、外径１８８ｍｍ、深さ２ｍｍの円環状の吸着用
の溝２０４ａが形成されている。この溝２０４ａは、吸
引孔２０２ａを介して真空ライン２０５に通じている。

【０１１６】この吸着パッド２０４を用いることによっ
て、直径８インチのＪＥＩＤＡ規格のオリエンテーショ
ンフラット付きのシリコン基板（オリエンテーションフ
ラット部の半径は９５．５ｍｍ）であっても、該基板の
中心と吸着パッド２０４の中心とを合わせることによ
り、オリエンテーションフラットの向きに拘らず、吸着
パッド２０４によって保持することができる。また、ノ
ッチ付きのシリコン基板についても、ノッチの向きに拘
らず吸着パッド２０４によって保持することができる。

【０１１７】マイナス電極２０６は、直径２００ｍｍ、
厚さ０．２ｍｍの円盤状の白金で構成されている。ま
た、マイナス電極２０６には、陽極化成反応によって発
生するガス（主に水素ガス）が該マイナス電極２０６の
下部に溜まることを防止するために、直径２ｍｍの穴２
０６ａが４ｍｍの間隔で格子状に設けられている。

【０１１８】プラス電極１１０は、シリコン基板１０１
との接触面として、外径１６０ｍｍ、内径１５２ｍｍの
円環状の接触面を有する。この接触面には、幅１ｍｍの
真空吸着用の溝１１０ａが形成されており、この溝１１
０ａは、吸引孔１１０ｂを介して真空ライン１１３に通
じている。プラス電極１１０は、アルミニウムで構成さ
れている。

【０１１９】以上の構成からなる陽極化成装置２００を
用いて、以下のようにしてシリコン基板１０１に多孔質
層を形成した。

【０１２０】まず、吸着パッド２０４に、直径が８イン
チ、比抵抗が０．０１〜０．０２Ωｃｍであるオリエン
テーションフラット又はノッチ付きのシリコン基板１０
１を取り付けた。次いで、４９％弗化水素酸とエタノー
ルを２：１の割合で混合したＨＦ溶液１０７を陽極化成
槽２０２の内部に満たした。

【０１２１】次いで、マイナス電極２０６をＨＦ溶液１
０７中に浸漬し、シリコン基板１０１に平行（即ち、水
平）に配置した。

【０１２２】次いで、アクチュエータ１１４を駆動し
て、プラス電極１１０を上昇させてシリコン基板１０１
の裏面に当接させ、その後、吸着機構１１０ａによりシ
リコン基板１０１をプラス電極１１０に吸着させた。

【０１２３】次いで、電源１１５を動作させて、プラス
電極１１０とマイナス電極２０６との間に２．５６Ａの
定電流を１０分間流した。

【０１２４】この条件の下で、シリコン基板の表面に平
均厚さが約１１μｍの多孔質シリコン層を形成すること
ができた。形成された多孔質シリコン層は、プラス電極
１１０との接触部の反対側の領域の厚さを基準として、
中心部及び最外周部の厚さが該基準に対して約８％薄い
同心円状の分布を有していた。この分布を有する多孔質
シリコン層は、例えば、前述のＳＯＩ基板の製造におい
て十分に実用的である。

【０１２５】（実施例２）この実施例は、直径１２イン
チのノッチ付きのシリコン基板１０１を処理対象基板と
した場合の陽極化成装置の設計例に関する。実施例１と
の相違点に関してのみ説明する。

【０１２６】プラス電極１１０は、シリコン基板１０１
との接触面として、外径２００ｍｍ、内径１４０ｍｍの
円環状の接触面を有する。この接触面には、幅１ｍｍの
真空吸着用の溝１１０ａを同心円状に２重に設けられて
いる。この２重の溝１１０ａは、吸引孔１１０ｂを介し
て真空ライン１１２に通じている。プラス電極１１０
は、ステンレススチールの部材にｐ型シリコンをスパッ
タリング法によってコーティングして形成されている。
陽極化成槽２０２の底部には、直径２７５ｍｍの開口部
２０３が設けられている。吸着パッド２０４の外径は３
１０ｍｍ、内径は２９０ｍｍである。

【０１２７】以上の構成からなる陽極化成装置２００に
より、シリコン基板の表面に平均厚さが約１１μｍの多
孔質シリコン層を形成することができた。形成された多
孔質シリコン層は、プラス電極１１０との接触部の反対
側の領域の厚さを基準として、中心部及び最外周部の厚
さが該基準に対して約８％薄い同心円状の分布を有して
いた。この分布を有する多孔質シリコン層は、例えば、
前述のＳＯＩ基板の製造において十分に実用的である。

【０１２８】［第３の実施の形態］図６は、本発明の第
３の実施の形態に係るプラス電極及びその支持体の概略
構成を示す図である。図７は、図６に示すプラス電極及
びその支持体の概略構成を示す斜視図である。

【０１２９】この実施の形態に係るプラス電極６０２
は、例えば、第１及び第２の実施の形態に係る陽極化成
装置のプラス電極１１０の代わりに使用することができ
る。

【０１３０】プラス電極６０２は、導電性の多孔質材料
からなる円環状の部材で構成されている。プラス電極６
０２は、円環状の溝を有する電極支持体６０１にはめ込
まれ、該電極支持体６０１によって支持されている。プ
ラス電極６０２の外側の側壁と電極支持体６０１との
間、プラス電極６０２の内側の側壁と電極支持体６０１
との間には、夫々シール用のＯリング６０３、６０４が
取り付けられている。そして、このＯリング６０３及び
６０４により電極支持体６０１内に密閉空間６０６が形
成されている。密閉空間６０６は、真空ライン６０５を
介して真空ポンプ（不図示）に接続される。この真空ポ
ンプによって密閉空間６０６を減圧することにより、多
孔質材料からなるプラス電極６０２の表面にシリコン基
板１０１を吸着することができる。

【０１３１】プラス電極６０２は多孔質材料で構成され
ているため、プラス電極６０２の内部の他、その表面に
は多数の孔がある。従って、プラス電極６０２の表面や
保持すべきシリコン基板１０１の裏面に異物やパーティ
クル等が付着した場合においても、この孔にその異物や
パーティクル等が入り込む可能性が高いために、異物や
パーティクル等による影響、即ち、シリコン基板１０１
の局所的な変形が小さい。即ち、このプラス電極６０２
によれば、シリコン基板１０１の局所的な変形に起因す
る化成異常の発生を低減することができる。

【０１３２】この効果は、多孔質材料からなるプラス電
極６０２を採用することによってプラス電極６０２とシ
リコン基板１０１との実効的な接触面積が小さくなるこ
とによるものと考えることもできる。

【０１３３】また、多孔質材料からなるプラス電極６０
２を採用することにより、プラス電極６０２とシリコン
基板１０１との実効的な接触面積を小さく抑えながら、
プラス電極６０２とシリコン基板１０１とが接触する領
域を大きくすることができるため、シリコン基板１０１
の広い領域に対して均一な電位を印加することが容易で
ある。

【０１３４】また、多孔質材料からなるプラス電極６０
２を採用することにより、プラス電極６０２とシリコン
基板１０１との実効的な接触面積を小さく抑えながら、
シリコン基板１０１の広い領域を吸着することができる
ため、陽極化成処理の際の内部応力等によるシリコン基
板１０１の変形を効果的に抑制することができる。

【０１３５】プラス電極６０２は、リード線６０７を介
して、例えば電源１１５のプラス端子に接続される。電
極支持体６０１は、例えば、アクチュエータ１１４のロ
ッド１１２によって駆動される。

【０１３６】なお、この実施の形態では、多孔質材料か
らなる円環状のプラス電極６０２を採用しているが、多
孔質材料からなる円盤状のプラス電極を採用してもよ
い。

【０１３７】なお、この実施の形態では、プラス電極が
シリコン基板に接触する部分を全て多孔質材料で構成し
ているが、プラス電極とシリコン基板との接触部の一部
のみを多孔質材料で構成してもよい。

【０１３８】（実施例）この実施例は、図６及び図７に
示すプラス電極６０２を第２の実施の形態に係るプラス
電極１１０の代わりに使用した場合の陽極化成装置の設
計例及び使用例に関する。また、この実施例は、直径１
２インチのノッチ付きのシリコン基板１０１を処理対象
基板とした場合の例である。

【０１３９】プラス電極６０２は、外径２００ｍｍ、内
径１４０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円環状の形状を有する多
孔質のｐ型多孔質シリコンで構成されている。電極支持
体６０１は、ステンレススチールで構成されている。陽
極化成槽２０２の底部には、直径２７５ｍｍの開口部２
０３が設けられている。吸着パッド２０４の外径は３１
０ｍｍ、内径は２９０ｍｍである。

【０１４０】以上の構成からなる陽極化成装置により、
シリコン基板の表面に平均厚さが約１１μｍの多孔質シ
リコン層を形成することができた。形成された多孔質シ
リコン層は、プラス電極６０２との接触部の反対側の領
域の厚さを基準として、中心部及び最外周部の厚さが該
基準に対して約８％薄い同心円状の分布を有していた。
この分布を有する多孔質シリコン層は、例えば、前述の
ＳＯＩ基板の製造において十分に実用的である。

【０１４１】

【発明の効果】本発明によれば、例えば、略中央部に非
接触部を有し、その外側に接触部を有するプラス電極を
採用することにより、例えば、基板とプラス電極との接
触面積を小さくすることができ、これにより基板の汚染
を低減することができる。

【０１４２】また、本発明によれば、例えば、上記の所
定の形状を有するプラス電極を採用することにより、例
えば、処理対象の基板とプラス電極との接触面積を小さ
くすることができ、基板とプラス電極との間の異物やパ
ーティクル等による基板の変形に起因する化成異常の発
生を防止することができる。

【０１４３】また、本発明によれば、例えば、基板とプ
ラス電極との接触面積を小さくした場合においても、上
記の所定の形状を有するプラス電極を採用することによ
り、形成される多孔質層の分布を適正化することができ
る。

【０１４４】また、本発明によれば、例えば、基板を片
面（プラス電極と接触する面）の周辺部で保持すること
により、例えば、該基板の広い領域に多孔質層を形成す
ることができる。

【０１４５】また、本発明によれば、例えば、処理対象
の基板をプラス電極に吸着させることにより、例えば、
内部応力等による基板の変形に起因する化成異常の発生
を効果的に防止することができる。

【０１４６】また、本発明によれば、例えば、多孔質材
料で構成された接触部を有するプラス電極を採用するこ
とにより、例えば、基板とプラス電極との間の異物やパ
ーティクル等による基板の変形に起因する化成異常の発
生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る陽極化成装置
の概略構成を示す図である。

【図２】図１に示す陽極化成装置の陽極化成槽の概略的
な構成を示す斜視図である。

【図３】図１に示す陽極化成装置のプラス電極の概略構
成を示す斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る陽極化成装置
の概略構成を示す図である。

【図５】図４に示す陽極化成装置の陽極化成槽の概略構
成を示す斜視図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係るプラス電極及
びその支持体の概略構成を示す図である。

【図７】図６に示すプラス電極及びその支持体の概略構
成を示す斜視図である。

【図８】本発明の好適な実施の形態に係るＳＯＩ基板の
製造方法を工程順に説明する図である。

【図９】第１の従来例に係る陽極化成装置の構成を示す
図である。

【図１０】第２の従来例に係る陽極化成装置の構成を示
す図である。

【図１１】第３の従来例に係る陽極化成装置の構成を示
す図である。

【符号の説明】

１０第１の基板１１単結晶Ｓｉ基板１２多孔質層Ｓｉ層１３単結晶Ｓｉ層１４ＳｉＯ₂層２０第２の基板３０貼り合わせ基板１００陽極化成装置１０１シリコン基板１０２陽極化成槽１０３開口部１０４吸着パッド１０５真空ライン１０６マイナス電極１０７ＨＦ溶液１１０プラス電極１１０ａ真空吸着用の溝１１０ｂ吸引孔１１１絶縁部材１１２ロッド１１３真空ライン１１４アクチュエータ１１５電源２００陽極化成装置２０２陽極化成槽２０３開口部２０４吸着パッド２０５真空ライン２０６マイナス電極２０６ａ穴６０１電極支持体６０１ａ吸引孔６０２プラス電極６０３，６０４Ｏリング６０５真空ライン６０６密閉空間６０７リード線９０１シリコン基板９０２金属電極９０３ＨＦ溶液９０４Ｏリン９０５槽壁部材９０６電極１００１シリコン基板１００２ａ，１００２ｂ陽極化成槽１００３ａ，１００３ｂ白金電極１００４ａ，１００４ｂＯリング１００５ａ，１００５ｂＨＦ溶液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｂ 21/316 21/316 Ｔ 27/12 27/12 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に陽極化成処理を施すための陽極化
成装置であって、マイナス電極と、略中央部に非接触部を有し、前記非接触部の外側に接触
部を有するプラス電極と、前記マイナス電極と処理対象の基板との間に電解質溶液
を満たすための陽極化成槽と、を備え、前記マイナス電極と処理対象の基板の一方の面
との間に電解質溶液を満たすと共に前記プラス電極の接
触部を処理対象の基板の他方の面に直接接触させた状態
で、該基板に陽極化成処理を施すために使用されること
を特徴とする陽極化成装置。
【請求項２】前記プラス電極の接触部は、前記非接触
部を全周的に取り囲む形状を有することを特徴とする請
求項１に記載の陽極化成装置。
【請求項３】前記プラス電極の接触部は、実質的に円
環状の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の
陽極化成装置。
【請求項４】処理対象の基板を前記プラス電極の接触
部に吸着させるための吸着機構を更に備えることを特徴
とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の陽
極化成装置。
【請求項５】前記吸着機構は、真空吸着機構であるこ
とを特徴とする請求項４に記載の陽極化成装置。
【請求項６】処理対象の基板を前記プラス電極の接触
部に吸着させるための吸着機構を更に備え、前記吸着機
構は、前記接触部に、該接触部と実質的に同心円状に配
置された真空吸着用の溝を有することを特徴とする請求
項３に記載の陽極化成装置。
【請求項７】前記プラス電極のうち少なくとも前記接
触部は、多孔質材料で構成されていることを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の陽極化成
装置。
【請求項８】前記プラス電極は、処理対象の基板を吸
着するための吸着機能を有することを特徴とする請求項
７に記載の陽極化成装置。
【請求項９】前記プラス電極のうち多孔質材料で構成
された部分を介して処理対象の基板を吸引することによ
り該基板を前記プラス電極の接触部に吸着させるための
吸着機構を更に備えることを特徴とする請求項７に記載
の陽極化成装置。
【請求項１０】前記プラス電極の接触部は、半導体材
料で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求
項９のいずれか１項に記載の陽極化成装置。
【請求項１１】前記プラス電極の接触部は、金属材料
で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項
９のいずれか１項に記載の陽極化成装置。
【請求項１２】前記プラス電極を処理対象の基板に近
づけたり遠ざけたりするための駆動機構を更に備えるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項
に記載の陽極化成装置。
【請求項１３】前記陽極化成槽は、処理対象の基板を
保持すべき位置に開口部を有し、前記開口部を塞ぐよう
にして該基板を保持することによって、前記マイナス電
極と該基板の一方の面との間に電解質溶液を満たすこと
ができる状態になることを特徴とする請求項１乃至請求
項１２のいずれか１項に記載の陽極化成装置。
【請求項１４】前記陽極化成槽は、処理対象の基板が
保持された状態において、前記開口部を通して前記プラ
ス電極の接触部を該基板に接触させることが可能な構造
を有することを特徴とする請求項１３に記載の陽極化成
装置。
【請求項１５】前記陽極化成槽は、処理対象の基板を
保持する基板保持部を有することを特徴とする請求項１
乃至請求項１４のいずれか１項に記載の陽極化成装置。
【請求項１６】前記保持部は、処理対象の基板を前記
他方の面の周辺部で保持することを特徴とする請求項１
５に記載の陽極化成装置。
【請求項１７】前記保持部は、処理対象の基板を水平
に保持することを特徴とする請求項１５又は請求項１６
に記載の陽極化成装置。
【請求項１８】前記マイナス電極は、処理対象の基板
の上方に配置されることを特徴とする請求項１７に記載
の陽極化成装置。
【請求項１９】前記マイナス電極は、貫通した多数の
穴を有することを特徴とする請求項１８に記載の陽極化
成装置。
【請求項２０】基板の処理の際に陽極化成反応により
発生するガスが前記マイナス電極の下部に溜まることを
防止するための手段を更に備えることを特徴とする請求
項１８に記載の陽極化成装置。
【請求項２１】前記プラス電極と前記マイナス電極と
の間に電圧を印加する電源を更に備えることを特徴とす
る請求項１乃至請求項２０のいずれか１項に記載の陽極
化成装置。
【請求項２２】基板に陽極化成処理を施すための陽極
化成装置であって、マイナス電極と、プラス電極と、前記マイナス電極と処理対象の基板との間に電解質溶液
を満たすための陽極化成槽と、処理対象の基板を前記プラス電極に吸着させるための吸
着機構と、を備えることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項２３】前記吸着機構は、真空吸着機構である
ことを特徴とする請求項２２に記載の陽極化成装置。
【請求項２４】前記真空吸着機構は、前記プラス電極
の表面に実質的に円環状に配置された真空吸着用の溝を
有することを特徴とする請求項２１に記載の陽極化成装
置。
【請求項２５】前記プラス電極のうち少なくとも処理
対象の基板と接触する部分は、多孔質材料で構成されて
いることを特徴とする請求項２２に記載の陽極化成装
置。
【請求項２６】前記吸着機構が、前記プラス電極のう
ち多孔質材料で構成された部分を介して処理対象の基板
を吸引することにより該基板を前記プラス電極に吸着さ
せることを特徴とする請求項２５に記載の陽極化成装
置。
【請求項２７】基板に陽極化成処理を施すための陽極
化成装置であって、マイナス電極と、多孔質材料で構成された接触部を有するプラス電極と、前記マイナス電極と処理対象の基板との間に電解質溶液
を満たすための陽極化成槽と、を備え、前記マイナス電極と処理対象の基板の一方の面
との間に電解質溶液を満たすと共に前記プラス電極の接
触部を処理対象の基板の他方の面に直接接触させた状態
で、該基板に陽極化成処理を施すために使用されること
を特徴とする陽極化成装置。
【請求項２８】基板に陽極化成処理を施すために該基
板の一方の面に接触させて使用される陽極化成用電極で
あって、略中央部に非接触部を有し、前記非接触部の外側に接触
部を有し、基板に陽極化成処理を施す際に、該基板に前
記接触部を接触させて利用されることを特徴とする陽極
化成用電極。
【請求項２９】前記接触部は、前記非接触部を全周的
に取り囲む形状を有することを特徴とする請求項２８に
記載の陽極化成用電極。
【請求項３０】前記接触部は、実質的に円環状の形状
を有することを特徴とする請求項２８に記載の陽極化成
用電極。
【請求項３１】前記接触部に処理対象の基板を吸着さ
せるための吸着機構を更に備えることを特徴とする請求
項２８乃至請求項３０のいずれか１項に記載の陽極化成
用電極。
【請求項３２】前記吸着機構は、真空吸着機構である
ことを特徴とする請求項３１に記載の陽極化成用電極。
【請求項３３】処理対象の基板を前記接触部に真空吸
着させるための溝を更に有し、前記溝は、前記接触部
に、該接触部と実質的に同心円状に配置されていること
を特徴とする請求項３０に記載の陽極化成用電極。
【請求項３４】少なくとも前記接触部は、多孔質材料
で構成されていることを特徴とする請求項２８乃至請求
項３０のいずれか１項に記載の陽極化成用電極。
【請求項３５】処理対象の基板を前記接触部に吸着さ
せるための吸着機構を更に備えることを特徴とする請求
項３４に記載の陽極化成用電極。
【請求項３６】前記多孔質材料で構成された部分を介
して処理対象の基板を吸引することにより該基板を前記
接触部に吸着させるための吸着機構を更に備えることを
特徴とする請求項３４に記載の陽極化成用電極。
【請求項３７】前記接触部は、半導体材料で構成され
ていることを特徴とする請求項２８乃至請求項３６のい
ずれか１項に記載の陽極化成用電極。
【請求項３８】前記接触部は、金属材料で構成されて
いることを特徴とする請求項２８乃至請求項３６のいず
れか１項に記載の陽極化成用電極。
【請求項３９】基板に陽極化成処理を施すために該基
板の一方の面に接触させて使用される陽極化成用電極で
あって、処理対象の基板を電極面に吸着させるための吸着機構を
有することを特徴とする陽極化成用電極。
【請求項４０】前記吸着機構は、真空吸着機構である
ことを特徴とする請求項３９に記載の陽極化成用電極。
【請求項４１】前記真空吸着機構は、前記電極面に実
質的に円環状に配置された真空吸着用の溝を有すること
を特徴とする請求項４０に記載の陽極化成用電極。
【請求項４２】前記電極面を構成する部材は、多孔質
材料からなることを特徴とする請求項３９に記載の陽極
化成用電極。
【請求項４３】前記吸着機構は、前記電極面を構成す
る多孔質材料からなる部材を介して処理対象の基板を吸
引することにより該基板を前記電極面に吸着させること
を特徴とする請求項４２に記載の陽極化成用電極。
【請求項４４】基板に陽極化成処理を施すために該基
板の一方の面に接触させて使用される陽極化成用電極で
あって、少なくとも処理対象の基板と接触する部分が多孔質材料
で構成されていることを特徴とする陽極化成用電極。
【請求項４５】基板の処理方法であって、処理対象の基板の一方の面とマイナス電極との間に電解
質溶液を満たすと共に、略中央部に非接触部を有し前記
非接触部の外側に接触部を有するプラス電極を該基板の
他方の面に接触させる工程と、前記プラス電極と前記マイナス電極との間に電圧を印加
する工程と、を含むことを特徴とする基板の処理方法。
【請求項４６】基板の処理方法であって、処理対象の基板の一方の面とマイナス電極との間に電解
質溶液を満たすと共に、プラス電極を該基板の他方の面
に接触させる工程と、前記プラス電極に前記基板を吸着させながら、前記プラ
ス電極と前記マイナス電極との間に電圧を印加する工程
と、を含むことを特徴とする基板の処理方法。
【請求項４７】基板の処理方法であって、処理対象の基板の一方の面とマイナス電極との間に電解
質溶液を満たすと共に、多孔質材料で構成された接触部
を有するプラス電極の該接触部を該基板の他方の面に接
触させる工程と、前記プラス電極と前記マイナス電極との間に電圧を印加
する工程と、を含むことを特徴とする基板の処理方法。
【請求項４８】基板の製造方法であって、請求項４５乃至請求項４７に記載の処理方法によって基
板の表面に多孔質層を形成する工程と、前記多孔質層上に少なくとも半導体層を有する第１の基
板を作成する工程と、前記第１の基板の前記半導体層側の面に第２の基板を貼
り合わせて貼り合わせ基板を作成する工程と、前記多孔質層の部分で前記貼り合わせ基板を２枚の基板
に分離する工程と、を含むことを特徴とする基板の製造方法。