JPH05198556A

JPH05198556A - 陽極化成装置

Info

Publication number: JPH05198556A
Application number: JP4031325A
Authority: JP
Inventors: Yasutomo Fujiyama; 靖朋藤山; Kiyobumi Sakaguchi; 清文坂口; Takao Yonehara; 隆夫米原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1992-01-23
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】電解質溶液中に被処理基板と電極とを配置
し、電圧を印加することにより陽極化成反応を行なう陽
極化成装置において、安全に、かつ基板に損傷を与える
ことなく、かつ有効処理面積の大きな陽極化成装置を実
現する。【構成】電解質溶液中に被処理基板と電極を配置し、
電圧を印加して陽極化成反応を行なう陽極化成装置にお
いて、前記被処理基板１を前記電解質溶液中の対を成す
電極３ａ，３ｂ間に支持する基板支持手段４，５ａ，５
ｂを有し、該基板支持手段４，５ａ，５ｂが、前記被処
理基板１の側面外周部の全周を押圧して支持し、かつ、
該基板支持手段４，５ａ，５ｂと、前記被処理基板１と
により、前記電解質溶液６ａ，６ｂを電気的に分離した
構造としたことを特徴とする陽極化成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低消費電力と高速性を
兼ね備えたＢｉ−ＣＭＯＳデバイスを搭載したＵＬＳＩ
やセンサーデバイス、演算素子、メモリなどの機能素子
を積層した３次元構造デバイス、または電子交換機、放
電プリンタ、プラズマ、ディスプレイ用のパワー・トラ
ンジスタなどの高耐圧デバイス、等に用いられるＳＯＩ
（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）形成技
術や、マイクロ・マシニング技術の分野等で利用される
結晶シリコン層の陽極化成処理装置に関し、特に多孔質
シリコンの製造に用いられる陽極化成装置に関するもの
である。

【０００２】尚、本発明で述べる多孔質シリコンとは、
単結晶構造を保有するとともに、その内部に多数の細孔
を有する構造を特徴とする結晶シリコンを意味する。

【０００３】また、本発明において結晶シリコン基板と
表現する場合は、半導体産業分野において利用される細
孔を有しない単結晶シリコンウェーハを意味する。

【０００４】

【従来の技術】多孔質シリコンの形成は、ウィラー
（Ａ．Ｕｈｌｉｒ）及びターナー（Ｄ．Ｒ．Ｔｕｒｎｅ
ｒ）により、フッ化水素酸（以降、ＨＦと略記する。）
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。

【０００５】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
がなされ、多孔質シリコン酸化膜によるＩＣの完全分離
技術であるＦＩＰＯＳ（ＦｕｌｌＩｓｏｌａｔｉｏｎ
ｂｙＰｏｒｏｕｓＯｘｉｄｉｚｅｄＳｉｌｉｃ
ｏｎ）や、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・ウェーハ基板上に貼付けるシリコン直接
接合技術などへの応用技術が開発されるに至った。

【０００６】従来、多孔質シリコンは、図５に示した特
開昭６０−９４７３７号等に記載されているような陽極
化成装置を用いて形成された。

【０００７】このような陽極化成装置は、図に示される
ように、縮退したシリコンウェーハ１を挟んで耐ＨＦ性
のテフロン製化成槽２ａ及び２ｂを有しており、各化成
槽は白金電極板３ａ及び３ｂが配置してある。

【０００８】化成槽２ａ及び２ｂの外壁面とシリコンウ
ェーハ１のウェーハラッピング面とは、フッ素ゴム製Ｏ
リング１０を介してウェーハ装着が容易なように分解可
能な構造で接合し、陽極化成装置が組み立てられてい
る。

【０００９】また、化成槽２ａ及び２ｂのシリコンウェ
ーハ１に接する側壁には前記Ｏリング１０の内径寸法に
対応する開口が設けてあり、化成槽２ａ及び２ｂ内には
シリコンウェーハ１をエッチングする為の純水で希釈さ
れたＨＦ水溶液からなる電解質溶液６ａ及び６ｂが満た
されている。各化成槽内のＨＦ水溶液は前記Ｏリング１
０により液漏れがないようにシールされている。

【００１０】次に、外部直流電源（図示せず）により、
白金電極３ａを陰極に、また白金電極３ｂを陽極にする
ことで、化成槽２ａ内のＨＦ水溶液６ａにおいてフッ素
イオン（以降、「Ｆ^- イオン」と略記する。）が発生す
る。Ｆ^- イオンはシリコンウェーハ１の陰極側表面でシ
リコン原子と反応し、四フッ化シリコン（ＳｉＦ₄ ）と
水素（Ｈ₂ ）を化成することで、シリコンウェーハ１を
溶解して細孔を形成する。

【００１１】結晶シリコンの陽極化成反応による細孔形
成において、シリコンウェーハ中の正孔の存在が不可欠
であることが知られており、その形成メカニズムは、次
のように想定される。

【００１２】まず、縮退したＰ型シリコン内の正孔が単
結晶シリコンウェーハ表面に達すると、表面のシリコン
未結合手を補償するＳｉ−Ｈ結合へのＦ^- イオンの求核
攻撃が生じこれに代わってＳｉ−Ｆ結合を形成する。

【００１３】Ｆ原子はＳｉ原子に比べて電気陰性度が大
きいために結合したＦイオンによる分極誘導が生じ、表
面のＳｉ−Ｈ結合を別のＦ^- イオンが攻撃してさらにＳ
ｉ−Ｆ結合を形成する。これによりＨ₂ 分子が発生する
と同時に、陽極電極内に電子１個を注入する。Ｓｉ−Ｆ
結合によって生じる分極のためバックボンド（ｂａｃｋ
ｂｏｎｄｓ）の電子密度が低下し、Ｓｉ−Ｓｉ結合が弱
くなる。

【００１４】この弱い結合（ｗｅａｋｅｎｅｄｂｏｎ
ｄｓ）はＨＦあるいはＨ₂ Ｏによって攻撃され、結晶表
面のＳｉ原子はＳｉＦ₄ となって表面から離脱し、表面
は水素や酸素で終端される。Ｓｉ原子の離脱によって生
じた結晶表面の窪みは正孔を優先的に引き寄せる電場の
分布を生じ、表面異質性が拡大して電界方向に細孔が形
成される。

【００１５】尚、一般に前記電解質溶液にはアルコール
が混合されて使用される場合が多い。これは、反応によ
り発生した水素ガスが表面に付着してフッ化水素酸の表
面への供給を妨げて反応を阻害することを防ぐように作
用する。このような細孔の優先的な形成は、正孔が小数
担体となる縮退したｎ型シリコンにおいても生じる。こ
の場合、光の照射による電子−正孔対の生成が正孔の供
給源となる。

【００１６】このようにして形成された多孔質シリコン
の細孔の直径は透過型電子顕微鏡による観察によると多
孔質化率（Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が２０〜８０％のとき１
〜１００ｎｍ（ナノメートル）程度であり、内面積は実
に〜２００ｍ² ／ｃｍ³ （平方メートル／立方センチメ
ートル）にも達する。また、その密度は単結晶シリコン
の２．３３ｇ／ｃｍ³ （グラム／立方センチメートル）
に比べて１．１〜０．６ｇ／ｃｍ³ の範囲に変化させる
ことができる。

【００１７】一般に、単結晶シリコンを酸化するとその
体積は２．２倍に増加するが、多孔質シリコンでは密度
制御を行うことで酸化による体積変化を小さくすること
ができる。その結晶性は二結晶Ｘ線回析法による測定か
ら（４００）回折面から求めた垂直方向の格子定数の変
化量は１０^-3のオーダで増減するが、（３１１）回折面
から求めた平行な方向の変化量は検出限界以下（＜１０
^-4）でほとんどないことが分かっており、Ｘ線回折強度
曲線からは多孔質シリコン層のシリコン格子が高度に配
列されていることが明らかになっている。即ち、多孔質
シリコンの格子定数は細孔の形成方向に沿って変化す
る。

【００１８】又、ラザフォード後方散乱法による測定か
ら多孔質シリコンの細孔表面にはシリコン酸化層が存在
することも明かとなっている。この格子定数の変化の原
因としては、細孔表面に化成したシリコン酸化膜のガス
吸収、脱離による膨張、収縮に伴う多孔質シリコン柱の
伸縮や、表面結合原子との電気陰性度の差による格子
歪、等が考えられることから、化成条件によってこれを
制御し、局所的に緩和することは可能である。

【００１９】このような多孔質シリコン特有の構造が、
単結晶シリコンに比べて極端に早いエッチング速度や酸
化速度を有することや、結晶性を損なうことがないこと
から多孔質シリコン上のエピタキシャル成長が可能であ
ること、更には縮退、非縮退、導電タイプの違いによる
多孔質化の選択性等の特徴を生じさせている。

【００２０】このような単結晶シリコンでは得られない
特質を有する多孔質シリコンの形成は、この製造方法に
大きく依存する。ＨＦ混合水溶液の濃度、電流密度、反
応温度、反応電流の電気力線、被処理基板の不純物密
度、化成速度などが最適化されることが必要である。

【００２１】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のようにして形成される多孔質シリコンは、その形成過
程における多孔質化に伴う応力変化によりクラック等が
生じ破損することがある。これは、被処理基板の支持方
法や多孔質化領域等、陽極化成装置の構造に依存すると
ころが大きい。

【００２２】既に説明したように、多孔質シリコンの格
子定数は細孔の形成方向に沿って変化する。これは微視
的構造変化であるが、ウェーハ全体をその厚み方向に多
孔質化するような場合には「ウェーハの反り」といった
巨視的構造変化として現れる。しかも、格子定数の変化
に伴って、反りの方向も変化する。

【００２３】従来の化成装置においては、図６に示すよ
うに、ウェーハ（被処理基板）１をその表面で支持する
と同時に気密性を保持する構造であるため、ウェーハ１
のＯリング１０の接触領域１１の内側のＨＦ水溶液接触
領域１２のみが化成されて多孔質化し、Ｏリング接触領
域１１及びその外周部領域１３は単結晶シリコン構造の
まま残るという問題があった。

【００２４】又、ＦＩＰＯＳ構造の場合のように、被処
理基板の内部においてウェーハの面方向の電界が生じて
細孔が形成される場合もまた、面方向の構造歪のために
外周部の単結晶シリコンとの間に応力を生じる。このよ
うな応力の発生は結晶シリコンのように構造柔軟性に乏
しい基板においては格子欠陥やマイクロクラック、等を
発生させ、化成途中でＨＦ水溶液接触領域１２が剥離し
たり、単結晶領域１１及び１３に亀裂を生じてウェーハ
１を破損してしまうという問題があった。

【００２５】又、ウェーハの反りが発生した場合には、
Ｏリングを気密に保持するための外力によりウェーハを
破損させてしまうという問題があった。

【００２６】また、このためＨＦのような強酸を使用す
る化成装置においては、このようなウェーハ破損や気密
不良によるＨＦ水溶液の漏洩の危険性をともない多孔質
シリコンを安全に製造する上で問題があった。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決する為に、電解質溶液中に被処理基板と電極を配置
し、電圧を印加して陽極化成反応を行なう陽極化成装置
において、前記被処理基板を前記電解質溶液中の対を成
す電極間に支持する基板支持手段を有し、該基板支持手
段が、前記被処理基板の側面外周部の全周を押圧して支
持し、かつ、該基板支持手段と、前記被処理基板とによ
り、前記電解質溶液を電気的に分離した構造としたこと
を特徴とする陽極化成装置を有する。

【００２８】また、前記電極の電気的極性を交互に反転
することにより前記化成反応電流の向きを反転させる手
段を有する。

【００２９】またその好ましい実施態様として、前記基
板支持治具は電気的絶縁性及び耐酸性、対アルカリ性、
柔軟性、弾力性、気密性、機械加工性を有するフッ素樹
脂及び／またはゴム、プラスチック等、好ましくは四フ
ッ化エチレン樹脂からなる。また、前記被処理基板とし
て結晶シリコン基板を使用し、前記陽極化成反応が該結
晶シリコン基板の多孔質化反応であり、また、前記結晶
シリコン基板が縮退した単結晶シリコン、さらに好まし
くは縮退したＰ型単結晶シリコンとする。

【００３０】更に、前記電解質溶液としてシリコン溶解
性溶液、好ましくは純水で希釈されたフッ化水素酸及び
アルコールから成るフッ化水素酸混合液を使用し、前記
電極として前記シリコン溶解性溶液に対して耐蝕性を有
する金属材料、好ましくは白金を使用するものである。

【００３１】

【作用】既に説明したように、陽極化成反応を用いた結
晶シリコンの多孔質化蝕刻処理による細孔の形成は、Ｆ
^- イオンの求核攻撃によるシリコン原子の離脱によって
生じた結晶表面の窪みが正孔を優先的に引き寄せる電場
の分布を生じ、この表面異質性が拡大して白金電極と電
解質溶液を介して外部電源により誘起された結晶シリコ
ン中の陽極化成電流による電界方向に沿ってＦ^- イオン
が優先的に誘引されシリコン原子を蝕刻することにより
進行する。

【００３２】本発明は、この電界方向に平行或いはこれ
を阻害しない該結晶シリコン基板の外周部側壁面におい
て支持治具を用いて該結晶シリコン基板を支持すること
で、陽極化成反応に伴うシリコンの蝕刻により形成され
る細孔を該結晶シリコン基板のほぼ全領域にわたって形
成するものである。

【００３３】図３は本発明の作用を説明する為のウェー
ハと基板支持治具の断面概略図である。一般に、半導体
プロセスにおいて使用されるウェーハ形状を呈する結晶
シリコン基板１の外周部７はプロセス中の衝撃によるウ
ェーハの破損を防止する目的で「ベベリング処理」が施
されており、その断面は曲率を有するほぼ台形形状とな
っている。本発明の基板支持治具４は、このベベリング
処理された外周部の台形の頂点で外周部に沿って全周を
接触して保持する構造としたことで、台形頂点部以外の
基板表面を前記電解質溶液に接触させることが出来る。

【００３４】また、本発明の基板支持治具は、前記基板
外周面の接触界面において柔軟性、弾力性及び気密性を
有する材料５ａを用いて構成されており、該基板との接
触界面に前記電解質溶液６ａ及び６ｂが浸透するのを阻
止する機能を有している。

【００３５】更に、基板支持治具と基板を前記化成槽か
ら取り外し可能とする場合には、基板支持治具と化成槽
との接触界面にも前記柔軟性、弾力性及び気密性を有す
る材料を配置して電解質溶液が浸透するのを阻止する構
造とすることもできる。これにより、結晶シリコン基板
の両面に接触する電解質溶液は完全に分離され、電気的
にも絶縁される。

【００３６】このように電気的に分離された電解質溶液
には外部電源により白金電極を介して直流電力が印加さ
れ、結晶シリコン基板の電気的に分離された面に接触す
る電解質溶液はそれぞれ電気的に正と負の極性を持って
作用する。ここで、本発明に使用する縮退したＰ型結晶
シリコン基板は、一般には０．０１〜０．０２Ωｃｍ
（オームセンチメートル）程度の抵抗率を有しており、
印加された電界により基板を通して陽極化成電流が流れ
る。

【００３７】このとき生起される電気力線８は、本発明
の基板支持治具を使用すれば、基板両面においてこれを
遮るものが無いので、基板の厚み方向に向かってほぼ基
板を一直線に横切る。即ち、Ｆ^- イオンの優先的な誘引
により細孔９もほぼ厚み方向に負電極側から正電極側に
向かって優先的に形成される。前記基板支持治具と基板
の接触面は、この電気力線に平行な面で形成されている
ことから、細孔の形成を阻害するものがなく、基板全体
を多孔質化することが出来る。

【００３８】従って、化成中の基板の破損を避けること
が出来る。また、基板及び基板支持治具を一体として化
成槽中に保持する構造としたことで電解質溶液の化成槽
外への漏洩の危険性も回避することが出来る。

【００３９】前記白金電極に印加する直流電流の極性を
その化成反応中を通して固定した場合には、前記結晶シ
リコン基板の負極側表面からのみ細孔の形成が進行す
る。この場合、細孔が正極側表面に達する直前に該結晶
シリコン基板の正極側表面近傍には未だ多孔質化されて
いない極めて薄い単結晶層が存在する。化成条件に依っ
ては、極希にこの単結晶層が多孔質層の構造歪に抗しき
れず破損することがある。

【００４０】このような場合には、前記外部電源から白
金電極に印加する直流電流の極性を交互に入れ換えるこ
とにより、前記化成反応電流の電界の向きを交互に反転
させ、細孔の形成を前記結晶シリコン基板の両面から交
互に進行させることができる。形成される細孔が結晶シ
リコン基板の両面から進行することで、前記結晶シリコ
ン基板の構造的歪が厚み方向では緩和される。既に説明
したように、細孔と直行する方向の構造的歪は殆ど考慮
する必要が無いことから、交互に細孔を形成することで
多孔質化処理完了直前での結晶シリコン基板の破損を避
けることができる。

【００４１】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について図面
を用いて説明する。

【００４２】図１に本発明の実施例装置Ｉの断面概略図
を示す。図中、１は被処理基板としての結晶シリコン基
板、２は四フッ化エチレン樹脂（商品名：テフロン）製
の化成槽、３ａ及び３ｂは図示しない外部直流電源によ
り負及び正に電圧を印加した白金電極板、４は基板支持
手段を構成する四フッ化エチレン樹脂（商品名：テフロ
ン）製の基板支持治具、５ａは同様に柔軟性、弾力性及
び気密性を有する四フッ化エチレン樹脂（商品名：ゴア
テックス）製の基板用シール材、５ｂは同様に柔軟性、
弾力性及び気密性を有する四フッ化エチレン樹脂（商品
名：ゴアテックス）製の基板支持治具用シール材、６ａ
及び６ｂはフッ酸混合液からなる電解質溶液である。

【００４３】また、図１に示した本発明の基板支持治具
４に結晶シリコン基板１を設置した状態を説明する為の
一部断面を含む斜視図を示す。図中、５ｃは基板支持治
具４の切り欠き部に挿入して気密性を保持する為の柔軟
性、弾力性及び気密性を有する四フッ化エチレン樹脂
（商品名：ゴアテックス）製のシール材であり、８は化
成反応電流の方向を示す。

【００４４】本発明の実施例装置Ｉにおいて、結晶シリ
コン基板の多孔質化処理を行うには、先ずボロン（Ｂ）
をドープして抵抗率が０．０１〜０．０２Ωｃｍとした
ＣＺ（チョクラルスキー）法で作製した（１００）面Ｐ
型結晶シリコンを直径４インチ、厚さ０．４ｍｍでオリ
エンテーション・フラット加工と図３に示したようなベ
ベリング加工を施したウェーハを、結晶シリコン基板１
として使用する。

【００４５】基板支持治具４は、該結晶シリコン基板１
の外形寸法と同様の開口を有しており、基板用シール材
５ａを介して結晶シリコン基板１を気密に保持する。基
板支持治具４の上部には切り欠きが設けてあり、結晶シ
リコン基板１を設置する場合に切り欠き部を広げること
で結晶シリコン基板１の基板支持治具４への挿入を容易
にしている。

【００４６】また、結晶シリコン基板１を挿入した後
に、該切り欠き部には電解質溶液に対する気密性を保持
する為のシール材５ｃを挿入配置した。該基板支持治具
４の外周部には化成槽２との接触界面に当たる部分に基
板支持治具用シール材５ｂを配置した。化成槽２の内部
の両端には白金電極板３ａ及び３ｂを配置し、その中間
の位置に、図２に示したように組み立てた基板支持治具
４を挿入配置した。白金電極板３ａ及び３ｂと結晶シリ
コン基板１との間隔はそれぞれ５０ｍｍとし、Ｐ型結晶
シリコン基板１に対して対称となるようにした。

【００４７】次に、該化成槽２を４８ｗｔ．％（重量パ
ーセント）の純水希釈フッ化水素酸、純水、アルコール
をそれぞれ１：１：１の割合で混合してフッ化水素酸混
合液とした電解質溶液で満たした。該電解質溶液は基板
及び基板支持治具により６ａ及び６ｂに電気的に分離さ
れる。

【００４８】次に、白金電極３ａ及び３ｂにそれぞれ直
流定電流電源（図示せず）から１５ｍＡ／ｃｍ² の電流
密度で負と正の極性の電流を流した。電流を流すと同時
に化成反応が開始し、結晶シリコン基板１の負極性表面
側から細孔の形成が進行し、約６時間で厚み０．４ｍｍ
の結晶シリコン基板の正極性表面に細孔が達して基板全
域の多孔質化処理が完了する。

【００４９】作製した多孔質シリコンの多孔質化率：Ｐ
（Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）は５５％であった。ここで、多孔
質化率：Ｐの算出には以下の式を用いた。

【００５０】ここで、２．３３（ｇ／ｃｍ³ ）はＰ型結晶シリコンの
密度である。

【００５１】図４に、上記条件での多孔質化処理途中の
結晶シリコン基板の金属顕微鏡による断面写真を示す。
図中、多孔質化層は陰極側表面（図では左側）から均一
な厚さで形成されており、結晶シリコン基板のベベリン
グ部のシール材５ａ接触界面まで多孔質化が進行してい
ることが分かる。しかも、上記結晶シリコン基板の全域
を多孔質化処理しても化成中の基板の破損はまったく生
ぜず、また化成中の基板の反りに依る気密不良も発生し
なかった。

【００５２】（他の実施例）上記実施例１においては、
化成中の白金電極の電気的極性を固定したことから白金
電極３ａ側からのみ細孔の形成が進行した。しかしなが
ら、本発明の実施例装置Ｉは電気的に対称な構造となっ
ており結晶シリコン基板１に対して白金電極３ａ及び３
ｂの極性を外部電源により交換することは極めて容易で
ある。

【００５３】本発明の実施例２においては、直流定電流
電源としてコンピュータ制御による極性反転可能なバイ
ポーラ電源を使用した。

【００５４】化成装置の構造は実施例装置Ｉと同様とし
た。実施例２においては、先ず白金電極３ａを負極に白
金電極３ｂを正極にして２時間化成し、次に極性を入れ
換えて白金電極３ａを正極に白金電極３ｂを負極にして
同じく２時間の化成を行った。更に、極性を反転させ１
時間ずつ交互に化成を行い結晶シリコン基板全体の多孔
質化処理を完了した。

【００５５】処理後の実施例２の多孔質シリコンの反り
は実施例１の方法で処理した多孔質シリコン基板に比べ
て小さく、多孔質化処理完了直前の破損も発生しなくな
った。

【００５６】尚、実施例１及び実施例２において基板支
持治具４は基板シール部材５ａ、支持治具シール部材５
ｂ、及び切り欠き部のシール材５ｃと組み合わせて構成
したが、製造コストを度外視すればフッ素ゴム（具体的
には、商品名：カルレッツ。）を使用して一体構造とす
ることもできる。ただし、この場合も５ｃのシール材を
組み合わせた構成が結晶シリコン基板の設置が容易であ
り好ましい。

【００５７】また、本発明の実施例１及び実施例２にお
いては基板支持治具４の外形形状は四角としたが、化成
槽に組み込み易い形状、例えば下部が半円形或いはＶ字
形のものでも良い。また、結晶シリコン基板の多孔質化
処理だけでなく電解質溶液の混合溶液の種類や比率、更
には処理する基板の種類を適宜選択することで、陽極化
成反応全般に利用することもできる。

【００５８】また前記基板の支持手段は、電気的絶縁
性、及び耐酸性、耐アルカリ性、柔軟性、弾力性、気密
性、機械加工性を有するフッ素樹脂及び／又はゴム、プ
ラスチック等でも良く。

【００５９】また、前記電解質溶液としては、導電性を
有するシリコン溶解性溶液でも良い。

【００６０】また前記電極としては、前記シリコン溶解
性溶液に対して耐蝕性を有する金属材料であれば良い。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、陽極化成電流の電
気力線と平行な結晶シリコン基板の外周部側壁面にて該
結晶シリコン基板を気密に支持することで、該結晶シリ
コン基板の全領域を多孔質化処理する効果があり、併せ
て多孔質化処理中の基板の破損や電解質溶液の化成槽か
らの漏洩を防止する効果もある。

【００６２】また、化成中に白金電極に印加する直流電
流の極性を交互に切り替えることで更に処理中の基板の
破損を防止する効果があり、併せて処理した多孔質シリ
コン基板の反り量を低減する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の陽極化成装置の実施例装置Ｉの断面概
略図である。

【図２】本発明の陽極化成装置に使用する基板支持治具
の一断面を含む斜視図である。

【図３】本発明の基板支持治具と結晶シリコン基板との
配置方法を説明するための断面概略図である。

【図４】本発明の陽極化成装置を使用して多孔質化処理
を行った結晶シリコン基板の金属顕微鏡による断面観察
写真である。

【図５】従来の陽極化成装置の断面概略図である。

【図６】従来の陽極化成装置で多孔質化処理した結晶シ
リコン基板の斜視図である。

【符号の説明】

１結晶シリコン基板２化成槽３ａ，３ｂ白金電極４基板支持治具５ａ，５ｂ，５ｃシール部材６ａ，６ｂ電解質溶液７ベベリング部８化成電流の電気力線９細孔１０Ｏリング１１Ｏリング接触領域１２多孔質化領域１３Ｏリング外周領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解質溶液中に被処理基板と電極を配置
し、電圧を印加して陽極化成反応を行なう陽極化成装置
において、前記被処理基板を前記電解質溶液中の対を成す電極間に
支持する被処理基板支持手段を有し、該被処理基板支持手段が、前記被処理基板の側面外周部
の全周を押圧して支持し、かつ、該被処理基板支持手段と、前記被処理基板とによ
り、前記電解質溶液を電気的に分離した構造としたこと
を特徴とする陽極化成装置。
【請求項２】前記被処理基板の側面外周部が、ベベリ
ング処理された該基板の外周部の頂点端部であることを
特徴とする請求項１に記載の陽極化成装置。
【請求項３】前記電極の電気的極性を交互に反転する
ことにより前記化成反応電流の向きを反転させる手段を
有することを特徴とする請求項１に記載の陽極化成装
置。
【請求項４】前記被処理基板支持手段が、電気的絶縁
性、耐酸性、耐アルカリ性、柔軟性、弾力性、気密性、
機械加工性を有するフッ素樹脂及び／又はゴム、又はプ
ラスチック等、好ましくは四フッ化エチレン樹脂からな
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の陽極化成装置。
【請求項５】前記被処理基板が、結晶シリコン基板で
あり、前記陽極化成反応が該結晶シリコン基板の多孔質
化反応であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項に記載の陽極化成装置。
【請求項６】前記結晶シリコン基板が、縮退した単結
晶シリコンから成ることを特徴とする請求項１〜３に記
載の陽極化成装置。
【請求項７】前記電解質溶液が、シリコン溶解性溶
液、又は純水で希釈されたフッ化水素酸及びアルコール
から成るフッ化水素酸混合液であることを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項に記載の陽極化成装置。
【請求項８】前記電極が、前記シリコン溶解性溶液に
対して耐蝕性を有する金属材料、又は白金から成ること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の陽極
化成装置。
【請求項９】前記被処理基板支持手段として基板支持
治具を用い、該基板支持治具の前記被処理基板との接触
部と、前記電解質溶液の容器との接触部にシール材を具
備したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載の陽極化成装置。