JP2012119571A - Anodization apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ELデバイス用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板、Micro-electro-mechanical system(MEMS)用基板などの各種基板に対して、電解エッチング処理を行う陽極化成装置に係り、特に、複数枚の基板を同時に高スループットで処理するバッチ処理の技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a liquid crystal display substrate, a plasma display substrate, an organic EL device substrate, an FED (Field Emission Display) substrate, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, and a photomask substrate. In particular, it relates to anodizing equipment that performs electrolytic etching on various substrates such as solar cell substrates and micro-electro-mechanical system (MEMS) substrates, especially batches that process multiple substrates simultaneously at high throughput. It relates to processing technology.
従来、この種の装置(第1の装置)として、フッ素樹脂化成槽(2)と、一対の白金電極(3a、3b)と、基板(1)を保持する基板支持具(4)とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of apparatus (first apparatus), a fluororesin chemical conversion tank (2), a pair of platinum electrodes (3a, 3b), and a substrate support (4) for holding the substrate (1) are provided. (See, for example, Patent Document 1).
フッ素樹脂化成槽(2)は、電解液(6a、6b)を貯留する。一対の白金電極(3a、3b)は、フッ素樹脂化成槽(2)内で離間された状態で配置される。基板支持治具(4)は、基板(1)の外形寸法と同様の開口を有し、切り欠き部を拡げて基板(1)を基板支持治具(4)に挿入し、シール材(5a)を介して一枚の基板(1)を電解液(6a、6b)に対して液密に保持する。基板支持治具(4)を基板(1)とともにフッ素樹脂化成槽(2)内の電解液(6a、6b)に浸漬させ、一対の白金電極(3a、3b)に対して通電することで、化成反応が始まり、開口を通して基板(1)に対して多孔質化処理が行われる。 The fluororesin chemical conversion tank (2) stores the electrolyte (6a, 6b). A pair of platinum electrodes (3a, 3b) are arranged in a state of being separated in the fluororesin chemical conversion tank (2). The substrate support jig (4) has an opening similar to the outer dimension of the substrate (1), and the notch is widened to insert the substrate (1) into the substrate support jig (4). ) To hold the single substrate (1) liquid-tight with respect to the electrolyte (6a, 6b). By immersing the substrate support jig (4) in the electrolytic solution (6a, 6b) in the fluororesin chemical conversion tank (2) together with the substrate (1) and energizing the pair of platinum electrodes (3a, 3b), A chemical conversion reaction starts, and the substrate (1) is made porous through the openings.
また、この種の他の装置(第2の装置)として、槽下段(103)と、槽上段(104)と、陽極(101)と、シリコンウエハ(106)と、陰極(102)とを備えたものがある(例えば、特許文献2参照)。 As another device of this type (second device), a tank lower stage (103), a tank upper stage (104), an anode (101), a silicon wafer (106), and a cathode (102) are provided. (See, for example, Patent Document 2).
槽下段(103)及び槽上段(104)は、電解液を貯留し、これらの間に処理対象であるウエハ(105)を配置する。シリコンウエハ(106)は、陽極(101)に電気的に接触し、槽下段(103)の電解液には非接触となるように配置されている。そして、陽極(101)と陰極(102)に通電することにより、化成反応が生じ、ウエハ(105)に対して多孔質処理が行われる。 The tank lower stage (103) and the tank upper stage (104) store an electrolytic solution, and a wafer (105) to be processed is disposed between them. The silicon wafer (106) is disposed so as to be in electrical contact with the anode (101) and not in contact with the electrolyte in the lower tank stage (103). Then, by supplying current to the anode (101) and the cathode (102), a chemical conversion reaction occurs, and a porous treatment is performed on the wafer (105).
第2の装置は、陽極(101)がシリコンウエハ(106)により電解液に接触していないので、電極(101)の金属が電解液中に溶出することがなく、ウエハ(105)の金属汚染を防止できる。 In the second apparatus, since the anode (101) is not in contact with the electrolytic solution by the silicon wafer (106), the metal of the electrode (101) is not eluted into the electrolytic solution, and the wafer (105) is contaminated with metal. Can be prevented.
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の第1の装置において、基板支持治具(4)に基板(1)を支持させるには、基板支持治具(4)の切り欠き部を拡げてから基板(1)を開口に挿入する必要がある。したがって、機械的な機構により基板(1)を基板支持治具(4)に自動で支持させることが困難であり、さらに、複数枚の基板(1)を同時に処理するバッチ処理に適用する場合、自動化して好適に処理することはより困難となる。
However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
That is, in the first conventional apparatus, in order to support the substrate (1) by the substrate support jig (4), the notch portion of the substrate support jig (4) is expanded and then the substrate (1) is opened. It is necessary to insert. Therefore, it is difficult to automatically support the substrate (1) on the substrate support jig (4) by a mechanical mechanism, and when applied to batch processing for processing a plurality of substrates (1) simultaneously, It becomes more difficult to automate and process appropriately.
また、従来の第2の装置は、上記第1の装置と同様の問題の他、シリコンウエハ(106)が化成反応により多孔質化されてしまうので、頻繁にシリコンウエハ(106)を交換する必要が生じる。そのため、メンテナンスに時間がとられて稼働率が低下するという別異の問題がある。 In addition, the conventional second apparatus has the same problem as the first apparatus, and the silicon wafer (106) becomes porous due to the chemical conversion reaction. Therefore, it is necessary to frequently replace the silicon wafer (106). Occurs. For this reason, there is another problem in that maintenance takes time and the operating rate decreases.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バッチ処理が可能で、かつ、電極の交換頻度を抑制して稼働率を向上させることができる陽極化成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an anodizing apparatus capable of batch processing and capable of improving the operating rate by suppressing the replacement frequency of electrodes. Objective.
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、電解質溶液に基板を浸漬させて陽極化成反応を行う陽極化成装置において、第1の濃度の電解質溶液を貯留する貯留槽と、基板の全周面を前記第1の濃度の電解質溶液に対して液密に保持し、複数枚の基板を保持するとともに、前記貯留槽内に配置されている基板ホルダーと、前記貯留槽に隣接して配置され、前記第1の濃度よりも低い第2の濃度の電解質溶液を貯留している一対の電極槽と、前記一対の電極槽のそれぞれに配置されている電極と、前記貯留槽と前記一対の電極槽との間に備えられ、前記貯留槽内の電解質溶液と前記一対の電極槽内の電解質溶液との間でイオンの移動を許容するイオン交換膜と、を備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention described in
[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、貯留槽内に配置されている基板ホルダーに複数枚の基板を保持させ、一対の電極槽に配置されている電極に通電すると、一対の電極槽間でイオンが移動し、その際にイオン交換膜を通して複数枚の基板に化成反応が生じる。したがって、複数枚の基板を処理するバッチ処理が可能となる。また、電極槽内に貯留している電解質溶液の第2の濃度は、貯留槽内に貯留され、基板に接している電解質溶液の第1の濃度よりも低く設定されている。したがって、電極槽内における化成反応が貯留槽内に比較して抑制されるので、各電極槽内における各電極に生じる局所的な化成反応を抑制できる。その結果、電極の劣化を抑制することができ、基板への汚染を防止できるとともに装置の稼働率を向上させることができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in
また、本発明において、前記基板ホルダーは、外観が筒状を呈し、基板の整列方向に相当する一端側と他端側とに貫通口を備え、前記各電極を結ぶラインに前記貫通口が向けられていることが好ましい(請求項2)。電極間の電界が貫通口を通って複数枚の基板に向けられるので、効率的に化成反応を生じさせることができる。 In the present invention, the substrate holder has a cylindrical appearance, and has through holes on one end side and the other end side corresponding to the alignment direction of the substrates, and the through holes are directed to lines connecting the electrodes. (Claim 2). Since the electric field between the electrodes is directed to the plurality of substrates through the through holes, the chemical conversion reaction can be efficiently generated.
また、本発明において、前記各電極は、電源に電気的に接続されるとともに、電解質溶液に対して非接触な第1の電極部材と、前記第1の電極部材に対して電気的に接続されるとともに、電解質溶液に対して接触する第2の電極部材とを備えていることが好ましい(請求項3)。第1の電極部材が電解質溶液に触れないので、第1の電極部材の劣化を防止することができる。 In the present invention, each of the electrodes is electrically connected to a power source, and is electrically connected to the first electrode member that is not in contact with the electrolyte solution, and to the first electrode member. And a second electrode member in contact with the electrolyte solution. Since the 1st electrode member does not touch electrolyte solution, degradation of the 1st electrode member can be prevented.
また、本発明において、前記第2の電極部材は、前記基板ホルダーにて処理される基板と同種であることが好ましい(請求項4)。第2の電極部材を構成する物質が電解質溶液中に溶出するが、第2の電極部材は処理される基板と同種であるので、処理される基板が異種物質で汚染されるのを防止することができる。 Moreover, in this invention, it is preferable that a said 2nd electrode member is the same kind as the board | substrate processed with the said substrate holder (Claim 4). The substance constituting the second electrode member elutes into the electrolyte solution, but the second electrode member is the same type as the substrate to be processed, so that the substrate to be processed is prevented from being contaminated with a different substance. Can do.
また、本発明において、前記貯留槽と前記一対の電極槽との間に、開口部を有する隔壁を備え、前記イオン交換膜は、前記開口部に設けられていることが好ましい(請求項5)。開口部のイオン交換膜を通して一対の電極槽間のイオンの移動を許容することができる。 Moreover, in this invention, it is preferable to provide the partition which has an opening part between the said storage tank and a pair of said electrode tank, and the said ion exchange membrane is provided in the said opening part (Claim 5). . It is possible to allow movement of ions between the pair of electrode tanks through the ion exchange membrane in the opening.
本発明に係る陽極化成装置によれば、貯留槽内に配置されている基板ホルダーに複数枚の基板を保持させ、一対の電極槽に配置されている電極に通電すると、一対の電極槽間でイオンが移動し、その際にイオン交換膜を通して複数枚の基板に化成反応が生じる。したがって、複数枚の基板を処理するバッチ処理が可能となる。また、電極槽内に貯留している電解質溶液の第2の濃度は、貯留槽内に貯留され、基板に接している電解質溶液の第1の濃度よりも低く設定されている。したがって、電極槽内における化成反応が貯留槽内に比較して抑制されるので、各電極槽内における各電極に生じる局所的な化成反応を抑制できる。その結果、電極の劣化を抑制することができ、基板への汚染を防止できるとともに装置の稼働率を向上させることができる。 According to the anodizing apparatus according to the present invention, when a plurality of substrates are held by the substrate holder arranged in the storage tank and the electrodes arranged in the pair of electrode tanks are energized, between the pair of electrode tanks The ions move, and at that time, a chemical reaction occurs on a plurality of substrates through the ion exchange membrane. Therefore, batch processing for processing a plurality of substrates is possible. In addition, the second concentration of the electrolyte solution stored in the electrode tank is set lower than the first concentration of the electrolyte solution stored in the storage tank and in contact with the substrate. Therefore, since the chemical reaction in the electrode tank is suppressed as compared with that in the storage tank, the local chemical reaction occurring in each electrode in each electrode tank can be suppressed. As a result, electrode deterioration can be suppressed, contamination of the substrate can be prevented, and the operating rate of the apparatus can be improved.
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図1は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を正面から見た縦断面図であり、図2は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を側面から見た縦断面図であり、図3は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成の平面図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the schematic configuration of the anodizing apparatus according to the embodiment as viewed from the front, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the schematic configuration of the anodizing apparatus according to the embodiment as viewed from the side. FIG. 3 is a plan view of a schematic configuration of the anodizing apparatus according to the embodiment.
実施例に係る陽極化成装置は、複数枚の基板に対して同時に陽極化成反応を生じさせて、例えば、シリコン基板に対して多孔質化の処理を行う機能を備えている。この陽極化成装置は、外容器1と、内容器3とを備えている。内容器3は、外容器1の内部に収容されている。なお、図1は、図示の関係上、外容器1及び内容器3を図示省略している。
The anodizing apparatus according to the embodiment has a function of causing an anodizing reaction on a plurality of substrates at the same time, for example, performing a porous process on a silicon substrate. This anodizing apparatus includes an
内容器3は、一対の電極槽5,7と、一つの貯留槽9とを備えている。貯留槽9は、電解質溶液を貯留する。貯留槽9は、内槽11と外槽13とを有する。電解質溶液としては、例えば、フッ化水素酸の混合液が挙げられる。電解質溶液は、図示しない秤量槽から内槽11の底部に供給され、余剰分が外槽13に溢れて回収される。
The inner container 3 includes a pair of
貯留槽9は、その上部開口を開閉する一対のカバー15を備えている。一対のカバー15は、平面視で長方形状を呈する(図3に二点鎖線で示す)。それぞれのカバー15は、その外側の長辺側に沿って、支持アーム17に取り付けられている。支持アーム17は、その先端側がカバー15に取り付けられ、基端部側が外容器1から延出されている。
The storage tank 9 includes a pair of
外容器1の一方の側面側(図3の左側面)には、一対のエアシリンダ19が取り付けられている。これらの一対のエアシリンダ19は、水平姿勢で外容器1に取り付けられ、作動片が進退する側を互いに対向された状態とされている。また、一対のエアシリンダ19は、図2に示すように、高さ方向にて段違いとなる位置に取り付けられている。一対のエアシリンダ19は、それぞれの作動片が各支持アーム17の基端部側に連結されている。一対のエアシリンダ19が作動され、作動片が進出されると、支持アーム17に連動して一対のカバー15が互いに接近し、一対のカバー15が内槽11の上方中央を覆う(図1において実線で示す)。また、一対のエアシリンダ19が反対側に作動され、作動片が退出されると、支持アーム17に連動して一対のカバー15が互いに離反し、一対のカバー15が内槽11の上方から外槽13の上方へ移動する(図1及び図3において二点鎖線で示す)。
A pair of
内槽11の一方側(図2、図3の左側)には、電極槽5が設けられている。この電極槽5は、電解質溶液を貯留し、電解質溶液で浸漬される位置に電極21が配置されている。また、内槽11の他方側(図2、図3の右側)には、電極槽7が設けられている。この電極槽7も電解質溶液を貯留し、電解質溶液で浸漬される位置に電極23が設けられている。これらの一対の電極槽5,7は、内槽11に供給される電解質溶液と同種のものを貯留している。但し、濃度が内槽11のものよりも低く設定されていることが好ましい。例えば、内槽11の電解質溶液を、フッ化水素酸溶液:イソプロピルアルコール:純水=1:1:1とした場合、電極槽5,7の電解質溶液は、内槽11の電解質溶液を50倍に薄めたものとすることが好ましい。
An
電極21は、例えば、図示しない電源の負極が接続され、電極23は、図示しない電源の正極が接続されているものとする。また、電極21は、例えば、図示しない電源に接続される金属21aと、電解質溶液に触れる側にシリコン基板21bとを備えた二重構造であることが好ましい。同様に、電極23は、図示しない電源に接続される金属23aと、電解質溶液に触れる側にシリコン基板23bとを備えた二重構造であることが好ましい。金属としては、電解質溶液に耐性を有するものであれば何でもよいが、例えば、白金、パラジウム、金、銀、銅が挙げられる。電解質溶液として例示したものには、フッ化水素酸が含まれており、たとえ、ある程度の耐性を有しても金属成分が溶出する。しかし、電解質溶液側に、処理対象と同種の材料であるシリコン基板21b、23bを備えているので、処理対象の基板が異種の金属によって汚染されるのを防止できる。
For example, the
また、電極21a,23aがシリコン基板21b,23bの介在により電解質溶液に触れないので、電極21a,23aの劣化を防止することができる。
Further, since the
なお、上記の金属21a、23aが本発明における「第1の電極部材」に相当し、上記のシリコン基板21b,23bが本発明における「第2の電極部材」に相当する。
The
電極槽5の内槽11側にある隔壁25は、円形状の開口部27を有する。この開口部27には、イオン交換膜29が取り付けられている。電極槽7の内槽11側にある隔壁31は、同様に開口部33を備え、イオン交換膜35が取り付けられている。イオン交換膜29,35としては、例えば、デュポン社のナフィオン(登録商標)が挙げられる。なお、好ましくは、イオン交換膜29,35を、複数個の穴を有するパンチングプレートで挟持して用いる。これにより、浸透圧がイオン交換膜29,35を膨張させ、イオン交換作用が変動することに起因する濃度変動を防止することができ、その結果、処理ムラを抑制することができる。
The
ここで、さらに図4〜図7を参照する。なお、図4は、基板ホルダーを示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図である。図5は、第1支持ユニットの正面図である。図6は、第1支持ユニットを示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A矢視断面図である。図7は、第2支持ユニットを示す図であり、(a)は正面図、(b)は左第2支持ユニット、(c)は右第2支持ユニットである。 Reference is further made to FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the substrate holder, where FIG. 4A is a plan view, FIG. 4B is a side view, and FIG. 4C is a front view. FIG. 5 is a front view of the first support unit. 6A and 6B are views showing the first support unit, in which FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7A and 7B are diagrams showing the second support unit, in which FIG. 7A is a front view, FIG. 7B is a left second support unit, and FIG. 7C is a right second support unit.
貯留槽9内の内槽11には、基板ホルダー41が配置されている。この基板ホルダー41は、ホルダー基部43と、ホルダー端部45,47とを備えている。ホルダー基部43は、複数枚の基板を収容する空間を備えている。ホルダー端部45,47は、貫通口49,51が形成されている。ホルダー端部45,47は、円筒状の外観を呈し、円筒状の外周部にOリング53,55が取り付けられている。これらのOリング53,55は、図示しない取付部材により、隔壁25,31に対して液密に基板ホルダー41を取り付けるために設けられている。換言すると、基板ホルダー41は、その貫通口49,51を、電極21,23を結ぶラインを通る姿勢で配置されている。これにより、電極21,23による電界が通りやすくできるので、複数の基板に対して効率的に化成反応を生じさせることができる。
A
ホルダー基部43は、図5,図6に示す第1支持ユニット57を備えている(図4では不図示)。第1支持ユニット57は、図5に示すように、正面から見て、基板Wの直径より短い弦を有する円弧状を呈する。第1支持ユニット57は、第1支持部59を複数個備えている。例えば、一度に処理する基板Wの枚数が25枚であれば、第1支持ユニット57は、25個の第1支持部59を基板Wの整列方向に備える。第1支持ユニット57は、基板Wの直径より短い弦を有する円弧状であるので、図5に示すリフタLFにより、基板Wの最大直径部分より下の部分を係止することができる。したがって、搬送時に基板Wに対してストレスを与えにくく、基板Wの破損等を防止できる。
The
第1支持部59は、基板Wの周面のうち下部のみを当接して液密に支持する。第1支持部59は、上面に凹部61が形成されている。凹部61は、基板Wの厚さよりも若干幅が広く設定されている。凹部61を挟んで対向する位置には、ガイドピン63が取り付けられている。ガイドピン63は、図5に示すように、基板Wの面方向から見て、中央付近と左右の三カ所に設けられている。各ガイドピン63は、各中心軸が基板Wの中心に向けられている。ガイドピン63は、基部65と、案内部67とを備えている。また、第1支持部59の表面には、弾性部材69が貼り付けられている。ガイドピン63の基部65は、弾性部材69の表面から突出しており、その上部に案内部67が形成されている。案内部67は、凹部61側に傾斜面71を備え、基部65から凹部61側に突出している。弾性部材69は、電解質溶液に対して耐性を有する部材で構成され、例えば、四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。
The
第1支持部59は、基板Wの配列方向に隣接して設けられ、隣接する第1支持部59のガイドピン63は、互い違いの位置(千鳥)となるように取り付けられている。これにより、基板Wの整列方向における第1支持ユニット57の長さを短縮することができ、装置のコンパクト化を図ることができる。第1支持ユニット57、第2支持ユニット73、ガイドピン63は、電解質溶液に耐性を有する合成樹脂であり、例えば、塩化ビニル樹脂(polyvinyl chloride、PVC)が挙げられる。
The
基板ホルダー41は、その上部に、図7に示す第2支持ユニット73を備えている。第2支持ユニット73は、左第2支持ユニット75と、右第2支持ユニット77とを備えている。左第2支持ユニット75と、右第2支持ユニット77は、正面から見てCの字状と、逆Cの字状を呈する。第2支持ユニット73は、第1支持ユニット57により液密に支持された基板Wの外周面のうちの残りの外周面を液密に当接支持する。左第2支持ユニット75は、一枚の基板Wを支持する左第2支持部79を基板Wの整列方向に複数個隣接して備えている。また、右第2支持ユニット77は、一枚の基板Wを支持する右第2支持部81を基板Wの整列方向に複数個隣接して備えている。各左第2支持部79が隣接する境界であって内面上部には、排気通路83が形成されている。排気通路83は、基板Wの周面に沿って二カ所に形成されている。排気通路83の上部開口は、貯留槽9に貯留されている電解質溶液の液面(図1の符号SL)から上方に位置する。また、各右第2支持部81が隣接する境界には、各左第2支持部79と同様に、排気通路85が内面の二カ所に形成されている。また、左第2支持ユニット75は、内面に弾性部材87が貼り付けられ、右第2支持ユニット77は、同様に弾性部材89が貼り付けられている。但し、弾性部材87,89は、排気通路83,85を塞がないようにしてある。
The
上述した弾性部材87,89は、電解質溶液に対して耐性を有する部材である。例えば、四フッ化エチレン樹脂が挙げられるが、第1支持ユニット57の弾性部材69よりも柔らかいことが好ましい。換言すると、第1支持ユニット57の弾性部材69は、弾性部材87,89よりも固いことが好ましい。
The
第2支持ユニット73は、図1に示すように開閉可能に構成され、第1支持ユニット57に対して着脱される。具体的には、左第2支持ユニット75は、基台部91と、支点93と、揺動アーム95と、連結部97とを備えている。基台部91は、第1支持ユニット57を挟んで、内槽11の底部に固定されて取り付けられている。支点93は、揺動アーム95の一方側が基台部91に取り付けられた部分に設けられている。揺動アーム95の他方側は、左第2支持ユニット75の外周部に固定されている。また、右第2支持ユニット77は、左第2支持ユニット75と同様に、基台部99と、支点101と、揺動アーム103と、連結部105とを備えている。
The
連結部97は、懸垂部材107と、摺動ピン109と、固定部材111とを備えている。懸垂部材107は、カバー15の下面に懸垂姿勢で取り付けられている。この懸垂部材107には、図1において紙面方向に貫通した長穴113が形成されている。固定部材111は、左第2支持ユニット75の上部外周面に固定され、長穴113に挿通された摺動ピン109を備えている。摺動ピン109は、長穴113内にて移動自在である。なお、符号を省略してあるが、連結部105も連結部97と同様の構成である。したがって、一対のエアシリンダ19が作動されて一対のカバー15が開放されると、図1における二点鎖線で示すように、支点93,101廻りに左第2支持ユニット75と右第2支持ユニット77とが離反し、第1支持ユニット57を残して基板ホルダー41の上部及び両側面部が開放される。また、一対のエアシリンダ19が反対側に作動されて一対のカバー15が閉止されると、支点93,101廻りに左第2支持ユニット75と右第2支持ユニット77とが接近し、基板ホルダー41の上部及び両側面部が閉止され、内槽11の電解質溶液に対して基板ホルダー41内に基板Wが密閉状態とされる。なお、このとき、左第2支持ユニット75と右第2支持ユニット77とによる力は、図1の二点鎖線矢印で示すように、基板の中心に向かう。
The connecting
このように、第2支持ユニット73の開閉を、一対のカバー15を駆動する一対のエアシリンダ19で兼用して駆動しているので、駆動に係る構成を簡易化することができ、基板Wの搬送時における各部の制御を容易にすることができる。
In this way, since the opening and closing of the
ここで図8を参照する。なお、図8は、第1支持ユニットと第2支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、(a)は離反時、(b)は連結時を示す。 Reference is now made to FIG. FIGS. 8A and 8B are schematic views showing the operation at the time of connecting the first support unit and the second support unit. FIG. 8A shows the time of separation and FIG. 8B shows the time of connection.
第1支持ユニット57の側面部115には、緩衝部材117が取り付けられている。緩衝部材117は、例えば、電解質溶液に対して耐性を備えたスポンジ材が挙げられる。この緩衝部材117は、第1支持ユニット57に対して、第2支持ユニット73が当接される際の衝撃を弱めるとともに、接合部における液密度合いを維持する。また、第1支持ユニット57の弾性部材69は、端部が緩衝部材117よりも長く延出されている。したがって、図8(a)に示すように第1支持ユニット57と第2支持ユニット73が離反した状態から、図8(b)に示す連結状態とされた際に、接合部における液密度合いを維持することができる。
A
ここで、図9を参照する。なお、図9は、左第2支持ユニットと右第2支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、(a)は離反時、(b)は連結時を示す。 Reference is now made to FIG. FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams illustrating an operation when the left second support unit and the right second support unit are connected, in which FIG. 9A shows the separated state and FIG. 9B shows the connected state.
左第2支持ユニット75は、スライド部材119を備えている。このスライド部材119は、弾性部材87の外面に当接し、左第2支持ユニット75の上部右側面部に、左第2支持ユニット75が閉止された状態における高さ方向(基板Wの中心方向)に摺動自在に取り付けられている。スライド部材119は、右第2支持ユニット77側に傾斜した傾斜面121を備えている。右第2支持ユニット77は、押圧部材123を備えている。この押圧部材123は、右第2支持ユニット77の上部左側面部に固定して取り付けられている。押圧部材123には、押圧部材123の傾斜面121よりも傾斜角度が緩やかな傾斜面125が形成されている。上記のスライド部材119と押圧部材123とがノッチ押圧機構127を構成している。したがって、図9(a)に示す左第2支持ユニット75と右第2支持ユニット77が離反した状態から、図9(b)に示す連結状態とされた際に、押圧部材123がスライド部材119を基板Wの中心方向に移動するので、左第2支持ユニット75の弾性部材87が基板WのノッチNに向けて移動される。その結果、基板WのノッチNが弾性部材87により覆われ、基板Wの両面にある電解質溶液がノッチNを通って流通するのを防止できる。よって、電解質溶液の濃度変動を抑制して、処理の均一性を向上させることができる。
The left
なお、ノッチ押圧機構127は、左第2支持ユニット75に押圧部材123を備え、右第2支持ユニット77にスライド部材119を備える構成としてもよい。
The notch
ここで、図10を参照する。なお、図10は、第1支持ユニットへ基板を載置した際の状態を示す模式図であり、(a)は基板を載置した状態、(b)は第2支持ユニットにより基板を押圧した状態を示す。 Reference is now made to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing a state when the substrate is placed on the first support unit. (A) is a state where the substrate is placed, and (b) is a state where the substrate is pressed by the second support unit. Indicates the state.
第2支持ユニット73が第1支持ユニット57から離反した状態で、図示しないリフタにより基板Wが第1支持ユニット57に載置されると、図10(a)のように、ガイドピン63で基板Wの下面が案内されて、凹部61の上部に位置される。そして、上記のように第2支持ユニット73が第1支持ユニット57に連結されると、基板Wの上部左右から基板Wが押圧される。すると、図10(b)に示すように、弾性部材69が基板Wの下面で押圧され、凹部61側に入り込む。第1支持ユニット57の弾性部材69は、第2支持ユニット73の弾性部材87,89よりも固く設定されており、これにより第2支持ユニット73で基板Wを支持して押圧した際に、基板Wの位置が第1支持ユニット57側に移動し過ぎないようにできる。したがって、基板Wの周面の下部とともに、残りの周面を含めた全周面についてほぼ均等、かつ電解質溶液に対して液密に支持できる。
When the substrate W is placed on the
また、凹部61にまで基板Wの周面が入り込むので、基板Wの周面を含む基板Wの表裏面の一部を支持することができ、隣接する基板Wの間の電解質溶液が流通することがない。その結果、基板Wに作用する電解質溶液の濃度が安定して処理を安定的に行うことができる。
In addition, since the peripheral surface of the substrate W enters the
また、図11に示すように、ガイドピン63の基部65と基板Wの面との間には、空間spが生じる。この空間spは、基部65と基板Wの面との間に電解質溶液が滞留するのを許容する。したがって、電解陽極処理を行う際に化成反応が生じにくい部分を極力小さくすることができる。
As shown in FIG. 11, a space sp is generated between the
上述したように構成された陽極化成装置は、まず貯留槽9に所定濃度の電解質溶液を供給し、一対の電極槽5,7に所定濃度の電解質溶液を供給しておく。次に、一対のエアシリンダ19を作動させて一対のカバー15を開放させる(図1の二点鎖線を参照)。このとき連動して左第2支持ユニット75及び右第2支持ユニット77が離反し、貯留槽9の電解質溶液が基板ホルダー41内に流入する。次に、複数枚の基板Wをリフタで搬送し、第1支持ユニット57に複数枚の基板Wを載置する(図10(a)参照)。次に、一対のエアシリンダ19を反対側に作動させて、一対のカバー15を閉止させる(図1の実線を参照)。このとき、連動して左第2支持ユニット75及び右第2支持ユニット77が第1支持ユニット57に連結するとともに(図8(a)、(b)参照)、ノッチ押圧機構127が作動する(図9(a)、(b)参照)。これにより、複数枚の基板Wは、ノッチNを含む全周面がシールされた状態になり、貯留槽9の電解質溶液に対して液密な状態で基板ホルダー41に収容される。この状態で、電極21及び電極23に通電すると、化成反応が生じて複数枚の基板Wがポーラス化(多孔質化)される。陽極化成反応によりガスが発生するが、第2支持ユニット73は、排気通路83,85を備えているので、ここから気泡が基板ホルダー41外部に排出される。したがって、気泡に起因して処理ムラが生じるのを防止することができる。
The anodizing apparatus configured as described above first supplies an electrolyte solution having a predetermined concentration to the storage tank 9 and supplies an electrolyte solution having a predetermined concentration to the pair of
所定時間の化成反応処理が終了すると、電極21及び電極23への通電を停止するとともに、一対のエアシリンダ19を作動させて一対のカバー15を開放させる。すると、これに連動して左第2支持ユニット75及び右第2支持ユニット77が離反し、貯留槽9の電解質溶液が基板ホルダー41内に流入する。これにより次の複数枚の基板Wが処理される際の電解質溶液がリフレッシュされる。次に、リフタで処理済の複数枚の基板Wを挟持して基板ホルダー41の外部へ搬出する。
When the chemical reaction treatment for a predetermined time is completed, energization to the
本実施例装置によると、貯留槽9内に配置されている基板ホルダー41に複数枚の基板Wを保持させ、一対の電極槽5,7に配置されている電極21,23に通電すると、一対の電極槽21,23間でイオンが移動し、その際にイオン交換膜29,35を通して複数枚の基板Wに化成反応が生じる。したがって、複数枚の基板Wを処理するバッチ処理が可能となる。また、電極槽5,7内に貯留している電解質溶液の濃度は、貯留槽9内に貯留している電解質溶液の濃度よりも低く設定されている。したがって、電極槽5,7内における化成反応が貯留槽9内に比較して抑制されるので、各電極槽5,7内における各電極21,23に生じる局所的な化成反応が抑制できる。その結果、電極21,23の劣化を抑制することができ、装置の稼働率を向上させることができる。
According to this embodiment apparatus, when a plurality of substrates W are held by the
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した実施例では、第1支持部59においてガイドピン63を基板Wの表裏面に一対で備え、基板Wの整列方向において千鳥となる配置の第1支持ユニット57としている。しかし、本発明の第1支持ユニット57はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図12に示すような構成としてもよい。なお、図12は、第1支持ユニットの変形例を示す図であり、(a)は平面図、(b)は縦断面図である。
(1) In the above-described embodiment, the
この第1支持部59Aは、凹部61の両側にガイドピン63Aを備えている。ガイドピン63Aは、基部65Aの上部に、凹部61側へ張り出した案内部67Aを備えている。この案内部67Aは、案内面71Aを基板Wの整列方向の両側に備えている。また、ガイドピン63Aは、千鳥配置ではなく、基板Wの整列方向に直線状に配置されている。ガイドピン63Aが両側に案内面71Aを備えているので、隣接する第1支持部59Aでガイドピン63Aを兼用することができ、第1支持ユニット57Aの基板Wの整列方向における長さを短くすることができ、装置のコンパクト化に貢献できる。
The
(2)上述した実施例では、左第2支持ユニット75と右第2支持ユニット77とが貯留槽9の底部の支点93,101で回動されたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図13に示す構成としてもよい。なお、図13は、第2支持ユニットの変形例を示す図である。
(2) In the above-described embodiment, the left
この変形例は、左第2支持ユニット75Aと右第2支持ユニット77Aとが上部に支点129を備えた第2支持ユニット73Aで構成されている。また、基板Wの搬入出時において、第2支持ユニット73Aを待避させる機構が必要となるが、貯留槽9内に機構が不要となって、貯留槽9の構成を簡易化できる。
In this modification, the left
(3)上述した実施例では、第1支持ユニット57と第2支持ユニット73を備え、さらに第2支持ユニット73を左第2支持ユニット75と右第2支持ユニット77とで構成した。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、図14に示すような構成を採用してもよい。なお、図14は、第1支持ユニット及び第2支持ユニットの変形例を示す図である。
(3) In the above-described embodiment, the
この第1支持ユニット57Bと第2支持ユニット73Bは、第2支持ユニット73Bが分割されていない。また、第1支持ユニット57Bと第2支持ユニット73Bは、基板Wの最大径付近にて上下に分割されている。第1支持ユニット57Bと第2支持ユニット73Bは、支点131で第1支持ユニット57Bに対して第2支持ユニット73Bが回動可能に構成されている。このように構成することにより、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。また、装置の構成の簡易化を図ることもできる。
The
(4)上述した実施例では、円形状の基板Wを対象にして説明したが、本発明は円形状の基板W以外の、例えば、角形の基板Wを処理することもできる。そのためには、例えば、図15のように構成すればよい。なお、図15は、第1支持ユニット及び第2支持ユニットの他の変形例を示す図である。 (4) In the above-described embodiments, the circular substrate W has been described. However, the present invention can process, for example, a rectangular substrate W other than the circular substrate W. For this purpose, for example, a configuration as shown in FIG. 15 may be used. FIG. 15 is a diagram showing another modification of the first support unit and the second support unit.
この変形例では、対向する角部を上下方向(水平方向)に向けた姿勢で角形の基板Wを処理する。この場合には、第1支持ユニット57CをVの字状に構成する。さらに、第2支持ユニット73Cを左第2支持ユニット75Cと右第2支持ユニット77Cの二分割とする。このような構成とすることで、上述した実施例と同様の構成により角形の基板Wを処理することができる。
In this modification, the rectangular substrate W is processed in a posture in which opposite corners are directed in the vertical direction (horizontal direction). In this case, the
なお、角形の基板Wであっても、上記(2)、(3)のような構成を併せて採用してもよい。 In addition, even if it is the square board | substrate W, you may employ | adopt together the structure as said (2) and (3).
(5)上述した実施例では、ノッチ押圧機構127を備えているが、本発明はノッチ押圧機構127を必ずしも必要としない。
(5) Although the above-described embodiment includes the notch
(6)上述した実施例では、排気通路83,85を備えているが、処理により発生した気泡の影響が小さい場合や無視できる場合には、排気通路83,85を備える必要はない。
(6) Although the
(7)上述した実施例では、一対のカバー15を開閉駆動する一対のエアシリンダ19により第2支持ユニット73を駆動したが、第2支持ユニット73に専用の駆動機構を採用してもよい。
(7) In the above-described embodiment, the
(8)上述した実施例では、電極21,23が金属21a,23aとシリコン基板23a,23bの二重構造となっている。しかし、本発明はこの構成が必須ではない。つまり、電極21,23が金属21a,23aだけで構成されていてもよい。この構成であっても電極槽5,7の電解質溶液の濃度が低く設定されているので、金属21a,23aの劣化を抑制することができる。
(8) In the embodiment described above, the
W … 基板
1 … 外容器
3 … 内容器
5,7 … 電極槽
9 … 貯留槽
11 … 内槽
13 … 外槽
15 … カバー
17 … 支持アーム
19 … エアシリンダ
21,23 … 電極
25,31 … 隔壁
29,35 … イオン交換膜
41 … 基板ホルダー
57 … 第1支持ユニット
59 … 第1支持部
61 … 凹部
63 … ガイドピン
65 … 基部
67 … 案内部
73 … 第2支持ユニット
75 … 左第2支持ユニット
77 … 右第2支持ユニット
79 … 左第2支持部
81 … 右第2支持部
83,85 … 排気通路
93,101 … 支点
119 … スライド部材
123 … 押圧部材
127 … ノッチ押圧機構
W ...
Claims (5)
第1の濃度の電解質溶液を貯留する貯留槽と、
基板の全周面を前記第1の濃度の電解質溶液に対して液密に保持し、複数枚の基板を保持するとともに、前記貯留槽内に配置されている基板ホルダーと、
前記貯留槽に隣接して配置され、前記第1の濃度よりも低い第2の濃度の電解質溶液を貯留している一対の電極槽と、
前記一対の電極槽のそれぞれに配置されている電極と、
前記貯留槽と前記一対の電極槽との間に備えられ、前記貯留槽内の電解質溶液と前記一対の電極槽内の電解質溶液との間でイオンの移動を許容するイオン交換膜と、
を備えていることを特徴とする陽極化成装置。 In an anodizing apparatus for performing an anodizing reaction by immersing a substrate in an electrolyte solution,
A storage tank for storing the electrolyte solution of the first concentration;
Holding the entire circumference of the substrate liquid-tight with respect to the electrolyte solution of the first concentration, holding a plurality of substrates, and a substrate holder disposed in the storage tank;
A pair of electrode tanks disposed adjacent to the storage tank and storing an electrolyte solution having a second concentration lower than the first concentration;
Electrodes disposed in each of the pair of electrode vessels;
An ion exchange membrane that is provided between the storage tank and the pair of electrode tanks and allows ion movement between the electrolyte solution in the storage tank and the electrolyte solution in the pair of electrode tanks;
An anodizing apparatus comprising:
前記基板ホルダーは、外観が筒状を呈し、基板の整列方向に相当する一端側と他端側とに貫通口を備え、前記各電極を結ぶラインに前記貫通口が向けられていることを特徴とする陽極化成装置。 The anodizing apparatus according to claim 1,
The substrate holder has a cylindrical appearance, is provided with through holes on one end side and the other end side corresponding to the alignment direction of the substrates, and the through holes are directed to lines connecting the electrodes. Anodizing equipment.
前記各電極は、電源に電気的に接続されるとともに、電解質溶液に対して非接触な第1の電極部材と、前記第1の電極部材に対して電気的に接続されるとともに、電解質溶液に対して接触する第2の電極部材とを備えていることを特徴とする陽極化成装置。 In the anodizing apparatus in any one of Claim 1 to 3,
Each of the electrodes is electrically connected to a power source, and is electrically connected to the first electrode member that is not in contact with the electrolyte solution, and to the electrolyte solution. An anodizing device comprising a second electrode member in contact with the second electrode member.
前記第2の電極部材は、前記基板ホルダーにて処理される基板と同種であることを特徴とする陽極化成装置。 The anodizing apparatus according to claim 3, wherein
The anodizing apparatus, wherein the second electrode member is the same type as a substrate processed by the substrate holder.
前記貯留槽と前記一対の電極槽との間に、開口部を有する隔壁を備え、
前記イオン交換膜は、前記開口部に設けられていることを特徴とする陽極化成装置。 The anodizing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A partition having an opening between the storage tank and the pair of electrode tanks,
The anodizing apparatus, wherein the ion exchange membrane is provided in the opening.
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