JP3376258B2 - 陽極化成装置及びそれに関連する装置及び方法 - Google Patents

陽極化成装置及びそれに関連する装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板ホルダ、陽極
化成装置、半導体処理システム並びに基板の処理または
製造方法に係り、特に、陽極化成処理を施す基板を保持
する基板ホルダ及び該ホルダを含む陽極化成装置、半導
体処理システム並びに基板の処理または製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】多孔質シリコンは、A.Uhlir及びD.R.Tur
nerにより、弗化水素酸(以下ではHFと略記する)の
水溶液中において正電位にバイアスされた単結晶シリコ
ンの電解研磨の研究過程において発見された。その後、
多孔質シリコンの反応性に富む性質を利用して、シリコ
ン集積回路の製造工程において厚い絶縁物の形成が必要
な素子間分離工程に応用する検討が為され、多孔質シリ
コン酸化膜による完全分離技術(FIPOS:Full Iso
lationby Porous Oxidized Silicon)などが開発された
(K.Imai,Solid State Electron 24,159,1981)。
【0003】また、最近では多孔質シリコン基板上に成
長させたシリコンエピタキシャル層を、酸化膜を介して
非晶質基板上や単結晶シリコン基板上に貼り合わせる直
接接合技術などへの応用技術が開発された(特開平5−
21338号)。その他の応用例として、多孔質シリコ
ンそのものが発光する所謂フォトルミネッセンスやエレ
クトロルミネッセンス材料としても注目されている(特
開平6−338631号)。
【0004】図17は、シリコン基板に陽極化成処理を
施して多孔質シリコンを製造する装置の構成を示す図で
ある。この装置は、シリコン基板1701の裏面を金属
電極1702に密着させ、シリコン基板1701の表面
の外周部分をOリング1704等でシールするようにし
て陽極化成槽1705をシリコン基板1701上に配置
してなる。槽内には、HF溶液1703が満たされ、シ
リコン基板1701に対向するようにして対向電極17
06が配置されている。この対向電極1706をマイナ
ス電極とし、金属電極1702をプラス電極として直流
電圧を印加することにより、シリコン基板1701が化
成処理される。
【0005】この方式には大きな欠点が2つある。1つ
の欠点は、シリコン基板1701の裏面が直接金属に接
触しているために、シリコン基板1701が金属で汚染
されることである。そして、もう1つの欠点は、シリコ
ン基板1701の表面の化成される領域が、HF溶液に
接触している部分だけであり、Oリング1704の内側
にしか多孔質シリコンが形成されないということであ
る。
【0006】図18は、上記の問題点を解決すべく開発
された陽極化成装置(特開昭60−94737号)の構
成を示す図である。この陽極化成装置は、シリコン基板
1801を挟むようにして、耐HF性のテフロン製の陽
極化成槽1802a及び1802bを配置してなる(テ
フロンは、米国du Pont社の商品名)。そして、
陽極化成槽1802a、1802bには、夫々白金電極
1803a、1803bが設けられている。
【0007】陽極化成槽1802a、1802bは、シ
リコン基板1801と接する側壁部に溝を有し、この溝
に夫々フッ素ゴム製のOリング1804a、1804b
がはめ込まれている。そして、陽極化成槽1802a、
1802bとシリコン基板1801とは、このOリング
1804a、1804bにより夫々シールされている。
このようにして夫々シールされた陽極化成槽1802
a、1802bには、夫々HF溶液1805a、180
5bが満たされている。
【0008】この陽極化成槽では、シリコン基板が直接
金属電極に接触しないため、金属電極によりシリコン基
板が汚染される可能性が小さい。しかしながら、化成処
理を施すシリコン基板は、その表面及び裏面をOリング
によってシールされるために、依然としてシリコン基板
の表面の周辺領域に未化成部分が残るという問題があ
る。また、処理すべきシリコン基板そのものが化成槽に
直接組み込まれて一体化する構造であるため、シリコン
基板の交換作業が迅速にできないという問題点がある。
【0009】この問題点に鑑みて、シリコン基板をその
周辺(ベベリング)領域で支持する陽極化成装置が開発
された(特開平5−198556号)。この陽極化成装
置に拠れば、金属電極からの汚染を防止できると共に基
板表面の全領域を化成処理できる。また、この陽極化成
装置は、処理するウェハをホルダに固定し、このホルダ
を化成槽に固定するという2段のプロセスでウェハを化
成槽内に固定するため、ウェハを直接化成槽に固定して
ウェハが化成槽の一部をなす従来の装置よりも操作性が
格段に向上している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記の特開平5−19
8556号に記載の陽極化成装置は、金属汚染が殆ど発
生せず、かつ基板表面の全領域を化成処理することがで
きる極めて実用性が高い装置である。しかし、より生産
性の高い陽極化成装置が望まれるところである。例え
ば、支持する基板の径(例えば、インチサイズ)や形状
(例えば、オリエンテーション・フラット、ノッチ等)
が異なる多数の種類の基板を処理する必要がある場合
に、特開平5−198556号に記載の陽極化成装置で
は、各基板に合わせて専用のホルダを用意する必要があ
った。
【0011】また、基板をホルダに組み込む場合は、先
ず、ウェハの中心がシール面の中心に一致するように
し、かつオリエンテーション・フラット等の特殊形状部
分をホルダの対応部分に合わせ、次いで、シール面をウ
ェハの周辺に押し当ててウェハを固定する必要がある。
ウェハを固定するためには相応の押し当て圧力が必要と
なるので、例えばネジなどが使用される。
【0012】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、基板の支持方法を改善して陽極化成処理の効
率化を図ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の1つの実施の形
態に係る陽極化成装置は、電解質溶液中で基板に陽極化
成処理を施す陽極化成装置において、対向する一対の電
極と、基板の片面の一部を吸着して前記一対の電極の間
に保持する保持部とを備えることを特徴とする。
【0014】前記陽極化成装置において、前記保持部の
本体は、保持した基板の裏面に電解質溶液を接触させる
ための穴を有することが好ましい。前記陽極化成装置に
おいて 前記保持部は基板を吸着するための略円環状の
吸着材を有し、該吸着部は保持すべき基板の外周部の内
側に沿うように配置されていることが好ましい。
【0015】前記陽極化成装置において、前記吸着部
は、二重のOリングと、該二重のOリングにより挟まれ
る空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを有す
ることが好ましい。前記陽極化成装置において、前記吸
着部は、断面形状が凹型の吸着パッドと、該吸着パッド
の谷部の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔と
を有することが好ましい。
【0016】前記陽極化成装置において、前記吸着部
は、断面形状がU型の吸着パッドと、該吸着パッドの谷
部の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを有
することが好ましい。前記陽極化成装置において、前記
吸着部は、保持する基板の裏面との接触部が平坦で、そ
の面内に略円環状の溝を有する吸着パッドと、該吸着パ
ッドの溝の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔
とを有することが好ましい。
【0017】前記陽極化成装置において、前記吸着部
は、保持する基板の表面側の電解質溶液が該基板の裏面
に回り込むことを防止するように該基板と密着すること
が好ましい。前記陽極化成装置は、前記保持部を複数備
えることが好ましい。また、本発明の1つの実施の形態
に係る基板ホルダは、電解質溶液中で陽極化成処理を施
す基板を保持するための基板ホルダにおいて、本体に、
基板の片面の一部を吸着する吸着部と、保持した基板の
裏面に電解質溶液を接触させるための穴とを設けたこと
を特徴とする。
【0018】前記基板ホルダにおいて、前記吸着部は、
保持した基板の外周部の内側に沿うように配置されてい
ることが好ましい。前記陽極化成装置において、前記吸
着部は、二重のOリングと、該二重のOリングにより挟
まれる空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを
有することが好ましい。
【0019】前記陽極化成装置において、前記吸着部
は、断面形状が凹型の吸着パッドと、該吸着パッドの谷
部の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを有
することが好ましい。前記陽極化成装置において、前記
吸着部は、断面形状がU型の吸着パッドと、該吸着パッ
ドの谷部の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔
とを有することが好ましい。
【0020】前記陽極化成装置において、前記吸着部
は、保持する基板の裏面との接触部が平坦で、その面内
に略円環状の溝を有する吸着パッドと、該吸着パッドの
溝の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを有
することが好ましい。前記陽極化成装置において、前記
吸着部は、保持する基板の表面側の電解質溶液が該基板
の裏面に回り込むことを防止するように該基板と密着す
ることが好ましい。
【0021】また、本発明の1つの実施の形態に係る陽
極化成システムは、前記陽極化成装置と、陽極化成処理
を施した基板を洗浄する洗浄装置と、洗浄した基板を乾
燥させる乾燥装置と、各装置間で基板を搬送する搬送装
置とを備えることを特徴とする。前記陽極化成システム
において、前記乾燥装置は、洗浄した基板を受け取る受
取部を有し、前記陽極化成装置、前記洗浄装置及び前記
受取部は、略直線上に配置されていることが好ましい。
【0022】前記陽極化成システムにおいて、前記乾燥
装置は、洗浄した基板を受け取る受取部を有し、前記陽
極化成装置、前記洗浄装置及び前記受取部は、略直線上
に配置され、前記搬送装置は、前記直線に対して垂直方
向に前記基板の面が沿う状態で前記基板を搬送すること
が好ましい。前記陽極化成システムにおいて、前記搬送
装置は、前記陽極化成装置から前記洗浄装置に前記基板
を搬送する第1の搬送ロボットと、前記洗浄装置から前
記乾燥装置の受取部に、前記基板を収容したキャリアを
搬送する第2のロボットとを有することが好ましい。
【0023】前記陽極化成システムにおいて、前記第1
の搬送ロボットと第2の搬送ロボットは、それぞれ前記
基板若しくは前記キャリアを搬送するための駆動軸とし
て、前記基板若しくは前記キャリアを各装置の上方に移
動させるための第1の駆動軸と、前記基板若しくは前記
キャリアを前記直線上を移動させるための第2の駆動軸
のみを有することが好ましい。
【0024】前記陽極化成システムは、前記陽極化成装
置内の電解質溶液を清浄化するフィルタ装置をさらに備
えることが好ましい。前記陽極化成システムにおいて、
前記フィルタ装置は、電解質溶液を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された電解質溶液を前記陽極化成装置
内に供給し、前記陽極化成装置から溢れた電解質溶液を
前記タンクに戻す循環機構とを有することが好ましい。
【0025】また、本発明の1つの実施の形態に係る半
導体処理システムは、半導体基板に処理を施す半導体処
理システムにおいて、前記半導体基板を洗浄するための
洗浄装置と、この洗浄装置によって洗浄された半導体基
板を乾燥させるための乾燥装置と、前記洗浄の前工程か
ら前記洗浄装置に前記半導体基板を搬送すると共に、前
記洗浄装置から前記乾燥装置に半導体基板を搬送する搬
送装置とを有し、前記乾燥装置は、洗浄した半導体基板
を受け取る受取部を有し、前記洗浄装置及び前記受取部
は、略直線上に配置され、前記搬送装置は、前記直線に
対して垂直方向に前記半導体基板の面が沿う状態で前記
半導体基板を搬送することを特徴とする。
【0026】前記半導体処理システムにおいて、前記搬
送装置は、前記半導体基板を前記洗浄装置に搬送する第
1の搬送ロボットと、キャリアに収容した状態で前記半
導体基板を前記乾燥装置の受取部に搬送する第2のロボ
ットとを有することが好ましい。前記半導体処理システ
ムにおいて、前記第1の搬送ロボットと第2の搬送ロボ
ットは、それぞれ前記半導体基板若しくは前記キャリア
を搬送するための駆動軸として、前記半導体基板若しく
は前記キャリアを各装置の上方に移動させるための第1
の駆動軸と、前記半導体基板若しくは前記キャリアを前
記直線上を移動させるための第2の駆動軸のみを有する
ことが好ましい。
【0027】また、本発明の1つの実施の形態に係る基
板製造方法は、基板の片面の一部を吸着して対向する一
対の電極の間に保持し、電解質溶液を満たした状態で該
一対の電極の間に電圧を印加して前記基板に陽極化成処
理を施すことを特徴とする。本発明の1つの実施の形態
に係る陽極化成装置は、電解質溶液中で基板に陽極化成
処理を施す陽極化成装置において、対向する一対の電極
と、基板の片面を吸着して前記一対の電極の間に保持す
る保持部とを備え、前記保持部は、基板を吸着するため
の略円環状の吸着部であって互いに大きさを異にする吸
着部を複数有することを特徴とする。
【0028】前記陽極化成装置において、前記保持部の
本体は略円形状の穴を有し、前記穴は前記本体表面と裏
面との間に少なくとも1つの略円環状の中間面を有し、
前記本体表面及び前記少なくとも1つの中間面は階段形
状をなすように配され、前記本体表面及び前記少なくと
も1つの中間面は夫々互いに大きさを異にする前記吸着
部を有することが好ましい。
【0029】前記陽極化成装置において、前記の各吸着
部は、二重のOリングと、該二重のOリングにより挟ま
れる空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを有
することが好ましい。前記陽極化成装置において、前記
の各吸着部は、断面形状が凹型の吸着パッドと、該吸着
パッドの谷部の空間を減圧して基板を吸着するための吸
引孔とを有することが好ましい。
【0030】前記陽極化成装置において、前記の各吸着
部は、断面形状がU型の吸着パッドと、該吸着パッドの
谷部の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを
有することが好ましい。前記陽極化成装置において、前
記の各吸着部は、保持する基板の裏面との接触部が平坦
で、その面内に略円環状の溝を有する吸着パッドと、該
吸着パッドの溝の空間を減圧して基板を吸着するための
吸着孔とを有することが好ましい。
【0031】前記陽極化成装置は、前記保持部を複数備
えることが好ましい。前記陽極化成装置は、前記の各吸
着部による基板の吸着動作を個別に制御するための制御
部をさらに備えることが好ましい。前記陽極化成装置に
おいて、前記本体表面及び前記少なくとも1つの中間面
がなす階段形状の段差は、少なくとも5mmであること
が好ましい。
【0032】本発明の1つの実施の形態に係る基板ホル
ダは、電解質溶液中で陽極化成処理を施す基板を保持す
るための基板ホルダであって、本体に基板を吸着するた
めの略円環状の吸着部を複数備え、該吸着部は互いに大
きさを異にすることを特徴とする。前記基板ホルダにお
いて、前記本体は略円形状の穴を有し、前記穴は前記本
体の表面と裏面との間に少なくとも1つの略円環状の中
間面を有し、前記本体表面及び前記少なくとも1つの中
間面は階段形状をなすように配され、前記本体表面及び
前記少なくとも1つの中間面は夫々互いに大きさを異に
する前記吸着部を有することが好ましい。
【0033】前記基板ホルダにおいて、前記の各吸着部
は、二重のOリングと、該二重のOリングにより挟まれ
る空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを有す
ることが好ましい。前記基板ホルダにおいて、前記の各
吸着部は、断面形状が凹型の吸着パッドと、該吸着パッ
ドの谷部の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔
とを有することが好ましい。
【0034】前記基板ホルダにおいて、前記の各吸着部
は、断面形状がU型の吸着パッドと、該吸着パッドの谷
部の空間を減圧して基板を吸着するための吸引孔とを有
することが好ましい。前記基板ホルダにおいて、前記の
各吸着部は、保持する基板の裏面との接触部が平坦で、
その面内に略円環状の溝を有する吸着パッドと、該吸着
パッドの溝の空間を減圧して基板を吸着するための吸着
孔とを有することが好ましい。
【0035】前記基板ホルダにおいて、前記本体表面及
び前記少なくとも1つの中間面がなす階段形状の段差
は、少なくとも5mmであることが好ましい。本発明の
1つの実施の形態に係る多孔質基板の製造方法は、前記
陽極化成装置により基板に陽極化成処理を施すことを特
徴とする。本発明の1つの実施の形態に係る陽極化成シ
ステムは、前記陽極化成装置と、陽極化成処理を施した
基板を洗浄する洗浄装置と、洗浄した基板を乾燥させる
乾燥装置と、各装置間で基板を搬送する搬送装置とを備
えることを特徴とする。
【0036】前記陽極化成システムにおいて、前記乾燥
装置は、洗浄した基板を受け取る受取部を有し、前記陽
極化成装置、前記洗浄装置及び前記受取部は、略直線上
に配置されていることが好ましい。前記陽極化成システ
ムにおいて、前記乾燥装置は、洗浄した基板を受け取る
受取部を有し、前記陽極化成装置、前記洗浄装置及び前
記受取部は、略直線上に配置され、前記搬送装置は、前
記直線に対して垂直方向に前記基板の面が沿う状態で前
記基板を搬送することが好ましい。
【0037】前記陽極化成システムにおいて、前記搬送
装置は、前記陽極化成装置から前記洗浄装置に前記基板
を搬送する第1のロボットと、前記洗浄装置から前記乾
燥装置の受取部に、前記基板を収容したキャリアを搬送
する第2のロボットとを有することが好ましい。前記陽
極化成システムにおいて、前記第1のロボットと第2の
ロボットは、それぞれ前記基板若しくは前記キャリアを
搬送するための駆動軸として、前記基板若しくは前記キ
ャリアを各装置の上方に移動させるための第1の駆動軸
と、前記基板若しくは前記キャリアを前記直線上を移動
させるための第2の駆動軸のみを有することが好まし
い。
【0038】上記の陽極化成装置は、基板に陽極化成処
理を施して多孔質層を有する基板を製造するのに好適で
ある。本発明の1つの実施の形態に係る基板は、基板の
片面の一部を吸着して対向する一対の電極の間に保持
し、電解質溶液を満たした状態で該一対の電極の間に電
圧を印加して前記基板に陽極化成処理を施して得られる
多孔質層を有することを特徴とする。
【0039】本発明の1つの実施の形態に係る半導体基
板を製造する方法は、2枚の基板を使用して半導体基板
を製造する方法であって、半導体基板の片面の一部を吸
着して対向する一対の電極の間に保持し、電解質溶液を
満たした状態で該一対の電極の間に電圧を印加して前記
半導体基板に陽極化成処理を施して、その片面に多孔質
層を形成する工程と、前記半導体基板の多孔質層上に単
結晶シリコン層を形成する工程と、前記半導体基板の前
記単結晶シリコン層側に他の基板を貼り合わせる工程
と、貼り合せた両基板を前記多孔質層において分離する
工程とを含むことを特徴とする。
【0040】本発明の1つの実施の形態に係る基板製造
方法は、多孔質層を有する基板を製造する基板製造方法
であって、基板を電解質溶液が満たされた陽極化成槽に
浸漬し、該基板の片面の一部を吸着部材に吸着させて一
対の電極の間に保持する工程と、前記一対の電極の間に
電圧を印加して前記基板に陽極化成処理を施して、その
片面に多孔質層を形成する工程と、多孔質層が形成され
た基板を前記陽極化成槽から取り出して洗浄槽に浸漬
し、該基板を洗浄する工程と、洗浄が完了した基板を前
記洗浄槽から取り出して乾燥装置に搬送し、該基板を乾
燥させる工程とを含むことを特徴とする。
【0041】前記基板製造方法において、前記陽極化成
槽と、前記洗浄槽と、前記乾燥装置とを上方から見て略
直上に配置し、これにより、前記陽極化成槽から前記洗
浄槽への基板の搬送経路と、前記洗浄槽から前記乾燥装
置への基板の搬送経路とが上方から見て略直線をなすよ
うに基板を搬送することが好ましい。前記基板製造方法
において、基板を乾燥させた後に該基板を前記乾燥装置
からアンローダに搬送する工程を更に含み、前記洗浄槽
から前記乾燥装置への基板の搬送と、前記乾燥装置から
アンローダへの基板の搬送とを同一のロボットで行うこ
とが好ましい。
【0042】前記基板製造方法において、前記ロボット
が前記洗浄槽から前記乾燥装置に基板を搬送した後であ
って前記乾燥装置から前記アンローダに基板を搬送する
前に、前記ロボットを乾燥させる工程を更に含むことが
好ましい。前記基板製造方法において、前記ロボットを
乾燥させる工程を前記直線上で行うことが好ましい。
【0043】本発明の1つの実施の形態に係る基板処理
方法は、基板を化学的な処理液が満たされた処理槽に浸
漬し、該基板に化学的な処理を施す工程と、化学的な処
理が施された基板を前記処理槽から取り出して洗浄槽に
浸漬し、該基板を洗浄する工程と、洗浄が完了した基板
を前記洗浄槽から取り出して乾燥装置に搬送し、該基板
を乾燥させる工程とを含み、前記処理槽と、前記洗浄槽
と、前記乾燥装置とを上方から見て略直線上に配置し、
これにより、前記処理槽から前記洗浄槽への基板の搬送
経路と、前記洗浄槽から前記乾燥装置への基板の搬送経
路とが上方から見て略直線をなすようにし、かつ、基板
の面が該直線に直交する方向を向いた状態で該基板を搬
送することを特徴とする。
【0044】前記基板処理方法において、基板を乾燥さ
せた後に該基板を前記乾燥装置からアンローダに搬送す
る工程を更に含み、前記洗浄槽から前記乾燥装置への基
板の搬送と、前記乾燥装置からアンローダへの基板の搬
送とを同一のロボットで行うことが好ましい。前記基板
処理方法において、前記ロボットが前記洗浄槽から前記
乾燥装置に基板を搬送した後であって前記乾燥装置から
前記アンローダに基板を搬送する前に、前記ロボットを
乾燥させる工程を更に含むことが好ましい。
【0045】本発明の1つの実施の形態に係る基板処理
システムは、基板に化学的な処理を施すための処理槽
と、前記処理槽により化学的な処理が施された基板を洗
浄する洗浄槽と、前記洗浄槽により洗浄された基板を乾
燥させる乾燥装置と、前記処理槽から前記洗浄槽に基板
を搬送すると共に前記洗浄槽から前記乾燥装置に基板を
搬送する搬送装置とを備え、前記処理槽と、前記洗浄槽
と、前記乾燥装置とが上方から見て略直線上に配置さ
れ、前記搬送装置は、基板の面が該直線に直交する方向
を向いた状態で該基板を搬送することを特徴とする。
【0046】前記基板処理システムにおいて、前記搬送
装置は、前記処理装置から前記洗浄槽に基板を搬送する
第1の搬送ロボットと、前記洗浄槽から前記乾燥装置に
基板を搬送すると共に前記乾燥装置からアンローダに基
板を搬送する第2の搬送ロボットとを有することが好ま
しい。前記基板処理装置において、前記第2の搬送ロボ
ットが前記洗浄槽から前記乾燥装置に基板を搬送した後
であって前記乾燥装置から前記アンローダに基板を搬送
する前に、前記第2の搬送ロボットを乾燥させるための
第2の乾燥装置を更に備えることが好ましい。
【0047】
【発明の実施の形態】陽極化成反応によるシリコン基板
の多孔質化、すなわち、細孔の形成処理は、例えばHF
溶液中で行われる。この処理には、シリコン結晶中の正
孔の存在が不可欠であることが知られており、その反応
のメカニズムは次のように推定される。
【0048】先ず、HF溶液中で電界を与えられたシリ
コン基板内の正孔がマイナス電極側の表面に誘起され
る。その結果、表面の未結合手を補償する形で存在して
いるSi−H結合の密度が増加する。このときマイナス
電極側のHF溶液中のFイオンがSi−H結合に対して
求核攻撃を行ってSi−F結合を形成する。この反応に
よりH2分子が発生すると同時にプラス電極側に1個の
電子が放出される。Si−F結合の分極特性のために表
面近傍のSi−Si結合が弱くなる。この弱いSi−Si
結合はHF或いはH2Oに攻撃され、結晶表面のSi原
子はSiF4となって結晶表面から離脱する。その結果、
結晶表面に窪みが発生し、この部分に正孔を優先的に引
き寄せる電場の分布(電界集中)が生じ、この表面異質
性が拡大してシリコン原子の蝕刻が電界に沿って連続的
に進行する。なお、陽極化成処理に使用する溶液は、H
F溶液に限らず、他の電解質溶液であっても良い。
【0049】本発明の好適な実施の形態に係る陽極化成
装置は、陽極化成反応面(基板の表面)における電界の
方向を阻害しないように、基板をその裏面から支持す
る。また、この陽極化成装置は、基板の表面の全領域が
陽極化成されるような方法で基板を支持する。また、こ
の陽極化成装置は、基板の裏面を真空吸着して支持する
機構を有するため、基板の支持のための動作の単純化に
寄与する。
【0050】[第1の実施の形態]図1は、本発明の1
つの実施の形態に係る陽極化成装置の概略構成を示す断
面図である。101はシリコン基板(例えばウェハ)で
ある。一般には、陽極化成のためには正孔の存在が重要
であるため、P型のシリコン基板が好適であるが、N型
のシリコン基板であっても光を照射するなどして正孔の
生成を促進することにより使用することができる。
【0051】102は、シリコン基板を支持するための
ホルダであり、耐HF性の材質である四フッ化エチレン
樹脂(商品名:テフロン)などにより構成される。ホル
ダ102には、支持すべきシリコン基板の直径よりも小
さい径の円形若しくは円形に近い形状(以下、円形状と
いうときは円形に近い形状を含むものとする)の開口部
103が設けられている。
【0052】ホルダ102の一方の面には、シリコン基
板101を吸着するための吸着機構が設けられている。
この吸着機構としては種々の形態が考えられる。この吸
着機構として、ホルダ102の開口部103に沿って二
重の溝を設け、この二重の溝の夫々にOリング104を
はめ込み、2つのOリング104の間の空間を減圧ライ
ン105を介してポンプ111により減圧することによ
ってシリコン基板101を吸着し保持する機構が好適で
ある。
【0053】また、他の吸着機構として、断面が凹型、
U型その他の形状を有する吸着パッドを開口部103に
沿って円環状に配置し、この吸着パッドの開口部(例え
ば、凹型形状の谷の部分)とシリコン基板101により
形成される空洞部分をポンプ111により減圧すること
によりシリコン基板101を吸着する機構が好適であ
る。
【0054】また、更に他の吸着機構として、ホルダ1
02の吸着面側に溝を設け、この溝をポンプ111によ
り減圧することによりシリコン基板101を吸着する機
構が好適である。この場合、ホルダ102の材質が固く
変形しにくいものであると、吸着面を通してHF溶液1
07がシリコン基板101の表面側と裏面側との間でリ
ークし易くなる。そこで、ホルダ102のうち、少なく
ともシリコン基板101と接触する部分を耐HF性のゴ
ム等で形成することが好ましい。勿論、ホルダ102の
全体またはその表面全体を耐HF性のゴム等で形成して
も良い。
【0055】ところで、シリコン基板101の表面側と
裏面側とは、上記の如き吸着機構により完全に分離され
ることが好ましいが、本発明の1つの実施の形態は、必
ずしも完全な分離を要求しない。例えば、シリコン基板
101を1または数箇所で支持し、シリコン基板とホル
ダとが完全にシールされない吸着機構であっても良い。
【0056】開口部103の形状は、シリコン基板10
1の裏面がHF溶液と接触する部分の形状と略一致する
が、この開口部103の大きさは、ある程度シリコン基
板101より小さくても良い。例えば、シリコン基板1
01の直径に対して約60mm小さい開口径、すなわ
ち、シリコン基板101がHF溶液107と接触しない
領域がシリコン基板101のエッジから約30mmとな
る開口径であっても、シリコン基板101が化成される
厚みは、その中心部からエッジまで略一定となることを
本発明者等は確認している。
【0057】したがって、例えば、開口部103の径が
90mmのホルダ102であれば、直径が100mm
(4インチ)、125mm(5インチ)、150mm
(6インチ)のシリコン基板のいずれをも取り扱うこと
ができ、化成処理した結果物の分布は全ての直径のシリ
コン基板において良好であり、その品質も同等になる。
なお、6インチを越えるウェハ、すなわち、8、12イ
ンチ等のウェハに対しても、上記条件の下に開口部10
3の径を設定することで対応可能である。
【0058】なお、シリコン基板の直径に対してホルダ
102の開口部103の開口径が60mm以上小さくな
ると、徐々にシリコン基板の周辺部における多孔質のシ
リコン膜に好ましくない分布が発生する。しかし、陽極
化成の後のプロセスのマージンによっては更に小口径の
開口部のホルダであっても使用可能である。シリコン基
板101の直径と開口部103の直径の差がどこまで許
容されるかは、シリコン基板の不純物濃度(比抵抗)や
電極とシリコン基板との距離などのパラメータにも依存
する。
【0059】他の構成要素を説明すると、106aはマ
イナス電極、106bはプラス電極であり、夫々化学的
に安定な白金材料で形成することが好ましい。107は
HF溶液である。HF溶液には、反応生成物であるH2
等の気泡をシリコン基板表面から直ちに除去するため
に、必要に応じてエタノール等のアルコールを混入して
も良い。図中の矢印109は、電界の方向を示してい
る。110は、化成処理されたシリコン基板101の断
面を拡大したものであり、シリコン基板表面から多孔質
化が進んでいる様子を示している。
【0060】本発明の好適な実施の形態に拠れば、基板
の保持機構を改善することにより、大量生産向きの陽極
化成装置を得ることができる。例えば、処理する基板を
ホルダに固定するには、基板の裏面をホルダの吸着面に
押し当てて吸着させれば良い。また、例えば、ホルダの
吸着機構の径を基板の径より十分に小さくすることによ
って、吸着すべき基板のオリエンテーション・フラット
の位置を制限することがなくなり、また、基板の中心位
置がホルダの中心位置から若干外れても良くなる。ま
た、基板を保持する動作が簡略化されるため、陽極化成
処理の自動化が容易になる。
【0061】以下に、本実施の形態の好適な構成例を列
挙して説明する。
【0062】
【第1の構成例】図2Aは、本実施の形態の第1の構成
例に係るホルダの正面図、図2Bは、図2Aに示すホル
ダを縦方向に切断した断面図である。201は、化成処
理を施す5インチのシリコン基板である。202は、四
フッ化エチレン樹脂(商品名:テフロン)製のホルダー
であり、中心に直径90mmの開口部203が設けられ
ている。そして、開口部203の縁に沿って円形状の二
重の溝が形成されており、夫々の溝にはフッ素樹脂系で
あるパーフルオロエチレン製のOリング204a,20
4bがはめ込まれている。外側のOリング204aの内
径は117mm、内側のOリング204bの内径は10
8mmであり、各Oリング断面の直径は共に2.5mm
である。
【0063】外側のOリング204aと内側のOリング
204bの間には、両Oリングとシリコン基板201と
で構成される空間を減圧するための吸引孔205が設け
られている。シリコン基板201を吸着する際は、吸引
孔205に接続された不図示のポンプによりOリング間
の空間を減圧すれば良い。5インチのシリコン基板20
1の直径は125mmであるから、シリコン基板201
の中心と開口部203の中心とが略一致していれば、オ
リエンテーション・フラットの位置はどの方向であって
も良い。したがって、シリコン基板201をホルダ20
2に吸着させる場合に、オリエンテーション・フラット
の位置を考慮することを要しない。
【0064】また、ホルダ202には、5インチ以上の
径のシリコン基板をセットすることも可能であり、この
場合にも5インチのシリコン基板の場合と同様な多孔質
層を形成することができる。ただし、この場合、化成処
理中に流す電流の密度を5インチの場合と略同一になる
ように電源を調整する必要がある。シリコン基板201
に実際に化成処理を施すには、シリコン基板201を吸
着したホルダ202を陽極化成槽にセットする。図3
は、ホルダ202を陽極化成槽にセットする様子を示す
図である。
【0065】陽極化成槽208は、ホルダ202と同様
に四フッ化エチレン樹脂で構成されており、その両側に
白金電極206a、206bが取り付けられている。ま
た、陽極化成槽208の中ほどには、ホルダ202を保
持するためのホルダ溝209が設けられている。シリコ
ン基板201を吸着したホルダ202をこのホルダ溝2
09に対してはめ込むことにより、陽極化成槽208は
左右に二分され、槽内に満たされているHF溶液207
が分離される。
【0066】この状態で、白金電極206aをマイナ
ス、白金電極206bをプラスとして直流電圧を印加す
ると、シリコン基板201の表面領域の全面と、裏面の
うち外側のOリング204aより外側の部分(以下、裏
面周辺部)が陽極化成される。これにより、シリコン基
板201の表面全体と裏面周辺部に亘って多孔質シリコ
ン層を形成することができる。
【0067】図4は、複数のホルダ202を保持可能な
陽極化成槽の一例を示す断面図である。図4に示すよう
に、陽極化成槽208’に複数のホルダ溝209を設け
て、複数のホルダ202を保持可能な構成とすることに
より、より生産性を向上させることができる。なお、こ
こで示す陽極化成槽の一例は、ホルダを直列に配置する
ものであるが、並列に配置するものでも良いし、マトリ
ックス状に配置するものでも良い。
【0068】
【第2の構成例】図5Aは、本実施の形態の第2の構成
例に係るホルダの正面図、図5Bは、図5Aに示すホル
ダを横方向に切断した断面図である。図6は、シリコン
基板をホルダにセットするためのウェハ搬送ロボットを
模式的に示す図である。501は、化成処理を施す5イ
ンチのシリコン基板である。502は、四フッ化エチレ
ン樹脂製のホルダであり、中心に直径90mmの開口部
203が設けられている。ホルダ502には、その主表
面から約4mm突出するようにして円環状の突出部51
5が設けられている。そして、この突出部515には、
円形状の二重の溝が形成されており、夫々の溝にはフッ
素樹脂系であるパーフルオロエチレン製のOリング50
4a,504bがはめ込まれている。外側のOリング5
04aの内径は117mm、内側のOリング504bの
内径は108mmであり、各Oリング断面の直径は共に
2.5mmである。
【0069】外側のOリング504aと内側のOリング
504bの間には、両Oリングとシリコン基板501と
で構成される空間を減圧するための吸引孔505が設け
られている。シリコン基板501を吸着する際は、吸入
孔505に接続された不図示のポンプによりOリング間
の空間を減圧すれば良い。突出部515を設けたのは、
シリコン基板501をホルダ502に装着したり、取り
外したりする作業を、ウェハ搬送ロボットより自動的に
行う際の便宜のためである。ウェハ搬送ロボットの挟持
部510は、シリコン基板501を挟むようにして掴む
ため、挟持部510は相応の幅を有する。したがって、
挟持部510によって掴まれたシリコン基板501をホ
ルダ502に装着したり、取り外したりするには突出部
515が必要になる。なお、突出515の突出の程度
は、挟持部510の構造、寸法等に基づいて決定すれば
良い。
【0070】このように突出部515を設けることによ
り、ウェハ搬送ロボットによる自動化が容易になる。そ
して、陽極化成槽とホルダとを一体化した場合において
も、ウェハ搬送ロボットによるシリコン基板の着脱が容
易になる。図7は、ホルダと一体化した陽極化成槽の構
造を示す断面図である。508は、陽極化成槽の本体を
示し、複数のホルダ502が一体化されている。506
a及び506bは白金電極である。このように、陽極化
成槽とホルダとを一体化することにより、HF溶液50
7が各ホルダ502によって仕切られる部屋の前後(プ
ラス側からマイナス側)にリークする可能性が小さくな
るため、液リーク(電流リーク)に起因して多孔質層厚
の分布が不均一になる現象を抑える効果がある。
【0071】なお、ここで示す陽極化成槽の一例は、ホ
ルダを直列に配置するものであるが、並列に配置するも
のでも良いし、マトリックス状に配置するものでも良
い。図7に示す陽極化成槽にシリコン基板をセットし、
白金電極506aをマイナス、白金電極506bをプラ
スとして直流電圧を印加すると、シリコン基板の表面の
全領域と裏面周辺部が陽極化成される。これにより、シ
リコン基板201の表面全体と裏面周辺部に亘って多孔
質シリコン層を形成することができる。
【0072】
【第3の構成例】図8は、本実施の形態の第3の構成例
に係るホルダの断面図である。このホルダは、例えば、
第1の構成例に係る陽極化成槽208、208’等と組
合わせて使用することができる。801は、化成処理を
施すシリコン基板である。802は、四フッ化エチレン
樹脂製のホルダであり、中心に開口部803が設けられ
ている。そして、開口部803の縁に沿って円形状の溝
が形成されており、この溝には、パーフルオロエチレン
製で断面が凹型の吸着パッド804がはめ込まれてい
る。そして、吸着パッド804には、吸引孔805に連
結した孔が設けられている。
【0073】なお、凹型の吸着パッド804は、ホルダ
802に溝を設けることなく、ホルダ802の表面に貼
り付けても良い。また、凹型の吸着パッド804がシリ
コン基板801と接する面(吸着面)とホルダ802の
表面とが所定距離(例えば、4mm)離れるように吸着
パッド804を構成することにより、前述のようなウェ
ハ搬送ロボットによる脱着の自動化が容易になる。
【0074】シリコン基板801は、凹型の吸着パッド
804の内部を吸引孔805を介して不図示のポンプに
より減圧することによりホルダ802に吸着される。こ
の吸着パッド804を用いた場合、前述の二重Oリング
を用いた場合に比べ、減圧部分の容積を増大させるのが
容易であり、また、シリコン基板801との接触部分の
自由度が増すため、シリコン基板801を吸着するポイ
ントの自由度を大きくすることができる。
【0075】
【第4の構成例】図9は、本実施の形態の第4の構成例
に係るホルダの断面図である。このホルダは、例えば、
第1の構成例に係る陽極化成槽208、208’等と組
合わせて使用することができる。901は、化成処理を
施すシリコン基板である。902は、四フッ化エチレン
樹脂製のホルダであり、中心に開口部903が設けられ
ている。そして、開口部903の縁に沿って円形状の溝
が形成されており、この溝には、パーフルオロエチレン
製で、断面がU型であってシリコン基板901との接触
部分に向かって徐々に肉圧が薄くなった形状を有する吸
着パッド904がはめ込まれている。そして、吸着パッ
ド904には、吸引孔905に連結するような孔が設け
られている。
【0076】なお、U型の吸着パッド905は、ホルダ
902に溝を設けることなく、ホルダ902の表面に貼
り付けても良い。また、U型の吸着パッド905がシリ
コン基板901と接する面(吸着面)とホルダ902の
表面とが所定距離(例えば、4mm)離れるように吸着
パッド904を構成することにより、前述のようなウェ
ハ搬送ロボットによる脱着の自動化が容易になる。
【0077】このように、吸着パッド904の断面の形
状をU型にし、かつ先端方向に向かって徐々に肉圧を薄
くなる形状にすることにより、シリコン基板901を吸
着する際の自由度がさらに向上する。
【0078】
【第5の構成例】図10は、本実施の形態の第5の構成
例に係るホルダ及び陽極化成槽の概略断面図である。1
001は、化成処理を施すシリコン基板である。100
2は、四フッ化エチレン樹脂製のホルダであり、100
8は、同じく四フッ化エチレン樹脂性の陽極化成槽であ
る。図10には、ホルダ1002と陽極化成槽1008
とを一体化したものを示しているが、独立したものとし
ても良い。また、複数のホルダ1002を備えても良
い。
【0079】ホルダ1002には、中心に開口部100
3が設けられ、その開口部1003に沿って円形状の溝
が形成されており、その溝にフッ素樹脂系であるパーフ
ルオロエチレン製の吸着パッド1004がはめ込まれて
いる。この吸着パッド1004は、吸着するシリコン基
板1001の裏面と面接触するように、吸着面が平坦な
形状になっている。そして、円形状の溝1004aが設
けられ、この溝1004aは、吸引孔1005に連結さ
れている。シリコン基板1001を吸着する際は、吸引
孔1005を介して不図示のポンプにより溝1004a
内の空間を減圧する。
【0080】シリコン基板1001を吸着した状態で、
白金電極1006aをマイナス、白金電極1006bを
プラスとして直流電圧を印加して陽極化成処理を行う
と、シリコン基板1001の表面だけが陽極化成され、
裏面は陽極化成されない。これは、吸着パッド1004
がシリコン基板1001の裏面と密着し、裏面がHF溶
液1007に接触しないからである。すなわち、この陽
極化成装置を用いて陽極化成処理を行うと、シリコン基
板1001の表面だけが多孔質化され、裏面は多孔質化
されないため、有効領域(例えば、SOI基板を作成す
る際に利用できる領域)を拡大することができる。
【0081】次に、ホルダ1002にシリコン基板10
01を自動的に着脱するウェハ搬送ロボットの一例を説
明する。本実施例に係るホルダを用いる場合は、図6に
示すようなウェハ搬送ロボットを用いることは困難であ
る。これは、挟持部510がホルダ1002または吸着
パッド1004の表面に当たるためである。図11は、
本構成例に係るホルダに好適な枚葉式ウェハ搬送ロボッ
トの構成を模式的に示す図である。このウェハ搬送ロボ
ットは、2つのウェハ搬送ロボット1101及び110
2を組合わせてなる。
【0082】第1の搬送ロボット1101は、シリコン
基板1001の裏面を真空吸着して、矢印aに示すよう
に、ホルダ1002の前面付近まで搬送して、第2搬送
ロボット1102に引き渡す。第2の搬送ロボット11
02がシリコン基板1001を真空吸着すると、第1の
搬送ロボット1101は、図11において、一旦上方に
移動した後に、矢印aの逆方向に移動し、陽極化成槽か
ら離れる。
【0083】第2搬送ロボット1102は、シリコン基
板1001の裏面を真空吸着すると、矢印bに示すよう
に、シリコン基板1001を搬送する。そして、シリコ
ン基板1001が吸着パッド1004に接触し、シリコ
ン基板1001が、吸着パッド1004によって吸着さ
れた後に、第2搬送ロボット1102は、さらにb方向
に移動し、次いで、矢印cに示すように上方に移動して
陽極化成槽から離れる。
【0084】なお、第2の搬送ロボット1102は、シ
リコン基板1001を搬送するのに先立って、矢印c及
びbを逆方向に辿って、シリコン基板1001を真空吸
着する位置(図示の位置)に移動する。以上のような動
作を行うウェハ搬送ロボットを装備することにより、平
坦な吸着パッドを有するホルダを使用する場合であって
も、陽極化成処理の自動化が可能になる。
【0085】なお、第1の搬送ロボットに関しては、図
6に示すような挟持部を有するタイプの搬送ロボットを
使用することもできる。
【0086】
【第6の構成例】上記の第1乃至第5の構成例に係るホ
ルダは、開口部に沿って配された円形状の二重Oリング
や吸着パッド等の吸着部によりシリコン基板を吸着する
ものである。このような構造の利点として、構造が単純
であること、シリコン基板とホルダとを略完全にシール
できることなどが挙げられる。
【0087】しかし、本発明は、開口部にそって円環状
に配された吸着機構以外を除外するものではない。図1
2Aは、本発明の第6の構成例に係るホルダの正面図で
ある。このホルダ1202は、互いに独立した複数のO
リング1204を有し、各Oリングに囲まれる空間が吸
引孔1205を介して不図示のポンプにより減圧される
ことにより、シリコン基板1201を吸着する。図示の
例では、Oリング1204がない部分を通して、シリコ
ン基板の表面側と裏面側との間でHF溶液が移動するこ
とになる。そこで、例えば、図12Bに示すように、O
リング1204がない部分をシールするためのシール部
材1210を設けることが好ましい。シール部材121
0は、フッ素樹脂系であるパーフルオロエチレン等で構
成することが好ましい。
【0088】
【第7の構成例】図13は、自動陽極化成装置の概略平
面図である。1301は、自動陽極化成装置本体であ
る。この陽極化成装置は、例えば、コンピュータにより
その動作が制御される。1302はローダであり、ウェ
ハキャリアが置かれると、枚葉式ウェハ搬送ロボット1
307がウェハを掴める位置までそのウェハキャリアを
移動させる機能を有する。ウェハ搬送ロボット1307
は、例えば、図6に示すように、ウェハの端部を挟持す
る機能を有する。そのため、陽極化成槽1303のホル
ダは、例えば、図5A及び5Bに示すように、ウェハ搬
送ロボット1307の挟持部510がホルダの主表面に
接触しないようにする突出部を有する。そして、陽極化
成槽1303は、例えば、図7に示すように、ホルダが
一体化された構造を有し、この例においては、ホルダが
25個直列に並んでいる。したがって、陽極化成槽13
03は、25枚のウェハを一括して処理する能力を有す
る。
【0089】図14は、ウェハキャリアに収容されたウ
ェハを陽極化成槽1303にセットする手順を説明する
ための図である。作業者がウェハキャリア1312をロ
ーダ1302のステージ1302aに載置すると、ウェ
ハキャリア1312は、コンピュータ制御の下、自動的
にステージ1302bに搬送され、さらに、ステージ1
302cに搬送される。次いで、ステージ1302c上
のウェハキャリア1312の下方から、ウェハ保持用の
溝の付いたボード1311が、ウェハキャリア1311
の下部の窓(開口部)を通して上昇する。その結果、ウ
ェハキャリア1312内に収容された全ウェハがボード
1311の溝によって保持されて、ウェハキャリア13
12の上方に押し上げられる(図14に示す状態)。
【0090】この状態で、ウェハ搬送ロボット1307
が端から順にウェハを挟持し、陽極化成槽1303の中
まで搬送する。そして、ウェハが陽極化成槽1303の
ホルダ1303aのウェハ吸着面に接触する位置まで搬
送された時点で、該当するホルダ1303aの真空ライ
ンの弁が開き、これによりウェハが吸着される。ウェハ
が吸着されると、ウェハ搬送ロボット1307は、その
ウェハを放し、同様の手順で、次のウェハを次のホルダ
にセットする。このようにして、ボード1311上の全
ウェハが陽極化成槽1303のホルダ1303aにセッ
トされる。
【0091】次いで、陽極化成槽1303の両端に設け
られた白金電極1303bと1303cとの間に直流電
圧が印加され、陽極化成処理が行われる。次いで、陽極
化成処理が完了したウェハは純水で洗浄される。図15
Aは、陽極化成処理が完了したウェハを水洗槽に搬送
し、洗浄を行う手順を説明するための図である。図15
Bは、図15Aに示す水洗槽内におけるボード及びウェ
ハキャリアの配置を示す平面図である。また、図15C
は、洗浄が完了したウェハをウェハキャリアに収容して
水洗槽から取り出す手順を説明するための図である。
【0092】陽極化成処理が完了したウェハは、ウェハ
搬送ロボット1307により1枚ずつ陽極化成槽130
3から取り出され、図15Aの矢印の方向に搬送され
る。すなわち、先ず、ウェハは、水洗槽1304の上部
まで搬送され、次いで、水洗槽1304内の純粋中に沈
められる。水洗槽1304内には、ウェハ保持用の25
本の溝を有するボード1314が固定されおり、ウェハ
は、この溝に順にセットされる。
【0093】水洗槽1304内には、予めウェハキャリ
ア1313が沈められている。このウェハキャリア13
13は、上方に移動した際に、ボード1314の溝によ
って保持されている全ウェハをすくい上げるようにして
受け取ることができる形状を有する。また、ウェハキャ
リア1313は、ボード1314上のウェハをすくい上
げる際に、ボード1314を通過させるための開口部1
313aを有する。
【0094】ウェハの洗浄が完了すると、図15Cに示
すように、キャリア搬送ロボット1308は、ウエハキ
ャリア1313を上方に持ち上げて、ボード1314上
の全ウェハをウェハキャリア1313内に収容して、ス
ピンドライヤ1305上のキャリア受取部1305aま
で搬送する。このキャリア受取部1305aには、ウェ
ハの面がキャリア搬送ロボット1308の移動方向に対
して垂直な方向に沿うようにウェハが並べられた状態で
ウェハキャリア1313が載置される。この状態は、ウ
ェハキャリア1313をスピンドライヤ1305上で公
転させるのに好適である。
【0095】スピンドライヤ1305により乾燥された
ウェハは、ウェハキャリア1313に収容されたまま、
キャリア搬送ロボット1308によりアンローダ130
6のステージに搬送される。この一連の処理により、2
5枚の多孔質化されたウェハが得られる。ここで、ウェ
ア搬送ロボット1307は、垂直軸1307aを軸とし
て上下方向に移動し、水平軸1350を軸として水平方
向に移動する。また、キャリア搬送ロボット1308
は、垂直軸1308aを軸として垂直方向に移動し、水
平軸1350を軸として水平方向に移動する。
【0096】この自動陽極化成装置では、陽極化成槽1
303、水洗槽1304、スピンドライヤ1305のキ
ャリア受取部1305aを平面図上で略直線上に配置す
るとともにウェハ搬送ロボット1307及びキャリア搬
送ロボット1308の移動方向に対して垂直な方向にウ
ェハの面が位置するようにしている。このような構成と
することで、各工程(陽極化成、洗浄、乾燥)間でウェ
ハを搬送する効率が良くなり、生産性を高めることがで
きるとともに、上記のようにロボットの移動方向を2方
向のみにすることが可能になり、構成を簡素化すること
ができる。
【0097】次に、HF溶液の循環ろ過システムについ
て説明する。図13に示す1309は、循環ろ過システ
ムにおけるフィルタ部であり、陽極化成槽1303にお
いてオバーフローしたHF溶液を循環させ、フィルタレ
ーションして再び陽極化成槽1303に戻す機能を有す
る。この循環ろ過システムは、陽極化成槽1303内で
発生したパーティクル等を除去する機能と、陽極化成反
応で発生し、ウェハ表面に付着したままの微小な気泡を
効率よく除去する機能とを有する。
【0098】図16は、循環ろ過システムの具体的な構
成例を示す概略図である。HF溶液は、先ず、貯留タン
ク1319内に貯留される。そして、貯留タンク131
9内のHF溶液は、移送管1320を通してポンプ13
15によって上方に押し上げられる。移送管1320の
途中には、フィルタ1316が設けられており、これに
よりHF溶液中のパーティクルが除去される。フィルタ
1316を通過したHF溶液は、マニホールド(分配
器)1317によって、26本のラインに分配され、陽
極化成槽1303の下部から、25個のホルダ1303
aによって仕切られた各部屋に供給される。そして、陽
極化成槽1303の各部屋からオバーフローしたHF溶
液は、一旦オバーフロー槽1318によって受けられ、
貯留タンク1319内に戻される。
【0099】
【第8の構成例】この構成例は、第7の構成例に係る自
動陽極化成装置を改良したものである。図19は、この
構成例に係る改良した自動陽極化成装置の概略平面図で
ある。この構成例に係る自動陽極化成装置は、キャリア
搬送ロボット1308により、洗浄が完了したウェハを
ウェハキャリア1313に収容して水洗槽1304から
スピンドライヤ1305上のキャリア受取部1305a
まで搬送した後に、キャリア搬送ロボット1308のア
ーム1308bを乾燥させるためのドライヤ1360を
有する。
【0100】アーム1308bを乾燥させる方式として
は、例えば、窒素ガスその他の気体をアーム1308b
に吹付ける方式が好適である。以下、この構成例に係る
自動陽極化成装置によるウェハの処理手順を、第7の構
成例に係る自動陽極化成装置によるウェハの処理手順と
対比して説明する。第7の構成例に係る自動陽極化成装
置の場合と同様の手順を経て、水洗槽1304による洗
浄処理が完了したウェハは、キャリア搬送ロボット13
08により、ウェハキャリア1313に収容されてスピ
ンドライヤ1305上のキャリア受取部1305aまで
搬送される。
【0101】この搬送の際に、キャリア搬送ロボット1
308のアーム1308bに洗浄用の純水が付着する。
したがって、この純水が付着したキャリア搬送ロボット
1308により、スピンドライヤ1305による乾燥処
理が完了したウェハキャリア1313をアンローダ13
06に搬送すると、乾燥後のウェハに再び純水が付着す
る可能性がある。
【0102】そこで、この構成例に係る自動陽極化成装
置では、水洗槽1304からスピンドライヤ1305に
ウェハキャリア1313を搬送した後に、アーム130
8bがドライヤ1360上に位置するようにキャリア搬
送ロボット1308を移動させて、このドライヤ136
0により、例えば窒素ガスを吹付けることによりアーム
1308bを乾燥させる。
【0103】そして、ドライヤ1360によりアーム1
308bが乾燥され、かつ、スピンドライヤ1305に
よりウェハ及びウェハキャリア1313が乾燥された後
に、搬送ロボット1308は、そのアーム1308bに
よりウェハキャリア1313を掴んで、アンローダ13
06のステージに搬送する。上記の実施の形態に拠れ
ば、基板の支持方法を改善することにより、陽極化成処
理を効率化することができる。
【0104】より具体的には、上記の実施の形態に拠れ
ば、半導体基板の表面を多孔質化処理する際に、半導体
基板の裏面を円形若しくは円形に近い形状のシール材で
吸着保持し、そのシール材の内側領域の半導体基板の裏
面をプラスの電界質溶液に接触させ、該半導体基板の表
面をマイナスの電界質溶液に接触させるような構造の陽
極化成装置を用いることによって、半導体基板の全表面
領域を化成処理することができる。
【0105】また、上記の実施の形態に拠れば、極めて
単純な動作で半導体基板を陽極化成装置に装着できるた
め、今まで困難だった多数枚一括処理を実現する自動陽
極化成装置を得ることができる。
【0106】
【第2の実施の形態】図20は、本発明の1つの実施の
形態に係る陽極化成装置の概略構成を示す断面図であ
る。2101はシリコン基板(例えばウェハ)である。
一般には、陽極化成のためには正孔の存在が重要である
ため、P型のシリコン基板が好適であるが、N型のシリ
コン基板であっても光を照射するなどして正孔の生成を
促進することにより使用することができる。
【0107】2102は、シリコン基板を支持するため
のホルダであり、耐HF性の材質である四フッ化エチレ
ン樹脂(商品名:テフロン)などにより構成される。ホ
ルダ2102には、支持すべきシリコン基板2101の
直径よりも小さい径の円形若しくは円形に近い円形状の
開口部2103が設けられている。ホルダ2102の一
方の面には、シリコン基板2101を吸着するための吸
着機構が設けられている。この吸着機構としては種々の
形態が考えられる。
【0108】図示の例は、この吸着機構として、断面が
矩形で全体が円環状をなす吸着パッド2105を採用し
たものである。この吸着パッド2105には、シリコン
基板2101を吸着する面に溝が設けられている。この
溝内の空間を吸引孔2110及び減圧ライン2121を
介してポンプ2120により減圧することにより、シリ
コン基板2101を吸着パッド2105に吸着させるこ
とができる。吸引孔2110は、吸着パッド2105の
溝の数個所に連結しても良い。吸着パッド2105の材
質としては耐HF性ののゴム等が好適である。
【0109】他の吸着機構として、ホルダ2102の開
口部2103に沿って二重の溝を設け、この二重の溝の
夫々にOリングをはめ込み、この2つのOリングの間の
空間を減吸引孔2110及び減圧ライン2121を介し
てポンプ2120により減圧することによってシリコン
基板2101を吸着し保持する機構が好適である。ま
た、他の吸着機構として、断面が凹型、U型その他の形
状を有する吸着パッドを開口部2103に沿って円環状
に配置し、この吸着パッドの開口部(例えば、凹型形状
の谷の部分)とシリコン基板2101により形成される
空洞部分をポンプ2120により減圧することによりシ
リコン基板2101を吸着する機構が好適である。
【0110】また、他の吸着機構として、ホルダ210
2の吸着面側に溝を設け、この溝をポンプ2120によ
り減圧することによりシリコン基板2101を吸着する
機構が好適である。ところで、シリコン基板2101の
表面側と裏面側とは、上記の如き吸着機構により完全に
分離されることが好ましいが、本発明の1つの実施の形
態は、必ずしも完全な分離を要求しない。例えば、シリ
コン基板2101を1または数箇所で支持し、シリコン
基板とホルダとが完全にシールされない吸着機構であっ
ても良い。
【0111】開口部2103の形状は、シリコン基板2
101の裏面がHF溶液2115と接触する部分の形状
と略一致するが、この開口部2103の大きさは、ある
程度シリコン基板2101より小さくても良い。例え
ば、シリコン基板2101の直径に対して約60mm小
さい開口径、すなわち、シリコン基板2101がHF溶
液2115と接触しない領域がシリコン基板2101の
エッジから約30mmとなる開口径であっても、シリコ
ン基板2101が化成される厚みは、その中心部からエ
ッジまで略一定となることを本発明者等は確認してい
る。
【0112】したがって、例えば、開口部2103の径
が90mmのホルダ2102であれば、直径が100m
m(4インチ)、125mm(5インチ)、150mm
(6インチ)のシリコン基板のいずれをも取り扱うこと
ができ、陽極化成処理した結果物の分布は全ての直径の
シリコン基板において良好であり、その品質も同等にな
る。
【0113】ただし、直径が100mm(4インチ)の
シリコン基板を吸着する場合、オリエンテーション・フ
ラットの部分を完全にシールするためのマージンや吸着
の際のずれを許容するためのマージン等を考量すると、
開口部2103の直径は、90mm以下であることが好
ましい。しかしながら、開口部2103の直径を90m
m以下にすると、直径が150mm(6インチ)のシリ
コン基板を吸着パッド2105に吸着させて陽極化成処
理した場合に、形成される多孔質膜を均一化することが
困難になる。
【0114】さらに、直径が200mm(8インチ)の
シリコン基板を吸着パッド2105に吸着させて陽極化
成処理する場合には、当該シリコン基板の直径と開口部
2103の直径との差が60mmを大幅に越えるため、
形成される多孔質膜を均一化することが一層困難にな
る。この実施の形態は、開口部2103の直径よりも一
定値以上大きい直径を有するシリコン基板に関しても良
好に陽極化成処理するために、吸着パッド2108を設
けている。この吸着パッド2108は、直径が異なる以
外は吸着パッド2105と実質的に同様の構成を有し、
吸引孔2111及び減圧ライン2122を介してポンプ
2120により、溝内の空間を減圧することによりシリ
コン基板を吸着することができる。
【0115】この吸着パッド2108が設けられたホル
ダ表面2107は、吸着パッド2105が設けられた中
間面2104との間に段差を有する。このような段差を
設けることにより、直径が大きなシリコン基板(例え
ば、200mm)を陽極化成処理する場合においても、
当該シリコン基板の裏面にHF溶液2114を接触させ
る面積を飛躍的に大きくすることができる。したがっ
て、形成される多硬質膜を均一化することができる。
【0116】良好な分布の多孔質膜を得るためには、吸
着面2104と吸着面2107との段差を5mm以上に
することが好ましい。ただし、この段差が5mm未満の
場合であっても、例えば、処理の際に発生するH2ガス
を除去し、吸着パッド2108により吸着されたシリコ
ン基板の裏面にHF溶液2115を十分に供給するため
の手段を設けることにより、良好な分布の多孔質膜を得
ることができる。その一例を挙げると、中間面2104
にホルダ2102を貫通するような複数の孔を設け、こ
の孔を介して、シリコン基板の裏面からH2ガスを除去
することが好適である。なお、この場合、吸着パッド2
105によりシリコン基板を吸着して陽極化成処理を施
す際には、上記の穴を塞ぐことが好ましい。
【0117】他の構成要素を説明すると、2109aは
マイナス電極、2109bはプラス電極であり、夫々化
学的に安定な白金材料で形成することが好ましい。21
12及び2113は、夫々減圧ライン2121及び21
22に設けられたストップバルブであり、このストップ
バルブ2112及び2113を制御することによりシリ
コン基板の吸着を制御することができる。2114は、
マニホールドである。2115は、HF溶液であり、反
応生成物であるH2等の気泡をシリコン基板表面から直
ちに除去するために、必要に応じてエタノール等のアル
コールを混入しても良い。図中の矢印2117は、電界
の方向を示している。2118は、化成処理されたシリ
コン基板2101の断面を拡大したものであり、シリコ
ン基板表面から多孔質化が進んでいる様子を示してい
る。
【0118】なお、図20に示す実施の形態は、2つの
吸着面を備えたものであるが、3以上の吸着面を備えて
も良く、この場合、さらに多様なサイズのシリコン基板
を取り扱うことが可能になる。本発明の好適な実施の形
態に拠れば、基板の保持機構を改善することにより、大
量生産向きで且つ多様なサイズの基板の処理に好適な陽
極化成装置を提供することができる。
【0119】具体的には、処理する基板をホルダに固定
するには、基板の裏面をホルダの吸着面に押し当てて吸
着させれば良いため、基板の取り扱いが容易になる。ま
た、処理する基板のサイズに応じて、最適な吸着機構を
選択してホルダに固定することができるため、基板のサ
イズに拘わらず、均一な多孔質膜を形成することができ
る。例えば、1つのホルダを用意するだけで、4インチ
またはそれ以下のサイズの基板から12インチまたはそ
れ以上のサイズの基板までを適切に処理することができ
る。
【0120】また、例えば、ホルダの各吸着機構の径
を、対応する基板の径より十分に小さくすることによっ
て、吸着すべき基板のオリエンテーション・フラットの
位置を制限することがなくなり、また、基板の中心位置
がホルダの中心位置から若干外れても良くなる。また、
基板を保持する動作が簡略化されるため、陽極化成処理
の自動化が容易になる。
【0121】以下に、本実施の形態の発明の好適な構成
例を列挙して説明する。
【0122】
【第1の構成例】図21Aは、本実施の形態の第1の構
成例に係るホルダの正面図、図21Bは、図21Aに示
すホルダを縦方向に切断した断面図である。2201
は、化成処理を施す4インチまたは5インチのシリコン
基板である。2202は、四フッ化エチレン樹脂(商品
名:テフロン)製のホルダであり、中心に直径75mm
の円形の開口部2203が設けられている。
【0123】このホルダ2202は、4インチのシリコ
ン基板2201を吸着して保持するための中間面220
4と、6インチ以上のシリコン基板2210を吸着して
保持するためのホルダ表面2207とを有する。中間面
2204は、ホルダ表面2207から開口部2203に
向かって段差をなすように形成されている。この段差
は、シリコン基板2210を化成処理する際に発生する
2ガスを除去し、その裏面にHF溶液が十分に供給さ
れるようにすべく5mm以上にすることが好ましい。ま
た、中間面2204の外周は、開口部2203と略同心
円をなすことが好ましい。この構成例においては、中間
2204の外径は130mmとしている。
【0124】中間面2204には、開口部2203の縁
に沿って円形状の二重の溝が形成されており、夫々の溝
にはフッ素樹脂系であるパーフルオロエチレン製のOリ
ング2205a,2205bがはめ込まれている。外側
のOリング2205aの内径は92mm、内側のOリン
グ2205bの内径は79mmであり、各Oリング断面
の直径は共に2.5mmである。
【0125】外側のOリング2205aと内側のOリン
グ2205bの間には、両Oリングとシリコン基板22
01とで構成される空間を減圧するための吸引孔220
6が設けられている。この吸引孔2206は、ホルダ2
202の上部に向かって貫通している。シリコン基板2
201を吸着する際は、吸引孔2206に減圧ラインを
介して接続された不図示のポンプによりOリング間の空
間を減圧すれば良い。
【0126】4インチのシリコン基板2201は、直径
が100mmであるから、シリコン基板2201の中心
と開口部2203の中心とが略一致していれば、オリエ
ンテーション・フラットの位置はどの方向であっても良
い。したがって、シリコン基板2201をホルダ220
2に吸着させる場合に、オリエンテーション・フラット
の位置を考慮することを要しない。また、5インチのシ
リコン基板2201についても同様である。
【0127】また、ホルダ表面2207には、中間面2
204の外周に沿って円形状の二重の溝が形成されてお
り、夫々の溝にはフッ素樹脂系であるパーフルオロエチ
レン製のOリング2208a,2208bがはめ込まれ
ている。外側のOリング2208aの内径は141m
m、内側のOリング2208bの内径は133mmであ
り、各Oリング断面の直径は共に2.5mmである。
【0128】外側のOリング2208aと内側のOリン
グ2208bの間には、両Oリングとシリコン基板22
10とで構成される空間を減圧するための吸引孔220
9が設けられている。この吸引孔2209は、ホルダ2
202の上部に向かって貫通している。シリコン基板2
210を吸着する際は、吸引孔2209に減圧ラインを
介して接続された不図示のポンプによりOリング間の空
間を減圧すれば良い。
【0129】6インチのシリコン基板2210は、直径
が150mmであるから、シリコン基板2210の中心
と開口部2203の中心とが略一致していれば、オリエ
ンテーション・フラットの位置はどの方向であっても良
い。したがって、シリコン基板2210をホルダ220
2に吸着させる場合に、オリエンテーション・フラット
の位置を考慮することを要しない。また、6インチ以上
のシリコン基板2210についても同様である。
【0130】このホルダ2202は、4インチ(または
5インチ)のシリコン基板2201と6インチ以上のシ
リコン基板2210の両方に使用することができるが、
勿論両シリコン基板を一度に吸着して陽極化成処理を行
うのではなく、一度の処理においては、いずれかのシリ
コン基板のみを取り扱う。なお、ホルダ2202の各部
の寸法は、処理対象とするシリコン基板のサイズに応じ
て適宜変更し得る。
【0131】シリコン基板に実際に化成処理を施すに
は、シリコン基板を吸着したホルダ2202を陽極化成
槽にセットする。図22は、ホルダ2202を陽極化成
槽にセットする様子を示す図である。なお、ホルダ22
02と陽極化成槽2211は、一体化されたものであっ
ても良い。陽極化成槽2211は、ホルダ2202と同
様に四フッ化エチレン樹脂で構成されており、その両側
に白金電極2213a、2213bが取り付けられてい
る。また、陽極化成槽2211の中ほどには、ホルダ2
202を保持するためのホルダ溝2212が設けられて
いる。シリコン基板を吸着したホルダ2202をこのホ
ルダ溝2212に対してはめ込むことにより、陽極化成
槽2211は左右に二分され、槽内に満たされているH
F溶液2214が分離される。
【0132】この状態で、白金電極2213aをマイナ
ス、白金電極2213bをプラスとして直流電圧を印加
すると、シリコン基板の表面領域の全面と、裏面のうち
外側のOリング2205aより外側の部分(裏面周辺
部)が陽極化成される。これにより、シリコン基板22
01の表面全体と裏面周辺部に亘って多孔質シリコン層
を形成することができる。
【0133】図23は、複数のホルダ2202を保持可
能な陽極化成槽の一例を示す断面図である。図23に示
すように、陽極化成槽2211’に複数のホルダ溝22
12を設けて、複数のホルダ2202を保持可能な構成
とすることにより、より生産性を向上させることができ
る。なお、ここで示す陽極化成槽の一例は、ホルダを直
列に配置するものであるが、並列に配置するものでも良
いし、マトリックス状に配置するものでも良い。また、
ホルダ2202と陽極化成槽2211’は、一体化され
たものであっても良い。
【0134】次に、ホルダ2202にシリコン基板を自
動的に着脱するウェハ搬送ロボットの一例を説明する。
図24は、本構成例に係るホルダに好適な枚葉式ウェハ
搬送ロボットの構成を模式的に示す図である。このウェ
ハ搬送ロボットは、2つのウェハ搬送ロボット1307
及び1330を組合わせてなる。
【0135】第1のウェハ搬送ロボット1307は、シ
リコン基板2220の裏面を真空吸着して、矢印aに示
すように、ホルダ2202の前面付近まで搬送して、第
2搬送ロボット1330に引き渡す。第2のウェハ搬送
ロボット1330がシリコン基板2220を真空吸着す
ると、第1のウェハ搬送ロボット1307は、一旦上方
に移動した後に、矢印aの逆方向に移動し、陽極化成槽
2211’から離れる。
【0136】第2搬送ロボット1330は、シリコン基
板2220の裏面を真空吸着すると、矢印bに示すよう
に、シリコン基板220を搬送する。この際、シリコン
基板2220のサイズによって第2の搬送ロボット13
30の動作は異なる。すなわち、シリコン基板2220
のサイズが4インチ(または5インチ)の場合には、第
2の搬送ロボット1330は、シリコン基板2220を
Oリング2205の位置まで搬送する。一方、シリコン
基板2220のサイズが6インチ(またはそれ以上)の
場合には、第2のウェハ搬送ロボット1330は、シリ
コン基板2220をOリング2208の位置まで搬送す
る。
【0137】シリコン基板2220が、Oリング220
5または2208と接触する位置まで搬送され、Oリン
グ2205または2208により吸着されると、第2の
ウェハ搬送ロボッ1330は、シリコン基板2220を
開放した後、さらにb方向に移動し、次いで、矢印cに
示すように上方に移動して陽極化成槽2211’から離
れる。
【0138】なお、第2のウェハ搬送ロボット1330
は、シリコン基板2220を搬送するのに先立って、矢
印c及びbを逆方向に辿って、シリコン基板2220を
真空吸着する位置(図示の位置)に移動する。以上のよ
うな動作を行うウェハ搬送ロボットを装備することによ
り、陽極化成処理の自動化が可能になる。
【0139】
【第2の構成例】図25は、本実施の形態の第2の構成
例に係るホルダの断面図である。このホルダ2303
は、例えば、第1の構成例に係る陽極化成槽2211ま
たは2211’と組合わせて使用することができる。ま
た、シリコン基板の着脱には、図24に示す枚葉式ウェ
ハ搬送ロボットが好適である。
【0140】この構成例に係るホルダ2303は、第1
の構成例に係るホルダにおける二重のOリングを他の吸
着機構によって置換したものであって、4インチ(また
は5インチ)のシリコン基板2301を吸着するための
吸着機構と、6インチ以上のシリコン基板2302を吸
着するための吸着機構とを有する。この構成例において
は、シリコン基板の吸着機構として、断面がU型で全体
が円環状の吸着パッド2305及び2306を採用して
いる。
【0141】この吸着パッド2305、2306の一部
には、夫々減圧ライン2307、2308に通じる吸引
孔2312、2313が設けられている。減圧ライン2
307、2308の先には、夫々ストップバルブ230
9、2310が設けられ、さらに、その先にはマニホー
ルド2311が設けられ、そのマニホールド2311に
より2本の減圧ラインが1本にまとめられている。シリ
コン基板2301、2302を吸着するには、夫々スト
ップバルブ2309、2310を開放すれば良い。
【0142】この構成例のように、吸着機構として、断
面がU型の吸着パッドを採用すると、第1の構成例に比
べ、シリコン基板との接触部分の自由度が大きいため、
シリコン基板を接触部分に精度良く搬送する必要がなく
なる。
【0143】
【第3の構成例】図26は、本実施の形態の第3の構成
例に係るホルダの断面図である。このホルダ2303’
は、例えば、第1の構成例に係る陽極化成槽2211ま
たは2211’と組合わせて使用することができる。ま
た、シリコン基板の着脱には、図24に示す枚葉式ウェ
ハ搬送ロボットが好適である。
【0144】この構成例に係るホルダ2303’は、第
2の構成例に係るホルダ2303における吸着パッド2
305及び2306を他の吸着機構、すなわち、断面が
凹型の吸着パッド2305’及び2306’によって置
換するものである。なお、図25と同様の構成部材に関
しては同一の符号を付し、説明を省略する。この構成例
のように、吸着機構として、断面が凹型の吸着パッドを
採用すると、第2の構成例と同様に、シリコン基板との
接触部分の自由度が大きいため、シリコン基板を接触部
分に精度良く搬送する必要がなくなる。
【0145】
【第4の構成例】図27は、本実施の形態の第4の構成
例に係るホルダの断面図である。このホルダ2403
は、例えば、第1の構成例に係る陽極化成槽2211ま
たは2211’と組合わせて使用することができる。ま
た、シリコン基板の着脱には、図24に示す枚葉式ウェ
ハ搬送ロボットが好適である。
【0146】この構成例に係るホルダ2403は、第1
の構成例に係るホルダにおける二重のOリングを他の吸
着機構によって置換したものであって、4インチ(また
は5インチ)のシリコン基板2401を吸着するための
吸着機構と、6インチ以上のシリコン基板2402を吸
着するための吸着機構とを有する。この構成例において
は、シリコン基板の吸着機構として、断面が矩形で且つ
全体が円環状の吸着パッド2405及び2406を採用
している。
【0147】この吸着パッド2405、2406には、
夫々シリコン基板2401、2402を吸着するための
溝が設けられている。そして、各溝には、減圧ライン2
411,2412に通じる吸引孔2407、2408が
設けられている。減圧ライン2411、2412には、
夫々ストップバルブ2409、2410が設けられ、さ
らに、その先にはマニホールド2413が設けられ、そ
のマニホールド2413により2本の減圧ラインが1本
にまとめられている。シリコン基板2401、2402
を吸着するには、夫々ストップバルブ2409、241
0を開放すれば良い。
【0148】この構成例に係るホルダ2403を陽極化
成槽2211または2211’と組合わせて使用し、シ
リコン基板に陽極化成処理を施すと、シリコン基板の表
面だけが陽極化成され、裏面は陽極化成されない。これ
は、吸着パッド2405または2406がシリコン基板
2401または2402の裏面と密着するために、Oリ
ング等の吸着機構を用いた場合のようにシリコン基板の
表面側のHF溶液がシリコン基板の裏面に回り込むこと
がないからである。すなわち、このホルダ2403を用
いて陽極化成処理を行うと、シリコン基板の表面だけが
多孔質化され、裏面は多孔質化されないため、有効領域
(例えば、SOI基板を作成する際に利用できる領域)
を拡大することができる。
【0149】
【第5の構成例】図28は、本実施の形態の第5の構成
例に係るホルダの断面図である。このホルダ2505
は、例えば、第1の構成例に係る陽極化成槽2211ま
たは2211’と組合わせて使用することができる。ま
た、シリコン基板の着脱には、図24に示す枚葉式ウェ
ハ搬送ロボットが好適である。
【0150】この構成例に係るホルダ2505は、様々
なサイズのシリコン基板に対応すべく、複数の吸着機構
を備えており、ホルダ本体の表面側より裏面側に向かっ
て階段状にくり貫いた形状を有するホルダ本体の各段
(中間面)にシリコン基板の吸着機構を有する。250
5は、シリコン基板を支持するためのホルダであり、耐
HF性の材質である四フッ化エチレン樹脂(商品名:テ
フロン)などにより構成される。ホルダ2505は、そ
の表面側から裏面側に向かって、12インチ基板用、8
インチ基板用、6インチ基板用、5インチ基板用(4イ
ンチ基板と兼用)の吸着機構を、順にホルダ表面252
4、中間面2523、中間面2522、中間面2521
に備えている。なお、12インチを越えるシリコン基板
を保持するために、さらに段数(吸着機構)を増やして
も良いし、不要な中間面を削除しても良い。
【0151】図示の例は、吸着機構として、二重のOリ
ング2507、2508、2509、2510を採用し
たものであるが、上記の第2乃至第4の構成例の如き吸
着機構を備えることも有効である。この構成例において
は、8インチ基板用の中間面2523の外径を280m
m、6インチ基板用の中間面2522の外径を180m
m、4インチ基板用(5インチ基板と兼用)の中間面2
521の外径を130mm、開口部2506の直径を7
5mmとしているが、他の寸法にしても良い。
【0152】各サイズのシリコン基板に関して、良好な
分布の多孔質膜を得るためには、各吸着面間の段差を5
mm以上にすることが好ましい。ただし、この段差が5
mm未満の場合であっても、例えば、処理の際に発生す
るH2ガスを除去し、処理するシリコン基板の裏面にH
F溶液を十分に供給するための手段を設けることによ
り、良好な分布の多孔質膜を得ることができる。その一
例を挙げると、各吸着面2521〜2523に、ホルダ
2505を貫通するような孔2531〜2533を夫々
複数設け、この孔2531〜2533を介して、シリコ
ン基板の裏面からH2ガスを除去することが好適であ
る。なお、この場合、シリコン基板の表面側と裏面側と
の間でHF溶液が移動することを防ぐために、処理する
シリコン基板のサイズに応じて孔を塞ぐことが好まし
い。例えば、シリコン基板2503を処理する場合に
は、孔2533の存在は好ましくないため、この孔25
33を塞ぐことが好ましい。また、他の例を挙げると、
中間面のうち吸着機構であるOリングを支持する部分以
外をホルダ2505の裏面側に窪ませて、シリコン基板
の裏面の空間を拡大することも好適である。
【0153】各Oリング2507〜2510について、
夫々二重のOリング間の空間を減圧するための吸引孔2
511〜2514が形成され、ホルダ2505の上方に
おいて夫々減圧ライン2541〜2544に接続されて
いる。減圧ライン2541〜2544は、ストップバル
ブ2515〜2518に接続され、その先でマニホール
ド2519に接続され、4本の減圧ラインが1本にまと
められている。シリコン基板2501〜2504を吸着
するには、夫々ストップバルブ2515〜2518を開
放すれば良い。
【0154】この構成例に拠れば、複数の吸着機構を設
けることにより、広範なサイズのシリコン基板を取り扱
うことができる。なお、上記の種々の実施例において、
複数のホルダを有する陽極化成槽により陽極化成処理を
行う場合、サイズの異なるシリコン基板を同時に取り扱
っても良い。この場合、処理するシリコン基板のサイズ
に応じて各ホルダのストップバルブを独立に制御するこ
とになる。例えば、4インチのシリコン基板と6インチ
のシリコン基板を同時に処理する場合、4インチのシリ
コン基板を処理するホルダに関しては4インチ用のスト
ップバルブを制御することによりシリコン基板の着脱を
行ない、6インチのシリコン基板を処理するホルダに関
しては6インチ用のストップバルブを制御することによ
りシリコン基板の着脱を行う。
【0155】
【第6の構成例】この構成例は、第1の構成例に係る陽
極化成槽2211’、第1のウェハ搬送ロボット130
7、第2のウェハ搬送ロボット1330を備えた自動陽
極化成槽を提供する。図29は、自動陽極化成装置の概
略平面図である。この例においては、陽極化成槽221
1’には25個のホルダ2202が備えられており、2
5枚のウェハを一括して処理する能力を有する。
【0156】1301は、自動陽極化成装置の本体であ
る。この陽極化成装置は、例えば、コンピュータにより
その動作が制御される。1302はローダであり、ウェ
ハキャリアが置かれると、第1のウェハ搬送ロボット1
307がウェハを吸着できる位置までそのウェハキャリ
アを移動させる機能を有する。図30は、ウェハキャリ
アに収容されたウェハを陽極化成槽2211’にセット
する手順を説明するための図である。作業者がウェハキ
ャリア1312をローダ1302のステージ1302a
に載置すると、ウェハキャリア1312は、コンピュー
タ制御の下、自動的にステージ1302bに搬送され、
さらに、ステージ1302cに搬送される。次いで、ス
テージ1302c上のウェハキャリア1312の下方か
ら、ウェハ保持用の溝の付いたボード1311が、ウェ
ハキャリア1311の下部の窓(開口部)を通して上昇
する。その結果、ウェハキャリア1312内に収容され
た全ウェハがボード1311の溝によって保持されて、
ウェハキャリア1312の上方に押し上げられる(図3
0に示す状態)。
【0157】この状態で、第1のウェハ搬送ロボット1
307が端から順にウェハを真空吸着し、矢印dに示す
ように陽極化成槽2211’内の該当するホルダ220
2の前面まで搬送する。このとき、第2のウェハ搬送ロ
ボット1330は、ウェハを受け取る位置まで移動して
待機しており、搬送されてきたウェハを吸着して、該ウ
ェハを該当するホルダのOリングに接触する位置まで搬
送する。
【0158】この状態で、コンピュータ制御の下、該当
するストップバルブを開放することにより、ウェハを吸
着することができる。ウェハが吸着されると、第2のウ
ェハ搬送ロボット1330は、そのウェハを放し、次の
ウェハをセットする準備をする。以上の手順を繰り返す
ことにより、ボード1311上の全ウェハが陽極化成槽
2211’のホルダ2202にセットされる。
【0159】次いで、コンピュータ制御の下、陽極化成
槽2211’の両端に設けられた白金電極2213aと
2213bとの間に直流電圧が印加され、陽極化成処理
が行われる。次いで、陽極化成処理が完了したウェハは
純水で洗浄される。図15Aは、陽極化成処理が完了し
たウェハを水洗槽に搬送し、洗浄を行う手順を説明する
ための図である。図15Bは、図15Aに示す水洗槽内
におけるボード及びウェハキャリアの配置を示す平面図
である。また、図15Cは、洗浄が完了したウェハをウ
ェハキャリアに収容して水洗槽から取り出す手順を説明
するための図である。
【0160】陽極化成処理が完了したウェハは、第2の
ウェハ搬送ロボット1330によりOリングから引き離
され、第1のウェハ搬送ロボット1307に引き渡され
る。そして、第1の搬送ロボット1307は、矢印e
(図30参照)に示すように第2のウェハ搬送ロボット
1330を跨ぐようにして、ウェハを水洗槽1304の
上部まで搬送し、次いで、該ウェハを水洗槽1304内
の純粋中に沈める。水洗槽1304内には、ウェハ保持
用の25本の溝を有するボード1314が固定されお
り、ウェハは、この溝に順にセットされる。
【0161】水洗槽1304内には、予めウェハキャリ
ア1313が沈められている。このウェハキャリア13
13は、上方に移動した際に、ボード1314の溝によ
って保持されている全ウェハをすくい上げるようにして
受け取ることができる形状を有する。また、ウェハキャ
リア1313は、ボード1314上のウェハをすくい上
げる際に、ボード1314を通過させるための開口部1
313aを有する。
【0162】ウェハの洗浄が完了すると、図15Cに示
すように、キャリア搬送ロボット1308は、ウエハキ
ャリア1313を上方に持ち上げて、ボード1314上
の全ウェハをウェハキャリア1313内に収容して、ス
ピンドライヤ1305上のキャリア受取部1305aま
で搬送する。このキャリア受取部1305aには、ウェ
ハの面がキャリア搬送ロボット1308の移動方向に対
して垂直な方向に沿うようにウェハが並べられた状態で
ウェハキャリア1313が載置される。この状態は、ウ
ェハキャリア1313をスピンドライヤ1305上で公
転させるのに好適である。
【0163】スピンドライヤ1305により乾燥された
ウェハは、ウェハキャリア1313に収容されたまま、
キャリア搬送ロボット1308によりアンローダ130
6のステージに搬送される。この一連の処理により、2
5枚の多孔質化されたウェハが得られる。ここで、第1
のウェハ搬送ロボット1307は、垂直軸1307aを
軸として上下方向に移動し、水平軸1350を軸として
水平方向に移動する。また、第2のウェハ搬送ロボット
1330は、垂直軸1330aを軸として上下方向に移
動し、水平軸1351を軸として水平方向に移動する。
また、キャリア搬送ロボット1308は、垂直軸130
8aを軸として垂直方向に移動し、水平軸1350を軸
として水平方向に移動する。
【0164】次に、HF溶液の循環ろ過システムについ
て説明する。1309は、循環ろ過システムにおけるフ
ィルタ部であり、陽極化成槽2211’においてオバー
フローしたHF溶液を循環させ、フィルタレーションし
て再び陽極化成槽2211’に戻す機能を有する。この
循環ろ過システムは、陽極化成槽2211’内で発生し
たパーティクル等を除去する機能と、陽極化成反応で発
生し、ウェハ表面に付着したままの微小な気泡を効率よ
く除去する機能とを有する。
【0165】この自動陽極化成装置では、陽極化成槽2
211’、水洗槽1304、スピンドライヤ1305の
キャリア受取部1305aを平面図上で略直線上に配置
するとともに第1及び第2のウェハ搬送ロボット130
7及び1330及びキャリア搬送ロボット1308の移
動方向に対して垂直な方向にウェハの面が位置するよう
にした。このような構成とすることで、各工程(陽極化
成、洗浄、乾燥)間でウェハを搬送する効率が良くな
り、生産性を高めることができるとともに、上記のよう
にロボットの移動方向を2方向のみにすることが可能に
なり、構成を簡素化することができる。
【0166】上記の自動陽極化成装置において、ウェア
搬送ロボット1307及び1330の両者を同一の水平
軸を使って駆動する構成を採用することもできる。この
構成は、例えば、ウェハ搬送ロボット1307及び13
30の本体1307b及び1330bを一体化して双方
を水平軸1350を軸として水平方向に駆動すると共
に、ウェハ搬送ロボット1307の吸着部1307aを
昇降させる昇降機構と、ウェハ搬送ロボット1330の
吸着部1330aを水平軸1350の軸方向(水平方
向)に移動させる水平駆動機構とを設けることにより実
現することができる。
【0167】この構成において、ウェハを陽極化成槽2
211にセットするには、まず、ボード1311に保持
されたウェハをウェハ搬送ロボット1307の吸着部1
307aにより吸着して、図30の矢印dに示すように
陽極化成槽2211内の該当するホルダ2202の前面
まで搬送する。そして、ウェハ搬送ロボット1330の
吸着部1330aを前記水平駆動機構により図30の左
方向に移動させてウェハを吸着した後に、前記昇降機構
により吸着部1307aを上方に移動させる。その後、
ウェハがホルダ2202のOリングに接触する位置まで
前記水平駆動機構により吸着部1330aを図30の右
方向に移動させた状態で、ウェハをホルダ2202に吸
着させる。
【0168】一方、ウェハを陽極化成槽2211’から
水洗槽1304に移す場合には、吸着部1330aによ
りウェハの裏面を吸着した後、ホルダ2202のOリン
グによるウェハの吸着を解除し、吸着部1330aを図
30の左方向に移動させて、ウェハとホルダ2202と
の間に所定の間隔を設ける。そして、ウェハとホルダ2
202との間に、前記昇降機構により吸着部1307a
を下降させ、吸着部1307aによりウェハの裏面を吸
着した後に、吸着部1330aによる吸着を解除し、吸
着部1330aを前記水平駆動機構により図30の右方
向に移動させる。その後、一体化したウェハ搬送ロボッ
ト1307及び1330を図30の矢印eに示すように
して水洗槽1304に搬送する。
【0169】この構成によれば、陽極化成槽2211か
ら水洗槽1304にウェハを移す際に、図30の矢印e
のようにウェハ搬送ロボット1330を跨ぐようにして
ウェハ搬送ロボット1307を移動させる必要がなくな
り、一体化したウェハ搬送ロボット1307及び133
0を図30の矢印e’のように移動させることができ
る。したがって、ウェハの搬送経路を短くすることがで
きる。
【0170】
【第7の構成例】この構成例は、第6の構成例に係る自
動陽極化成装置を改良したものである。図31は、この
構成例に係る改良した自動陽極化成装置の概略平面図で
ある。この構成例に係る自動陽極化成装置は、キャリア
搬送ロボット1308により、洗浄が完了したウェハを
ウェハキャリア1313に収容して水洗槽1304から
スピンドライヤ1305上のキャリア受取部1305a
まで搬送した後に、キャリア搬送ロボット1308のア
ーム1308bを乾燥させるためのドライヤ1360を
有する。
【0171】アーム1308bを乾燥させる方式として
は、例えば、窒素ガスその他の気体をアーム1308b
に吹付ける方式が好適である。以下、この構成例に係る
自動陽極化成装置によるウェハの処理手順を、第6の構
成例に係る自動陽極化成装置によるウェハの処理手順と
対比して説明する。第6の構成例に係る自動陽極化成装
置の場合と同様の手順を経て、水洗槽1304による洗
浄処理が完了したウェハは、キャリア搬送ロボット13
08により、ウェハキャリア1313に収容されてスピ
ンドライヤ1305上のキャリア受取部1305aまで
搬送される。
【0172】この搬送の際に、キャリア搬送ロボット1
308のアーム1308bに洗浄用の純水が付着する。
したがって、この純水が付着したキャリア搬送ロボット
1308により、スピンドライヤ1305による乾燥処
理が完了したウェハキャリア1313をアンローダ13
06に搬送すると、乾燥後のウェハに再び純水が付着す
る可能性がある。
【0173】そこで、この構成例に係る自動陽極化成装
置では、水洗槽1304からスピンドライヤ1305に
ウェハキャリア1313を搬送した後に、アーム130
8bがドライヤ1360上に位置するようにキャリア搬
送ロボット1308を移動させて、このドライヤ136
0により、例えば窒素ガスを吹付けることによりアーム
1308bを乾燥させる。
【0174】そして、ドライヤ1360によりアーム1
308bが乾燥され、かつ、スピンドライヤ1305に
よりウェハ及びウェハキャリア1313が乾燥された後
に、搬送ロボット1308は、そのアーム1308bに
よりウェハキャリア1313を掴んで、アンローダ13
06のステージに搬送する。上記の実施の形態に拠れ
ば、基板の支持方法を改善することにより、陽極化成処
理を効率化することができると共に処理可能な基板のサ
イズを多様化することができる。
【0175】
【第3の実施の形態】この実施の形態は、上記の第1又
は第2の実施の形態に係る装置を工程の一部に用いて半
導体基体を製造する方法を提供する。図32は、半導体
基体の製造方法を示す工程図である。概略的に説明する
と、この製造方法は、単結晶シリコン基板に多孔質シリ
コン層を形成し、該多孔質シリコン層の上に非多孔質層
を形成し、その上に好ましくは絶縁膜を形成した第1の
基板と、別途用意した第2の基板とを、該絶縁膜を挟む
ようにして張り合わせた後に、第1の基板の裏面から単
結晶シリコン基板を除去し、さらに多孔質シリコン層を
エッチングして半導体基板を製造するものである。
【0176】以下、図32を参照しながら半導体基体の
具体的な製造方法を説明する。先ず、第1の基板を形成
するための単結晶Si基板51を用意して、その主表面
上に多孔質Si層52を形成する(図32(a)参
照)。この多孔質Si層52は、単結晶基板51の主表
面を上記の第1又は第2の実施の形態に係る陽極化成装
置により処理することにより形成することができる。
【0177】次いで、多孔質Si層52の上に少なくと
も一層の非多孔質層53を形成する(図32(b)参
照)。非多孔質層53としては、例えば、単結晶Si
層、多結晶Si層、非晶質Si層、金属膜層、化合物半
導体層、超伝導体層等が好適である。また、非多孔質層
53には、MOSFET等の素子を形成しても良い。非
多孔質層53の上には、SiO2層54を形成し、これ
を第1の基板とすることが好ましい(図32(c)参
照)。このSiO2層54は、後続の工程で第1の基板
と第2の基板55とを貼り合わせた際に、その貼り合わ
せの界面の界面準位を活性層から離すことができるとい
う意味でも有用である。
【0178】次いで、SiO2層54を挟むようにし
て、第1の基板と第2の基板55とを室温で密着させる
(図32(d)参照)。その後、陽極接合処理、加圧処
理、あるいは必要に応じて熱処理を施すこと、あるいは
これらの処理を組合わせることにより、貼り合わせを強
固なものにしても良い。非多孔質層53として、単結晶
Si層を形成した場合には、該単結晶Si層の表面に熱
酸化等の方法によってSiO2層54を形成した後に第
2の基板55と貼り合わせることが好ましい。
【0179】第2の基板55としては、Si基板、Si
基板上にSiO2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55は、貼り合わせ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良い。なお、
図32(d)は、SiO2層54を介して第1の基板と
第2の基板とを貼り合わせた状態を示しているが、この
SiO2層54は、非多孔質層53または第2の基板が
Siでない場合には設けなくても良い。
【0180】また、貼り合わせの際には、第1の基板と
第2の基板との間に絶縁性の薄板を挟んでも良い。次い
で、多孔質Si層52を境にして、第1の基板を第2の
基板より除去する(図32(e)参照)。除去の方法と
しては、研削、研磨或いはエッチング等による第1の方
法(第1の基板を廃棄)と、多孔質層52を境にして第
1の基板と第2の基板とを分離する第2の方法とがあ
る。第2の方法の場合、分離された第1の基板に残留し
た多孔質Siを除去し、必要に応じてその表面を平坦化
することにより再利用することができる。
【0181】次いで、多孔質Si層52を選択的にエッ
チングして除去する(図32(f)参照)。図32
(e)は、上記の製造方法により得られる半導体基板を
模式的に示している。この製造方法に拠れば、第2の基
板55の表面の全域に亘って、非多孔質層53(例え
ば、単結晶Si層)が平坦かつ均一に形成される。
【0182】例えば、第2の基板55として絶縁性の基
板を採用すると、上記製造方法によって得られる半導体
基板は、絶縁された電子素子の形成に極めて有用であ
る。本発明は、上記の実施の形態に記載された事項によ
って限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載さ
れた技術的思想の範囲内で様々な変形をなし得る。
【0183】
【発明の効果】本発明によれば、基板の支持方法を改善
することにより、陽極化成処理を効率化することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る陽極化成装置
の概略構成を示す断面図である。
【図2A】第1の実施の形態の第1の構成例に係るホル
ダの正面図である。
【図2B】第1の実施の形態の第1の構成例に係るホル
ダの断面図である。
【図3】ホルダを陽極化成槽にセットする様子を示す図
である。
【図4】複数のホルダを保持可能な陽極化成槽の一例を
示す断面図である。
【図5A】第1の実施の形態の第2の構成例に係るホル
ダの正面図である。
【図5B】第1の実施の形態の第2の構成例に係るホル
ダの断面図である。
【図6】シリコン基板をホルダにセットするためのウェ
ハ搬送ロボットを模式的に示す図である。
【図7】ホルダと一体化した陽極化成槽の構造を示す断
面図である。
【図8】第1の実施の形態の第3の構成例に係るホルダ
の断面図である。
【図9】第1の実施の形態の第4の構成例に係るホルダ
の断面図である。
【図10】第1の実施の形態の第5の構成例に係るホル
ダ及び陽極化成槽の概略断面図である。
【図11】第1の実施の形態の第5の構成例に係るホル
ダに好適な枚葉式のウェハ搬送ロボットの構成を模式的
に示す図である。
【図12A】第1の実施の形態の第6の構成例に係るホ
ルダの正面図である。
【図12B】第1の実施の形態の第6の構成例に係るホ
ルダの吸着部の構成例を示す図である。
【図13】第1の実施の形態に係る自動陽極化成装置の
1つの構成例を示す概略平面図である。
【図14】ウェハキャリアに収容されたウェハを陽極化
成槽にセットする手順を説明する図である。
【図15A】陽極化成処理が完了したウェハを水洗槽に
搬送して洗浄を行う手順を説明するための図である。
【図15B】水洗槽内におけるボード及びウェハキャリ
アの配置を示す平面図である。
【図15C】洗浄が完了したウェハをウェハキャリアに
収容して水洗槽から取り出す手順を説明するための図で
ある。
【図16】循環ろ過システムの具体的な構成例を示す概
略図である。
【図17】従来の陽極化成装置の構成を示す図である。
【図18】従来の陽極化成装置の構成を示す図である。
【図19】第1の実施の形態に係る自動陽極化成装置の
他の構成例を示す概略平面図である。
【図20】本発明の第2の実施の形態に係る陽極化成装
置の概略構成を示す断面図である。
【図21A】第2の実施の形態の第1の構成例に係るホ
ルダの正面図である。
【図21B】第2の実施の形態の第1の構成例に係るホ
ルダの断面図である。
【図22】ホルダを陽極化成槽にセットする様子を示す
図である。
【図23】複数のホルダを保持可能な陽極化成槽の一例
を示す断面図である。
【図24】枚葉式ウェハ搬送ロボットの構成を模式的に
示す図である。
【図25】第2の実施の形態の第2の構成例に係るホル
ダの断面図である。
【図26】第2の実施の形態の第3の構成例に係るホル
ダの断面図である。
【図27】第2の実施の形態の第4の構成例に係るホル
ダの断面図である。
【図28】第2の実施の形態の第5の構成例に係るホル
ダの断面図である。
【図29】第2の実施の形態に係る自動陽極化成装置の
1つの構成例を示す概略平面図である。
【図30】ウェハキャリアに収容されたウェハを陽極化
成槽にセットする手順を説明する図である。
【図31】第2の実施の形態に係る自動陽極化成装置の
他の構成例を示す概略平面図である。
【図32】半導体基体の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
101 シリコン基板 102 ホルダ 103 開口部 104 Oリング 105 吸引孔 106a,106b 白金電極 107 HF溶液 108 陽極化成槽 201 シリコン基板 202 ホルダ 203 開口部 204a,204b Oリング 205 吸引孔 206a,206b 白金電極 207 HF溶液 208,208’ 陽極化成槽 209 ホルダ溝 501 シリコン基板 502 ホルダ 503 開口部 504a,504b Oリング 505 吸引孔 506a,506b 白金電極 507 HF溶液 508 陽極化成槽 510 挟持部 515 突出部 801 シリコン基板 802 ホルダ 803 開口部 804 吸着パッド 901 シリコン基板 902 ホルダ 903 開口部 904 吸着パッド 1001 シリコン基板 1002 ホルダ 1003 開口部 1004 吸着パッド 1004a 溝 1005 吸引孔 1006a,1006b 白金電極 1007 HF溶液 1008 陽極化成槽 1101 第1の搬送ロボット 1102 第2の搬送ロボット 1201 シリコン基板 1202 ホルダ 1203 開口部 1204 Oリング 1205 吸引孔 1210 シール部材 1301 自動陽極化成装置 1302 ローダ 1302a,1302b,1302c ステージ 1303 陽極化成槽 1303a ホルダ 1303b,1303c 白金電極 1304 水洗槽 1305 スピンドライヤ 1306 アンローダ 1307 枚葉式ウェハ搬送ロボット 1307a 垂直軸 1307b 本体 1307c 1308 キャリア搬送ロボット 1308a 垂直軸 1308b アーム 1309 フィルタ部 1311 ボード 1312,1313 ウェハキャリア 1314 ボード 1315 ポンプ 1316 フィルタ 1317 マニホールド 1318 オーバフロー槽 1319 貯留タンク 1320 移送管 1330 枚葉式ウェハ搬送ロボット 1350 水平軸 1360 ドライヤ 1701 シリコン基板 1702 金属電極 1703 HF溶液 1704 Oリング 1705 陽極化成槽 1706 対向電極 1801 シリコン基板 1802a,1802b 陽極化成槽 1803a,1803b 白金電極 1804a,1804b Oリング 1805a,1805b HF溶液 2101 シリコン基板 2102 ホルダ 2103 開口部 2104 中間面 2105 吸着パッド 2107 ホルダ表面 2108 吸着パッド 2109a マイナス電極 2109b プラス電極 2110,2111 吸引孔 2112,2113 ストップバルブ 2120 ポンプ 2121,2122 減圧ライン 2201 シリコン基板 2202 ホルダ 2203 開口部 2204 中間面 2205,2205a,2205b Oリング 2206 吸引孔 2207 ホルダ表面 2208,2208a,2208b Oリング 2209 吸引孔 2211 陽極化成槽 2211’陽極化成槽 2212 ホルダ溝 2213a,2213b 白金電極 2214 HF溶液 2220 シリコン基板 2301,2302 シリコン基板 2303,2303’ ホルダ 2304 開口部 2305,2306,2305’,2306’ 吸着パ
ッド 2307,2308 減圧ライン 2309,2310 ストップバルブ 2311 マニホールド 2401,2402 シリコン基板 2403 ホルダ 2404 開口部 2405,2406 吸着パッド 2407,2408 吸引孔 2409,2410 ストップバルブ 2411,2412 減圧ライン 2413 マニホールド 2501〜2504 シリコン基板 2505 ホルダ 2506 開口部 2507〜2510 Oリング 2511〜2514 吸引孔 2515〜2518 ストップバルブ 2531〜2533 孔 2541〜2544 減圧ライン 2519 マニホールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−129221(JP,A) 特開 平6−120206(JP,A) 特開 平4−186818(JP,A) 特開 平8−37173(JP,A) 特開 平4−372129(JP,A) 特開 平7−176507(JP,A) 特開 平5−217990(JP,A) 特開 平5−198556(JP,A) 実開 昭63−169286(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3063 H01L 21/304 648 H01L 21/68

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解質溶液中で基板に陽極化成処理を施
    す陽極化成装置であって、 対向する一対の電極と、 基板の周辺部に沿うように配置された略円環状の吸着部
    を有し、該吸着部により該基板の裏面の一部を吸着して
    前記一対の電極の間に保持する保持部と、 を備え、 前記保持部は、該基板の裏面に電解質溶液を接触させる
    ための穴を有し、 前記吸着部は、断面形状が凹型またはU型の吸着パッド
    と、該吸着パッドの谷部の空間を減圧して該基板を吸着
    するための吸引孔とを有 することを特徴とする陽極化成
    装置。
  2. 【請求項2】 前記吸着部は、保持する基板の表面側の
    電解質溶液が該基板の裏面側に回り込むことを防止する
    ように該基板と密着することを特徴とする請求項1に記
    載の陽極化成装置。
  3. 【請求項3】 前記保持部を複数備えたことを特徴とす
    る請求項1または請求項2に記載の陽極化成装置。
  4. 【請求項4】 電解質溶液中で陽極化成処理を施す基板
    を保持するための基板ホルダであって、本体、 基板の裏面の一部を吸着するために該基板の周辺部に沿
    うように配置された吸着部と、 該基板の裏面に電解質溶液を接触させるための穴と、 を有し、前記吸着部は、断面形状が凹型またはU型の吸着パッド
    と、該吸着パッドの谷部の空間を減圧して該基板を吸着
    するための吸引孔とを有する ことを特徴とする基板ホル
    ダ。
  5. 【請求項5】 前記吸着部は、保持する基板の表面側の
    電解質溶液が該基板の裏面側に回り込むことを防止する
    ように該基板と密着することを特徴とする請求項に記
    載の基板ホルダ。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項のいずれか1項に
    記載の陽極化成装置と、陽極化成処理を施した基板を洗
    浄する洗浄装置と、洗浄した基板を乾燥させる乾燥装置
    と、各装置間で基板を搬送する搬送装置とを備えること
    を特徴とする陽極化成システム。
  7. 【請求項7】 前記乾燥装置は、洗浄した基板を受け取
    る受取部を有し、前記陽極化成装置、前記洗浄装置及び
    前記受取部は、略直線上に配置されていることを特徴と
    する請求項に記載の陽極化成システム。
  8. 【請求項8】 前記乾燥装置は、洗浄した基板を受け取
    る受取部を有し、前記陽極化成装置、前記洗浄装置及び
    前記受取部は、略直線上に配置され、前記搬送装置は、
    前記直線に対して垂直方向に前記基板の面が沿う状態で
    前記基板を搬送することを特徴とする請求項に記載の
    陽極化成システム。
  9. 【請求項9】 前記搬送装置は、前記陽極化成装置から
    前記洗浄装置に前記基板を搬送する第1の搬送ロボット
    と、前記洗浄装置から前記乾燥装置の受取部に、前記基
    板を収容したキャリアを搬送する第2のロボットとを有
    することを特徴とする請求項に記載の陽極化成システ
    ム。
  10. 【請求項10】 前記第1の搬送ロボットと第2の搬送
    ロボットは、それぞれ前記基板若しくは前記キャリアを
    搬送するための駆動軸として、前記基板若しくは前記キ
    ャリアを各装置の上方に移動させるための第1の駆動軸
    と、前記基板若しくは前記キャリアを前記直線上を移動
    させるための第2の駆動軸のみを有することを特徴とす
    る請求項に記載の陽極化成システム。
  11. 【請求項11】 半導体基板に処理を施す半導体処理シ
    ステムであって、 請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の陽極化成
    装置と、 前記陽極化成装置によって陽極化成された半導体基板を
    洗浄するための洗浄装置と、 前記洗浄装置によって洗浄された半導体基板を乾燥させ
    るための乾燥装置と、 前記陽極化成装置から前記洗浄装置に半導体基板を搬送
    すると共に、前記洗浄装置から前記乾燥装置に半導体基
    板を搬送する搬送装置とを有し、 前記乾燥装置は、洗浄された半導体基板を受け取る受取
    部を有し、 前記洗浄装置及び前記受取部は、略直線上に配置され、 前記搬送装置は、前記直線に対して垂直方向に前記半導
    体基板の面が沿う状態で前記半導体基板を搬送すること
    を特徴とする半導体処理システム。
  12. 【請求項12】 前記搬送装置は、前記半導体基板を前
    記洗浄装置に搬送する第1の搬送ロボットと、キャリア
    に収容した状態で前記半導体基板を前記乾燥装置の受取
    部に搬送する第2のロボットとを有することを特徴とす
    る請求項11に記載の半導体処理システム。
  13. 【請求項13】 前記第1の搬送ロボットと第2の搬送
    ロボットは、それぞれ前記半導体基板若しくは前記キャ
    リアを搬送するための駆動軸として、前記半導体基板若
    しくは前記キャリアを各装置の上方に移動させるための
    第1の駆動軸と、前記半導体基板若しくは前記キャリア
    を前記直線上を移動させるための第2の駆動軸のみを有
    することを特徴とする請求項12に記載の半導体処理シ
    ステム。
  14. 【請求項14】 前記陽極化成装置内の電解質溶液を清
    浄化するフィルタ装置をさらに備えることを特徴とする
    請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載の半導
    体処理システム。
  15. 【請求項15】 前記フィルタ装置は、電解質溶液を貯
    留するタンクと、前記タンクに貯留された電解質溶液を
    前記陽極化成装置内に供給し、前記陽極化成装置から溢
    れた電解質溶液を前記タンクに戻す循環機構とを有する
    ことを特徴とする請求項14に記載の半導体処理システ
    ム。
  16. 【請求項16】 多孔質層を有する基板の製造方法であ
    って、 基板の周辺部に沿うように配置された略円環状の吸着部
    により該基板の片面の一部を吸着して対向する一対の電
    極の間に保持し、該基板の両面に電解質溶液が接触する
    ように該電解質溶液を満たした状態で該一対の電極の間
    に電圧を印加して該基板に陽極化成処理を施す工程を含
    前記吸着部は、断面形状が凹型またはU型の吸着パッド
    と、該吸着パッドの谷部の空間を減圧して該基板を吸着
    するための吸引孔とを有する ことを特徴とする基板の製
    造方法。
  17. 【請求項17】 電解質溶液中で基板に陽極化成処理を
    施す陽極化成装置であって、 対向する一対の電極と、 基板の片面を吸着して前記一対の電極の間に保持する保
    持部と、 を備え、 前記保持部は、基板を吸着するための略円環状の吸着部
    であって互いに大きさを異にする吸着部を複数有し、 前記の各吸着部は、断面形状が凹型またはU型の吸着パ
    ッドと、該吸着パッドの谷部の空間を減圧して該基板を
    吸着するための吸引孔とを有 することを特徴とする陽極
    化成装置。
  18. 【請求項18】 電解質溶液中で陽極化成処理を施す基
    板を保持するための基板ホルダであって、本体に基板を
    吸着するための略円環状の吸着部を複数備え、該複数の
    吸着部は互いに大きさを異にし、各吸着部は、断面形状
    が凹型またはU型の吸着パッドと、該吸着パッドの谷部
    の空間を減圧して該基板を吸着するための吸引孔とを有
    することを特徴とする基板ホルダ。
  19. 【請求項19】 請求項1乃至請求項のいずれか1項
    に記載の陽極化成装置により基板に陽極化成処理を施し
    て多孔質層を有する基板を製造する方法。
  20. 【請求項20】 基板の周辺部に沿うように配置された
    略円環状の吸着部により該基板の片面の一部を吸着して
    対向する一対の電極の間に保持し、該基板の両面に電解
    質溶液が接触するように該電解質溶液を満たした状態で
    該一対の電極の間に電圧を印加して該基板に陽極化成処
    理を施して得られる多孔質層を有する基板であって、 前記吸着部として、断面形状が凹型またはU型の吸着パ
    ッドと、該吸着パッドの谷部の空間を減圧する吸引孔と
    を有する吸着部を使用したことを特徴とする基板
  21. 【請求項21】 2枚の基板を使用して半導体基板を製
    造する方法であって、 半導体基板の周辺部に沿うように配置された略円環状の
    吸着部により該半導体基板の片面の一部を吸着して対向
    する一対の電極の間に保持し、該半導体基板の両面に電
    解質溶液が接触するように該電解質溶液を満たした状態
    で該一対の電極の間に電圧を印加して該半導体基板に陽
    極化成処理を施すことにより該半導体基板に多孔質層を
    形成する工程と、 前記半導体基板の多孔質層上に単結晶シリコン層を形成
    する工程と、 前記半導体基板の前記単結晶シリコン層側に他の基板を
    貼り合わせる工程と、 貼り合せた両基板を前記多孔質層において分離する工程
    と、 を含み、前記吸着部として、断面形状が凹型またはU型の吸着パ
    ッドと、該吸着パッドの谷部の空間を減圧する吸引孔と
    を有する吸着部を使用した ことを特徴とする半導体基板
    の製造方法。
  22. 【請求項22】 多孔質層を有する基板を製造する基板
    製造方法であって、 基板を電解質溶液が満たされた陽極化成槽に浸漬し、該
    基板の片面の一部を該基板の周辺部に沿うように配置さ
    れた略円環状の吸着部に吸着させ、該基板の両面に電解
    質溶液が接触するように一対の電極の間に保持する工程
    と、 前記一対の電極の間に電圧を印加して前記基板に陽極化
    成処理を施すことによって該基板に多孔質層を形成する
    工程と、 多孔質層が形成された基板を前記陽極化成槽から取り出
    して洗浄槽に浸漬し、該基板を洗浄する工程と、 洗浄が完了した基板を前記洗浄槽から取り出して乾燥装
    置に搬送し、該基板を乾燥させる工程と、 を含み、前記吸着部として、断面形状が凹型またはU型の吸着パ
    ッドと、該吸着パッドの谷部の空間を減圧する吸引孔と
    を有する吸着部を使用した ことを特徴とする基板製造方
    法。
  23. 【請求項23】 前記陽極化成槽と、前記洗浄槽と、前
    記乾燥装置とを上方から見て略直上に配置し、これによ
    り、前記陽極化成槽から前記洗浄槽への基板の搬送経路
    と、前記洗浄槽から前記乾燥装置への基板の搬送経路と
    が上方から見て略直線をなすように基板を搬送すること
    を特徴とする請求項22に記載の基板製造方法。
  24. 【請求項24】 基板を乾燥させた後に該基板を前記乾
    燥装置からアンローダに搬送する工程を更に含み、前記
    洗浄槽から前記乾燥装置への基板の搬送と、前記乾燥装
    置からアンローダへの基板の搬送とを同一のロボットで
    行うことを特徴とする請求項22または請求項23に記
    載の基板製造方法。
  25. 【請求項25】 前記ロボットが前記洗浄槽から前記乾
    燥装置に基板を搬送した後であって前記乾燥装置から前
    記アンローダに基板を搬送する前に、前記ロボットを乾
    燥させる工程を更に含むことを特徴とする請求項24
    記載の基板製造方法。
  26. 【請求項26】 前記ロボットを乾燥させる工程を前記
    直線上で行うことを特徴とする請求項25に記載の基板
    製造方法。
  27. 【請求項27】 基板を処理する基板処理方法であっ
    て、 請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の陽極化成
    装置によって基板に陽極化成処理を施す工程と、 陽極化成された基板を前記陽極化成装置から取り出して
    洗浄槽に浸漬し、該基板を洗浄する工程と、 洗浄が完了した基板を前記洗浄槽から取り出して乾燥装
    置に搬送し、該基板を乾燥させる工程と、 を含み、前記陽極化成装置と、前記洗浄槽と、前記乾燥
    装置とを上方から見て略直線上に配置し、これにより、
    前記陽極化成装置から前記洗浄槽への基板の搬送経路
    と、前記洗浄槽から前記乾燥装置への基板の搬送経路と
    が上方から見て略直線をなすようにし、かつ、基板の面
    が該直線に直交する方向を向いた状態で該基板を搬送す
    ることを特徴とする基板処理方法。
  28. 【請求項28】 基板を乾燥させた後に該基板を前記乾
    燥装置からアンローダに搬送する工程を更に含み、前記
    洗浄槽から前記乾燥装置への基板の搬送と、前記乾燥装
    置からアンローダへの基板の搬送とを同一のロボットで
    行うことを特徴とする請求項27に記載の基板処理方
    法。
  29. 【請求項29】 前記ロボットが前記洗浄槽から前記乾
    燥装置に基板を搬送した後であって前記乾燥装置から前
    記アンローダに基板を搬送する前に、前記ロボットを乾
    燥させる工程を更に含むことを特徴とする請求項28
    記載の基板処理方法。
  30. 【請求項30】 基板を処理する基板処理システムであ
    って、 請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の陽極化成
    装置と、 前記陽極化成装置により陽極化成された基板を洗浄する
    洗浄槽と、 前記洗浄槽により洗浄された基板を乾燥させる乾燥装置
    と、 前記陽極化成装置から前記洗浄槽に基板を搬送すると共
    に前記洗浄槽から前記乾燥装置に基板を搬送する搬送装
    置と、 を備え、前記陽極化成装置と、前記洗浄槽と、前記乾燥
    装置とが上方から見て略直線上に配置され、前記搬送装
    置は、基板の面が該直線に直交する方向を向いた状態で
    該基板を搬送することを特徴とする基板処理システム。
  31. 【請求項31】 前記搬送装置は、前記陽極化成装置か
    ら前記洗浄槽に基板を搬送する第1の搬送ロボットと、
    前記洗浄槽から前記乾燥装置に基板を搬送すると共に前
    記乾燥装置からアンローダに基板を搬送する第2の搬送
    ロボットとを有することを特徴とする請求項30に記載
    の基板処理システム。
  32. 【請求項32】 前記第2の搬送ロボットが前記洗浄槽
    から前記乾燥装置に基板を搬送した後であって前記乾燥
    装置から前記アンローダに基板を搬送する前に、前記第
    2の搬送ロボットを乾燥させるための第2の乾燥装置を
    更に備えることを特徴とする請求項31に記載の基板処
    理システム。
  33. 【請求項33】 請求項16に記載の方法により製造し
    た基板。
  34. 【請求項34】 請求項21に記載の方法により製造し
    た基板。
  35. 【請求項35】 請求項22乃至請求項26のいずれか
    1項に記載の方法により製造した基板。
  36. 【請求項36】 請求項27乃至請求項29のいずれか
    1項に記載の方法により処理した基板。
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