JP3129569B2 - 陽極化成装置及び陽極化成法 - Google Patents

陽極化成装置及び陽極化成法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板等を化成処
理する陽極化成装置及び陽極化成法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板を陽極化成することにより、
電解研磨を行うという技術がある。また、HF溶液中で
シリコンウエハと陽極化成することにより、多孔質シリ
コンが形成されることが発見された(A.hlir:
Bell Syst.Tech.j.,35(195
6),333.)。
【0003】多孔質シリコンは1〜10nm程度の細長
く伸びた細孔を多数含み、表面積は体積1cm3 当り
(細孔も含む)200〜800m2 に及ぶ(杉山 弘、
入戸野修:日本金属学会会報 第30巻 第4号(19
91))。この多孔質シリコンは電圧を印加することに
より発光する現象が発見され、多孔質シリコンそのもの
に利用価値が見いだされている。また、多孔質シリコン
上にシリコンのエピタキシャル成長が可能である性質を
利用してSOI基板技術にも応用されている。この基板
作製法は、まずエピタキシャル層を成長させた後に絶縁
基板と張り合わせをおこない、多孔質側のシリコンを研
磨、エッチングにより取り去る。次に多孔質シリコンは
表面積が大きいことからバルクシリコンに比べエッチン
グレートが大きいことを利用して、多孔質層のみをエッ
チングして絶縁基板上に薄膜の単結晶シリコンを残すと
いうものである(特開平5−21338号公報)。
【0004】図5は従来の陽極化成槽の模式図である。
同図において、501はウエハ処理面側の薬液槽であ
り、502はウエハ裏面側の薬液槽である。処理される
ウエハ503は薬液槽501と502に挟み込まれてい
る。薬液槽501とウエハ503の間には陽極化成を行
うための処理液504が入っている。薬液槽501には
処理液の循環を行うために処理液注入口505と処理液
排出口506が設けられている。注入口505は処理中
に発生する気泡を抜く役割も果たす。また、薬液槽50
1中には電極507が設けられている。一方、薬液槽5
02には電極508が設けられており、薬液槽502に
は電解液509が注入されている。電極507と電極5
08の間に電圧を印加することにより、ウエハ503に
電流を流し処理を行うことができる。
【0005】電極508を直接ウエハ503と接触させ
ない理由は、電極の金属によるウエハの金属汚染を防ぐ
ためである。
【0006】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述したような従来の陽極化成装置では以下のような問題
がある。
【0007】陽極化成を行う際には、電流をウエハに流
すために処理液504と電解液509がウエハを介さず
に導通してはならない。もし、ウエハの周辺部において
微少な液のリークがあった場合、処理中の電流密度はウ
エハ面内で不均一になり、リーク箇所付近ではウエハの
化成厚は他の場所より薄くなる。このため、従来例では
ウエハを押え込む部分にシール材510を用いている。
ところが、シール材がウエハ表面を押さえている部分で
は化成反応は起こらないという問題が生じる。
【0008】特に上述のSOI基板作製技術に於いて
は、このことが問題となるため、ウエハのシール部は外
周0.5mm以内であることが望ましい。しかしなが
ら、0.5mmのシール部で完全なシールを行うこと
は、従来の構造では非常に困難であるという問題があ
る。ウエハそのものの直径の精度は5インチウエハで±
0.2mm程度であり、装置の加工精度も考えると0.
5mmというのは誤差の範囲内になってしまう。
【0009】また、何らかの手段で高精度のウエハと装
置を実現したところで、ウエハを装置上に精度良くかつ
容易に効率的にセットすることは非常に困難であるとい
う問題もある。
【0010】[発明の目的]本発明の目的は、以上の問
題を解決し、装置製造上の誤差、ウエハ径の誤差が生じ
た場合でも、シール面積を増大させることなく完全な密
閉ができ、また効率的にウエハのセッティングが行える
陽極化成槽を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するための手段として、処理液を収容するための
処理液槽と、該処理液を通して電流を流す為の一対の電
極と、を具備し、前記一対の電極間に配された被処理基
体に陽極化成を施す陽極化成装置において、該処理液槽
の内側に、配置される該被処理基体の被処理主面に対し
て傾斜した斜面を有するシール材を設け、該被処理基体
の周辺角部を該シール材の該斜面に密着させて、該被処
理基体を保持することを特徴とする陽極化成装置を有す
る。
【0012】また、処理液を収容するための処理液槽
と、該処理液を通して電流を流す為の一対の電極と、を
具備し、前記一対の電極間に配された被処理基体に陽極
化成を施す陽極化成装置において、該処理液槽の内側
に、配置される該被処理基体の被処理主面に対して傾斜
した斜面を有するシール材を設け、該被処理基体の裏面
側の周辺角部が除去された斜面を該シール材の該斜面に
密着させて、該被処理基体を保持することを特徴とする
陽極化成装置であっても良い。
【0013】また、処理液を収容するための処理液槽
と、該処理液を通して電流を流す為の一対の電極と、を
具備する陽極化成装置を用いて、前記一対の電極間に配
された被処理基体に陽極化成を施す陽極化成法におい
て、該処理液槽の内側に設けられた斜面を有するシール
材に、該斜面が該被処理基体の被処理主面に対して斜め
になるように該被処理基体を配置して、該被処理基体の
周辺角部を該斜面に密着させた状態で、該被処理基体に
陽極化成処理を施すことを特徴とする陽極化成法でもあ
る。
【0014】また、処理液を収容するための処理液槽
と、該処理液を通して電流を流す為の一対の電極と、を
具備する陽極化成装置を用いて、前記一対の電極間に配
された被処理基体に陽極化成を施す陽極化成法におい
て、該被処理基体の裏面側の周辺角度を斜めに除去し、
該処理液槽の内側に設けられた斜面を有するシール材
に、該周辺角部が除去されてできた斜面を密着させた状
態で、該被処理基体に陽極化成処理を施すことを特徴と
する陽極化成法でも良い。
【0015】
【作用】本発明によれば、被処理基体の周辺角部を、斜
めに配設されたシール材で押圧して密着させる構造とす
ることにより、被処理基体のシール材で覆われる面積を
より小さくすることができ、これにより、処理できない
面積を小さくすることができる。
【0016】また、被処理面と反対側の面の周辺部をシ
ール材で密着することにより、被処理面をシール材で覆
ってしまうことがなくなる。
【0017】また、真空チャックで被処理基体を支持し
て、シール材に押し当てることにより、位置的に多少の
誤差があっても真空チャックごと動かして位置の微調整
を容易に行なうことができ、効率的なセッティングを行
なうことができる。
【0018】
【実施例】
(第1実施例)図1に本発明による第1実施例の陽極化
成装置の説明図を示す。同図において、101は処理面
側の薬液槽であり、102は裏面側の薬液槽である。陽
極化成されるウエハ103と薬液槽102に挟まれた領
域には処理液104が満たされている。処理液104は
HFの溶液が通常用いられ、HFの濃度により処理面の
構造を制御することができる。また、処理液104にア
ルコール等の界面活性作用があるものを混ぜることによ
りウエハ表面に気泡が付着することを防止することがで
きる。処理液は注入口105、排出口106を用いて循
環させることにより、処理液の濃度の均一化、ウエハ表
面への気泡付着の防止、パーティクル防止の効果を得る
ことができる。
【0019】処理槽101中には電極107が、薬液槽
102中には電極108がそれぞれ設けられ、電極10
8は電解液109を介してウエハ103と導通してい
る。電極107と108の間に電圧を印加することによ
りウエハ103に電流を流し、処理液104と接触して
いる部分の処理を行うことができる。
【0020】この実施例で、電極108とウエハ103
を直接接触させない理由はウエハに金属汚染が起こるこ
とを防止するためである。さらに、電解液109中に電
極108の金属イオンが溶け出てウエハの金属汚染が起
こることを防止するために、電解液109を注入口11
0から注入し排出口111から排出することも効果的で
ある。また、排出口111から電解液中に発生する気泡
を抜くこともできる。
【0021】この実施例では、電解液のリークを防ぐた
めにシール部112が、処理液のリークを防ぐためにシ
ール部113が設けられている。とくに、シール部11
3はウエハの被処理主面に対して斜めになっているため
に、ウエハとシール材の接触部は面ではなく線となり、
ウエハ表面の外周に接触するだけとなる。
【0022】また、接触面積が小さいために、より小さ
い力でシール材に押し付けても液リークを抑えることが
できる。
【0023】さらに、この構造では、装置の加工精度
や、ウエハ径の加工精度による影響を受けることなくシ
ールを行うことができる。また、セッティングを行う際
にも処理槽101に水平方向の自由度をもたせながらウ
エハを挟みこむことによりセッティング時のずれに対す
るマージンも大きくもつことができる。
【0024】ウエハの裏面は反応が起こらないために、
表面に比べシール面積に対する要求は厳しいものではな
いので、この実施例では裏面のシール形状は従来例と同
様になっているが、裏面のシール112についても表面
同様に斜面にすることで同様の効果を得ることもでき
る。
【0025】(第2実施例)図2に本発明による第2実
施例の説明図を示す。同図において、201は処理槽で
あり、処理液202で満たされている。処理液は注入口
203、排出口204を用いて循環させることにより、
処理液の濃度の均一化、ウエハ表面への気泡付着の防
止、パーティクル防止の効果を得ることができる。
【0026】ウエハ205は電極206の上に真空チャ
ックによりセットされている。電極206はこの実施例
ではシリコンをコーティングして金属汚染を防止するな
どの方法をとることも可能である。ウエハの表面と対向
する位置に電極207が設けられ電極206と207の
間に電圧を印加することによってウエハの表面を陽極化
成することができる。
【0027】この実施例では真空チャック206は上下
に可動なアーム208を動かすことにより上下でき、ウ
エハ205をシール部209に押し付けることができ
る。シール部209は斜面になっているために、装置の
加工精度やウエハ径の誤差があった場合でも、ウエハ表
面を全く接触することなく処理液のシールを行うことが
できる。
【0028】また、アーム208の水平方向の自由度を
もたせることにより、セッティング時のずれに対するマ
ージンも大きくもたせることができる。
【0029】特にこの実施例ではウエハ表面をシール材
によって接触することがないために、第1実施例で得ら
れた効果に加えて、ウエハ表面全体を陽極化成すること
ができるという効果がある。
【0030】(第3実施例)図3に本発明による第3実
施例の説明図を示す。同図において、301は処理液3
02で満たされている薬液槽であり、303は電解液3
04で満たされている薬液槽である。薬液槽301およ
び303にはそれぞれ電極305,306が設けられて
おり、電極間に電圧を印加することによりウエハ307
の処理液側の表面を陽極化成することができる。
【0031】ウエハ307は処理液302から与えられ
る圧力P1と、電解液304から与えられる圧力P2と
の圧力差によりシール部308に押しつけられている。
この実施例では、P1はウエハ表面と処理液の液面の重
力方向の高さの差によって与えられ、P2ウエハ裏面と
電解液の液面の重力方向の高さの差によって与えられて
いる。
【0032】処理液注入口308と電解液注入口309
は気泡を抜く役割も果たす。
【0033】シール部308は斜面になっているため
に、装置の加工精度やウエハ径の誤差があった場合で
も、ウエハ表面を全く接触することなく処理液のシール
を行うことができる。
【0034】また、この実施例では第2実施例で得られ
た効果に加えて、真空チャックを使わないために装置を
単純化でき、また酸の液体や蒸気を真空系が吸い込む心
配がないという利点がある。
【0035】(第4実施例)図4に本発明による第4実
施例の説明図を示す。同図において、401は処理槽で
あり、処理液402で満たされている。処理液は注入口
403、排出口404を用いて循環させることにより、
処理液の濃度の均一化、ウエハ表面への気泡付着の防
止、パーティクル防止の効果を得ることができる。
【0036】ウエハ405は電極406の上に真空チャ
ックによりセットされている。電極406はこの実施例
ではシリコンをコーティングして金属汚染を防止するな
どの方法をとることも可能である。ウエハの表面と対向
する位置に電極407が設けられ電極406と407の
間に電圧を印加することによってウエハの表面を陽極化
成することができる。この実施例では真空チャック40
6は上下に可動なアーム408を動かすことにより上下
でき、ウエハ405をシール部409に押し付けること
ができる。
【0037】シール部409は斜面になっているため
に、装置の加工精度やウエハ径の誤差があった場合で
も、ウエハ表面を全く接触することなく処理液のシール
を行うことができる。また、アーム408の水平方向の
自由度をもたせることにより、セッティング時のずれに
対するマージンも大きくもたせることができる。
【0038】特にこの実施例ではウエハ裏面のシール材
と接触する部分410を、ウエハをセットした際にシー
ル部と平行な斜面になるようにカットしてある。このこ
とにより、第2実施例で得られた効果に加えて、シール
面積が増え、液リークをより確実になくすことができる
という効果がある。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、被処理基体の周辺角部
を、斜めに配設されたシール材で押圧して密着させる構
造とすることにより、被処理基体のシール材で覆われる
面積をより小さくすることができ、これにより、処理で
きない面積を小さくすることができるという効果が得ら
れる。
【0040】また、被処理面と反対側の面の周辺部をシ
ール材で密着することにより、被処理面をシール材で覆
ってしまうことがなくなるため、同様に処理出来ない面
積を小さくすることができる。
【0041】また、多少の位置的な誤差が生じても、従
来のものに比較して容易に密着させることができる。
【0042】また、真空チャックで被処理基体を支持し
て、シール材に押し当てることにより、位置的に多少の
誤差があっても真空チャックごと動かして位置の微調整
を容易に行なうことができ、効率的なセッティングを行
なうことができる。
【0043】このように、ウエハの直径や装置の寸法に
設計値からの誤差が生じた場合にもシール部の面積を増
大することなく液のシールを行うことができるために、
ウエハの表面をほぼ全面に渡って均一に化成することが
でき、また、ウエハを装置にセットする際のずれに対し
て許容性が大きいために、着脱装置を単純な構造で作る
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1実施例の説明図
【図2】本発明による第2実施例の説明図
【図3】本発明による第3実施例の説明図
【図4】本発明による第4実施例の説明図
【図5】従来例の説明図
【符号の説明】
101、102 処理槽 103 ウエハ 104 処理液 105 注入口 106 排出口 107、108 電極 109 電解液 112、113 シール部

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理液を収容するための処理液槽と、該
    処理液を通して電流を流す為の一対の電極と、を具備
    し、前記一対の電極間に配された被処理基体に陽極化成
    を施す陽極化成装置において、 該処理液槽の内側に、配置される該被処理基体の被処理
    主面に対して傾斜した斜面を有するシール材を設け、該
    被処理基体の周辺角部を該シール材の該斜面に密着させ
    て、該被処理基体を保持する ことを特徴とする陽極化成
    装置。
  2. 【請求項2】 前記斜面は、前記被処理基体の被処理主
    面側の前記周辺角部に密着するように前記処理液槽の内
    側に形成されている請求項1記載の陽極化成装置。
  3. 【請求項3】 前記斜面は、前記陽極化成による反応が
    おこらない前記被処理基体の裏面側の前記周辺角部に密
    着するように前記処理液槽の内側に形成され、更に、該
    周辺角部を該斜面に押し付けるための真空チャックが前
    記被処理基体の裏面側に設けられている請求項1記載の
    陽極化成装置。
  4. 【請求項4】 前記斜面は、前記陽極化成による反応が
    おこらない前記被処理基体の裏面側の前記周辺角部に密
    着するように前記処理液槽の内側に斜め上方を向いて形
    成され、前記被処理基体の上方に満たされた処理液の重
    力により、該周辺角部が該斜面に押し付けられる構成に
    なっている請求項1記載の陽極化成装置。
  5. 【請求項5】 処理液を収容するための処理液槽と、該
    処理液を通して電流を流す為の一対の電極と、を具備
    し、前記一対の電極間に配された被処理基体に陽極化成
    を施す陽極化成装置において、 該処理液槽の内側に、配置される該被処理基体の被処理
    主面に対して傾斜した斜面を有するシール材を設け、該
    被処理基体の裏面側の周辺角部が除去された斜面を該シ
    ール材の該斜面に密着させて、該被処理基体を保持する
    ことを特徴とする 陽極化成装置。
  6. 【請求項6】 処理液を収容するための処理液槽と、該
    処理液を通して電流を流す為の一対の電極と、を具備す
    る陽極化成装置を用いて、前記一対の電極間に配された
    被処理基体に陽極化成を施す陽極化成法において、 該処理液槽の内側に設けられた斜面を有するシール材
    に、該斜面が該被処理基体の被処理主面に対して斜めに
    なるように該被処理基体を配置して、該被処理基体の周
    辺角部を該斜面に密着させた状態で、該被処理基体に陽
    極化成処理を施すことを特徴とする陽極化成法。
  7. 【請求項7】 前記被処理基体の前記被処理主面側の前
    記周辺角部を前記斜面に密着させる請求項6記載の陽極
    化成法。
  8. 【請求項8】 前記陽極化成による反応がおこらない前
    記被処理基体の裏面側の前記周辺角部を前記斜面に密着
    させるように、真空チャックで前記被処理基体の裏面を
    保持する請求項6記載の陽極化成法。
  9. 【請求項9】 前記陽極化成による反応がおこらない前
    記被処理基体の裏面側の前記周辺角部を前記斜面に密着
    させるように、前記処理液槽の内側に斜め上方を向いて
    形成された前記斜面上に前記被処理基体を配置し、その
    上方に満たされた処理液の自重を利用して該周辺角部を
    該斜面に押し付ける請求項6記載の陽極化成法。
  10. 【請求項10】 処理液を収容するための処理液槽と、
    該処理液を通して電流を流す為の一対の電極と、を具備
    する陽極化成装置を用いて、前記一対の電極間に配され
    た被処理基体に陽極化成を施す陽極化成法において、 該被処理基体の裏面側の周辺角度を斜めに除去し、 該処理液槽の内側に設けられた斜面を有するシール材
    に、該周辺角部が除去されてできた斜面を密着させた状
    態で、該被処理基体に陽極化成処理を施すことを特徴と
    する陽極化成法。
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