JP2004214237A

JP2004214237A - 処理装置

Info

Publication number: JP2004214237A
Application number: JP2002378685A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsuboi; 隆志坪井; Kazutaka Yanagida; 一隆柳田; Kazuhito Takanashi; 一仁高梨; Kenji Yamagata; 憲二山方; Takashi Sugai; 崇菅井; Kiyobumi Sakaguchi; 清文坂口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】基板に傷等の損傷を与えにくく、気泡による処理不良が低減され、しかも基板を水平で処理する応用例に適した陽極化成装置等の処理装置を提供する。
【解決手段】陽極化成槽１１０の底部に開口１１２を設ける。陽極化成槽１１０の下方には、シャワー式の電流経路形成機構を配置する。該機構は、圧力容器１４０を備え、圧力容器１４０の上部にはシャワーヘッド１４１が設けられている。シャワーヘッド１４１からシャワー状の導電液が噴射或いは放出され、基板１０１の裏面に液体電極１７１が形成される。これにより、陰極１２０と陽極１５０との間に電流が流れ、基板１０１が陽極化成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極化成等の処理に好適な処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第１基板（シード基板）と第２基板（ハンドル基板）とを貼り合わせて中間基板としての貼り合わせ基板（結合基板）を作製し、これを分割等することによりSOI(Silicon On Insulator 又は Semiconductor On Insulator)基板を製造する方法が、特開平５−２１３３８号公報、特開平７−３０２８８９号公報に開示されている。このようなSOI基板の製造工程において、第１基板を陽極化成することによってその表面に多孔質層を形成する陽極化成装置が使用されうる。
【０００３】
一般に、陽極化成装置は、陽極化成槽の中に陰極及び陽極を有する。陽極化成処理は、このような陽極化成槽を電解液で満たし、陰極と陽極との間に基板を配置し、陰極と陽極との間に電流を流すことにより実施される。このような陽極化成装置が、特開平１０−２７５７９８号公報、特開平１１−１９５６３９号公報、特開平１１−２１４３５３号公報、特開平１１−１９５６４０号公報、特開２０００−３３６４９９号公報、特開２０００−２７７４８４号公報、特開２０００−２７３６９９号公報に開示されている。このような陽極化成装置では、特に基板を水平に配置する構成においては、基板の裏面に気泡が溜まることによる化成不良（例えば、形成される多孔質層の厚さ分布の不良）の発生が懸念される。
【０００４】
基板の裏面に気泡が溜まる問題を解決した陽極化成装置として、固体電極を使用し、固体電極を基板の裏面に接触させた状態で基板を処理する装置が特開２０００−２７７４７８号公報に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１３３８号公報
【特許文献２】
特開平７−３０２８８９号公報
【特許文献３】
特開平１０−２７５７９８号公報
【特許文献４】
特開平１１−１９５６３９号公報
【特許文献５】
特開平１１−１９５６４０号公報
【特許文献６】
特開平１１−２１４３５３号公報
【特許文献７】
特開２０００−２７３６９９号公報
【特許文献８】
特開２０００−２７７４８４号公報
【特許文献９】
特開２０００−３３６４９９号公報
【特許文献１０】
特開２０００−２７７４７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、固体電極を使用する方法は、基板の裏面に傷等の損傷を与える原因になりうるので、この点では基板裏面と電極との間を導電性の薬液（例えば、電解液）で満たす構成の方が優れている。すなわち、基板の裏面に導電性の薬液を接触させる方法には、基板裏面に気泡が溜まる問題があり、基板裏面に固体電極を接触させる方法には、基板裏面に傷等の損傷を与える原因になりうるという問題がある。
【０００７】
また、近年は、基板は水平な状態で処理又は操作されることが多く、装置間における基板の搬送の容易化の観点において、陽極化成装置も基板を水平な状態で処理することが好ましい。
【０００８】
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、基板に傷等の損傷を与えにくく、気泡による処理不良が低減され、しかも基板を水平で処理する応用例に適した処理装置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】
本発明の処理装置は、第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極との間に基板を配置し、前記第１電極と前記第２電極との間に薬液及び前記基板を通して電流を流すことにより前記基板を処理する処理装置に係る。この処理装置は、前記第１電極と前記基板との間に配置され、前記基板に向かうシャワー状の薬液流を形成するシャワーヘッドを備えており、前記シャワーヘッドによって形成されるシャワー状の薬液流によって前記第１電極と前記第２電極との間の電流経路の一部が形成される。
【００１０】
更に、本発明の処理装置は、もう１つのシャワーヘッドを備えてもよい。すなわち、本発明の処理装置は、前記第２電極と前記基板との間に配置され、前記基板に向かうシャワー状の薬液流を形成する他のシャワーヘッドを備えてもよく、この場合、２つの前記シャワーヘッドによって形成されるシャワー状の薬液流によって前記第１電極と前記第２電極との間の電流経路の一部が形成される。
【００１１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記シャワーヘッドは、複数の開口が形成された部材を有し、前記複数の開口を通してシャワー状の薬液が噴射或いは放出されることが好ましい。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記部材の、前記複数の開口が形成された面は、前記基板に対してほぼ平行に配置されることが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施の形態によれば、本発明の処理装置は、前記シャワーヘッドから噴射或いは放出された薬液を回収し、再び前記シャワーヘッドに供給する循環機構を更に備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の他の側面は、第１電極と第２電極との間に基板を配置し、前記第１電極と前記第２電極との間に薬液及び前記基板を通して電流を流すことにより前記基板を処理する処理方法に係り、該方法は、前記第１電極と前記基板との間及び前記第２電極と前記基板との間の少なくとも一方にシャワーヘッドを配置し、前記シャワーヘッドにより前記基板に向かうシャワー状の薬液流を形成し、該シャワー状の薬液流によって前記第１電極と前記第２電極との間の電流経路の一部を形成する工程を含む。
【００１５】
本発明の更に他の側面は、第１電極と第２電極との間に基板を配置し、前記第１電極と前記第２電極との間に薬液及び前記基板を通して電流を流すことにより前記基板を陽極化成する陽極化成方法に係り、該方法は、前記第１電極と前記基板との間及び前記第２電極と前記基板との間の少なくとも一方にシャワーヘッドを配置し、前記シャワーヘッドにより前記基板に向かうシャワー状の薬液流を形成し、該シャワー状の薬液流によって前記第１電極と前記第２電極との間の電流経路の一部を形成する工程を含む。
【００１６】
本発明の半導体基板の製造方法は、上記の陽極化成方法に従って第１基板を陽極化成することにより多孔質層を形成する工程と、前記多孔質層の上に非多孔質層を形成する工程と、前記非多孔質層が形成された前記第１基板を絶縁層を介して第２基板に貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、前記貼り合わせ基板を処理又は加工して前記第２基板の上に前記多孔質層の少なくとも一部が残留した状態とする工程とを含む。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１は、本発明の好適な実施の形態の陽極化成装置（処理装置）の概略構成を示す図である。図１に示す陽極化成装置１００は、処理対象の基板１０１を水平に保持して処理する。このように基板を水平に保持して処理することは、例えば、基板を水平に保持して処理又は操作（例えば、搬送）する他の装置との基板の受け渡しの際に基板を回動させる必要がない点で優れている。ただし、本発明は、基板面を水平以外の向き（例えば、鉛直方向）に保持して処理する装置にも適用可能である。
【００１９】
処理対象の基板１０１は、陽極化成槽１１０の底部に、表面を上に向けて水平に保持される。陽極化成槽１１０の底部には、基板１１０を保持するための保持機構１１１として、例えば、基板を真空吸着するための環状の吸着溝（吸着機構）が設けられている。保持機構１１１に保持された基板１０１の上方には、陰極（第２電極）１２０が配置される。この陽極化成装置１００は、陰極１２０を移動させる不図示の陰極駆動機構を備えており、基板１０１を陽極化成槽１１０の底部に配置する際及び処理済みの基板１０１を陽極化成槽１１０の底部から取り出す際には、陰極１２０は、陰極駆動機構によって基板１０１の操作に邪魔にならない位置に移動される。
【００２０】
陽極化成槽１１０は、例えば、本体槽１１０ａとオーバーフロー槽１１０ｂとを有するオーバーフロー式の槽として構成することができる。陽極化成槽１１０は、陽極化成のための処理液、すなわち化成液（薬液）１３０が所定のレベル（すなわち、本体槽１１０ａの上端）まで満たされる。本体槽１１０ａから溢れた処理液１３０は、オーバーフロー槽１１０ｂによって回収され、その後、ポンプ１３１及びフィルタ１３２を通して、本体槽１１０ａに戻される。すなわち、この実施の形態では、処理液１３０の循環系が構成されている。処理液（薬液）１３０は、例えば、フッ化水素（ＨＦ）を含む液体である。
【００２１】
陰極１２０は、例えば耐食性に優れた材料（例えば、白金）、又は、処理対象の基板１０１への汚染が少ない材料（例えば、基板１０１の構成材料と同質の材料）で構成されることが好ましい。典型的には、基板１０１はシリコン基板であり、処理液１３０はフッ化水素を含むので、陰極１２０は、フッ化水素酸に対して高い耐食性を有する白金、又は、基板１０１と同材料のシリコンであることが好ましい。
【００２２】
陽極化成槽１１０の底部には、開口１１２が設けられており、底部に保持された基板１０１の裏面は、開口１１２を通して下方に露出する。開口１１２は、以下で説明するように、基板１０１を通る電流経路を形成するために使用される。
【００２３】
基板１１０の裏面側には、シャワー式の電流経路形成機構が採用されている。電流経路形成機構は、圧力容器（導電液槽）１４０を備え、圧力容器１４０の上部、すなわち、陽極化成槽１１０の下部に対向する部分には、シャワーヘッド（シャワー形成部材）１４１が設けられている。シャワーヘッド１４１には、複数の開口１４２が設けられていて、複数の開口１４２を通して基板１１０の裏面に向けて、電流経路を構成するための導電液（第２薬液）１６０がシャワー状に噴射或いは放出される。
【００２４】
ここで、シャワーヘッド１４１からの導電液１６０の噴射は、基板１０１の裏面に沿って導電液１６０が広がって基板１０１の裏面を覆う液体電極１７１を形成するように、設定されることが好ましい。このような設定は、例えば、開口１４２の寸法、複数の開口１４２の配列間隔（ピッチ）等の配置、導電液１６０に与える圧力、基板の裏面とシャワーヘッド１４１との間隔等に依存する。ここで、開口１４２の径は、例えば、０．１〜１ｍｍ程度が好適であり、開口１４２の配列間隔（ピッチ）は、例えば、２〜５ｍｍ程度が好適であり、基板の裏面とシャワーヘッド１４１との間隔は、例えば、２〜１００ｍｍ程度が好適である。シャワーヘッド１４１は、典型的には、基板１０１に対して実質的に平行に配置される。
【００２５】
シャワーヘッド１４１から噴射された導電液１６０は、回収槽１４３によって回収される。回収槽１４３によって回収された導電液１６０は、ポンプ１６１及びフィルタ１６２を通して圧力容器１６０に戻される。この際、例えば、ポンプ１６１によって圧力容器１４０内の導電液１６０に対して噴流の形成のために必要な圧力が加えられうる。ただし、このような圧力は、種々の方法によって与えることができる。例えば、このような圧力は、ポンプによって導電液を所定の高さまで汲み上げて高低差（落差）を利用して与えることもできるし、圧力容器１４０の容積を変更することによって与えることもできるし、その他、圧力を与えるための種々の公知の方法を採用することができる。
【００２６】
導電液１６０には、基板１０１を通して所望の電流値の電流を流すことができるように、陰極１２０に印加される電圧よりも高い電圧が与えられる。例えば、この実施の形態では、圧力容器１４０の内部に陽極（第１電極）１５０が配置され、陽極１５０と陰極との間に電位差が与えられる。導電液１６０への電位の印加は、例えば、圧力容器１４０の内壁の全体又は一部を陽電極とすることによって実現することもできるし、シャワーヘッド１４１を陽電極とすることによって実現することもできる。
【００２７】
導電液１６０は、導電性を有する液体（例えば、フッ化水素酸等の電解液）であれば如何なる液体であってもよく、また、処理液１３０と濃度、組成、特性等が同一であってもよいし異なってもよい。
【００２８】
陽極１５０は、例えば耐食性に優れた材料（例えば、白金）、又は、処理対象の基板１０１への汚染が少ない材料（例えば、基板１０１の構成材料と同質の材料）で構成されることが好ましい。典型的には、基板１０１はシリコン基板であり、処理液１３０及び導電液１６０はフッ化水素を含むので、陰極１２０は、フッ化水素酸に対して高い耐食性を有する白金、又は、基板１０１と同材料のシリコンであることが好ましい。
【００２９】
以上のように、シャワー状の導電液１６０の流れによって基板１０１の裏面に液体電極１７１を形成し、これにより基板１０１を通る電流経路（陰極１２０と陽極１５０との間の電流経路）の一部を形成することによって、基板の裏面に気泡が溜まることによる陽極化成の不良（例えば、多孔質層の厚さ分布の不良）を防止することができる。ここで、液体電極１７１は、シャワー状に連続的に供給される導電液１６０の流れによって維持されるため、仮に液体電極１７１中に気泡が取り込まれたとしても、そのような気泡は速やかに除去される。
【００３０】
したがって、この実施の形態によれば、陽極化成の不良を低減し、基板間での再現性を向上させることができる。
【００３１】
図２は、図１に示す陽極化成装置の変形例としての陽極化成装置の概略構成を示す図である。図２に示す陽極化成装置２００は、基板の保持機構が図１に示す陽極化成装置１００と異なる。すなわち、図２に示す陽極化成装置２００は、基板１０１のエッジ部、又は、エッチング及びその近傍のみで基板１０１を保持するエッジ保持機構１１３を有する点で図１に示す陽極化成装置１００と異なる。
【００３２】
以上の説明は、本発明を陽極化成装置として構成した具体例に関するが、本発明は、例えば、めっき処理等の他の処理にも適用されうる。
【００３３】
また、図１及び図２に示す装置は、基板の裏面側にのみシャワー式の電流経路形成機構を設けた例であるが、このような電流経路形成機構は、基板の表面側にのみ、又は、基板の両側に適用されてもよい。
【００３４】
［実施例］
以下、本発明のより具体的な適用例としての実施例を説明する。
【００３５】
（実施例１）
図１に示す陽極化成装置１００の陽極化成槽１１０の底部に処理対象の基板１０１として、8インチ、p+型のSi(100)ウェハをその表面が上になるように設置した。ウェハ１０１の裏面を吸着機構１１１によって真空吸着によって、陽極化成槽１１０からの薬液の漏れがないようにシールした。
【００３６】
処理液（化成液）１３０として、49%HFとエタノールを2:1の割合で混合した薬液を用い、この処理液１３０をポンプ１３１によって陽極化成槽１１０の本体槽１１０ａ内に注入し、これから溢れた処理液１３０をオーバーフロー槽１１０ｂで回収しながら、処理液１３０を循環させた。
【００３７】
ここで、本体槽１１０ａは、直径が202mmの筒型とし、その外側にオーバーフロー槽（外槽）１１０ｂを設けた。陽極化成槽１１０（本体槽１１０ａ、オーバーフロー槽１１０ｂ）の材質は、耐フッ化水素酸性に優れた四フッ化エチレン樹脂(PTFE)とした。本体槽１０１ａの底部には、直径が160mmの開口１１２を設けた。陰極１２０は、直径が200mmの白金板で構成し、これを基板１０１と実質的に平行に、基板１０１と30mmの距離を隔てて設置した。
【００３８】
圧力容器（導電液槽）１４０は、直径が160mmの筒状として、その外側に回収槽（外槽）１４３を設けた。シャワーヘッド１４１としては、径が0.3mm、配列ピッチが5mmの多数の開口１４２が形成されたパンチング板を採用した。圧力容器１４０の下部には、陽極１５０として、直径が158mmの白金板を水平に設置した。導電液１６０としては、1％HF水溶液を採用した。
【００３９】
ポンプ１６１によって導電液１６０を圧力容器１４０内に注入すると、シャワーヘッド１４１の多数の開口１４２を通して導電液１６０がシャワー状に吹き上がり、基板１０１の裏面に液体電極１７０を形成した。
【００４０】
この状態で、陰極１２０と陽極１５０との間に電圧を印加することにより、これらの間に電流を流し、基板１０１を陽極化成し、その表面に多孔質シリコン層を形成した。ここで、電流は3.14A(ウェハ表面側の電流密度10mAcm^-2)として、8分間通電した。その後、ポンプ１３１、１６１を止めて、薬液（化成液）１３０、薬液（導電液）１５０を回収した。その後、基板１０１を陽極化成槽１１０から取り出して、洗浄し乾燥させた。
【００４１】
基板１０１の表面に形成された多孔質層の厚さを測定したところ、基板の全面に渡って、ほぼ10μｍであり、ほぼ均一であった。このような実験を多数の基板について繰り返して実施したところ、これらの多数の基板について同様の結果が得られ、基板間での再現性の良さが確認された。
【００４２】
（実施例２）
陽極１５０として6インチのp+型Si(100)シリコン基板を採用した点以外は、実施例１と同様とした。この結果、実施例１と同様の結果が得られた。
【００４３】
（実施例３）
陽極１５０として8インチのp+型Si(100)シリコン基板を採用し、図２に示す陽極化成装置２００を採用した。圧力容器（導電液槽）１４０の直径は200mmとした。処理対象の基板１０１は、エッジ保持機構１１３によって、そのエッジ部のみを保持した。このような変更により、圧力容器１４０と陽極化成槽１１０との距離を短くすることができ、陰極１２０と陽極１５０との間に印加する電圧を実施例１及び２よりも小さくすることができた。また、基板１０１の裏面のほぼ全域が導電液１６０（液体電極１７１）と接触するので、形成された多孔質シリコン槽の膜厚均一性がさらに改善された。
【００４４】
［応用例］
次いで、上記の陽極化成による多孔質層の形成の応用例としての半導体基板の製造方法を説明する。
【００４５】
図３は、本発明の好適な実施の形態に係る半導体基板の製造方法を説明する図である。
【００４６】
まず、図３（ａ）に示す工程では、第１の基板（seed wafer）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１００又は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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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／ｃｍ^２、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／ｃｍ^２、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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
（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。
【００５２】
（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。
【００５３】
（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。
【００５４】
次いで、図３（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。
【００５５】
次いで、図３（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ＳｉＯ_２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。ＳｉＯ_２層１４は、例えば、Ｏ_２／Ｈ_２雰囲気、１１００℃、１０〜３３ｍｉｎの条件で生成され得る。
【００５６】
次いで、図３（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。
【００５７】
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３（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。
【００５８】
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）Ｎ_２雰囲気、１１００℃、１０ｍｉｎの条件で熱処理を実施し、２）Ｏ_２／Ｈ_２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。
【００５９】
第２の基板２０としては、Ｓｉ基板、Ｓｉ基板上にＳｉＯ_２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。
【００６０】
次いで、図３（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。
【００６１】
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。
【００６２】
図３（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（SemiconductorOn 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。
【００６３】
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。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、基板に傷等の損傷を与えにくく、気泡による処理不良が低減され、しかも基板を水平で処理する応用例に適した処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】陽極化成装置として好適な本発明の第１の実施の形態の処理装置の概略図である。
【図２】陽極化成装置として好適な本発明の第２の実施の形態の処理装置の概略図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態の半導体基板の製造方法を説明する図である。

Claims

第１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電極との間に基板を配置し、前記第１電極と前記第２電極との間に薬液及び前記基板を通して電流を流すことにより前記基板を処理する処理装置であって、
前記第１電極と前記基板との間に配置され、前記基板に向かうシャワー状の薬液流を形成するシャワーヘッドを備え、前記シャワーヘッドによって形成されるシャワー状の薬液流によって前記第１電極と前記第２電極との間の電流経路の一部が形成されることを特徴とする処理装置。