JP2003147599A - 陽極酸化装置、陽極酸化方法 - Google Patents
陽極酸化装置、陽極酸化方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理基板の被処理部への光の照射を均一に
なし、これにより陽極酸化処理を被処理基板面内でより
均一にすることが可能な陽極酸化装置および陽極酸化方
法を提供すること。 【解決手段】 光を放射するランプと、放射された光が
到達する位置に設けられ、被処理基板を保持可能な被処
理基板保持部と、放射された光が被処理基板に到達する
途上に設けられ、光を通過させるための開口部を備え光
を透過しない導体部を有するカソード電極と、カソード
電極、前記ランプ、または被処理基板保持部の空間的位
置を周期的振動させる振動機構とを具備する。ランプ、
カソード電極、被処理基板を保持する被処理基板保持部
の３者の大まかな位置関係を維持したまま、これらのう
ちの少なくとも一つについてその空間的位置を周期的振
動させ、これにより、カソード電極の影は被処理基板上
で時間的に分散する。
なし、これにより陽極酸化処理を被処理基板面内でより
均一にすることが可能な陽極酸化装置および陽極酸化方
法を提供すること。 【解決手段】 光を放射するランプと、放射された光が
到達する位置に設けられ、被処理基板を保持可能な被処
理基板保持部と、放射された光が被処理基板に到達する
途上に設けられ、光を通過させるための開口部を備え光
を透過しない導体部を有するカソード電極と、カソード
電極、前記ランプ、または被処理基板保持部の空間的位
置を周期的振動させる振動機構とを具備する。ランプ、
カソード電極、被処理基板を保持する被処理基板保持部
の３者の大まかな位置関係を維持したまま、これらのう
ちの少なくとも一つについてその空間的位置を周期的振
動させ、これにより、カソード電極の影は被処理基板上
で時間的に分散する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板を陽極
にして電気化学的に処理を行う陽極酸化装置および陽極
酸化方法に係り、特に、処理に際して光の照射を行う陽
極酸化に好適な陽極酸化装置および陽極酸化方法に関す
る。
にして電気化学的に処理を行う陽極酸化装置および陽極
酸化方法に係り、特に、処理に際して光の照射を行う陽
極酸化に好適な陽極酸化装置および陽極酸化方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】被処理基板を電気化学的に陽極酸化する
処理は、種々の場面で利用されている。このような陽極
酸化の一つとして、多結晶シリコン層をポーラス（多孔
質）化する処理がある。その概要を述べると、多結晶シ
リコン層が表面に形成された被処理基板は、導電体を介
して電源の正電位極に通電され、かつ、溶媒（例えばエ
チルアルコール）に溶解されたフッ酸溶液中に浸漬され
る。フッ酸溶液中すなわち薬液中には、例えばプラチナ
からなる電極が浸漬され上記電源の負電位極に通電され
る。また、薬液に浸漬された被処理基板の多結晶シリコ
ン層に向けてはランプにより光が照射される。
処理は、種々の場面で利用されている。このような陽極
酸化の一つとして、多結晶シリコン層をポーラス（多孔
質）化する処理がある。その概要を述べると、多結晶シ
リコン層が表面に形成された被処理基板は、導電体を介
して電源の正電位極に通電され、かつ、溶媒（例えばエ
チルアルコール）に溶解されたフッ酸溶液中に浸漬され
る。フッ酸溶液中すなわち薬液中には、例えばプラチナ
からなる電極が浸漬され上記電源の負電位極に通電され
る。また、薬液に浸漬された被処理基板の多結晶シリコ
ン層に向けてはランプにより光が照射される。
【０００３】これにより、多結晶シリコン層の一部がフ
ッ酸溶液中に溶け出す。この溶け出したあとが細孔とな
るので、シリコン層が多孔質化するものである。なお、
ランプによる光の照射は、上記の溶け出して多孔質化す
る反応に必要なホールを多結晶シリコン層に生成するた
めである。参考までに、このような陽極酸化における多
結晶シリコン層での反応は、例えば、下記のように説明
されている。 Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｅ＋→ＳｉＦ２＋２Ｈ＋＋ｎｅ− ＳｉＦ２＋２ＨＦ→ＳｉＦ４＋Ｈ２ ＳｉＦ４＋２ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６ ここで、ｅ＋はホールであり、ｅ−は電子である。すな
わち、この反応には前提としてホールが必要であり単な
る電解研磨とは異なるものである。
ッ酸溶液中に溶け出す。この溶け出したあとが細孔とな
るので、シリコン層が多孔質化するものである。なお、
ランプによる光の照射は、上記の溶け出して多孔質化す
る反応に必要なホールを多結晶シリコン層に生成するた
めである。参考までに、このような陽極酸化における多
結晶シリコン層での反応は、例えば、下記のように説明
されている。 Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｅ＋→ＳｉＦ２＋２Ｈ＋＋ｎｅ− ＳｉＦ２＋２ＨＦ→ＳｉＦ４＋Ｈ２ ＳｉＦ４＋２ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６ ここで、ｅ＋はホールであり、ｅ−は電子である。すな
わち、この反応には前提としてホールが必要であり単な
る電解研磨とは異なるものである。
【０００４】このようして生成されたポーラスシリコン
のミクロレベルの表面にさらにシリコン酸化層を形成す
ると高効率な電界放射型電子源として好適なものになる
ことは、例えば、特開２０００−１６４１１５公報、特
開２０００−１００３１６公報などに開示されている。
このような電界放射型電子源としてのポーラスシリコン
の利用は、新しい平面型表示装置の実現に途を開くもの
として注目されている。
のミクロレベルの表面にさらにシリコン酸化層を形成す
ると高効率な電界放射型電子源として好適なものになる
ことは、例えば、特開２０００−１６４１１５公報、特
開２０００−１００３１６公報などに開示されている。
このような電界放射型電子源としてのポーラスシリコン
の利用は、新しい平面型表示装置の実現に途を開くもの
として注目されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような光照射が
必要な陽極酸化処理においては、光を照射するためのラ
ンプと被処理基板の被処理部との間に、必然的に、カソ
ード電極が位置することになる。カソード電極の条件と
しては、まず、被処理部に対して均一に作用を生じしめ
るように、被処理部の全面に対して位置的にまんべんな
く対向することが必要である。また、一方では、ランプ
により発光された光を被処理部に通過させる必要もあ
る。
必要な陽極酸化処理においては、光を照射するためのラ
ンプと被処理基板の被処理部との間に、必然的に、カソ
ード電極が位置することになる。カソード電極の条件と
しては、まず、被処理部に対して均一に作用を生じしめ
るように、被処理部の全面に対して位置的にまんべんな
く対向することが必要である。また、一方では、ランプ
により発光された光を被処理部に通過させる必要もあ
る。
【０００６】このためには、例えば、被処理部の平面的
広がりと同様な広がりを備えたグリッド状の電極が用い
られる。これにより、カソード電極は、被処理部の全面
に対して位置的にまんべんなく存在し、かつグリッドの
間から光を通過させて被処理部に光を到達させることが
できる。
広がりと同様な広がりを備えたグリッド状の電極が用い
られる。これにより、カソード電極は、被処理部の全面
に対して位置的にまんべんなく存在し、かつグリッドの
間から光を通過させて被処理部に光を到達させることが
できる。
【０００７】しかしながら、いかにグリッド状に電極を
構成しても、グリッド状の電極の影が被処理部上には発
生する。このため、より細かく見れば被処理部での光照
射量がその面上で均一ではなく、陽極酸化としての均一
処理性に一定の限界が生じる。
構成しても、グリッド状の電極の影が被処理部上には発
生する。このため、より細かく見れば被処理部での光照
射量がその面上で均一ではなく、陽極酸化としての均一
処理性に一定の限界が生じる。
【０００８】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、被処理基板を陽極にして電気化学的に処理
を行う陽極酸化装置および陽極酸化方法において、被処
理基板の被処理部への光の照射を均一になし、これによ
り陽極酸化処理を被処理基板面内でより均一にすること
が可能な陽極酸化装置および陽極酸化方法を提供するこ
とを目的とする。
れたもので、被処理基板を陽極にして電気化学的に処理
を行う陽極酸化装置および陽極酸化方法において、被処
理基板の被処理部への光の照射を均一になし、これによ
り陽極酸化処理を被処理基板面内でより均一にすること
が可能な陽極酸化装置および陽極酸化方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る陽極酸化装置は、光を放射するランプ
と、前記放射された光が到達する位置に設けられ、被処
理基板を保持可能な被処理基板保持部と、前記放射され
た光が前記保持された被処理基板に到達する途上に設け
られ、前記光を通過させるための開口部を備え前記光を
透過しない導体部を有するカソード電極と、前記カソー
ド電極、前記ランプ、または前記被処理基板保持部の空
間的位置を周期的振動させる振動機構とを具備すること
を特徴とする（請求項１）。
め、本発明に係る陽極酸化装置は、光を放射するランプ
と、前記放射された光が到達する位置に設けられ、被処
理基板を保持可能な被処理基板保持部と、前記放射され
た光が前記保持された被処理基板に到達する途上に設け
られ、前記光を通過させるための開口部を備え前記光を
透過しない導体部を有するカソード電極と、前記カソー
ド電極、前記ランプ、または前記被処理基板保持部の空
間的位置を周期的振動させる振動機構とを具備すること
を特徴とする（請求項１）。
【００１０】すなわち、ランプ、カソード電極、被処理
基板を保持する被処理基板保持部の３者の大まかな位置
関係を維持したまま、これらのうちの少なくとも一つに
ついてその空間的位置を周期的振動させる。これによ
り、カソード電極の影は被処理基板上で時間的に分散す
る。したがって、陽極酸化工程に要する時間中の被処理
基板上の各部分への光照射量は時間積分的に平均化さ
れ、均一化する。よって、陽極酸化処理を被処理基板面
内でより均一にすることが可能になる。
基板を保持する被処理基板保持部の３者の大まかな位置
関係を維持したまま、これらのうちの少なくとも一つに
ついてその空間的位置を周期的振動させる。これによ
り、カソード電極の影は被処理基板上で時間的に分散す
る。したがって、陽極酸化工程に要する時間中の被処理
基板上の各部分への光照射量は時間積分的に平均化さ
れ、均一化する。よって、陽極酸化処理を被処理基板面
内でより均一にすることが可能になる。
【００１１】なお、ランプ、カソード電極、被処理基板
を保持する被処理基板保持部のいずれを振動させるか
は、装置を設計する上でコストや各部の空間配置効率を
考慮して決定することができる。また、３者の配置関係
は、上下方向とする以外にも、横方向から光を照射すべ
く横方向に配置する場合も含まれる。さらには、光の被
処理基板上への照射は、反射、屈折などを介して導かれ
たものでもよい。また、「周期的振動」は、変位空間上
での軌跡が一定の範囲から外に出ないような周期的運動
を意味し、１次元、２次元、３次元いずれの運動も含
む。
を保持する被処理基板保持部のいずれを振動させるか
は、装置を設計する上でコストや各部の空間配置効率を
考慮して決定することができる。また、３者の配置関係
は、上下方向とする以外にも、横方向から光を照射すべ
く横方向に配置する場合も含まれる。さらには、光の被
処理基板上への照射は、反射、屈折などを介して導かれ
たものでもよい。また、「周期的振動」は、変位空間上
での軌跡が一定の範囲から外に出ないような周期的運動
を意味し、１次元、２次元、３次元いずれの運動も含
む。
【００１２】また、本発明に係る陽極酸化装置は、被処
理基板を保持可能な被処理基板保持部と、前記保持され
た被処理基板に接続して設けられ、上部が開放された処
理槽を形成する壁体と、前記処理槽に処理液を供給する
処理液供給部と、前記保持された被処理基板に対向して
設けられ、前記保持された被処理基板に光を放射するラ
ンプユニットと、前記保持された被処理基板と前記ラン
プユニットとの間に設けられかつ光を通過させる開口部
を有するカソード電極と、前記カソード電極を前記保持
された被処理基板に対して相対的に振動させる振動機構
とを具備することを特徴とする（請求項２）。この構成
によっても上記とほぼ同様の作用と効果を奏する。
理基板を保持可能な被処理基板保持部と、前記保持され
た被処理基板に接続して設けられ、上部が開放された処
理槽を形成する壁体と、前記処理槽に処理液を供給する
処理液供給部と、前記保持された被処理基板に対向して
設けられ、前記保持された被処理基板に光を放射するラ
ンプユニットと、前記保持された被処理基板と前記ラン
プユニットとの間に設けられかつ光を通過させる開口部
を有するカソード電極と、前記カソード電極を前記保持
された被処理基板に対して相対的に振動させる振動機構
とを具備することを特徴とする（請求項２）。この構成
によっても上記とほぼ同様の作用と効果を奏する。
【００１３】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項１または２記載の陽極酸化装置において、前記振
動機構は、前記カソード電極、前記ランプ、前記ランプ
ユニット、または前記被処理基板保持部を前記放射され
た光の放射方向に対してほぼ垂直の平面上で振動させる
（請求項３）。生じる影の位置を被処理基板上で時間的
に変えるものである。
請求項１または２記載の陽極酸化装置において、前記振
動機構は、前記カソード電極、前記ランプ、前記ランプ
ユニット、または前記被処理基板保持部を前記放射され
た光の放射方向に対してほぼ垂直の平面上で振動させる
（請求項３）。生じる影の位置を被処理基板上で時間的
に変えるものである。
【００１４】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項１または２記載の陽極酸化装置において、前記振
動機構は、前記カソード電極、前記ランプ、前記ランプ
ユニット、または前記被処理基板保持部を前記放射され
た光の放射方向に対してほぼ平行の平面上で振動させる
（請求項４）。生じる影の強弱パターンを被処理基板上
で時間的に変えるものである。
請求項１または２記載の陽極酸化装置において、前記振
動機構は、前記カソード電極、前記ランプ、前記ランプ
ユニット、または前記被処理基板保持部を前記放射され
た光の放射方向に対してほぼ平行の平面上で振動させる
（請求項４）。生じる影の強弱パターンを被処理基板上
で時間的に変えるものである。
【００１５】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項３記載の陽極酸化装置において、前記振動は、往
復運動、円運動、または楕円運動である（請求項５）。
より単純な機構により運動を生じしめるためである。
請求項３記載の陽極酸化装置において、前記振動は、往
復運動、円運動、または楕円運動である（請求項５）。
より単純な機構により運動を生じしめるためである。
【００１６】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項４記載の陽極酸化装置において、前記振動は、往
復運動、円運動、または楕円運動である（請求項６）。
これも、より単純な機構により運動を生じしめるためで
ある。
請求項４記載の陽極酸化装置において、前記振動は、往
復運動、円運動、または楕円運動である（請求項６）。
これも、より単純な機構により運動を生じしめるためで
ある。
【００１７】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項５記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記導体部がクロスポイントを有する正方グリッ
ド構造であり、前記円運動は、前記クロスポイント間の
正方距離のほぼ半分の奇数倍を半径とする前記カソード
電極の円運動である（請求項７）。クロスポイントの影
が被処理基板上で最も濃くなることを考慮し、その影が
運動により集中する領域をなるべく作らないようにする
ものである。すなわち、円運動の半径を、クロスポイン
ト間の正方距離のほぼ半分の偶数倍とすると、クロスポ
イントは、隣りのクロスポイントにその運動により移動
し、結局クロスポイントの影の集中をもたらすものであ
る。
請求項５記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記導体部がクロスポイントを有する正方グリッ
ド構造であり、前記円運動は、前記クロスポイント間の
正方距離のほぼ半分の奇数倍を半径とする前記カソード
電極の円運動である（請求項７）。クロスポイントの影
が被処理基板上で最も濃くなることを考慮し、その影が
運動により集中する領域をなるべく作らないようにする
ものである。すなわち、円運動の半径を、クロスポイン
ト間の正方距離のほぼ半分の偶数倍とすると、クロスポ
イントは、隣りのクロスポイントにその運動により移動
し、結局クロスポイントの影の集中をもたらすものであ
る。
【００１８】なお、周期的振動たる上記円運動は、陽極
酸化工程に要する時間に対して少なくとも１周期が完了
するように周波数を選ぶとその工程による光照射量の一
応の平均化がなされる。したがって、１周期の整数倍が
陽極酸化工程に要する時間に完了すれば、平均化の効果
が得られるが、その整数が大きくなるとちょうど整数で
あることの意味は相対的に小さくなり、実数倍である場
合とほとんど変わりなくなる。
酸化工程に要する時間に対して少なくとも１周期が完了
するように周波数を選ぶとその工程による光照射量の一
応の平均化がなされる。したがって、１周期の整数倍が
陽極酸化工程に要する時間に完了すれば、平均化の効果
が得られるが、その整数が大きくなるとちょうど整数で
あることの意味は相対的に小さくなり、実数倍である場
合とほとんど変わりなくなる。
【００１９】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項５記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記導体部がクロスポイントを有するグリッド構
造であり、前記往復運動は、前記クロスポイント間の対
角距離のほぼ半分の奇数倍を振幅とし、かつ前記対角距
離の方向になされる前記カソード電極の往復運動である
（請求項８）。これも、クロスポイントの影が被処理基
板上で最も濃くなることを考慮し、その影が運動により
集中する点をなるべく作らないようにするものである。
請求項５記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記導体部がクロスポイントを有するグリッド構
造であり、前記往復運動は、前記クロスポイント間の対
角距離のほぼ半分の奇数倍を振幅とし、かつ前記対角距
離の方向になされる前記カソード電極の往復運動である
（請求項８）。これも、クロスポイントの影が被処理基
板上で最も濃くなることを考慮し、その影が運動により
集中する点をなるべく作らないようにするものである。
【００２０】なお、周期的振動たる上記往復運動は、陽
極酸化工程に要する時間に対して少なくとも振幅方向の
最大から最小までの半周期が完了するように周波数を選
ぶとその工程による光照射量の一応の平均化がなされ
る。したがって、上記半周期の整数倍が陽極酸化工程に
要する時間に完了すれば、平均化の効果が得られるが、
その整数が大きくなるとちょうど整数であることの意味
は相対的に小さくなり、実数倍である場合とほとんど変
わりなくなる。
極酸化工程に要する時間に対して少なくとも振幅方向の
最大から最小までの半周期が完了するように周波数を選
ぶとその工程による光照射量の一応の平均化がなされ
る。したがって、上記半周期の整数倍が陽極酸化工程に
要する時間に完了すれば、平均化の効果が得られるが、
その整数が大きくなるとちょうど整数であることの意味
は相対的に小さくなり、実数倍である場合とほとんど変
わりなくなる。
【００２１】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項５記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記導体部がクロスポイントを有する長方グリッ
ド構造であり、前記楕円運動は、前記クロスポイント間
の長辺距離のほぼ半分の奇数倍を長径としかつ前記クロ
スポイント間の短辺距離のほぼ半分の奇数倍を短径とす
る前記カソード電極の楕円運動である（請求項９）。こ
れも、クロスポイントの影が被処理基板上で最も濃くな
ることを考慮し、その影が運動により集中する点をなる
べく作らないようにするものである。
請求項５記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記導体部がクロスポイントを有する長方グリッ
ド構造であり、前記楕円運動は、前記クロスポイント間
の長辺距離のほぼ半分の奇数倍を長径としかつ前記クロ
スポイント間の短辺距離のほぼ半分の奇数倍を短径とす
る前記カソード電極の楕円運動である（請求項９）。こ
れも、クロスポイントの影が被処理基板上で最も濃くな
ることを考慮し、その影が運動により集中する点をなる
べく作らないようにするものである。
【００２２】なお、この場合も、周期的振動たる上記楕
円運動は、陽極酸化工程に要する時間に対して少なくと
も１周期が完了するように周波数を選ぶとその工程によ
る光照射量の一応の平均化がなされる。したがって、１
周期の整数倍が陽極酸化工程に要する時間に完了すれ
ば、平均化の効果が得られるが、その整数が大きくなる
とちょうど整数であることの意味は相対的に小さくな
り、実数倍である場合とほとんど変わりなくなる。
円運動は、陽極酸化工程に要する時間に対して少なくと
も１周期が完了するように周波数を選ぶとその工程によ
る光照射量の一応の平均化がなされる。したがって、１
周期の整数倍が陽極酸化工程に要する時間に完了すれ
ば、平均化の効果が得られるが、その整数が大きくなる
とちょうど整数であることの意味は相対的に小さくな
り、実数倍である場合とほとんど変わりなくなる。
【００２３】また、本発明の好ましい実施態様として、
請求項６記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記放射された光の放射方向にほぼ平行な主面を
有する板状体の集合である（請求項１０）。光の放射方
向にほぼ平行な板状体の主面に、角度を小さく光を入射
・反射させることにより、影を作りにくくする効果を加
えるものである。
請求項６記載の陽極酸化装置において、前記カソード電
極は、前記放射された光の放射方向にほぼ平行な主面を
有する板状体の集合である（請求項１０）。光の放射方
向にほぼ平行な板状体の主面に、角度を小さく光を入射
・反射させることにより、影を作りにくくする効果を加
えるものである。
【００２４】また、本発明に係る陽極酸化方法は、被処
理基板保持部に被処理基板を保持させるステップと、前
記保持された被処理基板の被処理部とカソード電極とを
薬液に接触させるステップと、前記薬液に接触させられ
た前記被処理部と前記カソード電極との間を電流駆動す
るステップと、前記薬液に接触させられた前記被処理部
にランプで光を照射するステップと、前記薬液に接触さ
せられた前記カソード電極、またはその状態における、
前記被処理基板保持部もしくは前記ランプの空間的位置
を周期的振動させるステップとを有することを特徴とす
る。
理基板保持部に被処理基板を保持させるステップと、前
記保持された被処理基板の被処理部とカソード電極とを
薬液に接触させるステップと、前記薬液に接触させられ
た前記被処理部と前記カソード電極との間を電流駆動す
るステップと、前記薬液に接触させられた前記被処理部
にランプで光を照射するステップと、前記薬液に接触さ
せられた前記カソード電極、またはその状態における、
前記被処理基板保持部もしくは前記ランプの空間的位置
を周期的振動させるステップとを有することを特徴とす
る。
【００２５】また、本発明に係る陽極酸化方法は、処理
液を接触された被処理基板に光を照射し、かつ、前記被
処理基板と対向して設けられたランプユニットと前記被
処理基板との間に配設され光を通過させる開口部を有す
るカソード電極を前記被処理基板と相対的に振動させる
ことを特徴とする。
液を接触された被処理基板に光を照射し、かつ、前記被
処理基板と対向して設けられたランプユニットと前記被
処理基板との間に配設され光を通過させる開口部を有す
るカソード電極を前記被処理基板と相対的に振動させる
ことを特徴とする。
【００２６】すなわち、ランプ、カソード電極、被処理
基板を保持する被処理基板保持部の３者の大まかな位置
関係を維持したまま、これらのうちの少なくとも一つに
ついてその空間的位置を周期的振動させる。これによ
り、カソード電極の影は被処理基板上で時間的に分散す
る。したがって、陽極酸化工程に要する時間中の被処理
基板上の各部分への光照射量は時間的に平均化され、均
一化する。よって、陽極酸化処理を被処理基板面内でよ
り均一にすることが可能になる。
基板を保持する被処理基板保持部の３者の大まかな位置
関係を維持したまま、これらのうちの少なくとも一つに
ついてその空間的位置を周期的振動させる。これによ
り、カソード電極の影は被処理基板上で時間的に分散す
る。したがって、陽極酸化工程に要する時間中の被処理
基板上の各部分への光照射量は時間的に平均化され、均
一化する。よって、陽極酸化処理を被処理基板面内でよ
り均一にすることが可能になる。
【００２７】なお、「前記薬液に接触させられた前記被
処理部と前記カソード電極との間を電流駆動するステッ
プ」と、「前記薬液に接触させられた前記被処理部にラ
ンプで光を照射するステップ」と、「前記薬液に接触さ
せられた前記カソード電極、またはその状態における、
前記被処理基板保持部もしくは前記ランプの空間的位置
を周期的振動させるステップ」とは、順序としてこの通
りである必要はなく、むしろ進行する時間帯が重なり得
るステップである。
処理部と前記カソード電極との間を電流駆動するステッ
プ」と、「前記薬液に接触させられた前記被処理部にラ
ンプで光を照射するステップ」と、「前記薬液に接触さ
せられた前記カソード電極、またはその状態における、
前記被処理基板保持部もしくは前記ランプの空間的位置
を周期的振動させるステップ」とは、順序としてこの通
りである必要はなく、むしろ進行する時間帯が重なり得
るステップである。
【００２８】なお、前記カソード電極を前記被処理基板
の面と平行な面内で振動させると、すでに述べたよう
に、生じる影の位置を被処理基板上で時間的に変えるこ
とにより、被処理基板上の各部分への光照射量は時間的
に平均化される。
の面と平行な面内で振動させると、すでに述べたよう
に、生じる影の位置を被処理基板上で時間的に変えるこ
とにより、被処理基板上の各部分への光照射量は時間的
に平均化される。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００３０】図１は、本発明の一実施形態たる陽極酸化
装置を模式的に示す正面図である。同図に示すように、
この陽極酸化装置は、ステージ１１、カソード電極１
３、壁部１５、ランプ１７を複数有するランプユニット
１６、ランプユニット支持部材１８、カソード電極振動
機構１９、カソード電極振動機構支持部材２０を具備す
る。
装置を模式的に示す正面図である。同図に示すように、
この陽極酸化装置は、ステージ１１、カソード電極１
３、壁部１５、ランプ１７を複数有するランプユニット
１６、ランプユニット支持部材１８、カソード電極振動
機構１９、カソード電極振動機構支持部材２０を具備す
る。
【００３１】被処理基板保持部としてのステージ１１の
上には、被処理基板１２（上面が被処理部）が載置・保
持され、水平方向四方を囲む壁部１５がステージ１１お
よび被処理基板１２の周縁上に設置される。壁部１５の
この設置は、ステージ１１上に被処理基板１２を載置・
保持したのち、例えばその上方から壁部１５を降下させ
て行う。なお、陽極酸化処理時に被処理基板１２を底部
として壁部１５内に薬液（処理液）１４を張るので、壁
部１５と被処理基板１２との接触部位には周状にシール
部材（図示せず）が設けられる。さらに、被処理基板１
２の被処理部に陽極酸化処理時に電気を供給するための
導体（図示せず）が上記シール部材の周外側に設けられ
る。
上には、被処理基板１２（上面が被処理部）が載置・保
持され、水平方向四方を囲む壁部１５がステージ１１お
よび被処理基板１２の周縁上に設置される。壁部１５の
この設置は、ステージ１１上に被処理基板１２を載置・
保持したのち、例えばその上方から壁部１５を降下させ
て行う。なお、陽極酸化処理時に被処理基板１２を底部
として壁部１５内に薬液（処理液）１４を張るので、壁
部１５と被処理基板１２との接触部位には周状にシール
部材（図示せず）が設けられる。さらに、被処理基板１
２の被処理部に陽極酸化処理時に電気を供給するための
導体（図示せず）が上記シール部材の周外側に設けられ
る。
【００３２】被処理基板１２を底部として壁部１５内に
薬液１４を張ることにより処理槽が形成される。処理層
への薬液の供給は、例えば、処理層内への供給管（図示
せず）の設置や壁部１５を貫通する供給路（図示せず）
などにより行なうことができる。処理槽内には、カソー
ド電極１３が、薬液１４に浸漬されるようにかつ被処理
基板１２に対向して設けられる。カソード電極１３は、
カソード電極振動機構１９に吊設されており、かつ、カ
ソード電極振動機構１９により水平面内の円運動をさせ
られ得る。カソード電極１３の平面構成については後述
する。
薬液１４を張ることにより処理槽が形成される。処理層
への薬液の供給は、例えば、処理層内への供給管（図示
せず）の設置や壁部１５を貫通する供給路（図示せず）
などにより行なうことができる。処理槽内には、カソー
ド電極１３が、薬液１４に浸漬されるようにかつ被処理
基板１２に対向して設けられる。カソード電極１３は、
カソード電極振動機構１９に吊設されており、かつ、カ
ソード電極振動機構１９により水平面内の円運動をさせ
られ得る。カソード電極１３の平面構成については後述
する。
【００３３】カソード電極振動機構１９は、カソード電
極振動機構支持部材２０により壁部１５に固定される。
カソード電極振動機構１９内の主要構成については後述
する。
極振動機構支持部材２０により壁部１５に固定される。
カソード電極振動機構１９内の主要構成については後述
する。
【００３４】被処理基板１２のカソード電極１３ごしに
はランプユニット１６が設けられ、その照射光線は、カ
ソード電極１３の開口部を通して被処理基板１２にほぼ
垂直方向に入射する。ランプユニット１６は、ランプユ
ニット支持部材１８により壁部１５に固定される。
はランプユニット１６が設けられ、その照射光線は、カ
ソード電極１３の開口部を通して被処理基板１２にほぼ
垂直方向に入射する。ランプユニット１６は、ランプユ
ニット支持部材１８により壁部１５に固定される。
【００３５】なお、この実施の形態は、上記のように、
被処理基板１２を載置・保持したステージ１１、カソー
ド電極１３、ランプユニット１７の３者のうち、カソー
ド電極１３を振動させるものである。これにより、ラン
プユニット１６によるカソード電極１３の影は被処理基
板１２上で時間的に分散する。したがって、陽極酸化工
程に要する時間中の被処理基板１２上の各部分への光照
射量は時間積分的に平均化され、均一化する。よって、
陽極酸化処理を被処理基板面内でより均一にすることが
可能になる。
被処理基板１２を載置・保持したステージ１１、カソー
ド電極１３、ランプユニット１７の３者のうち、カソー
ド電極１３を振動させるものである。これにより、ラン
プユニット１６によるカソード電極１３の影は被処理基
板１２上で時間的に分散する。したがって、陽極酸化工
程に要する時間中の被処理基板１２上の各部分への光照
射量は時間積分的に平均化され、均一化する。よって、
陽極酸化処理を被処理基板面内でより均一にすることが
可能になる。
【００３６】図２は、図１中に示したカソード電極１３
の平面図である。図２に示すようにこのカソード電極
は、縦横ともにピッチａ１のグリッド状に構成され、縦
横の各交差点にクロスポイント１３ａが存在し、グリッ
ドを構成する各線材の間は光を通過させる開口部であ
る。ここで、例えば、カソード電極１３の材質はプラチ
ナ、ピッチａ１は１０ｍｍ程度、グリッドを構成する線
材の太さは０．５ｍｍ程度である。
の平面図である。図２に示すようにこのカソード電極
は、縦横ともにピッチａ１のグリッド状に構成され、縦
横の各交差点にクロスポイント１３ａが存在し、グリッ
ドを構成する各線材の間は光を通過させる開口部であ
る。ここで、例えば、カソード電極１３の材質はプラチ
ナ、ピッチａ１は１０ｍｍ程度、グリッドを構成する線
材の太さは０．５ｍｍ程度である。
【００３７】図３は、図１中に示したカソード電極振動
機構１９の主要部を示す平面図である。図３に示すよう
に、この主要部中には、振動プレート３１、カソード電
極連結部３２、歯車３４、３６、振動ピン３５、３７、
タイミングベルト３８、歯車３９、モータ４０が存在す
る。
機構１９の主要部を示す平面図である。図３に示すよう
に、この主要部中には、振動プレート３１、カソード電
極連結部３２、歯車３４、３６、振動ピン３５、３７、
タイミングベルト３８、歯車３９、モータ４０が存在す
る。
【００３８】モータ４０により歯車３９が回転し、その
回転力がタイミングベルト３８により歯車３６に伝達す
る。歯車３６は、回転軸位置が固定され回転自在に支持
されている。歯車３６と振動ピン３７とは、歯車３６の
偏心した位置に振動ピン３７が固定されている関係であ
り、振動ピン３７は、平面的に円形をなし振動プレート
３１に設けられた貫通孔に嵌合している。この貫通孔の
孔面に対して振動ピン３７は褶動自在である。
回転力がタイミングベルト３８により歯車３６に伝達す
る。歯車３６は、回転軸位置が固定され回転自在に支持
されている。歯車３６と振動ピン３７とは、歯車３６の
偏心した位置に振動ピン３７が固定されている関係であ
り、振動ピン３７は、平面的に円形をなし振動プレート
３１に設けられた貫通孔に嵌合している。この貫通孔の
孔面に対して振動ピン３７は褶動自在である。
【００３９】一方、歯車３４と振動ピン３５との関係
は、歯車３６と振動ピン３７との関係と同様であり、歯
車３４は、回転軸位置が固定され回転自在に支持され、
振動ピン３５は、振動プレート３１に設けられた別の貫
通孔に嵌合している。この貫通孔に孔面に対して振動ピ
ン３５は褶動自在である。なお、歯車３４は、その歯に
対して何らの力伝達要素も設けられていない。
は、歯車３６と振動ピン３７との関係と同様であり、歯
車３４は、回転軸位置が固定され回転自在に支持され、
振動ピン３５は、振動プレート３１に設けられた別の貫
通孔に嵌合している。この貫通孔に孔面に対して振動ピ
ン３５は褶動自在である。なお、歯車３４は、その歯に
対して何らの力伝達要素も設けられていない。
【００４０】振動プレート３１は、４箇所のカソード電
極連結部３２によりカソード電極１３を吊設する。
極連結部３２によりカソード電極１３を吊設する。
【００４１】このような構成により、モータ４０が回転
すると、歯車３９の回転がタイミングベルト３８を介し
て歯車３６の回転させ、振動ピン３７が円運動を行う。
これにより振動プレート３１は、ある動きを誘発される
が、振動ピン３５による規制があるため歯車３４の回転
を伴うものになる。したがって、歯車３６と歯車３４と
が同期した回転となり、結局、振動プレート３１が円運
動することになる。よって、振動プレート３１に吊設さ
れたカソード電極１３も水平面内で円運動をする。
すると、歯車３９の回転がタイミングベルト３８を介し
て歯車３６の回転させ、振動ピン３７が円運動を行う。
これにより振動プレート３１は、ある動きを誘発される
が、振動ピン３５による規制があるため歯車３４の回転
を伴うものになる。したがって、歯車３６と歯車３４と
が同期した回転となり、結局、振動プレート３１が円運
動することになる。よって、振動プレート３１に吊設さ
れたカソード電極１３も水平面内で円運動をする。
【００４２】ここで、歯車３４（３６）の回転中心から
の振動ピン３５（３７）の偏心を図示のように（ａ１）
／２とすると、カソード電極１３のクロスポイント１３
ａの位置が隣りのクロスポイントの位置と重ならないよ
うに円運動が行われる。したがって、クロスポイント１
３ａの影が被処理基板１２上で最も濃くなることに配慮
して、その影が運動により集中する領域をなるべく作ら
ないようにすることができる。同様に考えて、上記偏心
量を（ａ１）／２の奇数倍としてもよい。
の振動ピン３５（３７）の偏心を図示のように（ａ１）
／２とすると、カソード電極１３のクロスポイント１３
ａの位置が隣りのクロスポイントの位置と重ならないよ
うに円運動が行われる。したがって、クロスポイント１
３ａの影が被処理基板１２上で最も濃くなることに配慮
して、その影が運動により集中する領域をなるべく作ら
ないようにすることができる。同様に考えて、上記偏心
量を（ａ１）／２の奇数倍としてもよい。
【００４３】なお、図２においては、カソード電極１３
のグリッド構造を正方グリッド構造として説明し、それ
に対応する図３に示すようなカソード電極振動機構１９
の主要部構造を示したが、カソード電極１３の構造を長
方グリッド構造とする場合には、影の分散効率という意
味でカソード電極振動機構１９による運動は楕円運動と
するのが好ましい。
のグリッド構造を正方グリッド構造として説明し、それ
に対応する図３に示すようなカソード電極振動機構１９
の主要部構造を示したが、カソード電極１３の構造を長
方グリッド構造とする場合には、影の分散効率という意
味でカソード電極振動機構１９による運動は楕円運動と
するのが好ましい。
【００４４】このためには、図３における振動プレート
３１を円運動に代えて楕円運動させるようにすればよ
い。このためのひとつの方法として、例えば次のような
ものが考えられる。まず、歯車３６、３４を傾けて、平
面図上で楕円に見えるように設置する。この見かけ上の
楕円は、長軸が図３の左右方向（または上下方向）にな
るようにする。歯車３６（３４）と振動ピン３７（３
５）との関係は、固定ではなく、振動ピン３７（３５）
の根元において振動ピン３７（３５）が回転自在に、か
つ歯車側面（歯面でない面）に対して倒れ角が自在とな
るように支持する。また、振動ピン３７（３５）が振動
プレート３１に嵌合される角度が垂直を保つように振動
プレート３１の貫通孔に規制機能を設ける。
３１を円運動に代えて楕円運動させるようにすればよ
い。このためのひとつの方法として、例えば次のような
ものが考えられる。まず、歯車３６、３４を傾けて、平
面図上で楕円に見えるように設置する。この見かけ上の
楕円は、長軸が図３の左右方向（または上下方向）にな
るようにする。歯車３６（３４）と振動ピン３７（３
５）との関係は、固定ではなく、振動ピン３７（３５）
の根元において振動ピン３７（３５）が回転自在に、か
つ歯車側面（歯面でない面）に対して倒れ角が自在とな
るように支持する。また、振動ピン３７（３５）が振動
プレート３１に嵌合される角度が垂直を保つように振動
プレート３１の貫通孔に規制機能を設ける。
【００４５】これにより、振動ピン３７（３５）は楕円
運動をするので、振動プレート３１の楕円運動が得られ
る。よって、カソード電極１３も楕円運動する。なお、
もちろん偏心カムなどを用いる周知の楕円運動機構を利
用してもよい。
運動をするので、振動プレート３１の楕円運動が得られ
る。よって、カソード電極１３も楕円運動する。なお、
もちろん偏心カムなどを用いる周知の楕円運動機構を利
用してもよい。
【００４６】カソード電極１３の構造が長方グリッド構
造であり、振動プレート３１が楕円運動を行う場合に、
クロスポイント１３ａの影が被処理基板１２上で最も濃
くなることに配慮してその影が運動により集中する領域
をなるべく作らないようにするためには、クロスポイン
ト間の長辺距離のほぼ半分の奇数倍を長径としかつクロ
スポイント間の短辺距離のほぼ半分の奇数倍を短径とす
るように楕円運動をせればよい。この理由は、隣のクロ
スポイントとの距離を考慮すると円運動をさせる場合と
同様に考えることができる。
造であり、振動プレート３１が楕円運動を行う場合に、
クロスポイント１３ａの影が被処理基板１２上で最も濃
くなることに配慮してその影が運動により集中する領域
をなるべく作らないようにするためには、クロスポイン
ト間の長辺距離のほぼ半分の奇数倍を長径としかつクロ
スポイント間の短辺距離のほぼ半分の奇数倍を短径とす
るように楕円運動をせればよい。この理由は、隣のクロ
スポイントとの距離を考慮すると円運動をさせる場合と
同様に考えることができる。
【００４７】次に、図２に示したカソード電極１３に代
えて図１に示した陽極酸化装置において用いることがで
きるカソード電極の別の例を図４を参照して説明する。
図４は、図１中に示したカソード電極１３の別の例を示
す平面図である。図４に示すカソード電極１３１は、図
２に示したものと同様に正方グリッド構造（ピッチａ
２）を有するが、線材の設定角度が４５度傾けられてい
る。
えて図１に示した陽極酸化装置において用いることがで
きるカソード電極の別の例を図４を参照して説明する。
図４は、図１中に示したカソード電極１３の別の例を示
す平面図である。図４に示すカソード電極１３１は、図
２に示したものと同様に正方グリッド構造（ピッチａ
２）を有するが、線材の設定角度が４５度傾けられてい
る。
【００４８】この場合においても、図３に示したような
カソード電極振動機構を用いることで図２に示したカソ
ード電極１３と同様な効果を得ることができる。ただ
し、図３に示した偏心量（ａ１）／２は、（ａ２）／２
またはその奇数倍にするとより好ましい。
カソード電極振動機構を用いることで図２に示したカソ
ード電極１３と同様な効果を得ることができる。ただ
し、図３に示した偏心量（ａ１）／２は、（ａ２）／２
またはその奇数倍にするとより好ましい。
【００４９】また、図４に示すようなカソード電極１３
１の場合には、カソード電極１３１を円運動ではなく直
線的な往復運動（図上の上下方向、または左右方向）と
することによっても影の時間的な分散効果が得られる。
これらの方向に往復運動させると各線材の長手方向を避
けて運動させることなり、線材の影が時間的に移動する
からである。
１の場合には、カソード電極１３１を円運動ではなく直
線的な往復運動（図上の上下方向、または左右方向）と
することによっても影の時間的な分散効果が得られる。
これらの方向に往復運動させると各線材の長手方向を避
けて運動させることなり、線材の影が時間的に移動する
からである。
【００５０】図５は、図４に示したようなカソード電極
１３１を図１に示した陽極酸化装置に適用する場合に用
いることができるカソード電極振動機構１９の主要部を
示す平面図である。図５に示すように、この主要部中に
は、規制部材５１、５２、振動プレート５３、連結節５
４、連結ピン５５、５６、モータ５７、回転ホイール５
８、カソード電極連結部３２が存在する。
１３１を図１に示した陽極酸化装置に適用する場合に用
いることができるカソード電極振動機構１９の主要部を
示す平面図である。図５に示すように、この主要部中に
は、規制部材５１、５２、振動プレート５３、連結節５
４、連結ピン５５、５６、モータ５７、回転ホイール５
８、カソード電極連結部３２が存在する。
【００５１】モータ５７が回転するとこれに接続された
回転ホイール５８が回転し、回転ホリール５８に固定さ
れた連結ピン５６が回転する。連結ピン５６の回転を連
結節５４により、連結ピン５５を介して振動プレート５
３に伝達し、振動プレート５３を往復運動させる。すな
わち、振動プレート５３は、規制部材５１、５２により
上下方向に規制されている。以上説明からわかるよう
に、この機構は一種のピストン−クランク機構である。
回転ホイール５８が回転し、回転ホリール５８に固定さ
れた連結ピン５６が回転する。連結ピン５６の回転を連
結節５４により、連結ピン５５を介して振動プレート５
３に伝達し、振動プレート５３を往復運動させる。すな
わち、振動プレート５３は、規制部材５１、５２により
上下方向に規制されている。以上説明からわかるよう
に、この機構は一種のピストン−クランク機構である。
【００５２】振動プレート５３には、カソード電極連結
部３２によりカソード電極１３１が吊設されているの
で、振動プレート５３の往復運動によりカソード電極１
３１の往復運動がなされる。
部３２によりカソード電極１３１が吊設されているの
で、振動プレート５３の往復運動によりカソード電極１
３１の往復運動がなされる。
【００５３】ここで、連結ピン５６の回転ホイール５８
上の偏心は、図示のように（√２）（ａ２）／２とする
と、クロスポイント１３１ａの影が被処理基板１２上で
最も濃くなることに配慮して、その影が運動により集中
する領域をなるべく作らないようにすることができる。
すなわち、カソード電極１３１のクロスポイント１３１
ａの位置が隣りのクロスポイントの位置と重ならないよ
うに往復運動が行われる。同様に考えて、連結ピン５６
の回転ホイール５８上の偏心を、（√２）（ａ２）／２
の奇数倍としてもよい。
上の偏心は、図示のように（√２）（ａ２）／２とする
と、クロスポイント１３１ａの影が被処理基板１２上で
最も濃くなることに配慮して、その影が運動により集中
する領域をなるべく作らないようにすることができる。
すなわち、カソード電極１３１のクロスポイント１３１
ａの位置が隣りのクロスポイントの位置と重ならないよ
うに往復運動が行われる。同様に考えて、連結ピン５６
の回転ホイール５８上の偏心を、（√２）（ａ２）／２
の奇数倍としてもよい。
【００５４】以上の実施の形態では、光の照射方向に対
して垂直の面内でカソード電極１３を運動させて、被処
理基板１２上に生じる影の位置を時間的に変えることを
説明したが、カソード電極１３を光の照射方向に対して
ほぼ平行な面内で運動させる方法も採り得る方法であ
る。この場合には、被処理基板１２上に生じる影の強弱
パターンが時間的に変化する。よって、何らカソード電
極１３を運動させない場合より、光の照射量は時間的に
平均化する。
して垂直の面内でカソード電極１３を運動させて、被処
理基板１２上に生じる影の位置を時間的に変えることを
説明したが、カソード電極１３を光の照射方向に対して
ほぼ平行な面内で運動させる方法も採り得る方法であ
る。この場合には、被処理基板１２上に生じる影の強弱
パターンが時間的に変化する。よって、何らカソード電
極１３を運動させない場合より、光の照射量は時間的に
平均化する。
【００５５】これに対応するためにはカソード電極１
３、１３１を垂直方向に運動させるようにすべく、図
３、図５に示したようなカソード電極振動機構を水平軸
回りに９０度回転させて設ければよい。さらには、カソ
ード電極１３、１３１を光の照射方向に対してほぼ垂直
な面内で運動させ、かつ光の照射方向に対してほぼ平行
な面内でも運動させるようにしてもよい。この場合に
は、カソード電極振動機構１９を壁部１５に固定せず
に、カソード電極振動機構１９自体を運動させる別の振
動機構に載せればこれが実現できる。
３、１３１を垂直方向に運動させるようにすべく、図
３、図５に示したようなカソード電極振動機構を水平軸
回りに９０度回転させて設ければよい。さらには、カソ
ード電極１３、１３１を光の照射方向に対してほぼ垂直
な面内で運動させ、かつ光の照射方向に対してほぼ平行
な面内でも運動させるようにしてもよい。この場合に
は、カソード電極振動機構１９を壁部１５に固定せず
に、カソード電極振動機構１９自体を運動させる別の振
動機構に載せればこれが実現できる。
【００５６】次に、図２、図４に示したカソード電極１
３、１３１に代えて図１に示した陽極酸化装置において
用いることができるカソード電極の別の例を図６を参照
して説明する。図６は、図１中に示したカソード電極１
３のさらに別の例を示す平面図（図６（ａ））および正
面図（図６（ｂ））である。
３、１３１に代えて図１に示した陽極酸化装置において
用いることができるカソード電極の別の例を図６を参照
して説明する。図６は、図１中に示したカソード電極１
３のさらに別の例を示す平面図（図６（ａ））および正
面図（図６（ｂ））である。
【００５７】図６に示すカソード電極１３２は、板状体
の集合であって、その両主面にほぼ平行な方向に光が通
過するように構成され、各板状体の間が光を通過させる
開口部である。ここで、例えば、カソード電極１３２の
材質はプラチナ、板状体の間のピッチは１０ｍｍ程度、
板状体の高さは２ｍｍ程度、その厚さは０．０５ないし
０．１ｍｍ程度である。
の集合であって、その両主面にほぼ平行な方向に光が通
過するように構成され、各板状体の間が光を通過させる
開口部である。ここで、例えば、カソード電極１３２の
材質はプラチナ、板状体の間のピッチは１０ｍｍ程度、
板状体の高さは２ｍｍ程度、その厚さは０．０５ないし
０．１ｍｍ程度である。
【００５８】このようなカソード電極１３２によれば、
光線の開口部の通過が図６（ｂ）中に示すようになる
（すなわち、板状体の両主面で光の反射が生じる）傾向
をもともと有するため、カソード電極１３２の影が生じ
にくい（もう少し正確に言うと影が分散して生じる）。
このようなカソード電極１３２を用いて、さらに、カソ
ード電極１３２を上下方向に往復運動または円運動させ
ると、生じる影の時間的な分散効果を増大させることが
できる。
光線の開口部の通過が図６（ｂ）中に示すようになる
（すなわち、板状体の両主面で光の反射が生じる）傾向
をもともと有するため、カソード電極１３２の影が生じ
にくい（もう少し正確に言うと影が分散して生じる）。
このようなカソード電極１３２を用いて、さらに、カソ
ード電極１３２を上下方向に往復運動または円運動させ
ると、生じる影の時間的な分散効果を増大させることが
できる。
【００５９】よって、陽極酸化工程に要する時間中の被
処理基板１２上の各部分への光照射量は時間積分的に平
均化され、均一化する。これにより、陽極酸化処理を被
処理基板面内でより均一にすることが可能になる。
処理基板１２上の各部分への光照射量は時間積分的に平
均化され、均一化する。これにより、陽極酸化処理を被
処理基板面内でより均一にすることが可能になる。
【００６０】なお、このようなカソード電極１３２の運
動を行うためには、カソード電極振動機構１９に図３あ
るいは図５に示したような運動機構を設ければよい。そ
の際、カソード電極１３２の運動を垂直方向になすた
め、水平軸回りに９０度傾けて設置する。
動を行うためには、カソード電極振動機構１９に図３あ
るいは図５に示したような運動機構を設ければよい。そ
の際、カソード電極１３２の運動を垂直方向になすた
め、水平軸回りに９０度傾けて設置する。
【００６１】次に、図１に示した陽極酸化装置の一連の
動作について図７をも参照して説明する。図７は、図１
に示した陽極酸化装置の動作フローを示す流れ図であ
る。
動作について図７をも参照して説明する。図７は、図１
に示した陽極酸化装置の動作フローを示す流れ図であ
る。
【００６２】まず、ステージ１１と壁部１５とが上下に
離間した状態において、ステージ１１上に被処理基板１
２が載置され、その載置状態が保持される（ステップ７
１）。被処理基板１２は、被処理部が上に向けられてい
る。ステージ１１上への載置には、ロボットなどの基板
搬送機構を用いてもよい。
離間した状態において、ステージ１１上に被処理基板１
２が載置され、その載置状態が保持される（ステップ７
１）。被処理基板１２は、被処理部が上に向けられてい
る。ステージ１１上への載置には、ロボットなどの基板
搬送機構を用いてもよい。
【００６３】次に、壁部１５を降下させステージ１１上
および被処理基板１２の周縁部上に設置する。このと
き、すでに述べたように被処理基板１２の周縁と壁部１
５との間には液体シールが確立され、かつその液体シー
ルがされた部位の外側では被処理基板１２の電極と導体
により電気的接触がなされる。また、カソード電極振動
機構１９およびランプユニット１６が壁体１５に固定さ
れていることにより、これらの位置が被処理基板１２に
対して所定に設定される。これらにより処理槽が形成さ
れる（以上ステップ７２）。
および被処理基板１２の周縁部上に設置する。このと
き、すでに述べたように被処理基板１２の周縁と壁部１
５との間には液体シールが確立され、かつその液体シー
ルがされた部位の外側では被処理基板１２の電極と導体
により電気的接触がなされる。また、カソード電極振動
機構１９およびランプユニット１６が壁体１５に固定さ
れていることにより、これらの位置が被処理基板１２に
対して所定に設定される。これらにより処理槽が形成さ
れる（以上ステップ７２）。
【００６４】次に、形成された処理槽に薬液を張る（ス
テップ７３）。これにより、被処理基板１２の被処理部
とカソード電極１３とが薬液に接触した状態となる。薬
液は、例えば、エチルアルコールを溶媒とするフッ酸の
溶液である。薬液を処理槽に導入するには、例えば、壁
部１５に供給路を設けてもよいし、供給管を処理槽の上
方から差し入れてもよい。
テップ７３）。これにより、被処理基板１２の被処理部
とカソード電極１３とが薬液に接触した状態となる。薬
液は、例えば、エチルアルコールを溶媒とするフッ酸の
溶液である。薬液を処理槽に導入するには、例えば、壁
部１５に供給路を設けてもよいし、供給管を処理槽の上
方から差し入れてもよい。
【００６５】次に、カソード電極振動機構１９でカソー
ド電極１３を周期的振動させながら、陽極酸化反応を被
処理基板１２に起こす（ステップ７４）。このため、被
処理基板１２の電極に接触する導体とカソード電極１３
との間を電流源で駆動し、かつランプユニット１６のラ
ンプ１７により被処理基板１２を照射する。この反応時
間は、温度などの条件にもよるが数秒である。
ド電極１３を周期的振動させながら、陽極酸化反応を被
処理基板１２に起こす（ステップ７４）。このため、被
処理基板１２の電極に接触する導体とカソード電極１３
との間を電流源で駆動し、かつランプユニット１６のラ
ンプ１７により被処理基板１２を照射する。この反応時
間は、温度などの条件にもよるが数秒である。
【００６６】次に、カソード電極１３の周期的振動、被
処理基板１２の電極に接触する導体とカソード電極１３
との間の電流源駆動、ランプユニット１６のランプ１７
による被処理基板１２の照射をすべてやめ、薬液を排出
する。薬液の排出は、例えば壁部１５に排出路を設ける
ことによっても、排出管を処理槽の上方から差し入れて
吸い出すようにしてもよい。薬液は、強い腐蝕性がある
のでこのあと被処理基板１２ともども処理槽を洗浄す
る。このための洗浄は、例えば、洗浄液の処理槽への供
給と排出を繰り返すことにより行うことができる（以上
ステップ７５）。以上により、被処理基板１２の一連の
陽極酸化工程を完了することができる。
処理基板１２の電極に接触する導体とカソード電極１３
との間の電流源駆動、ランプユニット１６のランプ１７
による被処理基板１２の照射をすべてやめ、薬液を排出
する。薬液の排出は、例えば壁部１５に排出路を設ける
ことによっても、排出管を処理槽の上方から差し入れて
吸い出すようにしてもよい。薬液は、強い腐蝕性がある
のでこのあと被処理基板１２ともども処理槽を洗浄す
る。このための洗浄は、例えば、洗浄液の処理槽への供
給と排出を繰り返すことにより行うことができる（以上
ステップ７５）。以上により、被処理基板１２の一連の
陽極酸化工程を完了することができる。
【００６７】以上の実施の形態では、カソード電極１
３、１３１、１３２を周期的振動させる形態を説明した
が、これに代えて、あるいはこれに加えて、ランプユニ
ット１６やステージ１１を周期的振動させても、影の分
散効果によって、陽極酸化処理の被処理基板１２面上で
の均一性向上を図ることができる。
３、１３１、１３２を周期的振動させる形態を説明した
が、これに代えて、あるいはこれに加えて、ランプユニ
ット１６やステージ１１を周期的振動させても、影の分
散効果によって、陽極酸化処理の被処理基板１２面上で
の均一性向上を図ることができる。
【００６８】ランプユニット１６を周期的振動させるに
は、例えば、ランプユニット１６をカソード電極振動機
構１９のような機構に吊設すればよい。ステージ１１を
周期的振動させるには、壁部１５へのランプユニット支
持部材１８およびカソード電極振動機構支持部材２０の
支持を開放したうえで、ステージ１１、被処理基板１
２、壁部１５を一体として、周期的振動させればよい。
このためには、やはり、カソード電極振動機構１９のよ
うな機構をステージ１１下に設ければよい。
は、例えば、ランプユニット１６をカソード電極振動機
構１９のような機構に吊設すればよい。ステージ１１を
周期的振動させるには、壁部１５へのランプユニット支
持部材１８およびカソード電極振動機構支持部材２０の
支持を開放したうえで、ステージ１１、被処理基板１
２、壁部１５を一体として、周期的振動させればよい。
このためには、やはり、カソード電極振動機構１９のよ
うな機構をステージ１１下に設ければよい。
【００６９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ランプ、カソード電極、被処理基板を保持する被処理基
板保持部の３者の大まかな位置関係を維持したまま、こ
れらのうちの少なくとも一つについてその空間的位置を
周期的振動させる。これにより、カソード電極の影は被
処理基板上で時間的に分散するので、陽極酸化工程に要
する時間中の被処理基板上の各部分への光照射量は時間
積分的に平均化され、均一化する。よって、陽極酸化処
理を被処理基板面内でより均一にすることが可能にな
る。
ランプ、カソード電極、被処理基板を保持する被処理基
板保持部の３者の大まかな位置関係を維持したまま、こ
れらのうちの少なくとも一つについてその空間的位置を
周期的振動させる。これにより、カソード電極の影は被
処理基板上で時間的に分散するので、陽極酸化工程に要
する時間中の被処理基板上の各部分への光照射量は時間
積分的に平均化され、均一化する。よって、陽極酸化処
理を被処理基板面内でより均一にすることが可能にな
る。
【図１】本発明の一実施形態たる陽極酸化装置を模式的
に示す正面図。
に示す正面図。
【図２】図１中に示したカソード電極１３の平面図。
【図３】図１中に示したカソード電極振動機構１９の主
要部を示す平面図。
要部を示す平面図。
【図４】図１中に示したカソード電極１３の別の例を示
す平面図。
す平面図。
【図５】図４に示したカソード電極１３１を図１に示し
た陽極酸化装置に適用する場合に用いることができるカ
ソード電極振動機構１９の主要部を示す平面図。
た陽極酸化装置に適用する場合に用いることができるカ
ソード電極振動機構１９の主要部を示す平面図。
【図６】図１中に示したカソード電極１３のさらに別の
例を示す平面図（図６（ａ））および正面図（図６
（ｂ））。
例を示す平面図（図６（ａ））および正面図（図６
（ｂ））。
【図７】図１に示した陽極酸化装置の動作フローを示す
流れ図。
流れ図。
１１…ステージ、１２…被処理基板、１３，１３１，１
３２…カソード電極、１３ａ，１３１ａ…クロスポイン
ト、１４…薬液、１５…壁部、１６…ランプユニット、
１７…ランプ、１８…ランプユニット支持部材、１９…
カソード電極振動機構、２０…カソード電極振動機構支
持部材、３１…振動プレート、３２…カソード電極連結
部、３４，３６…歯車、３５，３７…振動ピン、３８…
タイミングベルト、３９…歯車、４０…モータ、５１，
５２…規制部材、５３…振動プレート、５４…連結節、
５５，５６…連結ピン、５７…モータ、５８…回転ホイ
ール
３２…カソード電極、１３ａ，１３１ａ…クロスポイン
ト、１４…薬液、１５…壁部、１６…ランプユニット、
１７…ランプ、１８…ランプユニット支持部材、１９…
カソード電極振動機構、２０…カソード電極振動機構支
持部材、３１…振動プレート、３２…カソード電極連結
部、３４，３６…歯車、３５，３７…振動ピン、３８…
タイミングベルト、３９…歯車、４０…モータ、５１，
５２…規制部材、５３…振動プレート、５４…連結節、
５５，５６…連結ピン、５７…モータ、５８…回転ホイ
ール
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 牛島 満
東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
Ｆターム(参考） 5F043 AA10 BB03 DD08 DD10
Claims (13)
- 【請求項１】 光を放射するランプと、 前記放射された光が到達する位置に設けられ、被処理基
板を保持可能な被処理基板保持部と、 前記放射された光が前記保持された被処理基板に到達す
る途上に設けられ、前記光を通過させるための開口部を
備え前記光を透過しない導体部を有するカソード電極
と、 前記カソード電極、前記ランプ、または前記被処理基板
保持部の空間的位置を周期的振動させる振動機構とを具
備することを特徴とする陽極酸化装置。 - 【請求項２】 被処理基板を保持可能な被処理基板保持
部と、 前記保持された被処理基板に接続して設けられ、上部が
開放された処理槽を形成する壁体と、 前記処理槽に処理液を供給する処理液供給部と、 前記保持された被処理基板に対向して設けられ、前記保
持された被処理基板に光を放射するランプユニットと、 前記保持された被処理基板と前記ランプユニットとの間
に設けられかつ光を通過させる開口部を有するカソード
電極と、 前記カソード電極を前記保持された被処理基板に対して
相対的に振動させる振動機構とを具備することを特徴と
する陽極酸化装置。 - 【請求項３】 前記振動機構は、前記カソード電極、前
記ランプ、前記ランプユニット、または前記被処理基板
保持部を前記放射された光の放射方向に対してほぼ垂直
の平面上で振動させることを特徴とする請求項１または
２記載の陽極酸化装置。 - 【請求項４】 前記振動機構は、前記カソード電極、前
記ランプ、前記ランプユニット、または前記被処理基板
保持部を前記放射された光の放射方向に対してほぼ平行
の平面上で振動させることを特徴とする請求項１または
２記載の陽極酸化装置。 - 【請求項５】 前記振動は、往復運動、円運動、または
楕円運動であることを特徴とする請求項３記載の陽極酸
化装置。 - 【請求項６】 前記振動は、往復運動、円運動、または
楕円運動であることを特徴とする請求項４記載の陽極酸
化装置。 - 【請求項７】 前記カソード電極は、前記導体部がクロ
スポイントを有する正方グリッド構造であり、 前記円運動は、前記クロスポイント間の正方距離のほぼ
半分の奇数倍を半径とする前記カソード電極の円運動で
あることを特徴とする請求項５記載の陽極酸化装置。 - 【請求項８】 前記カソード電極は、前記導体部がクロ
スポイントを有するグリッド構造であり、 前記往復運動は、前記クロスポイント間の対角距離のほ
ぼ半分の奇数倍を振幅とし、かつ前記対角距離の方向に
なされる前記カソード電極の往復運動であることを特徴
とする請求項５記載の陽極酸化装置。 - 【請求項９】 前記カソード電極は、前記導体部がクロ
スポイントを有する長方グリッド構造であり、 前記楕円運動は、前記クロスポイント間の長辺距離のほ
ぼ半分の奇数倍を長径としかつ前記クロスポイント間の
短辺距離のほぼ半分の奇数倍を短径とする前記カソード
電極の楕円運動であることを特徴とする請求項５記載の
陽極酸化装置。 - 【請求項１０】 前記カソード電極は、前記放射された
光の放射方向にほぼ平行な主面を有する板状体の集合で
あることを特徴とする請求項６記載の陽極酸化装置。 - 【請求項１１】 被処理基板保持部に被処理基板を保持
させるステップと、 前記保持された被処理基板の被処理部とカソード電極と
を薬液に接触させるステップと、 前記薬液に接触させられた前記被処理部と前記カソード
電極との間を電流駆動するステップと、 前記薬液に接触させられた前記被処理部にランプで光を
照射するステップと、 前記薬液に接触させられた前記カソード電極、またはそ
の状態における、前記被処理基板保持部もしくは前記ラ
ンプの空間的位置を周期的振動させるステップとを有す
ることを特徴とする陽極酸化方法。 - 【請求項１２】 処理液を接触された被処理基板に光を
照射し、かつ、前記被処理基板と対向して設けられたラ
ンプユニットと前記被処理基板との間に配設され光を通
過させる開口部を有するカソード電極を前記被処理基板
と相対的に振動させることを特徴とする陽極酸化方法。 - 【請求項１３】 前記カソード電極を前記被処理基板の
面と平行な面内で振動させることを特徴とする請求項１
２記載の陽極酸化方法。
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