JP2013112880A - 陽極化成装置及びそれを備えた陽極化成システム並びに半導体ウエハ - Google Patents

Abstract

【課題】基板を保持、移送し陽極化成槽の一部とする機構を有する、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置と、多孔質層を形成した半導体基板を提供する。
【解決手段】左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９で複数枚の基板Ｗを保持した状態で処理位置に移動させ、上側ホルダ部７１及び下部ホルダ３９と連結させ、貯留槽１１の内部で複数枚の基板Ｗの全周面が電解質溶液に対して液密にされる。この状態で化成反応処理を行った後、基板Ｗが貯留槽１１から搬出される。従って、左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９が上側ホルダ部７１及び下部ホルダ３９と協働して基板Ｗを液密に保持可能な構成とし、複数枚の基板Ｗを搬送し、多孔質層を形成でき、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置１を実現でき又、表裏、両表面に効率良く、かつ均一に形成された多孔質層を具備する半導体基板を本装置により提供可能となる。
【選択図】図１

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、三次元集積回路用半導体ウエハ、光電子集積回路用基板、生体工学用基板、医薬応用基板、光導波路用基板、人工光合成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及びそれを備えた陽極化成システム並びに半導体ウエハに係り、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。

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）。

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。

また、この種の他の装置（第２の装置）として、電解溶液槽（１１）と、一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）と、基板（Ｓ）を保持する基板保持部材（１５）とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。

電解溶液槽（１１）は、電解液を貯留する。一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）は、電解溶液槽（１１）の対向する内壁に取り付けられている。基板保持部材（１５）は、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）とを備え、これらで基板（Ｓ）を挟持する。第１のカセット（２１）は、基板（Ｓ）の直径とほぼ等しい開口部（２１Ａ）を備え、第２のカセット（２２）は、同様の開口部（２２Ａ）を備えている。基板保持部材（１５）は、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）で基板（Ｓ）を挟み込み、基板（Ｓ）の周縁部を押圧して基板（Ｓ）を係止する。基板保持部材（１５）を電解溶液槽（１１）のガイド溝（１６）に挿入し、一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）に通電することにより、化成反応が生じ、開口部（２１Ａ、２２Ａ）を通して基板（Ｓ）に対して多孔質処理が行われる。

特開平５−１９８５５６号公報（図１、図２） 特開２００３−４５８６９号公報（図１，図３）

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。

また、従来の第２の装置は、基板保持部材（１５）に基板（Ｓ）を保持させるには、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）で基板（Ｓ）を挟持する必要がある。したがって、第１の装置と同様に、自動化できないという問題がある。また、二枚の基板（Ｓ）を処理する実施例が開示されてはいるものの、基板保持部材（１５）がかなりの厚みを有する構造であるので、より多くの基板（Ｓ）を処理するバッチ処理には不適であるという問題がある。

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、基板を保持する機構を熟慮、考察を極めることにより、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置及び陽極化成システム並びに半導体ウエハを提供することを目的とする。

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、電解質溶液を貯留する貯留槽と、複数枚の基板を、基板の周面と液密な状態で接触して保持可能な保持手段と、前記貯留槽の外部にあたる受け渡し位置と、前記貯留槽の内部にあたる処理位置とにわたって前記保持手段を移動する移動機構と、前記貯留槽内において、前記保持手段と協働して前記保持手段が保持する前記複数枚の基板の周面の液密な閉止を完成する閉止手段とを備え、複数枚の基板を保持した前記保持手段を前記処理位置に移動させるとともに前記閉止手段を作動させて、複数枚の基板の周面を液密にした状態で化成反応処理を行わせ、化成反応処理が終了した後、前記閉止手段を非作動とするとともに前記保持手段を前記処理位置から離反させて、複数枚の基板を前記貯留槽から搬出することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、保持手段で複数枚の基板を保持した状態で移動機構が保持手段を処理位置に移動させるとともに閉止手段を作動させると、貯留槽の内部において、複数枚の基板の周面が電解質溶液に対して液密にされる。この状態で化成反応処理を行った後、閉止手段を非作動とするとともに移動機構が受け渡し位置にまで保持手段を複数枚の基板とともに移動させることにより、複数枚の基板が貯留槽から搬出される。したがって、保持手段が閉止手段と協働して基板を液密に保持可能な構成とすることにより、複数枚の基板を機械的に貯留槽に対して搬入出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現することができる。

また、本発明において、前記保持手段は、前記複数枚の基板を所定の間隔で整列させて保持することが好ましい（請求項２）。

複数枚の基板が所定の間隔で整列されているので、各基板の間に電解質溶液が均等に流入する。したがって、化成反応処理の際の注入電流密度が各基板で均一になり、各基板の処理を均一にすることができる。

また、本発明において、前記貯留槽は、前記保持手段に保持された前記複数枚の基板の整列方向における一方側と他方側に電極を備え、前記各電極は、前記保持手段と前記閉止手段により周面が閉止された両端の基板の主面に対向して配置されていることが好ましい（請求項３）。

一端側と他端側で対向して配置された電極により、複数枚の基板に対して同時に化成反応処理を行うことができる。

また、本発明において、前記保持手段は、基板の一方側周面に当接する第１ホルダ部と、基板の他方側周面に当接する第２ホルダ部と、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とを互いに接近させて基板を保持させ、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とを互いに離反させて基板を開放させる開閉駆動部と、を備えていることが好ましい（請求項４）。

開閉駆動部は、保持手段の第１ホルダ部と第２ホルダ部とを互いに接近させたり離反させたりすることで、基板を保持させたり基板を開放させたりすることができる。

また、本発明において、前記閉止手段は、基板の周面のうち前記保持手段と非接触である部位と液密な状態で接触する閉止部材を備えていることが好ましい（請求項５）。

保持手段と基板の周面が非接触である部位に対して閉止部材が液密な状態で接触するので、閉止手段によって基板の周面の液密な閉止を完成させることができる。したがって、閉止手段によって基板の周面の液密度合いを高めることができる。

また、本発明において、前記閉止手段は、前記貯留槽内に固定された第１閉止部材を含むことが好ましい（請求項６）。

貯留槽の内部に固定された第１閉止部材が保持手段と協働することにより、基板の周面の液密な閉止を完成させることができる。

また、本発明において、前記閉止手段は、前記保持手段に保持された基板の周面に対して加圧して接触し、液密を保持する第２閉止部材を含むことが好ましい（請求項７）。

保持手段に保持された基板の周面に第２閉止部材を加圧して接触させることにより、基板の周面の液密度合いを高くして、基板の周面の液密を完成させることができる。

また、本発明において、前記保持手段と前記閉止手段のうち、基板の周面に当接する部分には、弾性部材が設けられていることが好ましい（請求項８）。

弾性部材が介在することにより、基板の周面の液密度合いを高くできる。このことにより、基板端面周辺からの漏洩電流を減滅することが可能となり、多孔質の均一性を決定付ける、基板へ注入する化成電流の面内全域における電流密度をより均一にすることが可能となる。

また、本発明において、前記弾性部材は、電気絶縁性を有し、基板と当接する部位が基板の全周面にわたって均一に形成されていることが好ましい（請求項９）。

弾性部材が基板の全周面にわたって均一に形成されているので、基板の周面に近い基板の表裏面に電解質溶液がムラなく接する。また、弾性部材が電気絶縁性を有するので、基板の周面を除いた、基板の全面に均一な化成反応処理を行わせることができる。このように、絶縁性の高い弾性部材を使用することで、基板端面周辺からの漏洩電流を減滅することが可能となり、多孔質の均一性を決定付ける、基板へ注入する化成電流の面内全域における電流密度をより均一にすることが可能となる。特に、液密を可能とする上記保持手段により基板の周面（端面）部分を保持して基板を整列、正立させるので、基板の主面の周辺部分を、基板を保持するためのツメなどで押さえたり接触させたりする必要がなく、基板の主面の平面内の全域に渡る対称性と均一性を高度に達成できる。

また、本発明において、前記弾性部材は、基板の周面側に第１の部材を備え、前記第１の部材の外側に第２の部材を備えた二層構造であって、前記第１の部材は、前記第２の部材よりも弾性率が小さいことが好ましい（請求項１０）。

弾性部材が二層構造であって、第１の部材は第２の部材よりも変形しやすい。したがって、第１の部材が基板の周面に密着しやすく、基板の周面を確実に液密にできる。この構成により、第一の弾性部位に埋没する基板端面の領域を制御することが可能となり、より基板端面の最短部分に近接した領域まで多孔質層を形成することが可能となる。

また、本発明において、前記第２閉止部材を前記処理位置にある前記第１ホルダ部および前記第２ホルダ部に対して押圧する押圧機構をさらに備えていることが好ましい（請求項１１）。

押圧機構により第２閉止部材を第１ホルダ部及び第２ホルダ部に押圧するので、基板の周面の液密度合いを高めることができる。したがって、基板の周面を確実に液密にすることができる。

また、本発明において、前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部には、外側が低くなる第１傾斜面が形成され、前記第１傾斜面に対応する前記第２閉止部材の位置には、外側が低くなる第２傾斜面が形成され、前記処理位置にある前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部に対して前記第２閉止部材を押圧したとき、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが係合して、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とが互いに接近する方向に押圧されることが好ましい（請求項１２）。

処理位置において第１ホルダ部および／または第２ホルダ部に対して第２閉止部材を押圧すると、第１傾斜面と第２傾斜面とが係合し、第１ホルダ部と第２ホルダ部とが互いに接近する。したがって、第１ホルダ部と第２ホルダ部とによる基板の保持を確実に行わせることができる。

また、本発明において、前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部には、外側が高くなる第３傾斜面が形成され、前記第３傾斜面に対応する前記第１閉止部材の位置には、外側が高くなる第４傾斜面が形成され、前記処理位置にある前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部に対して前記第２閉止部材を押圧したとき、前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部が前記第１閉止部材に対して押圧され、前記第３傾斜面と前記第４傾斜面とが係合して、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とが互いに接近する方向に押圧されることが好ましい（請求項１３）。

処理位置において第１ホルダ部および／または第２ホルダ部に対して第２閉止部材を押圧すると、第３傾斜面と第４傾斜面とが係合し、第１ホルダ部と第２ホルダ部とが互いに接近する。したがって、第１ホルダ部と第２ホルダ部とによる基板の保持を確実に行わせることができる。

また、本発明において、前記各電極は、高稠密、高密度、高純度の炭素よりなることが好ましい（請求項１４）。

すなわち、高稠密、高密度、高純度の炭素よりなる電極を使用することが、不純物の電解質溶液への混入防止や耐久性の面から好ましい。

また、本発明において、前記第２閉止部材は、内側天井面から外側面に連通し、上部開口部が前記貯留槽の液面よりも上に位置するとともに、平面視で各基板の間に形成されている複数個の排気通路を備え、前記弾性部材は、前記各排気通路に対応した位置に形成され、前記各排気通路に連通した複数個の弾性部材通路を形成されていることが好ましい（請求項１５）。

化成反応処理により気体が発生し、第２閉止部材の内部に気泡として滞留すると、反応ムラが生じる恐れがある。しかし、第２閉止部材に複数個の排気通路を備え、弾性部材に複数個の弾性部材通路を備えているので、発生した気体が上側ホルダ部に滞留せず、外部に排出される。したがって、気泡に起因する処理ムラを防止できる。

また、本発明において、前記第２閉止部材の内側天井面と前記弾性部材の上面との間に排気通路ブロックを備え、前記排気通路ブロックは、前記複数個の排気通路と前記複数個の弾性部材通路とに連通する複数個のブロック通路を形成された板状部材と、前記板状部材の各ブロック通路の間であって、前記板状部材の前記弾性部材側に突出して形成された隔壁部とを備え、前記隔壁部の下端部のみを前記弾性部材に挿入した状態で設けられていることが好ましい（請求項１６）。

排気通路ブロックは複数個のブロック通路を形成された板状部材と、各ブロック通路の間に隔壁部とを備えているので、弾性部材の下面が基板の上部周面で押圧されても弾性部材によって第２閉止部材の排気通路が塞がるのを防止できる。したがって、気泡からの気体を排気通路を通して確実に排出できる。したがって、気泡に起因する処理ムラを確実に防止できる。

また、本発明において、前記一方側電極と前記他方側電極とに印加する直流電圧の極性を交互に切り替える切り替え回路をさらに備えていることが好ましい（請求項１７）。

切り替え回路が一方側電極と他方側電極とに印加する直流電圧の極性を交互に切り替えるので、基板の両面に対して化成反応処理を行うことができる。

また、本発明において、複数枚の基板を互いに平行に整列させて支持する整列台と、前記整列台を前記受け渡し位置と、前記受け渡し位置とは異なる前記外部受け渡し位置との間で移動させる整列台移動機構とを備え、前記移動機構は、前記受け渡し位置にある整列台に支持された複数枚の基板を前記保持手段により保持させた後、前記貯留槽に搬送することが好ましい（請求項１８）。

整列台に複数枚の基板を載置することにより、複数枚の基板を互いに平行に整列させることができる。整列された複数枚の基板は、整列台ごと整列台移動機構により受け渡し位置と外部受け渡し位置との間で移動される。受け渡し位置に整列台が移動されたときに、保持手段が貯留槽に複数枚の基板を搬送できるので、貯留槽内で複数枚の基板を整列状態で処理でき、化成反応処理を各基板に対して均等に行わせることができる。

また、本発明において、前記整列台移動機構の移動経路近傍に、当該移動経路にある前記整列台の前記基板に対して洗浄液を供給する洗浄機構をさらに備えたことが好ましい（請求項１９）。

整列台移動機構の移動経路近傍には、洗浄機構が配置されているので、整列台を移動している間に整列台に載置された基板を洗浄することができる。したがって、処理のスループットを向上させることができる。

また、本発明において、上記の陽極化成装置と、前記陽極化成装置の上流側に隣接して配置され、前記整列台を備えた待機槽と、前記待機槽の上流側に配置され、未処理の基板を載置するローダと、前記陽極化成装置の下流側に配置され、化成反応処理を終えた基板に対して洗浄処理を行う洗浄槽と、前記洗浄槽の下流側に配置され、洗浄処理を終えた基板に対して乾燥処理を行う乾燥槽と、前記乾燥槽の下流側に配置され、処理済の基板を載置するアンローダと、前記ローダと前記待機槽との間で基板を搬送する第１の搬送機構と、前記待機槽と前記陽極化成装置との間、及び、前記陽極化成装置と前記洗浄槽との間で基板を搬送する前記保持手段および前記移動機構とを備えた第２の搬送機構と、前記洗浄槽と前記乾燥槽との間で基板を搬送する第３の搬送機構と、前記乾燥槽と前記アンローダとの間で基板を搬送する第４の搬送機構と、を備えていることが好ましい（請求項２０）。

ローダに載置された未処理の基板は、第１の搬送機構により待機槽に搬送されて整列され、待機槽に載置された未処理の基板は、整列された状態で第２の搬送機構によって陽極化成装置に搬送される。陽極化成装置で処理された基板は、第２の搬送機構により陽極化成装置から洗浄槽に搬送される。洗浄槽にて洗浄された基板は、第３の搬送機構により洗浄槽から乾燥槽へ移動され、乾燥槽で処理された基板は、第４の搬送機構により乾燥槽からアンローダへ搬送される。したがって、陽極化成装置で処理された複数枚の基板が、処理のための次の槽に効率的に搬送されるので、化成反応処理のスループットを向上させることができる。

また、本発明において、上記の陽極化成装置を複数台並設して備え、前記複数台の陽極化成装置の最上流側に配置され、未処理の基板を載置するローダと、前記複数台の陽極化成装置の最下流側に配置され、化成反応処理および洗浄処理を終えた基板に対して乾燥処理を行う乾燥槽と、前記乾燥槽の下流側に配置され、処理済の基板を載置するアンローダと、前記ローダと前記各外部受け渡し位置との間で基板を搬送する第１の搬送機構と、前記各外部受け渡し位置と前記乾燥槽との間で基板を搬送する第２の搬送機構と、前記乾燥槽と前記アンローダとの間で基板を搬送する第３の搬送機構と、を備えていることが好ましい（請求項２１）。

陽極化成装置を複数台並設して備え、複数台の陽極化成装置の最下流側には乾燥槽を備えている。ローダに載置された未処理の基板は、第１の搬送機構により、各外部受け渡し位置に搬送され、各陽極化成装置で化成反応処理が行われる。陽極化成処理が行われた基板は、洗浄機構で洗浄された後、第２の搬送機構により、乾燥槽へ搬送される。乾燥処理が行われた基板は、第３の搬送機構により、アンローダへ搬送される。したがって、複数台の陽極化成装置を備えて大量の基板を処理することができるとともに、処理された複数枚の基板が、処理のための次の槽に効率的に搬送されるので、化成反応処理のスループットをより向上させることができる。

また、請求項２２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、電解質溶液を貯留する貯留槽と、前記基板と同形状の断面を有する中空部を内部に形成し、前記中空部の内部に複数枚の基板を、それぞれの基板の周面を液密な状態で保持可能な保持手段と、保持手段が形成する前記中空部の両端に配置された一対の電極と、前記一対の電極に直流電圧を印加する電気回路と、前記貯留槽の外部にあたる受け渡し位置と、前記貯留槽の内部にあたる処理位置とにわたって前記保持手段を移動する移動機構とを備え、複数枚の基板を保持した前記保持手段を前記処理位置に移動させて、前記中空部を前記電解質溶液で満たし、前記複数枚の基板の周面を液密、かつ、電気的に分離絶縁にした状態で化成反応処理を行わせ、化成反応処理が終了した後、前記保持手段を前記処理位置から移動させて、複数枚の基板を前記貯留槽から搬出することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２２に記載の発明によれば、複数枚の基板を保持した保持手段を処理位置に移動させて、中空部を電解質溶液で満たし、複数枚の基板の周面を液密、かつ、電気的に分離絶縁にした状態で化成反応処理を行わせ、化成反応処理が終了した後、保持手段を処理位置から移動させて、複数枚の基板を貯留槽から搬出する。したがって、保持手段の中空部に複数枚の基板を保持させることにより、複数枚の基板を機械的に貯留槽に対して搬入出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現することができる。

また、請求項２３に記載の半導体ウエハは、上記の陽極化成装置を用いて陽極化成処理を行うことにより、半導体ウエハの表裏両面において、面内に渡り、均一な厚み、孔径、孔密度に形成した多孔質層を具備したことを特徴とするものである。

本発明に係る陽極化成装置によれば、保持手段で複数枚の基板を保持した状態で移動機構が保持手段を処理位置に移動させるとともに閉止手段を作動させると、貯留槽の内部において、複数枚の基板の周面が電解質溶液に対して液密にされる。この状態で化成反応処理を行った後、閉止手段を非作動とするとともに移動機構が受け渡し位置にまで保持手段を複数枚の基板とともに移動させることにより、複数枚の基板が貯留槽から搬出される。したがって、保持手段が閉止手段と協働して基板を液密に保持可能な構成とすることにより、複数枚の基板を機械的に貯留槽に対して搬入出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現できる。

実施例に係る陽極化成装置の概略構成を示し、正面からみた縦断面図である。 実施例に係る陽極化成装置の概略構成を示し、側面から見た縦断面図である。 実施例に係る陽極化成装置の概略構成を示す平面図である。 搬送ロボット及び下部ホルダの概略構成を示す正面図である。 下部ホルダの概略構成を示す正面図である。 上部ホルダの概略構成を示す正面図である。 上側ホルダ部及び左側ホルダ部並びに下部ホルダを中心部側から見た一部断面図である。 排気機構の概略構成を示す縦断面図である。 整列台の一部を切り欠いた正面図である。 整列台から基板を搬送する際の動作説明図であり、（ａ）は下降時の状態を示し、（ｂ）は把持した状態を示す。 貯留槽に基板を搬入する際の動作説明図であり、（ａ）は下降時の状態を示し、（ｂ）は閉止した状態を示す。 実施例に係る陽極化成システムの概略構成を示す平面図である。 他の実施例に係る陽極化成システムの概略構成を示す平面図である。 陽極化成装置による基板Ｗの多孔質化の原理を示す模式図である。 陽極化成装置の変形例を模式的に示す正面図である。

＜陽極化成装置＞
以下、図面を参照して本発明に係る陽極化成装置の一実施例について説明する。
図１は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を示し、正面からみた縦断面図であり、図２は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を示し、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を示す平面図である。

実施例に係る陽極化成装置１は、複数枚の基板Ｗ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１は、外容器３と、内容器５とを備えている。内容器５は、外容器３の内部に配置されている。なお、図１では、図示の関係上、外容器３を省略している。また、本実施例では、基板Ｗとして矩形状の角形基板を例に採って説明する。

内容器５の内部には、内槽１３が配置され、その内槽１３と外容器５との間に外槽１５が形成される。内槽１３と外槽１５とから貯留槽１１が構成される。貯留槽１１は、電解質溶液を貯留している。電解質溶液は、例えば、フッ化水素酸溶液：イソプロピルアルコール：純水＝１：１：１の混合溶液であって、図示しない秤量槽から内槽１３の底部に供給される。内槽１３を構成する隔壁１３ａは、外槽１５を構成する内容器５の高さより若干低くなっていて、内槽１３から溢れた電解質溶液が外槽１５で回収される。

内槽１３内には、内槽１３内に貯留される電解質溶液に浸漬する位置に電極１７，１９が設けられている。

電極１７，１９は、図２に示すように、直流電圧の極性を所定の周期で交互に切り替える切り替え回路２１に電気的に接続されている。切り替え回路２１には、一対の電極１７，１９に直流電圧を印加する電気回路２２が接続されている。電極１７，１９は、切り替え回路２１側に接続される金属と、電解質溶液に触れる側にシリコン基板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どのようなものであってもよいが、例えば、白金、パラジウム、金、銀、銅などが挙げられる。電解質溶液は、上述したようにフッ化水素酸が含まれるので、たとえ、フッ化水素酸に対してある程度の耐性を有していても金属成分が溶出する。しかし、電解質溶液に触れる側にシリコン基板を備えた二重構造とすることにより、処理対象の基板が異種の金属によって汚染されることを防止できる。

また、あるいは、電極１７，１９として、炭素グラファイトを用いることができる。例えば、不純物濃度５ｐｐｍ以下の高純度の炭素グラファイトであって、一般的な炭素グラファイトに存在する気孔に高純度グラファイトを充填して高稠密化、高密度化したものが、不純物の電解質溶液への混入防止や耐久性の面から好ましい。

電極１７，１９は、図２に示すように、それぞれ電気絶縁性をもつ隔壁２３、２９に取り付けられている。以下さらに詳細に説明する。隔壁２３、２９は、それぞれ内槽１３の底部に設けられた軸Ｐに回動可能に取り付けられている。そして、内槽１３内において、後述のように「処理位置」に上部ホルダ６１が位置しているときに、その上部ホルダ６１が保持している複数の基板Ｗのうち、両端にある基板Ｗにそれぞれ臨むように、隔壁２３、２９は配置されている。電極１７，１９は、それぞれ隔壁２３、２９の「処理位置」側の面に取り付けられている。隔壁２３の電極１７の周囲には、電極１７を囲う環状の突起３５が設けられている。同様に、隔壁２９の電極１９の周囲には、電極１９を囲う環状の突起３７が設けられている。環状の突起３５，３７は電気絶縁性を持つ素材により形成され、その内径は、後述する中空部１０７の内径と同程度にされている。また、隔壁２３，２９は、図示しない揺動機構により、揺動駆動される。基板Ｗの搬入出時に、すなわち上部ホルダ６１の内槽１３への出し入れ時は、隔壁２３，２９は、図２中に二点鎖線で示すように軸Ｐ周りに、上部が互いに離れる方向に開放するように揺動される。これにより、後述する上部ホルダ６１の搬入出時の干渉を防止する。また、上部ホルダ６１が処理位置に移動した後に、隔壁２３，２９は、隔壁２３，２９の上部が互いに近づく方向に閉止するように揺動されることで、後述する弾性部材４７に対して環状の突起３５、３７の先端側が食い込み、中空部１０７内の電解質溶液と、その外側の内槽１３内の電解質溶液との間を隔絶し、その間における電解質溶液の移動を防止するようになっている。これにより、処理中における電解質溶液の中空部１０７からの漏出や濃度変動を防止でき、処理ムラを防止できる。

内槽１３の底部には、下部ホルダ３９が設けられている。この下部ホルダ３９が設けられているのは、基板Ｗの「処理位置」の下方にあたる位置である。下部ホルダ３９の上方には、下部ホルダ３９の上部にあたる「処理位置」と、外容器３の外部にあたる「受け渡し位置」との間で基板Ｗを搬送可能な搬送ロボット４１が設けられている。

ここで、図４〜図６を参照する。なお、図４は、搬送ロボット及び下部ホルダの概略構成を示す正面図であり、図５は、下部ホルダの概略構成を示す正面図であり、図６は、上部ホルダの概略構成を示す正面図である。

図５を参照する。下部ホルダ３９は、ホルダ本体４３と、Ｖ溝部４５と、弾性部材４７と、係合部材４９と、移動片５１とを備えている。ホルダ本体４３は、ブロック状を呈し、図３に示すように、ホルダ本体４３の短辺における中央部に、ホルダ本体４３の長辺に沿ってＶ溝部４５が形成されている。このＶ溝部４５には、弾性部材４７の両端部がＶ溝部４５の上部から突出し、Ｖ溝部４５の上面に沿うように弾性部材４７が取り付けられている。Ｖ溝部４５の左右方向におけるホルダ本体４３の側面には、ホルダ本体４３の上面から突出した状態で係合部材４９が取り付けられている。ホルダ本体４３の上面であってＶ溝部４５の側方には、移動片５１が水平方向に移動自在に取り付けられている。

弾性部材４７は、電気絶縁性及び電解質溶液への耐性を有するものであって、弾性を有するものであれば、どのような部材であってもよい。弾性部材４７の具体的な部材としては、例えば、フッ素系の材料からなる発泡体が挙げられる。より具体的には、Zotefoams社のZOTEK（登録商標）が挙げられる。なお、弾性部材４７は、例えば、基板Ｗの周面側に位置する第１の部材５３と、第１の部材５３と、第１の部材５３より外側に位置する第２の部材５５との二層構造で構成することが好ましい。また、第１の部材５３と第２の部材５５とは、異なる弾性率とするのが好ましく、第１の部材５３は第２の部材５５よりも弾性率が小さいことが好ましい。つまり、第１の部材５３は、第２の部材５５よりも柔らかいことが好ましい。また、別の定義では、第１の部材５３は、第２の部材５５よりも圧縮硬さが小さいことが好ましい。第１の部材５３は、基板Ｗの周面側が、溝や突起などが一切なく、平坦で均一な面を備えている。したがって、基板Ｗの周面に隣接する基板Ｗの主面（表裏面）への電解質溶液の回り込みを阻害する部材がなく、電解質溶液中を進行する化成電流の均一な流動を阻害することがないので、基板Ｗの主面での処理ムラが防止できる。

上記のように弾性率が異なる二種類の部材により弾性部材４７が二層構造で構成されているので、基板Ｗを挟み込んだ際に、基板Ｗの位置を安定的に保持することができるとともに、基板Ｗの周面を確実に液密できる。また、二種類の部材の弾性率などを適当に選択することによって、基板Ｗの周縁が弾性部材４７に押し付けられて食い込み密接する幅（深さ）を設定することができる。弾性部材４７に食い込んで密接する基板Ｗの部位には電解質溶液は作用せず、当該部分には多孔質層は形成されないので、上述した第１の部材５３、第２の素材や形状構造等を適切に選択するなど弾性率を設定することで、この多孔質層の未形成部分の幅を任意に設定することができ、例えば、より基板端面に近接した領域まで多孔質層を形成することが可能となる。

弾性部材４７は、その外面が、Ｖ溝部４５の中央部に形成された凹部５８に中央部が差し込まれて取り付けられている。したがって、弾性部材４７は、その内面を矩形状の基板Ｗの角部に近い形状とすることができ、基板Ｗの角部における密着性を向上できる。

ホルダ本体４３の両側面に取り付けられている係合部材４９は、上部の内側に、外側に向かって高く形成された傾斜面５７が形成されている。これらの傾斜面５７は、後述する左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９の下部係合凹部７９と係合する。

ホルダ本体４３の上面のうち、弾性部材４７の両上端部の外側には、一対の移動片５１が取り付けられている。これらの移動片５１は、弾性部材４７のうち、ホルダ本体４３の上面から突出した部分の外側面を押圧する位置と、押圧しない位置とにわたって移動可能に取り付けられている。これらの移動片５１自身は、移動手段を備えず、後述する左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９の下部押圧ネジ８３が移動してくることによって移動される。これにより、弾性部材４７の両上端部が基板Ｗの周面側へ押圧される。

なお、上述した下部ホルダ３９が本発明における「閉止手段」及び「第１閉止手段」に相当する。また、上述した傾斜面５７が本発明における「第４傾斜面」に相当する。

図２に示すように、搬送ロボット４１は、吊り下げユニット５９と、上部ホルダ６１と、移動機構６３とを備えている。

吊り下げユニット５９は、下部に４本の懸垂アーム６５を備えている。上部ホルダ６１は、これらの懸垂アーム６５に支持されている。左右の懸垂アーム６５は、図４中に実線及び二点鎖線で示すように、互いに近づいたり離れたりするように水平方向に移動可能に上部が吊り下げユニット５９に取り付けられている。その移動は、吊り下げユニット５９によって行われる。上部ホルダ６１は、移動機構６３により、内槽１３の内部にあたる「処理位置」と、外容器３の外部にあたる「受け渡し位置」との間で移動される。移動機構６３は、上部ホルダ６１を昇降移動させたり、水平移動させたりすることができる。

上部ホルダ６１は、左側ホルダ部６７と、右側ホルダ６９部と、上側ホルダ部７１とを備えている。左側ホルダ部６７は、正面から見て基板Ｗの左側周面に当接する。右側ホルダ部６９は、正面から見て基板Ｗの右側周面に当接する。

左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９とは、同一の構成を左右反転した構造であるので、ここでは左側ホルダ部６７について説明する。

左側ホルダ部６７は、懸垂アーム６５の下端側に設けられている。但し、懸垂アーム６５の下端部において上下方向に移動降自在に取り付けられている。ホルダ本体７３は、弾性部材４７と、横Ｖ溝部７５と、上部係合凹部７７と、下部係合凹部７９と、上部押圧ネジ８１と、下部押圧ネジ８３とを備えている。横Ｖ溝部７５には、弾性部材４７の上下端部が横Ｖ溝部７５の側方及び上下方向に突出し、横Ｖ溝部７５の側面に沿うように弾性部材４７が取り付けられている。また、ホルダ本体７３の中央部に凹部８５が形成されており、弾性部材４７の中央部が凹部８５に差し込まれて取り付けられている。

上部係合凹部７７は、ホルダ本体７３の上面であって、懸垂アーム６５側に形成されている。また、上部係合凹部７７は、弾性部材４７側の側壁に、外側が低くなる傾斜面８７を形成されている。また、下部係合凹部７９は、ホルダ本体７３の下面であって、懸垂アーム６５側に形成されている。また、下部係合凹部７９は、弾性部材４７側の側壁に、外側が低くなる傾斜面８９を形成されている。

なお、上述した傾斜面８７が本発明における「第１傾斜面」に相当し、傾斜面８９が本発明における「第３傾斜面」に相当する。また、上述した上側ホルダ部７１が本発明における「第２閉止部材」に相当する。

上側ホルダ部７１は、ホルダ本体９１と、逆Ｖ溝部９３と、弾性部材４７と、係合部材９５と、移動片９７と、係止バー９９とを備えている。ホルダ本体９１は、逆Ｖ溝部９３が中央部下面に形成されている。この逆Ｖ溝部９３には、弾性部材４７の両端部が逆Ｖ溝部９３の下部から突出し、逆Ｖ溝部９３の天井面に沿うように弾性部材４７が取り付けられている。また、ホルダ本体９１の中央部には、凹部１０１が形成されており、弾性部材４７の中央部が凹部１０１に差し込まれて取り付けられている。

係合部材９５は、ホルダ本体７１の両側面に、ホルダ本体７１の下面から突出した状態で取り付けられている。係合部材９５は、下部の内側に、外側に向かって低くなる傾斜面１０３が形成されている。係合部材９５は、左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９の上部係合凹部７７に対応する位置に取り付けられている。

ホルダ本体９１の下面のうち、弾性部材４７の両下端部の外側には、一対の移動片９７が取り付けられている。これらの移動片９７は、弾性部材４７のうち、ホルダ本体９１の下面から突出した部分の外側面を押圧する位置と、押圧しない位置とにわたって移動可能に取り付けられている。これらの移動片９７自身は、移動手段を備えず、左側ホルダ部６９及び右側ホルダ部７１の上部押圧ネジ８１が押圧することで移動される。これにより、弾性部材４７の両下端部が基板Ｗの周面側へ押圧される。

上述した上側ホルダ部７１は、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９の上部に載置されているだけであり、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９とは固定されていない。また、上側ホルダ部７１は、４本の懸垂アーム６５のうち、前後の２本の懸垂アーム６５の間に位置するように、左右で２本、合計４本の係止バー９９をホルダ本体９１の側面に備えている。これらの係止バー９９は、後述する整列台１３１から基板Ｗを受け取る際に、基板Ｗの上方に一時的に係止されるのに利用される。

上述した上側ホルダ部７１は、上部に排気機構１０５を備えている。図１及び図２に示すように、上部ホルダ６１と下部ホルダ３９とが連結されると、弾性部材４７で囲われた中空部１０７が形成される。この中空部１０７では、陽極化成反応により気泡が生じて、浮力により中空部１０７の天井部に集まってくる。この気泡を排出するのが排気機構１０５である。

なお、上述した上部ホルダ６１と、上側ホルダ部７１と、左側ホルダ部６７と、右側ホルダ部６９とが本発明における「保持手段」に相当する。また、上述した左側ホルダ部６７が本発明における「第１ホルダ部」に相当し、右側ホルダ部６９が本発明における「第２ホルダ部」に相当し、吊り下げユニット５９が本発明における「開閉駆動部」に相当する。また、傾斜面１０３が本発明における「第２傾斜面」に相当する。

ここで、図７及び図８を参照する。なお、図７は、上側ホルダ部及び左側ホルダ部並びに下部ホルダを中心部側から見た一部断面図であり、図８は、排気機構の概略構成を示す縦断面図である。

排気機構１０５は、複数個の排気通路１１３と、複数個の弾性部材通路１１５とを備えている。複数個の排気通路１１３は、上側ホルダ部７１のホルダ本体９１における凹部１０１の内側天井面から上面に連通し、上部開口部が貯留槽１１の液面より上に位置するように形成されている。また、弾性部材通路１１５は、上側ホルダ部７１の弾性部材４７に形成されており、各弾性部材通路１１５は各排気通路１１３に対応する位置に形成され、連通接続されている。各弾性部材通路１１５は、複数枚の基板Ｗを保持した際に、各基板Ｗの間に位置するように形成されている。

また、排気機構１０５は、排気通路ブロック１１７と、取付部材１１９とを備えている。排気通路ブロック１１７は、複数個のブロック通路１２１と、板状部材１２３と、複数個の隔壁部１２５とを備えている。複数個のブロック通路１２１は、各排気通路１１３に連通するように板状部材１２３に形成されている。複数個の隔壁部１２５は、各ブロック通路１２１の間で、弾性部材４７側に突出して形成されている。各隔壁部１２５の下端部は、弾性部材４７の上面に差し込まれている。取付部材１１９は、ホルダ本体９１の上面に取り付けられ、各排気通路１１３の気体を排出する。

上述した弾性部材４７は、図７に示すように、上側ホルダ部７１のホルダ本体９１と、左側ホルダ部６７のホルダ本体７３と、下部ホルダ３９のホルダ本体４３とに樹脂製の複数個のピン１２７と、取付ネジ１２９とで固定されている。複数個のピン１２７は、Ｖ溝部４５、横Ｖ溝部７５、逆Ｖ溝部９３の表面から突出して形成されており、弾性部材４７に差し込まれているが貫通しておらず、取付ネジ１２９は、基板Ｗの保持位置から外れた位置に弾性部材４７の表面側から取り付けられている。したがって、弾性部材４７は、基板Ｗの全周面にわたって平坦で均一になっている。これにより、電解質溶液が基板Ｗの表裏面に均等にゆきわたる上に、化成電流の注入が阻害されずに、処理ムラを防止できる。

また、貯留槽１１は、図１に示すように、加圧アーム１３０を備えている。この加圧アーム１３０は、上述した上部ホルダ６１が処理位置（図１）に移動した状態で、上側ホルダ部７１の上面を押圧して、上側ホルダ部７１を介して左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９を下部ホルダ３９側へ加圧する。

なお、上述した加圧アーム１３０が本発明における「押圧機構」に相当する。

次に、図９を参照する。なお、図９は、整列台の一部を切り欠いた正面図である。

整列台１３１は、上述した搬送ロボット４１の受け渡し位置に配置される。整列台１３は、頂部保持部１３３と、一対の辺保持部１３５とを備えている。整列台１３１は、これらの保持部により、矩形状の基板Ｗを、対向する一方の一対の角が垂直に、対向する他方の一対の角が水平になるように保持する。また、各辺保持部１３５は、基板Ｗの下向きとなる辺の中央部を当接して保持する。各頂部保持部１３３と各辺保持部１５とは、図９の紙面の奥方向に所定の間隔で複数個設けられている。

次に図１０を参照する。なお、図１０は、整列台から基板を搬送する際の動作説明図であり、（ａ）は下降時の状態を示し、（ｂ）は把持した状態を示す。

まず、移動機構６３が吊り下げ機構５９を整列台１３１の上方に位置させる。そして、懸垂アーム６５を端部側に移動させて、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９とを互いに離反させる。次に、吊り下げ機構５９を下降させて、上部ホルダ６１を整列台１３１に向かって移動させる（図１０（ａ））。このとき、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９とは離反しているので、基板Ｗの角が接触することはない。なお、下降時には、図示しない係止部に係止バー９９が係止され、上側ホルダ部７１は、基板Ｗの上の角から離れた位置に停止する。したがって、基板Ｗに負荷がかからず、基板Ｗの破損を防止できる。そして、懸垂アーム６５を中央側に移動させて、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９とを互いに接近させて、基板Ｗの水平方向にある一対の角を把持させる（図１０（ｂ））。

次に、吊り下げ機構５９を上昇させる。すると、上に位置する上側ホルダ部７１が左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９と連結される。このとき、係合部材９５が上部係合凹部７７にはまり込む。すると、係合部材９５の傾斜面１０３と上部係合凹部７７の傾斜面８７との摺動により、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９とが基板Ｗの中心側へ加圧される。したがって、基板Ｗの周面が確実に液密に保持される。また、このとき移動片９７が上部押圧ネジ８１により中央部側へ移動されるので、上側ホルダ部７１の弾性部材４７と、左側ホルダ部６７の弾性部材４７及び右側ホルダ部６９の弾性部材４７との端部が押圧される。したがって、弾性部材４７同士の継ぎ目を密着させることができ、基板Ｗの周面を確実に液密にできる。

次に図１１を参照する。なお、図１１は、貯留槽に基板を搬入する際の動作説明図であり、（ａ）は下降時の状態を示し、（ｂ）は閉止した状態を示す。なお、このとき（基板Ｗの搬入出時）、隔壁２３，２９は、図２中で二点鎖線で示すように軸Ｐ周りに、上部が互いに離れる方向に開放するように揺動されている。

移動機構６３が吊り下げ機構５９を移動させて、前述の電解質溶液を貯留した状態の貯留槽１１の上方に移動させる。そして、上部ホルダ６１を内槽１３内の下部ホルダ３９に向かって下降させる（図１１（ａ））。このとき、上部ホルダ６１に保持されている基板Ｗの上部と下部は開放されており、基板Ｗの間に電解質溶液が流れ込んで満たされる。基板Ｗの下部の角が下部ホルダ３９の弾性部材４７に当接した時点で下降を停止させる（図１１（ｂ））。このとき、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９の下部係合凹部７９に、下部ホルダ３９の係合部材４９がはまり込む。すると、係合部材４９の傾斜面５７と左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９の傾斜面８９とが摺動し、左側ホルダ部６７と右側ホルダ部６９とが基板Ｗの中心側へ加圧される。したがって、基板Ｗの周面が確実に液密にされる。また、このとき移動片５１が中心側へ下部押圧ネジ８３によって移動されるので、下部ホルダ３９の弾性部材４７と、左側ホルダ部６７の弾性部材４７及び右側ホルダ部６９の弾性部材４７との端部が押圧される。したがって、弾性部材４７の同士の継ぎ目を密着させることができ、基板Ｗの全周面を確実に液密にできる。このときの上部ホルダ６１の位置が処理位置である。

さらに、加圧アーム１３０を作動させて、上側ホルダ部７１を左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９に押圧させる。したがって、上側ホルダ部７１１と、左側ホルダ部６７と、右側ホルダ部６９とが、下部ホルダ３９に押圧される。その結果、基板Ｗの中心部に向かって各弾性部材４７が密着されるので、基板Ｗの全周面が強固に液密な状態とされる。この結果、上部ホルダ６１と下部ホルダ３９により形成される中空部１０７内において、保持されている基板Ｗの間に流れ込んだ電解質溶液は、中空部１０７の外側の内槽１３内の電解質溶液とは隔絶され、電気的にも絶縁される。

このとき、さらに、隔壁２３，２９が、隔壁２３，２９の上部が互いに近づく方向に閉止するように揺動される。これにより、上部ホルダ６１と下部ホルダ３９の弾性部材４７に対して環状の突起３５、３７の先端側が食い込み、保持されている複数の基板Ｗのうち両端の基板Ｗと電極１７、１９の間の電解質溶液も、その外側の内槽１３内の電解質溶液との間が隔絶されることになる。

上記のように複数枚の基板Ｗを貯留槽１１の内槽１３内の処理位置に移動させて、中空部１０７の内側と外側の電解質溶液を電気的に絶縁した状態で、電気回路２２から所定の電圧を印加し、切り替え回路２１でその極性を所定の周期で切り替える。すると、中空部１０７の複数枚の基板Ｗに対しては、電極１７−電解質溶液−基板Ｗ−電解質溶液−基板Ｗ−……−電解室溶液−基板Ｗ−電解質溶液−電極１９の回路が形成され、流れる電流により、全周面を除く表裏面に陽極化成反応が生じ、多孔質化が行われる。ただし、弾性部材４７と密接していて電解質溶液と接触していない基板Ｗの全周面には反応は起こらず、多孔質化は行なわれない。複数枚の基板Ｗは、整列台１３１で所定の間隔に整列されて貯留槽１に搬入されているので、化成反応処理を各基板Ｗに対して均等に行わせることができる。

図１４はこの処理の様子を模式的に示す図である。両端の電極１７、１９と隔壁２３、２９によって閉止された中空部１０７内の電解質溶液Ｌ’は、中空部１０７の外部の電解質溶液Ｌとは完全に隔絶され、かつ隣接する基板Ｗと基板Ｗの間隙にある処理液Ｌ’に関しても、隣接する間隙ごとに隔絶され、電気的にも絶縁されている。この状態で、電気回路２２、切り替え回路２１により電流が供給されると、中空部１０７内の基板Ｗ全てに均一な電流が流れ、全ての基板Ｗの表面と裏面に均一な多孔質層ｐｌが形成される。ここで形成される多孔質層ｐｌは、基板の表裏に渡っても、同一の均一性と対象性を持ったものであり、このような多孔質層ｐｌの形成は過去に実現しえたことが無かった。

所定時間の陽極化成反応を行った後、上述した搬送手順を逆に行うことにより、複数枚の基板Ｗを整列台１３１に払い出す。これにより、複数枚の基板Ｗの多孔質化を行うことができ、しかも、両面に均一な厚み、孔径、孔密度の多孔質層を形成することができる。

上述した実施例に係る陽極化成装置１は、左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９で複数枚の基板Ｗを保持した状態で移動機構６３が左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９を処理位置に移動させるとともに、それらを上側ホルダ部７１及び下部ホルダ３９と連結させると、貯留槽１１の内部において、複数枚の基板Ｗの全周面が電解質溶液に対して液密にされる。この状態で化成反応処理を行った後、上側ホルダ部７１及び下部ホルダ３９と左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９との連結を解除するとともに移動機構６３が受け渡し位置にまで左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９を複数枚の基板Ｗとともに移動させることにより、複数枚の基板Ｗが貯留槽１１から搬出される。したがって、左側ホルダ部６７及び右側ホルダ部６９が上側ホルダ部７１及び下部ホルダ３９と協働して基板Ｗを液密に保持可能な構成とすることにより、複数枚の基板Ｗを機械的に貯留槽１１に対して搬入出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置１を実現することができる。

＜陽極化成システム１＞
次に、図１２を参照して、上述した陽極化成装置１を備えた陽極化成システムＳ１について説明する。なお、図１２は、実施例に係る陽極化成システムの概略構成を示す平面図である。

この陽極化成システムＳ１は、陽極化成装置１の上流側に隣接して配置され、整列台１３１を備えた待機槽２０１と、待機槽２０１の上流側に配置され、未処理の基板Ｗを載置するローダ２０３と、陽極化成装置１の下流側に配置され、化成反応処理を終えた基板Ｗに対して洗浄処理を行う洗浄槽２０５と、洗浄槽２０５の下流側に配置され、洗浄処理を終えた基板Ｗに対して乾燥処理を行う乾燥槽２０７と、乾燥槽２０７の下流側に配置され、処理済の基板Ｗを載置するアンローダ２０９と、ローダ２０３と待機槽２０１との間で基板Ｗを搬送する第１の搬送機構２１１と、待機槽２０１と陽極化成装置１との間、及び、陽極化成装置１と洗浄槽２０５との間で基板Ｗを搬送する第２の搬送機構２１３と、洗浄槽２０５と乾燥槽２０７との間で基板Ｗを搬送する第３の搬送機構２１５と、乾燥槽２０７とアンローダ２０９との間で基板Ｗを搬送する第４の搬送機構２１７とを備えている。

なお、第２の搬送機構２１３は、上述した搬送ロボット４１である。

このような構成の陽極化成システムＳ１によると、ローダ２０３に載置された未処理の基板Ｗは、第１の搬送機構２１１により待機槽２１０に搬送されて整列され、待機槽２１０に載置された未処理の基板Ｗは、整列された状態で第２の搬送機構２１３により陽極化成装置１に搬送される。陽極化成装置１で処理された基板Ｗは、第２の搬送機構２１５により陽極化成装置１から洗浄槽２０５に搬送される。洗浄槽２０５にて洗浄された基板Ｗは、第３の搬送機構２１５により洗浄槽２０５から乾燥槽２０７へ移動され、乾燥槽２０７で処理された基板Ｗは、第４の搬送機構２１７により乾燥槽２０７からアンローダ２０９へ搬送される。したがって、陽極化成装置１で処理された複数枚の基板Ｗが、処理のための次の槽に効率的に搬送されるので、化成反応処理のスループットを向上させることができる。

＜陽極化成システム２＞
次に、図１３を参照して、上述した陽極化成装置１を備えた陽極化成システムＳ２について説明する。なお、図１３は、他の実施例に係る陽極化成システムの概略構成を示す平面図である。

この陽極化成システムＳ２は、上記の陽極化成装置１を例えば３台並設して備え、３台の陽極化成装置１の最上流側に配置され、未処理の基板Ｗを載置するローダ３０１と、３台の陽極化成装置１の最下流側に配置され、化成反応処理および洗浄処理を終えた基板Ｗに対して乾燥処理を行う乾燥槽３０３を例えば３台並設して備え、乾燥槽３０３の下流側に配置され、処理済の基板Ｗを載置するアンローダ３０５と、ローダ３０１と各外部受け渡し位置３０７との間で基板Ｗを搬送する第１の搬送機構３０９と、各外部受け渡し位置３０７と乾燥槽３０３との間で基板Ｗを搬送する第２の搬送機構３１１と、３台の乾燥槽３０３とアンローダ３０５との間で基板Ｗを搬送する第３の搬送機構３１３とを備えている。

整列台１３１は、陽極化成装置１と第１の搬送機構３０９の搬送経路との間にわたって移動可能に構成されている。具体的には、陽極化成装置１に隣接した受け渡し位置３１５と、第１の搬送機構３０９の搬送経路側の外部受け渡し位置３０７とにわたって、整列台１３１を移動する整列台移動機構３１７を備えている。また、この整列台１３１の移動経路に沿って、洗浄機構３１９を備えている。

洗浄機構３１９は、整列台１３１に対して純水などの洗浄液を供給する。洗浄液の供給は、整列台１３１に処理済の基板Ｗが載置された時点から、整列台１３１が外部受け渡し位置３０７に移動されるまで行われる。この洗浄液の供給により、陽極化成装置１から受け渡し位置３１５の整列台１３１に搬出された処理済の基板Ｗを洗浄することができる。したがって、陽極化成システムＳ１のように洗浄槽２０５に移動させる手間が省けるので、スループットを向上させることができる。また、基板Ｗに電解質溶液が付着したままの時間を一定化することができ、基板Ｗの仕上がり状態を一定にすることができる。

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。

（１）本装置で処理可能な基板Ｗの形状は、上述した実施例の正方形の角型基板である必要は無く、一般に集積回路の製造に使用される円形状で基板の面内方位を指示するノッチや、所謂オリエンテーションフラット部を持った基板でも、当該基板を包囲するホルダ類の形状を整合させることにより、同様にして基板表面および裏面に対して均一な多孔質層の形成が可能となる。例えば、図１５（ａ）の模式的正面図に示すように、陽極化成装置の上部ホルダ６１を構成する左側ホルダ部６７と右側ホルダ６９部と上側ホルダ部７１と、下部ホルダ３９の形状を、円形の基板Ｗの周縁と適合する形状に構成すれば、円形基板Ｗの処理が可能である。

また、図示は省略するが、多角形や長方形、又、楕円形状などのいかなる形状を持った基板に対しても、それらを処理するために本方式の陽極化成装置を適用することができ、また多孔質層を形成したそれらの形状の基板を得ることができる。

（２）上述した実施例に係る陽極化成装置１では、上側ホルダ部７１と、左側ホルダ部６７と、右側ホルダ部６９との３つの部材で保持手段を構成した。しかしながら、本発明は、このような構成の保持手段に限定されるものではない。例えば、左側ホルダ部と右側ホルダ部とを下向きの挟みのように構成して保持手段としてもよい。

具体的には、例えば、図１５（ｂ）、（ｃ）の模式的正面図に示すように、上部ホルダ６１を、主として左側ホルダ部６７と右側ホルダ６９部の２つの部材から構成してもよい。この場合、左側ホルダ部６７と右側ホルダ６９部とは、複数の基板Ｗの周面と液密な状態で接触して保持して搬送可能であり、かつ処理時においては下部ホルダ３９と協働して基板Ｗの周面の液密な閉止を基板Ｗの全周面にわたって完成することができる形状となっている。なお、これら図１５は各部の大まかな形状を説明するための模式的な図であるから、各部の詳細な図示は省略しているが、上述した実施例で説明した弾性部材や排気通路などが適宜に設けられていることは言うまでもない。

（３）上述した実施例に係る陽極化成装置１では、処理対象の矩形状の基板Ｗを、対向する一方の一対の角が垂直に、対向する他方の一対の角が水平になるように保持している。しかしながら、本発明はこのような姿勢での保持に限定されない。例えば、矩形状の基板Ｗの対向する二辺が水平となる姿勢での保持としてもよい。

（４）上述した実施例に係る陽極化成装置１では、矩形状の基板Ｗを処理対象としているが、本発明はそれ以外の形状の基板Ｗを処理対象とすることができる。

１ … 陽極化成装置
Ｗ … 基板
７，９ … 一対の電極槽
１１ … 貯留槽
１３ … 内槽
１５ … 外槽
３９ … 下部ホルダ
４１ … 搬送ロボット
４７ … 弾性部材
６１ … 上部ホルダ
６７ … 左側ホルダ部
６９ … 右側ホルダ部
７１ … 上側ホルダ部
１３１ … 整列台
Ｓ１，Ｓ２ … 陽極化成システム

Claims (23)

1. 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、
   電解質溶液を貯留する貯留槽と、
   複数枚の基板を、基板の周面と液密な状態で接触して保持可能な保持手段と、
   前記貯留槽の外部にあたる受け渡し位置と、前記貯留槽の内部にあたる処理位置とにわたって前記保持手段を移動する移動機構と、
   前記貯留槽内において、前記保持手段と協働して前記保持手段が保持する前記複数枚の基板の周面の液密な閉止を完成する閉止手段とを備え、
   複数枚の基板を保持した前記保持手段を前記処理位置に移動させるとともに前記閉止手段を作動させて、複数枚の基板の周面を液密にした状態で化成反応処理を行わせ、化成反応処理が終了した後、前記閉止手段を非作動とするとともに前記保持手段を前記処理位置から離反させて、複数枚の基板を前記貯留槽から搬出することを特徴とする陽極化成装置。
2. 請求項１に記載の陽極化成装置において、
   前記保持手段は、前記複数枚の基板を所定の間隔で整列させて保持することを特徴とする陽極化成装置。
3. 請求項２に記載の陽極化成装置において、
   前記貯留槽は、前記保持手段に保持された前記複数枚の基板の整列方向における一方側と他方側に電極を備え、
   前記各電極は、前記保持手段と前記閉止手段により周面が閉止された両端の基板の主面に対向して配置されていることを特徴とする陽極化成装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の陽極化成装置において、
   前記保持手段は、基板の一方側周面に当接する第１ホルダ部と、基板の他方側周面に当接する第２ホルダ部と、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とを互いに接近させて基板を保持させ、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とを互いに離反させて基板を開放させる開閉駆動部と、を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の陽極化成装置において、
   前記閉止手段は、基板の周面のうち前記保持手段と非接触である部位と液密な状態で接触する閉止部材を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
6. 請求項５に記載の陽極化成装置において、
   前記閉止手段は、前記貯留槽内に固定された第１閉止部材を含むことを特徴とする陽極化成装置。
7. 請求項５または６に記載の陽極化成装置において、
   前記閉止手段は、前記保持手段に保持された基板の周面に対して加圧して接触し、液密を保持する第２閉止部材を含むことを特徴とする陽極化成装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の陽極化成装置において、
   前記保持手段と前記閉止手段のうち、基板の周面に当接する部分には、弾性部材が設けられていることを特徴とする陽極化成装置。
9. 請求項８に記載の陽極化成装置において、
   前記弾性部材は、電気絶縁性を有し、基板と当接する部位が基板の全周面にわたって均一に形成されていることを特徴とする陽極化成装置。
10. 請求項８または９に記載の陽極化成装置において、
    前記弾性部材は、基板の周面側に第１の部材を備え、前記第１の部材の外側に第２の部材を備えた二層構造であって、前記第１の部材は、前記第２の部材よりも弾性率が小さいことを特徴とする陽極化成装置。
11. 請求項７から１０のいずれかに記載の陽極化成装置において、
    前記第２閉止部材を前記処理位置にある前記第１ホルダ部および前記第２ホルダ部に対して押圧する押圧機構をさらに備えていることを特徴とする陽極化成装置。
12. 請求項１１に記載の陽極化成装置において、
    前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部には、外側が低くなる第１傾斜面が形成され、
    前記第１傾斜面に対応する前記第２閉止部材の位置には、外側が低くなる第２傾斜面が形成され、
    前記処理位置にある前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部に対して前記第２閉止部材を押圧したとき、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが係合して、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とが互いに接近する方向に押圧されることを特徴とする陽極化成装置。
13. 請求項１１または１２に記載の陽極化成装置において、
    前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部には、外側が高くなる第３傾斜面が形成され、
    前記第３傾斜面に対応する前記第１閉止部材の位置には、外側が高くなる第４傾斜面が形成され、
    前記処理位置にある前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部に対して前記第２閉止部材を押圧したとき、前記第１ホルダ部および／または前記第２ホルダ部が前記第１閉止部材に対して押圧され、前記第３傾斜面と前記第４傾斜面とが係合して、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とが互いに接近する方向に押圧されることを特徴とする陽極化成装置。
14. 請求項３に記載の陽極化成装置において、
    前記各電極は、高稠密、高密度、高純度の炭素よりなることを特徴とする陽極化成装置。
15. 請求項７から１４のいずれかに記載の陽極化成装置において、
    前記第２閉止部材は、内側天井面から外側面に連通し、上部開口部が前記貯留槽の液面よりも上に位置するとともに、平面視で各基板の間に形成されている複数個の排気通路を備え、
    前記弾性部材は、前記各排気通路に対応した位置に形成され、前記各排気通路に連通した複数個の弾性部材通路を形成されていることを特徴とする陽極化成装置。
16. 請求項１５に記載の陽極化成装置において、
    前記第２閉止部材の内側天井面と前記弾性部材の上面との間に排気通路ブロックを備え、
    前記排気通路ブロックは、前記複数個の排気通路と前記複数個の弾性部材通路とに連通する複数個のブロック通路を形成された板状部材と、前記板状部材の各ブロック通路の間であって、前記板状部材の前記弾性部材側に突出して形成された隔壁部とを備え、前記隔壁部の下端部のみを前記弾性部材に挿入した状態で設けられていることを特徴とする陽極化成装置。
17. 請求項３から１６のいずれかに記載の陽極化成装置において、
    前記一方側電極と前記他方側電極とに印加する直流電圧の極性を交互に切り替える切り替え回路をさらに備えていることを特徴とする陽極化成装置。
18. 請求項１から１７のいずれかに記載の陽極化成装置において、
    複数枚の基板を互いに平行に整列させて支持する整列台と、
    前記整列台を前記受け渡し位置と、前記受け渡し位置とは異なる外部受け渡し位置との間で移動させる整列台移動機構とを備え、
    前記移動機構は、前記受け渡し位置にある整列台に支持された複数枚の基板を前記保持手段により保持させた後、前記貯留槽に搬送することを特徴とする陽極化成装置。
19. 請求項１８に記載の陽極化成装置において、
    前記整列台移動機構の移動経路近傍に、当該移動経路にある前記整列台の前記基板に対して洗浄液を供給する洗浄機構をさらに備えたことを特徴とする陽極化成装置。
20. 請求項１から１９のいずれかに記載の陽極化成装置と、
    前記陽極化成装置の上流側に隣接して配置され、前記整列台を備えた待機槽と、
    前記待機槽の上流側に配置され、未処理の基板を載置するローダと、
    前記陽極化成装置の下流側に配置され、化成反応処理を終えた基板に対して洗浄処理を行う洗浄槽と、
    前記洗浄槽の下流側に配置され、洗浄処理を終えた基板に対して乾燥処理を行う乾燥槽と、
    前記乾燥槽の下流側に配置され、処理済の基板を載置するアンローダと、
    前記ローダと前記待機槽との間で基板を搬送する第１の搬送機構と、
    前記待機槽と前記陽極化成装置との間、及び、前記陽極化成装置と前記洗浄槽との間で基板を搬送する前記保持手段および前記移動機構とを備えた第２の搬送機構と、
    前記洗浄槽と前記乾燥槽との間で基板を搬送する第３の搬送機構と、
    前記乾燥槽と前記アンローダとの間で基板を搬送する第４の搬送機構と、
    を備えていることを特徴とする陽極化成システム。
21. 請求項１９に記載の陽極化成装置を複数台並設して備え、
    前記複数台の陽極化成装置の最上流側に配置され、未処理の基板を載置するローダと、
    前記複数台の陽極化成装置の最下流側に配置され、化成反応処理および洗浄処理を終えた基板に対して乾燥処理を行う乾燥槽と、
    前記乾燥槽の下流側に配置され、処理済の基板を載置するアンローダと、
    前記ローダと前記各外部受け渡し位置との間で基板を搬送する第１の搬送機構と、
    前記各外部受け渡し位置と前記乾燥槽との間で基板を搬送する第２の搬送機構と、
    前記乾燥槽と前記アンローダとの間で基板を搬送する第３の搬送機構と、
    を備えていることを特徴とする陽極化成システム。
22. 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、
    電解質溶液を貯留する貯留槽と、
    前記基板と同形状の断面を有する中空部を内部に形成し、前記中空部の内部に複数枚の基板を、それぞれの基板の周面を液密な状態で保持可能な保持手段と、
    保持手段が形成する前記中空部の両端に配置された一対の電極と、
    前記一対の電極に直流電圧を印加する電気回路と、
    前記貯留槽の外部にあたる受け渡し位置と、前記貯留槽の内部にあたる処理位置とにわたって前記保持手段を移動する移動機構とを備え、
    複数枚の基板を保持した前記保持手段を前記処理位置に移動させて、前記中空部を前記電解質溶液で満たし、前記複数枚の基板の周面を液密、かつ、電気的に分離絶縁にした状態で化成反応処理を行わせ、化成反応処理が終了した後、前記保持手段を前記処理位置から移動させて、複数枚の基板を前記貯留槽から搬出することを特徴とする陽極化成装置。
23. 請求項１７に記載の陽極化成装置を用いて、陽極化成処理を行うことにより、半導体ウエハの表裏両面において、面内にわたり、均一な厚み、孔径、孔密度に形成した多孔質層を具備することを特徴とする半導体ウエハ。

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