JP2006114783A

JP2006114783A - 処理装置

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Publication number: JP2006114783A
Application number: JP2004302065A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Yanagida; 一隆柳田; Takashi Sugai; 崇菅井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】良好な化成処理を実現すること。
【解決手段】基板１０１の上方に基板１０１に対向して配置される第１電極１０２と、基板１０１の下方に基板１０１に対向して配置される第２電極１０３とを有し、基板１０１に化成処理を施す処理装置１００は、基板１０１と第２電極１０３との間に薬液１０５を満たす薬液槽１０４と、基板１０１の下面近傍に薬液１０５の流れを形成する第１流れ形成機構と、基板１０１の中心部から外周部に向かう上記薬液１０５の流れを増大させる第２流れ形成機構と、を備える。第２流れ形成機構は、基板１０１と第２電極１０３との間に基板１０１と対向して配置された流れ制御板１１１を有する。流れ制御板１１１は、複数の開口部を含み、流れ制御板１１１の中心部に配置された開口部と流れ制御板１１１の中心部以外に配置された開口部とが異なる形態を有する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、基板に化成処理を施す処理装置に関する。

従来、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板等の基板の製造工程等では、基板に化成処理を施す処理装置が用いられている。基板に化成処理を施す処理装置には、基板表面を水平に設置する平置型と、基板表面を垂直に設置する縦置型とがある。また、処理装置には、基板裏面に固体を接触させて基板を通る電流経路を形成する固体接触型と、基板裏面に液体を接触させて基板を通る電流経路を形成する液体接触型とがある。

近年では、例えば、ＳＯＩ基板等の基板の製造工程において、基板の大口径化、異物対策に伴う基板裏面の鏡面化等によって、基板を実質的に水平に保ったままで搬送すると共に、基板裏面に固体が接触しないように構成されることが要求されている。このような要求に応える処理装置として、平置型の液体接触型の処理装置が用いられている。
特開平６−２１６１１０号公報特開平１０−２７５７９８号公報特開平１１−１９５６３９号公報特開平１１−１９５６４０号公報特開平１１−２１４３５３号公報特開２０００−２７３６９９号公報特開２０００−２７７４７８号公報特開２０００−２７７４８４号公報特開２０００−３３６４９９号公報

しかしながら、従来の平置型の液体接触型の処理装置では、基板の下面（裏面）に対する液体接触が困難である。即ち、従来の処理装置では、基板下面に存在する気泡によって良好な接触を得ることができない。また、化成処理中に基板下面（裏面）から気体が発生する系においては、この気体を除去することができない。

従って、従来の処理装置では、基板下面（裏面）に生じる気体（気泡も含む）によって、接触不良が生じ、例えば、化成処理によって形成される膜厚の分布にばらつきが発生したり、化成処理の再現性が低下したりするため、良好な化成処理を行うことができないという問題点がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、良好な化成処理を実現することを目的とする。

本発明は、基板の上方に該基板に対向して配置される第１電極と、該基板の下方に該基板に対向して配置される第２電極とを有し、該基板に化成処理を施す処理装置に係り、前記基板と前記第２電極との間に薬液を満たす薬液槽と、前記基板の下面近傍に薬液の流れを形成する第１流れ形成機構と、前記基板の中心部から外周部に向かう前記薬液の流れを増大させる第２流れ形成機構と、を備え、前記第２流れ形成機構は、前記基板と前記第２電極との間に前記基板と対向して配置された流れ制御板を有し、前記流れ制御板は、複数の開口部を含み、該流れ制御板の中心部に配置された開口部と該流れ制御板の中心部以外に配置された開口部とが異なる形態を有することを特徴とする。

以上示したように、本発明によれば、良好な化成処理を実現することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

[第１の実施形態]
以下、本発明の第１の実施の形態に係る処理装置について説明する。図１Ａは、本発明の好適な第１の実施形態に係る処理装置１００の構成を示す概念図である。処理装置１００は、処理対象の基板としてのＳｉウェハ１０１の上方にＳｉウェハ１０１に対向して配置される第１電極としての陰極１０２と、Ｓｉウェハ１０１の下方にＳｉウェハ１０１に対向して配置される第２電極としての陽極１０３と、Ｓｉウェハ１０１と陽極１０３との間に薬液１０５を満たす薬液槽１０４と、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に薬液１０５の流れを形成する第１流れ形成機構とを備える。この第１流れ形成機構は、薬液１０５を薬液槽１０４からオーバーフローさせる機能を持つことが出来る。

処理装置１００は、上記の第１流れ形成機構によってＳｉウェハ１０１の下面近傍に形成された、化成槽１０６内の薬液１０７の流れのうち、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部の方向への流れを増大させる第２流れ形成機構を更に備える。この第２流れ形成機構は、Ｓｉウェハ１０１に対向して配置された流れ制御板１１１を有する。流れ制御板１１１には、複数の開口部が形成され、流れ制御板１１１の中心部に配置された開口部と流れ制御板１１１の中心部以外に配置された開口部とが異なる形態を有することによって、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部の方向への流れを増大させる。薬液１０７は、流れ制御板１１１の開口部を通してＳｉウェハ１０１の裏面と接触し、Ｓｉウェハ１０１裏面の中心部から外周部方向へ流れる。

流れ制御板１１１の複数の開口部のうち、流れ制御板１１１の中心部に配置された開口部は、Ｓｉウェハ１０１の表面に対し垂直方向に延び、流れ制御板１１１の中心部以外に配置された開口部は、Ｓｉウェハ１０１の外周部方向に傾いて延びている。流れ制御板１１１の中心部以外に配置された開口部が、Ｓｉウェハ１０１の外周部方向に傾いて延びることによって、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に形成された化成槽１０６内の薬液１０７の流れのうち、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部方向への流れを増大させることができる。

上記開口部の傾きは均一であってもよいし、不均一であってもよい。例えば、図１Ｂに示す処理装置１００’の流れ制御板１１１’のように、外周部からの距離が近いほど、Ｓｉウェハ１０１の外周部方向への傾きが大きくなるように開口部が構成されてもよい。これによって、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部方向への薬液１０７の流れを更に増大させることができる。
以上のように、本実施形態によれば、流れ制御板１１１、１１１’によって、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に形成された化成槽１０６内の薬液１０７の流れのうち、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部方向への流れを増大させ、Ｓｉウェハ１０１の下面に存在する気体をより効率的に除去することができる。その結果、Ｓｉウェハ１０１の下面と薬液１０７との接触が更に良好となる。

なお、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に薬液１０５の流れを形成する第１流れ形成機構としては、任意の機構が用いられるが、Ｓｉウェハ１０１の下面と良好な接触が得られて、化成処理中にＳｉウェハ１０１の裏面から発生する気体を、効果的に除去することが可能な流れ形成機構を採用することが望ましい。このような第１流れ形成機構としては、例えば、薬液１０５を送り出すポンプ１０９等を用いることができる。ポンプ１０９は、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に薬液１０５の流れを形成するために、様々な態様を取ることができる。また、化成槽１０６とポンプ１０９を連結する連結流路には、薬液１０５内のパーティクル等を除去するフィルタ１１０を備えることが望ましい。また、上記の薬液１０５を送り出す機構としては、例えば、気体の圧力を利用したり、重力（液体の高低差）による圧力を利用したりすることによって、薬液１０５の流れを形成してもよい。

本発明の好適な実施の形態に係る処理装置１００、１００’は、基板を処理する様々な処理に適用することができるが、本発明においては、その一例として、陽極化成装置に適用する場合について説明する。

図１Ａにおいて、Ｓｉウェハ１０１は、化成処理の被処理対象である基板の一例であり、例えば、単結晶シリコンが用いられうる。Ｓｉウェハ１０１に化成処理（例えば、陽極化成処理）を施す場合には、具体的には、化成槽１０６の槽内に化成液１０７を満たした状態で、陰極１０２を化成液１０７に浸漬して、Ｓｉウェハ１０１に対向させると共に、陽極１０３をＳｉウェハ１０１の下方に配置する。本実施形態では、Ｓｉウェハ１０１を陽極化成して、その表面に多孔質シリコンを形成する。また、液体接触型の処理装置を用いて、Ｓｉウェハ１０１を陽極化成する場合には、Ｓｉウェハ１０１の表面及び裏面から、水素が発生することが知られている。Ｓｉウェハ１０１は、陽極化成された後は、その表面に多孔質層が形成されて、表面の構造が変化するが、その裏面の構造は実質的には変化しない。

陰極１０２は、化成処理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、化成処理用の処理液として弗化水素溶液を採用する場合には、陰極１０２は、弗化水素に対する耐性が優れた材料である白金等で構成されることが好ましい。

陽極１０３は、例えば、導電液としてＤＨＦ（希フッ化水素酸）を採用する場合には、弗化水素に対する耐性が優れた材料である白金等で構成されることが好ましい。また、陽極１０３は、Ｓｉウェハ１０１と同質の材料であるシリコン材料で構成することも可能である。このシリコン材料は、比抵抗が小さいことが好ましい。陽極１０３をシリコン材料で構成することによって、Ｓｉウェハ１０１が陽極１０３の構成材料によって汚染されることを防ぐことができる。

薬液槽１０４は、Ｓｉウェハ１０１の下面との間で、電気的な接触を保つために、導電性の薬液１０５（導電液）が満たされている。また、前述のように、薬液槽１０４は、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に薬液１０５の流れを形成する第１流れ形成機構を備える。第１流れ形成機構としては、例えば、薬液槽１０４がポンプを備え、このポンプの入口と出口とを、薬液槽１０４の上方に設けたり、図１Ａに示すように、ポンプ１０９の入口と出口とを、薬液槽１０４の上方と下方にそれぞれ設けたりして、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に薬液１０５の流れを形成するように構成することができる。なお、ポンプ１０９の入口と出口の配置は、図１Ａに示す配置に限定されず、様々な態様を用いることができる。例えば、ポンプ１０９の入口と出口は、図１Ａとはそれぞれ反対に配置されてもよい。

また、薬液槽１０４は、その外側に、薬液槽１０４から流れ出た薬液１０５を満たすオーバーフロー槽１０８を備えるのが望ましい。オーバーフロー槽１０８は、図１Ａに示すように、化成槽１０６とオーバーフロー槽１０８とを連結する連結流路を介して、薬液槽１０４に連結されうる。また、連結流路は、薬液１０５内のパーティクル等を除去するフィルタ１１０が設置されることが望ましい。

薬液槽１０４は、Ｓｉウェハ１０１の下面近傍に薬液１０５の流れを形成するために、薬液１０５をオーバーフローさせるように構成されうる。この場合、例えば、図１Ａに示すように、薬液槽１０４とＳｉウェハ１０１との間に間隔を設けて、薬液槽１０４から薬液１０５が溢れ出るように構成されうる。この間隔は、特に限定しないが、２〜８ｍｍが例として挙げられる。また、薬液１０５をオーバーフローさせる場合には、Ｓｉウェハ１０１の下面と電気的に良好な接触を得るために、薬液１０５をＳｉウェハ１０１の下面に接触させる。

薬液１０５は、導電性の薬液（導電液）であり、本実施形態では、一例としてＤＨＦ（希フッ化水素酸）が用いられる。しかし、本発明はこれに限定されず、他の導電液を用いてもよい。

化成槽１０６は、化成処理用の処理液に対して耐性を有する材料で構成されるのが好ましい。例えば、化成処理用の処理液として弗化水素溶液を採用する場合は、化成槽１０６は、弗化水素に対する耐性が優れた材料である四弗化エチレン樹脂（テフロン（登録商標））等で構成されることが好ましい。

化成液１０７は、処理対象の基板を処理する任意の処理液を採用することができる。例えば、陽極化成の場合は、化成液１０７には、陽極化成処理用の処理液として、弗化水素溶液を用いることができる。

なお、本実施形態では、陰極１０２がＳｉウェハ１０１の上方に、陽極１０３がＳｉウェハ１０１の下方にそれぞれ設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、陰極１０２がＳｉウェハ１０１の下方に、陽極１０３がＳｉウェハ１０１の上方に、それぞれ設けられてもよい。この場合には、処理装置１００が陽極化成装置に適用されるとすると、例えば、陰極側では化成処理用の処理液として弗化水素溶液を用いて、陽極側では導電液としてＤＨＦ（希フッ化水素酸）を用いる等のようにして、前述の構成を変更すればよい。

オーバーフロー時には、薬液１０５の液面は、薬液槽１０４よりも高くなるため、上昇した液面と薬液槽１０４の上端との差を利用して、Ｓｉウェハ１０１の下面の全域を薬液１０５に接触するように薬液槽１０４を構成することが好ましい。これによって、化成処理時に電流を流すことが容易になる。上記のオーバーフローは、薬液１０５を導入する場合には、Ｓｉウェハ１０１の下面に気泡が残ることがなく、化成処理中にＳｉウェハ１０１の下面に気体が発生した場合には、これらの気体を効率よく除去するように働く。

また、ポンプ１０９は、オーバーフロー槽１０８と薬液槽１０４との間に設けられた連結流路を介して、オーバーフロー槽１０８内の薬液１０５が薬液槽１０４に流れ込むように働く。また、連結流路に設けられたフィルタ１１０は、パーティクル等の汚染物を除去して、薬液１０５を汚染物等が少ない状態に維持するように働く。

以上のように、本実施形態によれば、Ｓｉウェハの下面近傍に薬液の流れを形成する第１流れ形成機構に加え、Ｓｉウェハの中心部から外周部方向への流れを増大させる第２流れ形成機構を設けることによって、Ｓｉウェハの中心部から外周部方向への流れが効果的に増大し、Ｓｉウェハの下面の未浸漬部に存在する気体や、化成処理中に発生した気体等をより効率的に除去することができる。その結果、Ｓｉウェハと薬液との間で、非常に良好な電気的接触が得られる。

従って、これらの気体によるＳｉウェハの下面の接触不良によって生じる問題点（例えば、化成処理により形成される膜厚の分布のばらつきや、化成処理の再現性の低下等）を解決し、良好な化成処理を行うことができる。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態に係る処理装置について説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る処理装置２００の概略構成を示す概念図である。処理装置２００は、概略的には、第１の実施の形態に係る処理装置１００、１００’の構成に一部の機能を追加した構成を有する。即ち、処理装置２００の第２流れ形成機構は、Ｓｉウェハ１０１に対向して配置された流れ制御板２１１を有する。

流れ制御板２１１の複数の開口部は、面内で孔径が不均一であり、中心部に近い位置ほど、孔径が大きくなっている。これによって、第１流れ形成機構によってＳｉウェハ１０１の下面近傍に形成された、化成槽１０６内の薬液１０７の流れのうち、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部の方向への薬液１０５の流れを増大させて、Ｓｉウェハ１０１の下面に存在する気体をより効率的に除去することができる。その結果、Ｓｉウェハ１０１の下面と薬液１０７との接触が更に良好となる。

以上のように、本実施形態によれば、Ｓｉウェハの下面近傍に薬液の流れを形成する第１流れ形成機構に加え、Ｓｉウェハの中心部から外周部方向への流れを増大させる第２流れ形成機構を設けることによって、Ｓｉウェハの下面に薬液を十分に浸漬できないという問題点や、Ｓｉウェハの下面から発生する気体による化成処理の不良等をより効果的に回避することができ、更に良好な化成処理が実現可能となる。

なお、本発明の好適な実施の形態では、Ｓｉウェハの下面近傍に薬液の流れを形成する流れ形成機構を示したが、これに限定されない。例えば、本発明の好適な実施の形態に係る化成槽は、Ｓｉウェハの上面近傍に薬液の流れを形成する流れ形成機構を備えることができる。例えば、化成槽には、Ｓｉウェハの上面近傍に薬液の流れを形成する流れ形成機構を設けることができる。この場合には、Ｓｉウェハの上面に存在する気体を除去することができる。

以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
[実施例１]
本発明の実施例に係る処理装置を図１Ａに示す。図１Ａは、第１の実施形態に係る処理装置１００に対応する。

図１Ａの処理装置１００としては、平置型の液体接触枚葉処理装置を用いた。本実施例では、化成槽１０６の上部に、開口部径５ｍｍ、ピッチ１０ｍｍの開口部が形成されたパンチング板１１１を設置した。パンチング板１１１に形成された開口部は、中心部では孔角度０°、中心部以外の領域では孔角度２０°であった。

処理装置１００は、Ｓｉウェハ１０１の上面側に設けられた薬液槽１０４と、Ｓｉウェハ１０１の下面で薬液を接触させる化成槽１０６で構成されている。薬液槽１０４には、被処理物である８インチｐ^＋Ｓｉ（１００）ウェハ１０１を、その表面が上になるようにして設置した。Ｓｉウェハ１０１の下面は、真空吸着によって、薬液の漏れがないようにシールした。

化成液１０５としては、４９％弗化水素とエタノールが２:１の混合薬液を用いた。薬液槽１０４には、弗化水素に対する耐性が優れた四弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を用いた。薬液槽１０４内には、陰極１０２として、直径２００ｍｍの白金板を、Ｓｉウェハ１０１と実質的に平行に、Ｓｉウェハ１０１と３０ｍｍの距離を隔てて設置した。薬液槽１０４は、Ｓｉウェハ１０１下面に、直径１７４ｍｍの開口部を有している。一方、化成槽１０６は筒状で、その内径は１５４ｍｍであり、その外側にオーバーフロー槽１０８を有している。化成槽１０６下部には、直径１５０ｍｍの白金板が水平に設置されており、陽極の役割を果たす。導電液１０７には、１％弗化水素水溶液を用いた。

ポンプ１０９によって、導電液１０５を薬液槽１０４に供給し続けると、上記開口部から導電液１０５がオーバーフローして、薬液槽１０４の上面よりも導電液１０５の液面の方が高くなった。この上昇した液面と、被処理部材である８インチＳｉウェハ１０１の裏面を、実質的に均一に接触させた。パンチング板１１１に形成された開口部によって、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部の方向への薬液１０５の流れが増大し、Ｓｉウェハ１０１の下面に存在する気体がより効率的に除去されて、Ｓｉウェハ１０１の下面と薬液１０７との接触が非常に良好となった。

このような状態を保ちつつ、陽極１０３と陰極１０２との間に電圧を印加して、多孔質シリコンを作製した。電流３.１４Ａ（Ｓｉウェハ１０１の表面側の電流密度１０ｍＡｃｍ^−２）で８分間通電した後、ポンプ１０９を止めて、化成液１０５、導電液１０７等の薬液を回収した。Ｓｉウェハ１０１は、洗浄した後に、乾燥させた。Ｓｉウェハ１０１に形成された多孔質層の厚さを測定したところ、Ｓｉウェハ１０１全面に渡って、ほぼ１０μmで均一であった。

このようにして、平置型の液体接触枚葉処理装置において、Ｓｉウェハ１０１全面に渡る良質な多孔質層を作ることができた。
[実施例２]
本発明の実施例に係る処理装置を図２に示す。図２は、第２の実施形態に係る処理装置２００に対応する。本実施例では、化成槽１０６の上部に、開口部が形成されたパンチング板２１１を設置した。

処理装置２００は、Ｓｉウェハ１０１の上面側に設けられた化成槽１０６と、Ｓｉウェハ１０１の下面で薬液を接触させる化成槽１０６で構成されている。薬液槽１０４には、被処理物である８インチｐ^＋Ｓｉ（１００）ウェハ１０１を、その表面が上になるようにして設置した。Ｓｉウェハ１０１の下面は、真空吸着によって、薬液の漏れがないようにシールした。

化成液１０５としては、４９％弗化水素とエタノールの２:１の混合薬液を用いた。薬液槽１０４には、弗化水素に対する耐性が優れた四弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を用いた。薬液槽１０４内には、陰極１０２として、直径２００ｍｍの白金板を、Ｓｉウェハ１０１と実質的に平行に、Ｓｉウェハ１０１と３０ｍｍの距離を隔てて設置した。薬液槽１０４は、Ｓｉウェハ１０１下面に、直径１７４ｍｍの開口部を有している。一方、化成槽１０６は筒状で、その内径は１５４ｍｍであり、その外側にオーバーフロー槽１０８を有している。化成槽１０６下部には、直径１５０ｍｍの白金板が水平に設置されており、陽極の役割を果たす。導電液１０７には、１％弗化水素水溶液を用いた。

ポンプ１０９によって、導電液１０５を薬液槽１０４に供給し続けると、上記開口部から導電液１０５がオーバーフローして、薬液槽１０４の上面よりも導電液１０５の液面の方が高くなった。この上昇した液面と、被処理部材である８インチＳｉウェハ１０１の裏面を、実質的に均一に接触させた。パンチング板２１１に形成された開口部によって、Ｓｉウェハ１０１の中心部から外周部の方向への薬液１０５の流れが増大し、Ｓｉウェハ１０１の下面に存在する気体がより効率的に除去されて、Ｓｉウェハ１０１の下面と薬液１０７との接触が非常に良好となった。

このようにして、平置型の液体接触枚葉処理装置において、Ｓｉウェハ１０１全面に渡る良質な多孔質層を作ることができた。

［応用例］
次いで、上記の処理装置の応用例として、半導体基板の製造方法を説明する。

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。

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、上記の処理装置１００、１００’、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（Silicon 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。

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。

本発明の第１の実施の形態の電解装置の概略図である。本発明の第１の実施の形態の電解装置の概略図である。本発明の第２の実施の形態の電解装置の概略図である。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

基板の上方に該基板に対向して配置される第１電極と、該基板の下方に該基板に対向して配置される第２電極とを有し、該基板に化成処理を施す処理装置であって、
前記基板と前記第２電極との間に薬液を満たす薬液槽と、
前記基板の下面近傍に薬液の流れを形成する第１流れ形成機構と、
前記基板の中心部から外周部に向かう前記薬液の流れを増大させる第２流れ形成機構と、
を備え、
前記第２流れ形成機構は、
前記基板と前記第２電極との間に前記基板と対向して配置された流れ制御板を有し、
前記流れ制御板は、複数の開口部を含み、該流れ制御板の中心部に配置された開口部と該流れ制御板の中心部以外に配置された開口部とが異なる形態を有することを特徴とする処理装置。
前記第１流れ形成機構は、前記薬液を前記薬液槽からオーバーフローさせることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
前記複数の開口部のうち、前記流れ制御板の中心部に配置された開口部は、前記基板の表面に対して垂直方向に延び、前記流れ制御板の中心部以外に配置された開口部は、前記基板の外周部方向に傾いて延びていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の処理装置。
前記複数の開口部のうち、前記流れ制御板の外周部からの距離が近い開口部ほど前記基板の外周部方向への傾きが大きいことを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
前記複数の開口部のうち、前記流れ制御板の中心部に配置された開口部は、前記流れ制御板の中心部以外に配置された開口部よりも孔径が大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の処理装置。
前記複数の開口部のうち、前記流れ制御板の中心部からの距離が近い開口部ほど孔径が大きいことを特徴とする請求項５に記載の処理装置。