JP2004099965A - Anodic chemical conversion apparatus and method, substrate manufacturing method, and substrate treatment device and method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極化成装置及び陽極化成方法、基板製造方法、並びに、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
多孔質シリコンは、A.Uhlir及びD.R.Turner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 Isolation by Porous Oxidized Silicon)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号公報)。
【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号公報)。
【0006】
シリコン基板に陽極化成により多孔質シリコン層を形成する陽極化成装置が特開2000−277478号公報に開示されている。図1は、特開2000−277478号公報に開示された陽極化成装置を部分的に抜き出して記載した図である。特開2000−277478号公報に開示された陽極化成装置は、底部に開口部を有しその周囲に吸着パッド507を有する陽極化成槽505と、処理対象の基板500の上方に配置されるマイナス電極501と、基板500の下面に押し当てられるプラス電極502を有する。
【0007】
基板500にプラス電極502を接触させるとともに基板500の上方にマイナス電極501を配置し、陽極化成槽505内に電解質溶液506を満たした状態で、プラス電極502とマイナス電極501との間に電流を流すことにより、基板500のマイナス電極501側の面が陽極化成により多孔質化され、多孔質シリコン層が形成される。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−277478号公報
【発明が解決しようとする課題】
特開2000−277478号公報に開示された上記の陽極化成装置では、基板に均一な多孔質層を形成するためには、プラス電極502の全面を基板500の下面に密着させるべきである。また、基板500と吸着パッド507との間から電解質溶液が漏れることは好ましくない。このような要求は、プラス電極502の昇降機構の加工精度を高めることにより満たすことができる。
【0009】
しかしながら、プラス電極502の昇降機構の加工精度が悪い場合には、図2に強調して示したように、プラス電極502の全面を基板500に密着させることができない。このような陽極化成装置において、プラス電極502の全面を基板500に密着させるために、基板500に対するプラス電極502の押しつけ力を強くすると、図3に強調して示すように、基板500の一部が吸着パッド507から離れて、その部分から電解質溶液が漏れ出す可能性がある。
【0010】
すなわち、吸着パッドで基板の裏面を吸着して該基板を保持するともにプラス電極を駆動して該基板の裏面に接触させる上記のような陽極化成装置においては、プラス電極を高精度に位置決めしなければ、該基板の保持不良を起こすことなく該基板にプラス電極を確実に密着させることは難しい。
【0011】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、基板の裏面を保持部で保持するとともに該基板の裏面に電極を接触させて該基板を処理する装置において、該基板の裏面に対して該電極を確実に密着させることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の側面は、陽極化成装置に係り、該装置は、処理対象の基板の裏面に接触して該基板を保持する保持部と、該基板に対向させて配置されるマイナス電極と、該基板と前記マイナス電極との間に電解質溶液を満たすための陽極化成槽と、前記陽極化成槽の内側に固定されるプラス電極とを備え、前記プラス電極は、該基板の裏面に接触する接触面を有する。
【0013】
本発明の好適な実施の形態によれば、例えば、前記保持部が基板を吸着保持する吸着部材を含み、前記吸着部材が柔軟性を有することが好ましい。ここで、前記吸着部材は、基板の吸着動作に伴って変形するように構成されており、該基板は、その裏面が前記プラス電極に接触した状態で前記吸着部材によって保持されることが好ましい。
【0014】
或いは、前記保持部は、基板を吸着保持する吸着部材と、前記吸着部材の位置を規定するように配置された柔軟性部材とを含み、前記柔軟性部材は、前記吸着部材による基板の吸着動作に伴って前記吸着部材が移動して基板の裏面が前記プラス電極に接触することを許容する柔軟性を有することが好ましい。
【0015】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記保持部は、環形状を有し、前記プラス電極は、前記保持部の内側に配置されることが好ましい。
【0016】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記装置は、基板を前記保持部から引き離して前記陽極化成槽の外に移動させる駆動機構を更に備えることが好ましい。ここで、前記駆動機構は、前記プラス電極から前記マイナス電極に向かう方向に基板を押して該基板を陽極化成槽の外に移動させるピンを有することが好ましい。
【0017】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記保持部は、実質的に水平に基板を保持することが好ましい。
【0018】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記装置は、基板に陽極化成処理が施された後に、該基板を洗浄すべく該基板に洗浄液を供給する機構を更に備えることが好ましい。
【0019】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記装置は、基板に付着した液体を除去する機構を更に備えることが好ましい。
【0020】
本発明の第2の側面は、上記の陽極化成装置を用いて基板を陽極化成する方法として捕らえることができる。
【0021】
本発明の第3の側面は、基板製造方法に係り、該方法は、上記の陽極化成方法に従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の基板を結合させて結合基板を作製する工程と、前記多孔質層の部分で前記結合基板を2枚の基板に分離する工程とを含む。
【0022】
本発明の第4の側面は、基板処理装置に係り、該装置は、処理対象の基板の裏面に接触して該基板を保持する保持部と、該基板に対向させて配置される第1電極と、該基板と前記第1電極との間に電解質溶液を満たすための陽極化成槽と、前記陽極化成槽の内側に固定される第2電極とを備え、前記第2電極は、該基板の裏面に接触する接触面を有する。
【0023】
本発明の第5の側面は、上記の基板処理装置を用いて基板を処理することとして捕らえることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【0025】
図4は、本発明の好適な実施の形態の陽極化成装置(基板処理装置)の構成を示す図である。この実施の形態の陽極化成装置200は、陽極化成処理、洗浄処理、乾燥処理を含む一連の処理を実施することができる。従って、この陽極化成装置200によれば、陽極化成処理、洗浄処理及び乾燥処理を個別に実施するために各装置間で基板を搬送する必要がないため、例えば、1)生産性が高く、2)基板を落下させる可能性がなく、また、3)装置の小型化が可能である。
【0026】
陽極化成装置200は、処理対象の基板100を水平に支持して処理するように構成されている。従って、この陽極化成装置200によれば、例えば、基板を水平に保持して搬送する搬送ロボットから基板100を受け取る場合において、基板100を回転(例えば、垂直にする)させることなく、その基板に一連の処理を施すことができるため、基板100を操作する効率を向上させることができる。ただし、本発明は、基板をその面が鉛直方向に沿うように配置して処理する装置にも適用可能である。
【0027】
陽極化成装置200は、絶縁材料で構成された陽極化成槽211を有する。陽極化成槽211は、支持部材212により支持台213上に支持されている。陽極化成槽211は、その底部に円形のプラス電極221及び下部電極(第2プラス電極)222を配置するための円形の窪み211aを有し、該円形の窪み211aの周囲には環状の吸着パッド(保持部)251が配置されている。吸着パッド251は、処理対象の基板100の裏面(ここでは、多孔質層を形成すべき面を表面、その裏側の面を裏面という)の周辺部を吸着するように寸法及び形状が定められている。吸着パッド251には、環状の溝251aが形成され、該溝251aは、吸引孔251bを通じて不図示の真空ポンプに接続されている。
【0028】
窪み211aの中には、下部電極222が固定され、下部電極222の上にはプラス電極221が固定されている。プラス電極221は、処理対象の基板100に接触する接触面の位置が、吸着パッド251によって保持される基板100の裏面の位置に一致するように構成されている。ここで、プラス電極221は、下部電極222上に固定され、下部電極222は、陽極化成槽211の底部に固定されているので、プラス電極221の表面(すなわち接触面)の位置(高さ)は、吸着パッド251によって裏面が吸着保持される基板100の当該裏面の位置(高さ)に常に一致する。したがって、この実施の形態によれば、プラス電極221の接触面の全面を確実に基板100の裏面に密着させることができ、また、吸着パッド251によるシールを確実にすることができる。
【0029】
プラス電極221の接触面の全体を基板の裏面に密着させることにより、各基板に形成される多孔質層の厚さ一様にし、基板間における多孔質層のばらつきを低減し、陽極化成の不良を低減することができる。
【0030】
プラス電極221は、少なくとも基板100と接触する部分が、基板100と同質の材料、即ちシリコン材料で構成されることが好ましい。このシリコン材料は、比抵抗が小さいことが好ましい。プラス電極221をシリコン材料で構成することにより、シリコン基板100がプラス電極221の構成材料によって汚染されることを防止することができる。プラス電極221は、陽極化成用の処理液(例えば、HF含有溶液)に接触しないため、プラス電極221をシリコン材料で構成した場合においても、その表面が変質する可能性は低い。
【0031】
プラス電極221の表面には、基板100の裏面を吸着するために、真空吸着用の環状の溝221aが設けられている。この溝221aは、吸引孔221bを通して不図示の真空ポンプに接続される。
【0032】
プラス電極221の下部に配置された下部電極222は、プラス電極221の全面に同電位の電圧を印加するための電極である。下部電極222には、プラス電極221を着脱するための機構を設けることが好ましい。これは、プラス電極221が汚染された場合や損傷した場合に該プラス電極221を交換する作業を容易にするために有用である。
【0033】
陽極化成処理を実施する際は、吸着パッド251によって裏面が吸着された基板100の表面の上方には、マイナス電極201が配置される。マイナス電極201は、連結部材202及び203によって電極駆動機構(例えば、モータ)204に連結されており、マイナス電極201が不要な場合及び邪魔になる場合には、電極駆動機構204により槽外の適当な場所に移動される。
【0034】
マイナス電極201には、陽極化成処理の際にシリコン基板100の表面から発生するガス(典型的には、水素ガス)がマイナス電極201の下部に溜まることを防止するために、多数の孔201aが設けられている。このような孔201aをマイナス電極201に設ける代わりに、マイナス電極201をメッシュ状にすることも有効である。ここで、マイナス電極201の下部にガスが溜まると、その部分では電流が流れないために、陽極化成処理の効率を低下させたり、基板100の均一な処理を妨げたりする可能性がある。
【0035】
マイナス電極201は、陽極化成用の処理液に対して耐性のある材料で構成されることが好ましい。例えば、陽極化成用の処理液としてHF含有溶液を採用する場合は、マイナス電極201は、耐HF製の材料である白金等で構成されることが好ましい。
【0036】
基板100に陽極化成処理を施す際、下部電極222(及びこれに電気的に接続されたプラス電極221)にはプラス電位が与えられ、マイナス電極201にはマイナス電位が与えられ、これによりプラス電極221から基板100及び電解質溶液(例えば、HF含有溶液)280を介してマイナス電極201に電流が流れ、シリコン基板100の表面(マイナス電極側)が多孔質化される。
【0037】
陽極化成槽211の内部及び上部における基板100の操作は、基板操作機構240によって行われる。基板操作機構240は、処理すべき基板及び処理後の基板をその裏面から支持する複数の昇降ピン243を有する。昇降ピン243は、陽極化成槽211の底部の円形の溝211a内に形成された貫通孔211bを通して基板100の裏面に接触する。貫通孔211bは、環状の吸着パッド251の内側に形成されているので、陽極化成処理や洗浄処理の際に、電解質溶液や洗浄液が陽極化成槽211の底部から漏れ出すことはない。
【0038】
昇降ピン243は、連結部材244によって連結され、更に昇降機構241のピストンロッド242に連結されている。
【0039】
陽極化成槽211には、電解質溶液の供給ポート261、並びに、電解質溶液及び洗浄液の排出ポート262が設けられている。
【0040】
陽極化成槽211の外部には、陽極化成槽211に処理すべき基板を提供し及び処理された基板を陽極化成槽211から他の装置又は基板収容具(例えば、ウエハキャリア)に移送するロボット270が配置されている。ロボット270は、例えば支持台270上に配置される。ロボット270は、基板の裏面を吸着して保持するように構成されたロボットハンド271を有することが好ましい。このようなロボットハンド271を採用することにより、処理すべき基板の表面(多孔質層を形成すべき面)が汚染されたり、多孔質層が形成された基板の該多孔質層が汚染又は損傷を受けたりすることを防止することができる。
【0041】
陽極化成槽211の上部には、陽極化成処理の後の基板を洗浄及び乾燥させるための洗浄/乾燥機構300が配置されている。洗浄/乾燥機構300は、昇降機構等を含む駆動機構によって駆動される。すなわち、マイナス電極201を電極駆動機構204によって回動させる際やロボット270が陽極化成槽211の上部で基板を操作する際には、その邪魔にならないように、洗浄/乾燥機構300は、例えば、上方の所定の待避位置に移動される。
【0042】
次に、図4〜図7を参照しながら本発明の好適な実施の形態の陽極化成装置の動作及びそれによる処理手順を説明する。ここで、図4は、陽極化成処理の様子を示す図、図5は、ロボット270と昇降ピン243との間の基板の受け渡しの様子を示す図、図6は、陽極化成処理後の基板の洗浄処理の様子を示す図、図7は、洗浄処理後の基板の乾燥処理(洗浄液の除去)の様子を示す図である。
【0043】
まず、図5に示すように、昇降機構241が昇降ピン243を所定の高さまで上昇させる一方、ロボット270がロボットハンド271により基板100の裏面の一部を吸着保持して基板100を昇降ピン243上に載置する。次いで、ロボット270がロボットハンド271を待避させる。次いで、昇降機構241は、基板10の裏面が陽極化成槽211の底部の吸着パッド251の吸着面及びプラス電極211の接触面に接触するまで、昇降ピン243を下降させる。
【0044】
次いで、吸着パッド251の表面に形成された環状の溝251a内を吸引孔251bを通して不図示の真空ポンプにより減圧することにより、基板100が吸着パッド251の吸着面に吸着される。これにより、陽極化成槽211の底部がシールされ、その中に陽極化成用の電解質溶液280を満たすことができる状態となる。また、プラス電極221の表面に形成された環状の溝221a内を吸引孔221bを通して不図示の真空ポンプにより減圧することにより、基板100がプラス電極221の表面に吸着される。この状態で、プラス電極221の接触面の全体が基板100の裏面に密着する。
【0045】
次いで、図4に示すように、供給ポート261を通して陽極化成用の電解質溶液(典型的には、HF含有溶液)280を陽極化成槽211内に供給して槽内を電解質溶液280で満たすとともに排出ポート262を通して電解質溶液280を排出しながら、不図示の循環系により電解質溶液280を循環させる。
【0046】
電解質溶液280を循環させた状態で、不図示の電源装置によりマイナス電極201とプラス電極221との間に電圧を印加して、シリコン基板100に陽極化成処理を施す。この処理によりシリコン基板100の表面が多孔質化され多孔質シリコン層が形成される。
【0047】
次いで、電圧の印加及び電解質溶液280の供給を停止し、排出ポート262を通して陽極化成槽211内の全ての電解質溶液280を排出する。
【0048】
次いで、洗浄/乾燥機構300のノズルからマイナス電極201に洗浄液(例えば、純水)を供給してマイナス電極201を洗浄し、その後、電極駆動機構204によりマイナス電極201を陽極化成槽211の外の適当な場所に移動させる。なお、マイナス電極201を洗浄する際、洗浄/乾燥機構300をマイナス電極201の近くまで移動させてもよい。
【0049】
次いで、図6に示すように、洗浄/乾燥機構300を不図示の駆動機構により所定の位置まで下降させて、洗浄/乾燥機構300のノズルから基板100上に洗浄液(例えば、純水)を供給し、これにより基板100を洗浄する。洗浄に使われた洗浄液は、排出ポート262を通して排出される。
【0050】
次いで、図7に示すように、洗浄/乾燥機構300のノズルから基板100上に乾燥用ガス(例えば、窒素ガス)を供給し、これにより基板100に付着している洗浄液を除去する。これにより、陽極化成処理、洗浄処理及び乾燥処理からなる一連の処理が終了する。
【0051】
この実施の形態では、洗浄機構と乾燥機構とが一体化されているが、これらを別個に設けてもよい。
【0052】
次いで、陽極化成槽211から処理後の基板100が取り出される。具体的には、吸着パッド251及びプラス電極221による基板100の吸着を解除した後に、図5に示すように、昇降機構241が昇降ピン243を所定の高さまで上昇させる一方、ロボット270がロボットハンド271を基板100の受け取り位置まで伸ばして、基板100の裏面の一部をロボットハンド271により吸着保持した後に、他の装置又は基板収容具(例えば、ウエハキャリア)に移送する。
【0053】
以上のような処理を複数の基板について繰り返すことにより、複数の基板を処理することができる。なお、ここでは、1つの陽極化成装置200により、陽極化成処理、洗浄処理及び乾燥処理を実施するが、これらの処理の全部又は一部を他の装置によって実施してもよい。或いは、1つの陽極化成装置200により、陽極化成処理、洗浄処理及び乾燥処理に加えて、更に他の処理(例えば、陽極化成処理の前の洗浄処理等)をも実施してもよい。
【0054】
以上のように、プラス電極221を下部電極222を介して陽極化成槽211の内側に固定することにより、プラス電極221の表面(すなわち接触面)の位置(高さ)は、吸着パッド251によって裏面が吸着保持された基板100の該裏面の位置(高さ)に一致するように、常に一定に保たれる。したがって、この実施の形態によれば、プラス電極221の接触面の全面を確実に基板100の裏面に密着させることができ、また、吸着パッド251によるシールを確実にすることができる。
【0055】
次に、上記の吸着パッド(保持部或いは吸着部材)251の改良例を説明する。
【0056】
図8は、吸着パッド(保持部或いは吸着部材)の第1改良例を示す図である。なお、図8では、関連部分が抜き出して記載されており、他の構成要素は省略されている。図8に示す構成例では、吸着パッド251に代えて、柔軟性を有する環状の吸着パッド301が採用されている。
【0057】
吸着パッド301の表面には、基板を真空吸着するための環状の溝301aが形成されており、該溝内301aを吸引孔251bを通して不図示の真空ポンプにより減圧することにより、基板が吸着パッド301の吸着面に吸着される。
【0058】
吸着パッド301に柔軟性を持たせることにより、吸着パッド301により基板100の裏面を吸着した際に、基板100は、図9に示すように、その裏面がプラス電極211の表面(接触面)に密着する位置まで下降する。すなわち、図8に示す構成例によれば、吸着パッド301及びプラス電極211の加工又は取り付けに要求される精度が図4等に示される構成例に比べて緩和される。
【0059】
なお、この構成例においても、プラス電極211は、下部電極222を介して陽極化成槽211に固定されているので、プラス電極211の接触面(基板100に接触する面)の位置を高い精度で設計上の位置に一致させることができる。
【0060】
図10は、吸着パッド(保持部或いは吸着部材)の第2改良例を示す図である。なお、図9では、関連部分が抜き出して記載されており、他の構成要素は省略されている。図9に示す構成例では、吸着パッド251に代えて、陽極化成槽211の底部に形成された孔に対して鉛直方向(基板面に直交する方向)に自由度を有するように嵌め込まれた吸着パッド401が採用されている。吸着パッド401の下部には、吸着パッド401の位置を規制する柔軟性部材402が配置されている。
【0061】
吸着パッド401の表面には、基板を真空吸着するための環状の溝401aが形成されており、該溝内401aを吸引孔251bを通して不図示の真空ポンプにより減圧することにより、基板が吸着パッド401の吸着面に吸着される。ここで、溝401a内の減圧に伴って空間403内も減圧され、これにより、吸着パッド401は、基板を吸着した状態で柔軟性部材402を圧縮しながら下方に移動する。したがって、吸着パッド401による吸着に伴って、基板は、その裏面がプラス電極211の表面(接触面)に密着する位置まで下降する。すなわち、図10に示す構成例によれば、吸着パッド401及びプラス電極211の加工又は取り付けに要求される精度が図4等に示される構成例に比べて緩和される。
【0062】
なお、この構成例においても、プラス電極211は、下部電極222を介して陽極化成槽211に固定されているので、プラス電極211の接触面(基板100に接触する面)の位置を高い精度で設計上の位置に一致させることができる。
【0063】
上記の陽極化成装置に適用された発明は、基板に対して陽極化成以外の処理を実施するための処理装置にも適用することができる。すなわち、本発明は、第1及び第2電極の間で基板を処理する基板処理装置であって、基板の裏面を保持部によって保持し、第1電極を該基板の表面に対向させて配置し、第2電極を該基板の裏面に接触させ、第1電極と該基板との間に電解質溶液を満たして該基板を処理する装置に適用することができる。このような装置による陽極化成以外の処理の例としては、例えば、めっき処理を挙げることができる。
【0064】
[処理装置の適用例]
以下、上記の陽極化成装置を半導体基板の製造方法に適用した例として、SOI基板等の基板の製造方法を例示的に説明する。
【0065】
図11は、本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方法を説明する図である。
【0066】
まず、図11(a)に示す工程では、第1の基板(seedwafer)10を形成するための単結晶Si基板11を用意して、上記の陽極化成装置200を利用して、その主表面上に分離層としての多孔質Si層12を形成する。多孔質Si層12は、例えば、電解液(化成液)中で単結晶Si基板11に陽極化成処理(陽極処理)を施すことによって形成することができる。
【0067】
ここで、電解液としては、例えば、弗化水素を含む溶液、弗化水素及びエタノールを含む溶液、弗化水素及びイソプロピルアルコールを含む溶液等が好適である。より具体的な例を挙げると、電解液としては、例えば、HF水溶液(HF濃度=49wt%)とエタノールを体積比2:1で混合した混合液が好適である。
【0068】
また、多孔質Si層12を互いに多孔度の異なる2層以上の層からなる多層構造としてもよい。ここで、多層構造の多孔質Si層12は、表面側に第1の多孔度を有する第1の多孔質Si層、その下に、第1の多孔度より大きい第2の多孔度を有する第2の多孔質Si層を含むことが好ましい。このような多層構造を採用することにより、後の非多孔質層13の形成工程において、第1の多孔質Si層上に、欠陥等の少ない非多孔質層13を形成することができると共に、後の分離工程において、所望の位置で貼り合わせ基板(結合基板)を分離することができる。ここで、第1の多孔度としては、10%〜30%が好ましく、15%〜25%が更に好ましい。また、第2の多孔度としては、35%〜70%が好ましく、40%〜60%が更に好ましい。
【0069】
電解質溶液として上記の混合液(HF濃度が49wt%の弗化水素酸:エタノール=2:1)を利用する場合は、例えば、電流密度8mA/cm2、処理時間5〜11minの条件で第1層(表面側)を生成し、次いで、電流密度23〜33mA/cm2、処理時間80sec〜2minの条件で第2層(内部側)を生成することが好ましい。
【0070】
このように、多孔質層12を形成するために上記の陽極化成装置200を利用することにより、処理槽内に配置された陽極から溶出する金属による第1の基板10の汚染を低減することができる。
【0071】
次いで、次の(1)〜(4)の少なくとも1つの工程を実施することが好ましい。ここで、(1)、(2)を順に実施することが好ましく、(1)、(2)、(3)を順に実施すること、或いは、(1)、(2)、(4)を順に実施することが更に好ましく、(1)、(2)、(3)、(4)を順に実施することが最も好ましい。
【0072】
(1)多孔質Si層の孔壁に保護膜を形成する工程(プリ酸化工程)
この工程では、多孔質Si層12の孔壁に酸化膜や窒化膜等の保護膜を形成し、これにより、後の熱処理による孔の粗大化を防止する。保護膜は、例えば、酸素雰囲気中で熱処理(例えば、200℃〜700℃が好ましく、300℃〜500℃が更に好ましい)を実施することにより形成され得る。その後、多孔質Si層12の表面に形成された酸化膜等を除去することが好ましい。これは、例えば、弗化水素を含む溶液に多孔質Si層12の表面を晒すことによって実施され得る。
【0073】
(2)水素ベ−キング工程(プリベーキング工程)
この工程では、水素を含む還元性雰囲気中において800℃〜1200℃で、多孔質Si層12が形成された第1の基板1に熱処理を実施する。この熱処理により、多孔質Si層12の表面の孔をある程度封止することができると共に、多孔質Si層12の表面に自然酸化膜が存在する場合には、それを除去することができる。
【0074】
(3)微量原料供給工程(プリインジェクション工程)
多孔質Si層12上に非多孔質層13を成長させる場合は、成長の初期段階で非多孔質層13の原料物質の供給を微少量として、低速度で非多孔質膜13を成長させることが好ましい。このような成長方法により、多孔質Si層12の表面の原子のマイグレーションが促進され、多孔質Si層12の表面の孔を封止することができる。具体的には、成長速度が20nm/min以下、好ましくは10nm/min以下、より好ましくは2nm/min以下になるように原料の供給を制御する。
【0075】
(4)高温ベーキング工程(中間ベーキング工程)
上記の水素ベーキング工程及び/又は微量原料供給工程における処理温度よりも高い温度で、水素を含む還元性雰囲気中で熱処理を実施することにより、多孔質Si層12の更なる封止及び平坦化が実現することができる。
【0076】
次いで、図11(b)に示す工程の第1段階では、多孔質Si層12上に第1の非多孔質層13を形成する。第1の非多孔質層13としては、単結晶Si層、多結晶Si層、非晶質Si層等のSi層、Ge層、SiGe層、SiC層、C層、GaAs層、GaN層、AlGaAs層、InGaAs層、InP層、InAs層等が好適である。
【0077】
次いで、図11(b)に示す工程の第2段階では、第1の非多孔質層13の上に第2の非多孔質層としてSiO2層(絶縁層)14を形成する。これにより第1の基板10が得られる。SiO2層14は、例えば、O2/H2雰囲気、1100℃、10〜33minの条件で生成され得る。
【0078】
次いで、図11(c)に示す工程では、第2の基板(handle wafer)20を準備し、第1の基板10と第2の基板20とを、第2の基板20と絶縁層14とが面するように室温で密着させて貼り合わせ基板(結合基板)30を作製する。
【0079】
なお、絶縁層14は、上記のように単結晶Si層13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11(c)に示す状態になれば良い。しかしながら、上記のように、絶縁層14を活性層となる第1の非多孔質層(例えば、単結晶Si層)13側に形成することにより、第1の基板10と第2の基板20との貼り合せの界面を活性層から遠ざけることができるため、より高品位のSOI基板等の半導体基板を得ることができる。
【0080】
基板10、20が完全に密着した後、両者の結合を強固にする処理を実施することが好ましい。この処理の一例としては、例えば、1)N2雰囲気、1100℃、10minの条件で熱処理を実施し、2)O2/H2雰囲気、1100℃、50〜100minの条件で熱処理(酸化処理)を実施する処理が好適である。この処理に加えて、或いは、この処理に代えて、陽極接合処理及び/又は加圧処理を実施してもよい。
【0081】
第2の基板20としては、Si基板、Si基板上にSiO2層を形成した基板、石英等の光透過性の基板、サファイヤ等が好適である。しかし、第2の基板20は、貼り合わせ(結合)に供される面が十分に平坦であれば十分であり、他の種類の基板であってもよい。
【0082】
次いで、図11(d)に示す工程では、貼り合わせ基板(結合基板)30を機械的強度が脆弱な多孔質層12の部分で分離する。この分離方法としては、各種の方法を採用しうるが、例えば、流体を多孔質層12に打ち込む方法、或いは、流体により多孔質層12に静圧を印加する方法など、流体を利用する方法が好ましい。
【0083】
この分離工程により、第1の基板10の移設層(非多孔質層13、絶縁層14)が第2の基板20上に移設される。なお、第1の基板10の多孔質層12上に非多孔質層13のみを形成する場合の移設層は、非多孔質層13のみである。
【0084】
図11(e)に示す工程では、分離後の第2の基板20上の多孔質層12”をエッチング等により選択的に除去する。これにより、絶縁層14上に非多孔質層13を有する基板が得られる。例えば、非多孔質層13が半導体層である場合、このような半導体層は、SOI層(Semiconductor On Insulator)と呼ばれ、また、このようなSOI層を有する基板は、SOI基板と呼ばれる。
【0085】
更に、分離後の第1の基板10’の単結晶Si基板11上の多孔質層12’をエッチング等により選択的に除去する。このようにして得られる単結晶Si基板11は、再び第1の基板10を形成するための基板、又は第2の基板20として利用され得る。
【0086】
[半導体基板の適用例]
次の上記の製造方法により製造される半導体基板の製造方法の一例を説明する。
【0087】
図12は、本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方法を適用して製造され得る半導体基板を利用した半導体装置の製造方法を示す図である。
【0088】
まず、非多孔質層13として半導体層、非多孔質層14として絶縁層を有するSOI基板を上記の基板の製造方法を適用して製造する。そして、埋め込み絶縁膜14上の非多孔質半導体層(SOI層)13を島状にパタニングする方法、又は、LOCOSと呼ばれる酸化法等により、トランジスタを形成すべき活性領域13’及び素子分離領域54を形成する(図12(a)参照)。
【0089】
次いで、SOI層の表面にゲート絶縁膜56を形成する(図12(a)参照)。ゲート絶縁膜56の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、及びこれらの混合物ガラス等が好適である。ゲート酸化膜56は、例えば、SOI層の表面を酸化させたり、CVD法又はPVD法によりSOI層の表面に該当する物質を堆積させたりすることにより形成され得る。
【0090】
次いで、ゲート絶縁膜56上にゲート電極55を形成する(図12(a)参照)。ゲート電極55は、例えば、P型又はN型不純物がドープされた多結晶シリコンや、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、アルミニウム、銅などの金属又はこれらの少なくとも1種を含む合金や、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド、コバルトシリサイドなどの金属珪化物や、チタンナイトライド、タングステンナイトライド、タンタルナイトライドなどの金属窒化物などで構成され得る。ゲート絶縁膜56は、例えばポリサイドゲートのように、互いに異なる材料からなる複数の層を積層して形成されてもよい。ゲート電極55は、例えば、サリサイド(セルフアラインシリサイド)と呼ばれる方法で形成されてもよいし、ダマシンゲートプロセスと呼ばれる方法で形成してもよいし、他の方法で形成してもよい。以上の工程により図12(a)に示す構造体が得られる。
【0091】
次いで、燐、砒素、アンチモンなどのN型不純物又はボロンなどのP型不純物を活性領域13’に導入することにより、比較的低濃度のソース、ドレイン領域58を形成する(図12(b)参照)。不純物は、例えば、イオン打ち込み及び熱処理などにより導入することができる。
【0092】
次いで、ゲート電極55を覆うようにして絶縁膜を形成した後に、これをエッチバックすることにより、ゲート電極59の側部にサイドウォール59を形成する。
【0093】
次いで、再び上記と同一の導電型の不純物を活性領域13’に導入し、比較的高濃度のソース、ドレイン領域57を形成する。以上の工程により図12(b)に示す構造体が得られる。
【0094】
次いで、ゲート電極55の上面並びにソース及びドレイン領域57の上面に金属珪化物層60を形成する。金属珪化物層60の材料としては、例えば、ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイドなどが好適である。これらの珪化物は、ゲート電極55の上面並びにソース及びドレイン領域57の上面を覆うように金属を堆積させて、その後、熱処理を施すことによって、該金属とその下部のシリコンとを反応させた後に、該金属のうち未反応部分を硫酸などのエッチャントで除去することによって形成することができる。ここで、必要に応じて、珪化物層の表面を窒化させてもよい。以上の工程により図12(c)に示す構造体が得られる。
【0095】
次いで、シリサイド化したゲート電極の上面並びにソース及びドレイン領域の上面を覆うように絶縁膜61を形成する(図12(d)参照)。絶縁膜61の材料としては、燐及び/又はボロンを含む酸化シリコンなどが好適である。
【0096】
次いで、必要に応じて、CMP法により絶縁膜61にコンタクトホールを形成する。KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、F2エキシマレーザ、電子ビーム、X線等を利用したフォトリソグラフィー技術を適用すると、一辺が0.25ミクロン未満の矩形のコンタクトホール、又は、直径が0.25ミクロン未満の円形のコンタクトホールを形成することができる。
【0097】
次いで、コンタクトホール内に導電体を充填する。導電体の充填方法としては、バリアメタル62となる高融点金属やその窒化物の膜をコンタクトホールの内壁に形成した後に、タングステン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの導電体63を、CVD法、PVD法、めっき法などを利用して堆積させる方法が好適である。ここで、絶縁膜61の上面よりも高く堆積した導電体をエッチバック法やCMP法により除去してもよい。また、導電体の充填に先立って、コンタクトホールの底部に露出したソース及びドレイン領域の珪化物層の表面を窒化させてもよい。以上の工程によりSOI層にFET等のトランジスタを作り込むことができ、図12(d)に示す構造のトランジスタを有する半導体装置が得られる。
【0098】
ここで、ゲート電極に電圧を印加してゲート絶縁膜下に広がる空乏層が埋め込み絶縁膜14の上面に届くように活性層(SOI層)10’の厚さ及び不純物濃度を定めると、形成されたトランジスタは、完全空乏型トランジスタとして動作する。また、空乏層が埋め込み酸化膜14の上面に届かないように活性層(SOI層)10’の厚さ及び不純物濃度を定めると、形成されたトランジスタは、部分空乏型トランジスタとして動作する。
【0099】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の裏面を保持部で保持するとともに該基板の裏面に電極を接触させて該基板を処理する装置において、例えば、該基板の裏面に対して該電極を確実に密着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】特開2000−277478号公報に開示された陽極化成装置を部分的に抜き出して記載した図である。
【図2】プラス電極の昇降機構の加工精度が低い場合における問題点を説明するための図面である。
【図3】プラス電極の昇降機構の加工精度が低い場合における問題点を説明するための図面である。
【図4】本発明の好適な実施の形態の陽極化成装置の構成及び陽極化成処理の様子を示す図である。
【図5】ロボットと昇降ピンとの間の基板の受け渡しの様子を示す図である。
【図6】極化成処理後の基板の洗浄処理の様子を示す図である。
【図7】洗浄処理後の基板の乾燥処理(洗浄液の除去)の様子を示す図である。
【図8】吸着パッド(保持部)の第1改良例を示す図である。
【図9】図9の一部を拡大して示した図である。
【図10】吸着パッド(保持部)の第2改良例を示す図である。
【図11】本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方法を説明する図である。
【図12】本発明の好適な実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
500 基板
501 マイナス電極
502 プラス電極
505 陽極化成槽
506 電解質溶液
507 吸着パッド
100 基板
201 マイナス電極
202、203 連結部材
204 電極駆動機構
211 陽極化成槽
211a 窪み
211b 孔
212 支持部材
213 支持台
221 プラス電極
221a 溝
221b 吸引孔
222 下部電極
222a 溝
222b 吸引孔
240 基板操作機構
241 昇降機構
242 ピストンロッド
243 昇降ピン
251 吸着パッド
251a 溝
251b 吸引孔
261 供給ポート
262 排出ポート
270 ロボット
271 ロボットハンド
280 電解質溶液
プラス電極構造体
300 洗浄/乾燥機構
301 吸着パッド
301 溝
401 吸着パッド
401a 溝
402 柔軟性部材
403 空間
10 第1の基板
11 単結晶Si基板
12 多孔質Si層
13 単結晶Si層
14 絶縁層
20 第2の基板
30 貼り合わせ基板(結合基板)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an anodizing apparatus, an anodizing method, a substrate manufacturing method, and a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
[0002]
[Prior art]
Porous silicon is available from A.I. Uhlir and D.M. R. Turner discovered during the study of single crystal silicon biased to a positive potential in an aqueous solution of hydrofluoric acid and electropolishing it.
[0003]
Then, utilizing the highly reactive nature of porous silicon, application of the porous silicon to an element isolation process in the manufacture of a silicon integrated circuit has been studied. A complete isolation technology (FIPOS) using a porous silicon oxide film has been studied. : Full Isolation by Porous Oxidized Silicon and the like have been developed (K. Imai, Solid State Electron 24, 159, 1981).
[0004]
Recently, a technique for applying a direct bonding technique of growing a silicon epitaxial layer on a porous silicon substrate and bonding the substrate to an amorphous substrate or a single crystal silicon substrate via an oxide film has been developed. (JP-A-5-21338).
[0005]
As another application, porous silicon has attracted attention as a photoluminescent or electroluminescent material that emits light by itself (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-338631).
[0006]
An anodizing apparatus for forming a porous silicon layer on a silicon substrate by anodizing is disclosed in JP-A-2000-277478. FIG. 1 is a diagram illustrating a part of the anodizing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-277478. An anodizing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-277478 has an anodizing
[0007]
The plus
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-277478 A
[Problems to be solved by the invention]
In the anodizing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-277478, the entire surface of the
[0009]
However, when the processing accuracy of the raising / lowering mechanism of the plus
[0010]
That is, in the anodizing apparatus described above, in which the back surface of the substrate is sucked and held by the suction pad and the plus electrode is driven to contact the back surface of the substrate, the plus electrode must be positioned with high precision. For example, it is difficult to surely make the plus electrode adhere to the substrate without causing the holding failure of the substrate.
[0011]
The present invention has been made in view of the above background, and for example, in an apparatus for processing the substrate by holding the back surface of the substrate with a holding portion and contacting the back surface of the substrate with an electrode, the back surface of the substrate An object of the present invention is to ensure that the electrode is in close contact with the electrode.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention relates to an anodizing apparatus, which includes a holding unit that contacts a back surface of a substrate to be processed and holds the substrate, and a negative electrode that is arranged to face the substrate. Anodization tank for filling an electrolyte solution between the substrate and the minus electrode, and a plus electrode fixed inside the anodization tank, wherein the plus electrode is in contact with the back surface of the substrate. It has a contact surface.
[0013]
According to a preferred embodiment of the present invention, for example, it is preferable that the holding section includes a suction member that sucks and holds the substrate, and the suction member has flexibility. Here, it is preferable that the suction member is configured to be deformed according to a suction operation of the substrate, and the substrate is held by the suction member in a state where the back surface thereof is in contact with the plus electrode.
[0014]
Alternatively, the holding unit includes an adsorbing member for adsorbing and holding the substrate, and a flexible member arranged to define a position of the adsorbing member, wherein the flexible member performs a suction operation of the substrate by the adsorbing member. Accordingly, it is preferable that the suction member has flexibility to allow the back surface of the substrate to come into contact with the plus electrode.
[0015]
According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the holding portion has a ring shape, and the plus electrode is disposed inside the holding portion.
[0016]
According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the apparatus further includes a drive mechanism for separating the substrate from the holding unit and moving the substrate out of the anodizing tank. Here, it is preferable that the driving mechanism has a pin for pushing the substrate in a direction from the positive electrode to the negative electrode to move the substrate out of the anodizing tank.
[0017]
According to a preferred embodiment of the present invention, the holding section preferably holds the substrate substantially horizontally.
[0018]
According to a preferred embodiment of the present invention, the apparatus preferably further includes a mechanism for supplying a cleaning liquid to the substrate to clean the substrate after the substrate has been subjected to anodizing treatment.
[0019]
According to a preferred embodiment of the present invention, the apparatus preferably further includes a mechanism for removing a liquid attached to the substrate.
[0020]
The second aspect of the present invention can be regarded as a method of anodizing a substrate using the above-described anodizing apparatus.
[0021]
A third aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a substrate, the method comprising the steps of forming a porous layer on the surface of a substrate according to the above-described anodizing method, and having at least a semiconductor layer on the porous layer. Forming a first substrate; bonding a second substrate to a surface of the first substrate on the semiconductor layer side to form a bonded substrate; Separating into two substrates.
[0022]
A fourth aspect of the present invention relates to a substrate processing apparatus, the apparatus comprising: a holding portion that contacts a back surface of a substrate to be processed and holds the substrate; and a first electrode that is arranged to face the substrate. And an anodizing tank for filling an electrolyte solution between the substrate and the first electrode; and a second electrode fixed inside the anodizing tank, wherein the second electrode is provided on the substrate. It has a contact surface that contacts the back surface.
[0023]
The fifth aspect of the present invention can be understood as processing a substrate using the above-described substrate processing apparatus.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0025]
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an anodizing apparatus (substrate processing apparatus) according to a preferred embodiment of the present invention. The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
A
[0029]
By bringing the entire contact surface of the
[0030]
It is preferable that at least a portion of the
[0031]
An
[0032]
The
[0033]
When performing the anodizing treatment, the
[0034]
In order to prevent gas (typically, hydrogen gas) generated from the surface of the
[0035]
The
[0036]
When the
[0037]
The operation of the
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
Outside the
[0041]
A cleaning /
[0042]
Next, an operation of the anodizing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention and a processing procedure thereby will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is a diagram showing a state of the anodizing treatment, FIG. 5 is a diagram showing a state of the transfer of the substrate between the
[0043]
First, as shown in FIG. 5, the elevating
[0044]
Next, the pressure in the
[0045]
Next, as shown in FIG. 4, an anodizing electrolyte solution (typically, an HF-containing solution) 280 is supplied into the
[0046]
In a state where the electrolyte solution 280 is circulated, a voltage is applied between the
[0047]
Next, the application of the voltage and the supply of the electrolyte solution 280 are stopped, and all the electrolyte solutions 280 in the
[0048]
Next, a cleaning liquid (for example, pure water) is supplied to the
[0049]
Next, as shown in FIG. 6, the cleaning /
[0050]
Next, as shown in FIG. 7, a drying gas (for example, nitrogen gas) is supplied onto the
[0051]
In this embodiment, the cleaning mechanism and the drying mechanism are integrated, but they may be provided separately.
[0052]
Next, the processed
[0053]
By repeating the above processing for a plurality of substrates, a plurality of substrates can be processed. Here, the anodizing treatment, the cleaning treatment, and the drying treatment are performed by one
[0054]
As described above, by fixing the
[0055]
Next, an improved example of the suction pad (holding portion or suction member) 251 will be described.
[0056]
FIG. 8 is a diagram showing a first improved example of the suction pad (holding portion or suction member). Note that, in FIG. 8, related parts are extracted and described, and other components are omitted. In the configuration example shown in FIG. 8, a flexible
[0057]
An
[0058]
By providing the
[0059]
Also in this configuration example, since the
[0060]
FIG. 10 is a diagram showing a second improved example of the suction pad (holding portion or suction member). Note that in FIG. 9, relevant parts are extracted and described, and other components are omitted. In the configuration example shown in FIG. 9, instead of the
[0061]
An
[0062]
Also in this configuration example, since the
[0063]
The invention applied to the anodizing apparatus described above can also be applied to a processing apparatus for performing processing other than anodizing on a substrate. That is, the present invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate between a first electrode and a second electrode, wherein the back surface of the substrate is held by a holding portion, and the first electrode is arranged to face the surface of the substrate. The present invention can be applied to an apparatus in which a second electrode is brought into contact with a back surface of the substrate and an electrolyte solution is filled between the first electrode and the substrate to process the substrate. As an example of the treatment other than the anodization by such an apparatus, for example, a plating treatment can be mentioned.
[0064]
[Application example of processing device]
Hereinafter, as an example in which the above-described anodizing apparatus is applied to a method for manufacturing a semiconductor substrate, a method for manufacturing a substrate such as an SOI substrate will be exemplarily described.
[0065]
FIG. 11 is a diagram illustrating a method for manufacturing a substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
[0066]
First, in the step shown in FIG. 11A, a single-
[0067]
Here, as the electrolytic solution, for example, a solution containing hydrogen fluoride, a solution containing hydrogen fluoride and ethanol, a solution containing hydrogen fluoride and isopropyl alcohol, and the like are preferable. More specifically, as the electrolytic solution, for example, a mixed solution obtained by mixing an aqueous HF solution (HF concentration = 49 wt%) and ethanol at a volume ratio of 2: 1 is preferable.
[0068]
Further, the
[0069]
When the above mixed solution (hydrofluoric acid with 49 wt% HF: ethanol = 2: 1) is used as the electrolyte solution, for example, the current density is 8 mA / cm. 2 The first layer (surface side) is generated under the conditions of a treatment time of 5 to 11 min, and then a current density of 23 to 33 mA / cm. 2 It is preferable to form the second layer (inside) under the conditions of a processing time of 80 sec to 2 min.
[0070]
As described above, by using the above-described
[0071]
Next, it is preferable to perform at least one of the following steps (1) to (4). Here, (1) and (2) are preferably performed in order, (1), (2) and (3) are performed in order, or (1), (2) and (4) are performed in order. More preferably, (1), (2), (3), and (4) are most sequentially performed.
[0072]
(1) Step of forming protective film on pore wall of porous Si layer (pre-oxidation step)
In this step, a protective film such as an oxide film or a nitride film is formed on the hole walls of the
[0073]
(2) Hydrogen baking step (pre-baking step)
In this step, heat treatment is performed on the first substrate 1 on which the
[0074]
(3) Trace material supply process (pre-injection process)
When the
[0075]
(4) High temperature baking process (intermediate baking process)
By performing the heat treatment in a reducing atmosphere containing hydrogen at a temperature higher than the processing temperature in the hydrogen baking step and / or the trace material supply step, further sealing and planarization of the
[0076]
Next, in a first stage of the process shown in FIG. 11B, a first
[0077]
Next, in a second stage of the process shown in FIG. 11B, SiO 2 is formed on the first
[0078]
Next, in a step shown in FIG. 11C, a second substrate (handle wafer) 20 is prepared, and the
[0079]
Note that the insulating
[0080]
After the
[0081]
As the
[0082]
Next, in a step shown in FIG. 11D, the bonded substrate (bonded substrate) 30 is separated at a portion of the
[0083]
By this separation step, the transfer layer (the
[0084]
In the step shown in FIG. 11E, the
[0085]
Further, the porous layer 12 'on the single-
[0086]
[Application example of semiconductor substrate]
Next, an example of a method of manufacturing a semiconductor substrate manufactured by the above manufacturing method will be described.
[0087]
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device using a semiconductor substrate that can be manufactured by applying the method of manufacturing a substrate according to the preferred embodiment of the present invention.
[0088]
First, an SOI substrate having a semiconductor layer as the
[0089]
Next, a
[0090]
Next, a
[0091]
Next, an N-type impurity such as phosphorus, arsenic, or antimony or a P-type impurity such as boron is introduced into the active region 13 'to form a source /
[0092]
Next, after an insulating film is formed so as to cover the
[0093]
Next, impurities of the same conductivity type as described above are again introduced into the active region 13 'to form the source and drain
[0094]
Next, a
[0095]
Next, an insulating
[0096]
Next, as necessary, a contact hole is formed in the insulating
[0097]
Next, a conductor is filled in the contact hole. As a method for filling the conductor, a film of a refractory metal or a nitride thereof serving as the
[0098]
Here, when the thickness and the impurity concentration of the active layer (SOI layer) 10 ′ are determined so that a depletion layer spreading below the gate insulating film reaches the upper surface of the buried insulating
[0099]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a device for processing the substrate by holding the back surface of the substrate with the holding portion and bringing the electrode into contact with the back surface of the substrate, for example, the electrode is securely adhered to the back surface of the substrate be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a partly extracted and described anodizing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-277478.
FIG. 2 is a view for explaining a problem in the case where the machining accuracy of a positive electrode lifting / lowering mechanism is low.
FIG. 3 is a drawing for explaining a problem in the case where the processing accuracy of a positive electrode lifting / lowering mechanism is low.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an anodizing apparatus and a state of an anodizing treatment according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing how a substrate is transferred between a robot and a lifting pin.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a cleaning process of the substrate after the polar chemical conversion process.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of a drying process (removal of a cleaning liquid) of a substrate after a cleaning process.
FIG. 8 is a diagram showing a first improved example of a suction pad (holding unit).
FIG. 9 is an enlarged view of a part of FIG. 9;
FIG. 10 is a view showing a second modification of the suction pad (holding unit).
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of manufacturing a substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
500 substrates
501 Negative electrode
502 plus electrode
505 Anodizing chemical tank
506 Electrolyte solution
507 Suction pad
100 substrates
201 Negative electrode
202, 203 connecting member
204 electrode drive mechanism
211 Anodizing chemical tank
211a hollow
211b hole
212 support member
213 Support
221 plus electrode
221a groove
221b suction hole
222 lower electrode
222a groove
222b suction hole
240 Substrate operation mechanism
241 lifting mechanism
242 piston rod
243 lifting pin
251 suction pad
251a groove
251b Suction hole
261 supply port
262 discharge port
270 robot
271 Robot Hand
280 electrolyte solution
Positive electrode structure
300 washing / drying mechanism
301 Suction pad
301 groove
401 Suction pad
401a groove
402 Flexible member
403 Space
10 First substrate
11 Single crystal Si substrate
12 Porous Si layer
13 Single crystal Si layer
14 Insulating layer
20 Second substrate
30 Laminated substrate (bonded substrate)
Claims (14)
処理対象の基板の裏面に接触して該基板を保持する保持部と、
該基板に対向させて配置されるマイナス電極と、
該基板と前記マイナス電極との間に電解質溶液を満たすための陽極化成槽と、
前記陽極化成槽の内側に固定されるプラス電極と、
を備え、前記プラス電極は、該基板の裏面に接触する接触面を有することを特徴とする陽極化成装置。An anodizing apparatus,
A holding unit that contacts the back surface of the substrate to be processed and holds the substrate,
A negative electrode arranged to face the substrate;
Anodizing tank for filling an electrolyte solution between the substrate and the negative electrode,
A positive electrode fixed inside the anodization tank,
Wherein the positive electrode has a contact surface that contacts the back surface of the substrate.
基板を吸着保持する吸着部材と、
前記吸着部材の位置を規定するように配置された柔軟性部材と、
を含み、前記柔軟性部材は、前記吸着部材による基板の吸着動作に伴って前記吸着部材が移動して基板の裏面が前記プラス電極に接触することを許容する柔軟性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。The holding unit,
An adsorption member for adsorbing and holding the substrate;
A flexible member arranged to define the position of the suction member,
Wherein the flexible member has a flexibility that allows the back surface of the substrate to contact the plus electrode by moving the suction member in accordance with the suction operation of the substrate by the suction member. The anodizing apparatus according to claim 1.
請求項11に記載の陽極化成方法に従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の基板を結合させて結合基板を作製する工程と、
前記多孔質層の部分で前記結合基板を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製造方法。A substrate manufacturing method,
Forming a porous layer on the surface of the substrate according to the anodizing method according to claim 11;
Forming a first substrate having at least a semiconductor layer on the porous layer;
Forming a bonded substrate by bonding a second substrate to a surface of the first substrate on the semiconductor layer side;
Separating the bonded substrate into two substrates at the portion of the porous layer;
A method of manufacturing a substrate, comprising:
処理対象の基板の裏面に接触して該基板を保持する保持部と、
該基板に対向させて配置される第1電極と、
該基板と前記第1電極との間に電解質溶液を満たすための陽極化成槽と、
前記陽極化成槽の内側に固定される第2電極と、
を備え、前記第2電極は、該基板の裏面に接触する接触面を有することを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus,
A holding unit that contacts the back surface of the substrate to be processed and holds the substrate,
A first electrode disposed to face the substrate;
An anodizing tank for filling an electrolyte solution between the substrate and the first electrode;
A second electrode fixed inside the anodizing tank,
Wherein the second electrode has a contact surface that contacts a back surface of the substrate.
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JP2002263135A JP2004099965A (en) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | Anodic chemical conversion apparatus and method, substrate manufacturing method, and substrate treatment device and method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106435682A (en) * | 2016-11-11 | 2017-02-22 | 苏州胜禹材料科技股份有限公司 | Aluminum plate anodic oxidation equipment and coloring process |
-
2002
- 2002-09-09 JP JP2002263135A patent/JP2004099965A/en not_active Withdrawn
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