JPH06275598A - 陽極化成装置 - Google Patents
陽極化成装置Info
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- JPH06275598A JPH06275598A JP5086876A JP8687693A JPH06275598A JP H06275598 A JPH06275598 A JP H06275598A JP 5086876 A JP5086876 A JP 5086876A JP 8687693 A JP8687693 A JP 8687693A JP H06275598 A JPH06275598 A JP H06275598A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基体を化成する陽極化成装置におい
て、ウエハの汚染を防止することにあり、特に電解液中
に溶け出した電極成分による汚染を防止した陽極化成装
置を提供することにある。 【構成】 電極と被処理基体を電解質溶液中に保持し、
電流を流すことにより、前記被処理基体の化成処理を行
なう陽極化成装置において、前記被処理基体１０５と、
前記電極１０１との間に導電性隔壁１０６を配置し、前
記被処理基体１０５と前記電極１０１とが直接又は導電
性の液体１０７を介して接触しない構造となっているこ
とを特徴とする陽極化成装置。また、前記導電性隔壁１
０６は前記被処理基体１０５と同じ成分の物質であり、
シリコンウエハであることも特徴とする。
て、ウエハの汚染を防止することにあり、特に電解液中
に溶け出した電極成分による汚染を防止した陽極化成装
置を提供することにある。 【構成】 電極と被処理基体を電解質溶液中に保持し、
電流を流すことにより、前記被処理基体の化成処理を行
なう陽極化成装置において、前記被処理基体１０５と、
前記電極１０１との間に導電性隔壁１０６を配置し、前
記被処理基体１０５と前記電極１０１とが直接又は導電
性の液体１０７を介して接触しない構造となっているこ
とを特徴とする陽極化成装置。また、前記導電性隔壁１
０６は前記被処理基体１０５と同じ成分の物質であり、
シリコンウエハであることも特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板を加工する
ための陽極化成装置に関する。
ための陽極化成装置に関する。
【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液中でシ
リコンウエハを陽極化成することにより、多孔質シリコ
ンを形成することが発見された（Ａ．Ｉｈｌｉｒ：Ｂｅ
ｌｌ Ｓｙｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｊ．，３５（１９５６），
３３３．）。
電解研磨を行うという技術がある。また、ＨＦ液中でシ
リコンウエハを陽極化成することにより、多孔質シリコ
ンを形成することが発見された（Ａ．Ｉｈｌｉｒ：Ｂｅ
ｌｌ Ｓｙｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｊ．，３５（１９５６），
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、細孔も含めた体積１ｃｍ3
当りの表面積は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（１
９９１））。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。
長く伸びた細孔を多数含み、細孔も含めた体積１ｃｍ3
当りの表面積は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（１
９９１））。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。
【０００４】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（特許出願中
発明者：米原隆夫 出願：平成２年８月３日 特願平２
−２０６５４８号，特開平５−２１３３８号公報）。
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（特許出願中
発明者：米原隆夫 出願：平成２年８月３日 特願平２
−２０６５４８号，特開平５−２１３３８号公報）。
【０００５】図４に従来の陽極化成槽の模式図を示す。
この従来例では、特に多孔質シリコンを陽極化成により
形成する例について説明する。同図において、＋電極４
０１、−電極４０２の間に電流を流すことにより化成が
行われる。＋電極４０１と−電極４０２は、ボルト４０
３，４０４によってそれぞれ化成槽４０５，４０６に固
定されている。４０５，４０６にはシール部４０７があ
って、シリコンウエハ４０８を挟んで押え、槽内の液体
が流出するのを防いでいる。槽上段４０９にはＨＦ溶液
を注入し、シリコンウエハ４０８の上面を多孔質化す
る。このとき、シリコン表面に気泡が付着するのを防
ぎ、ＨＦ濃度及び反応速度を均一にするために注入口４
１０よりＨＦ液を注入し、排出口４１１よりＨＦ液を排
出して循環させる。また、ＨＦ液の流れが均一になるよ
うに、メッシュ４１２が配置されている。シリコンウエ
ハ４０８の裏面の電位は槽下段４１３に電解液を満たす
ことによりとることができる。
この従来例では、特に多孔質シリコンを陽極化成により
形成する例について説明する。同図において、＋電極４
０１、−電極４０２の間に電流を流すことにより化成が
行われる。＋電極４０１と−電極４０２は、ボルト４０
３，４０４によってそれぞれ化成槽４０５，４０６に固
定されている。４０５，４０６にはシール部４０７があ
って、シリコンウエハ４０８を挟んで押え、槽内の液体
が流出するのを防いでいる。槽上段４０９にはＨＦ溶液
を注入し、シリコンウエハ４０８の上面を多孔質化す
る。このとき、シリコン表面に気泡が付着するのを防
ぎ、ＨＦ濃度及び反応速度を均一にするために注入口４
１０よりＨＦ液を注入し、排出口４１１よりＨＦ液を排
出して循環させる。また、ＨＦ液の流れが均一になるよ
うに、メッシュ４１２が配置されている。シリコンウエ
ハ４０８の裏面の電位は槽下段４１３に電解液を満たす
ことによりとることができる。
【０００６】＋電極４０１を直接シリコンウエハ４０８
と接触させても構わないが、ウエハの金属汚染を防止す
るため、本例では電解液を介して電気的接触を得てい
る。
と接触させても構わないが、ウエハの金属汚染を防止す
るため、本例では電解液を介して電気的接触を得てい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】ところが、図４の
従来例では、槽下段の電解液４１３をＨＦ液とした場
合、＋電極をＰｔにしても液中への電極の溶出が確認さ
れた。さらに、電解液４１３を希硫酸にして実験を行っ
たが、この場合にもＰｔ電極の溶出が確認された。
従来例では、槽下段の電解液４１３をＨＦ液とした場
合、＋電極をＰｔにしても液中への電極の溶出が確認さ
れた。さらに、電解液４１３を希硫酸にして実験を行っ
たが、この場合にもＰｔ電極の溶出が確認された。
【０００８】電解液４１３に溶け出した金属元素は、電
界によってウエハ４０８の裏面に析出するため、ウエハ
の金属汚染に大きな影響を与えるという解決すべき課題
となる。
界によってウエハ４０８の裏面に析出するため、ウエハ
の金属汚染に大きな影響を与えるという解決すべき課題
となる。
【０００９】なお、−電極からのＰｔの溶出は実験の結
果確認されなかった。
果確認されなかった。
【００１０】［発明の目的］本発明の目的は、ウエハの
汚染を防止した陽極化成装置を提供することにあり、特
に電解液中に溶け出した電極成分による汚染を防止する
ことにある。
汚染を防止した陽極化成装置を提供することにあり、特
に電解液中に溶け出した電極成分による汚染を防止する
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、電極と被処理基体を電解
質溶液中に保持し、電流を流すことにより、前記被処理
基体の化成処理を行なう陽極化成装置において、前記被
処理基体と、前記電極との間に導電性隔壁を配置し、前
記被処理基体と前記電極とが直接又は導電性の液体を介
して接触しない構造となっていることを特徴とする陽極
化成装置を有する。
を解決するための手段として、電極と被処理基体を電解
質溶液中に保持し、電流を流すことにより、前記被処理
基体の化成処理を行なう陽極化成装置において、前記被
処理基体と、前記電極との間に導電性隔壁を配置し、前
記被処理基体と前記電極とが直接又は導電性の液体を介
して接触しない構造となっていることを特徴とする陽極
化成装置を有する。
【００１２】また、前記導電性隔壁は前記被処理基体と
同じ成分の物質であることを特徴とし、また、前記導電
性隔壁の表面に導電性を高める不純物を導入したことを
特徴とする陽極化成装置により、前記課題を解決しよう
とするものである。
同じ成分の物質であることを特徴とし、また、前記導電
性隔壁の表面に導電性を高める不純物を導入したことを
特徴とする陽極化成装置により、前記課題を解決しよう
とするものである。
【００１３】
【作用】本発明によれば、処理ウエハと＋側の金属電極
との間に、金属汚染防止用のウエハ（導電性隔壁）を配
置し、処理ウエハは、直接、又は液体を介しても、＋側
金属電極と接触しないため、ウエハの金属汚染を防止で
きる。
との間に、金属汚染防止用のウエハ（導電性隔壁）を配
置し、処理ウエハは、直接、又は液体を介しても、＋側
金属電極と接触しないため、ウエハの金属汚染を防止で
きる。
【００１４】
［第１の実施例］図１に本発明による第１の実施例の陽
極化成装置の模式図を示す。この陽極化成装置は＋電極
１０１、−電極１０２、槽下段１０３、槽上段１０４よ
り構成されている。＋電極１０１の上には、化成される
ウエハ１０５よりサイズの大きいシリコンウエハ（導電
性隔壁）１０６があり、電解液１０７が直接、陽極電極
１０１と接触しないようになっている。槽上段にはＨＦ
液が注入され、シリコンウエハ１０５の上面を多孔質化
することができる。槽にはシール部１０８が設けられ、
液の流出を防いでいる。
極化成装置の模式図を示す。この陽極化成装置は＋電極
１０１、−電極１０２、槽下段１０３、槽上段１０４よ
り構成されている。＋電極１０１の上には、化成される
ウエハ１０５よりサイズの大きいシリコンウエハ（導電
性隔壁）１０６があり、電解液１０７が直接、陽極電極
１０１と接触しないようになっている。槽上段にはＨＦ
液が注入され、シリコンウエハ１０５の上面を多孔質化
することができる。槽にはシール部１０８が設けられ、
液の流出を防いでいる。
【００１５】この実施例では電解液１０７は金属電極１
０１と直接接することがないため、電解液１０７中に金
属が溶け出ることがなく、シリコンウエハ１０５の金属
汚染を防ぐことができる。
０１と直接接することがないため、電解液１０７中に金
属が溶け出ることがなく、シリコンウエハ１０５の金属
汚染を防ぐことができる。
【００１６】なお、槽下段にＨＦ液を使用した場合、シ
リコンウエハ１０６の上面も化成されるため、ボルト１
０９を外すことによりウエハ１０６は交換できる構造に
なっている。
リコンウエハ１０６の上面も化成されるため、ボルト１
０９を外すことによりウエハ１０６は交換できる構造に
なっている。
【００１７】［第２の実施例］第１の実施例に於て、下
段の液槽を設けなくても本発明の効果は有効である。図
２に本発明による第２の実施例を示す。この陽極化成装
置は＋電極２０１、−電極２０２、ホルダー２０３、液
槽２０４より構成されている。＋電極２０１の上には化
成されるウエハ２０５よりサイズの大きいシリコンウエ
ハ（導電性隔壁）２０６があり、ウエハ２０５に接して
電位を与える電極として使用されている。
段の液槽を設けなくても本発明の効果は有効である。図
２に本発明による第２の実施例を示す。この陽極化成装
置は＋電極２０１、−電極２０２、ホルダー２０３、液
槽２０４より構成されている。＋電極２０１の上には化
成されるウエハ２０５よりサイズの大きいシリコンウエ
ハ（導電性隔壁）２０６があり、ウエハ２０５に接して
電位を与える電極として使用されている。
【００１８】液槽２０４にはＨＦ液が注入され、シリコ
ンウエハ２０５の上面を多孔質化することができる。槽
にはシール部２０７が設けられ、液の流出を防いでい
る。
ンウエハ２０５の上面を多孔質化することができる。槽
にはシール部２０７が設けられ、液の流出を防いでい
る。
【００１９】この実施例では化成されるシリコンウエハ
２０５は、金属電極２０１と直接接することがないため
ウエハの金属汚染を防止することができる。
２０５は、金属電極２０１と直接接することがないため
ウエハの金属汚染を防止することができる。
【００２０】なお、この実施例ではボルト２０８を外す
ことによりウエハ２０６を交換することができる構造に
なっている。
ことによりウエハ２０６を交換することができる構造に
なっている。
【００２１】また、化成されるウエハ２０５と電極とな
るウエハ２０６との電気的接触が不十分な時は、それら
の間に導電性ペーストを設けることも可能である。
るウエハ２０６との電気的接触が不十分な時は、それら
の間に導電性ペーストを設けることも可能である。
【００２２】［第３の実施例］図３に本発明による第３
の実施例を示す。この陽極化成装置は＋電極３０１、−
電極３０２、槽下段３０３、槽中段３０４、槽上段３０
５より構成されている。＋電極３０１は槽３０３に注入
されている電解液を介して化成されるウエハと同じ元素
で作られているウエハ（導電性隔壁）３０７に電位を与
えている。化成されるウエハ３０６とウエハ（導電性隔
壁）３０７の間は、槽３０４に注入された液体によって
導通がとられている。槽上段にはＨＦ液が注入され、シ
リコンウエハ３０６の上面を多孔質化することができ
る。槽にはシール部３０８が設けられ、液の流出を防い
でいる。
の実施例を示す。この陽極化成装置は＋電極３０１、−
電極３０２、槽下段３０３、槽中段３０４、槽上段３０
５より構成されている。＋電極３０１は槽３０３に注入
されている電解液を介して化成されるウエハと同じ元素
で作られているウエハ（導電性隔壁）３０７に電位を与
えている。化成されるウエハ３０６とウエハ（導電性隔
壁）３０７の間は、槽３０４に注入された液体によって
導通がとられている。槽上段にはＨＦ液が注入され、シ
リコンウエハ３０６の上面を多孔質化することができ
る。槽にはシール部３０８が設けられ、液の流出を防い
でいる。
【００２３】この実施例では第１の実施例で得られる効
果に加えて、槽３０３に注入される液体をウエハ３０７
との接触性がよい、例えば界面活性材入りなどの液体を
使うことにより、低抵抗でウエハ３０７と＋電極３０１
の間の導通を得ることができる。
果に加えて、槽３０３に注入される液体をウエハ３０７
との接触性がよい、例えば界面活性材入りなどの液体を
使うことにより、低抵抗でウエハ３０７と＋電極３０１
の間の導通を得ることができる。
【００２４】なお、この実施例ではボルト３０９を外す
ことによりウエハ３０７を交換できる構造になってい
る。
ことによりウエハ３０７を交換できる構造になってい
る。
【００２５】［第４の実施例］第１、第２、第３の実施
例において、電極として使用するシリコンウエハ（導電
性隔壁）１０６，２０６，３０７に不純物を注入するこ
とにより、系の抵抗となる下電流を流れ易くすることが
可能である。シリコンウエハ１０６，２０６，３０７に
低抵抗基板（例えば０．０１Ω・ｃｍ）を使用すること
により、化成されるウエハ、あるいは電解液、あるいは
＋電極との間にオーミックコンタクトをとり、数ボルト
の電圧で１Ａの電流を流すことが可能であり、これによ
り化成を行うことができる。
例において、電極として使用するシリコンウエハ（導電
性隔壁）１０６，２０６，３０７に不純物を注入するこ
とにより、系の抵抗となる下電流を流れ易くすることが
可能である。シリコンウエハ１０６，２０６，３０７に
低抵抗基板（例えば０．０１Ω・ｃｍ）を使用すること
により、化成されるウエハ、あるいは電解液、あるいは
＋電極との間にオーミックコンタクトをとり、数ボルト
の電圧で１Ａの電流を流すことが可能であり、これによ
り化成を行うことができる。
【００２６】また、化成電流を妨げる抵抗として効いて
くるのはウエハ１０６，２０６，３０７の界面での抵抗
が支配的であることから、中、高抵抗基板を使用した場
合でも、片面あるいは両面に例えばイオン注入により不
純物をドープすることにより界面の抵抗を下げることが
できる。この様なウエハを１０６，２０６、あるいは３
０７に使用した場合でも第１、第２、第３の実施例の効
果が損なわれないことは言うまでもない。
くるのはウエハ１０６，２０６，３０７の界面での抵抗
が支配的であることから、中、高抵抗基板を使用した場
合でも、片面あるいは両面に例えばイオン注入により不
純物をドープすることにより界面の抵抗を下げることが
できる。この様なウエハを１０６，２０６、あるいは３
０７に使用した場合でも第１、第２、第３の実施例の効
果が損なわれないことは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】以上、本発明によれば、化成されるウエ
ハは、直接同じ元素で作られている導電性隔壁としての
ウエハと接して電位を与えられているか、あるいは金属
電極と接していない導電性液体と接触することによって
電位を与えられているために、陽極側金属電極と直接接
することがなく、また、陽極側電極と接触している液体
と接することもない。
ハは、直接同じ元素で作られている導電性隔壁としての
ウエハと接して電位を与えられているか、あるいは金属
電極と接していない導電性液体と接触することによって
電位を与えられているために、陽極側金属電極と直接接
することがなく、また、陽極側電極と接触している液体
と接することもない。
【００２８】このため、電極成分の溶出によるウエハの
金属汚染を防止できる効果が得られる。
金属汚染を防止できる効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例の陽極化成装置の模式
図。
図。
【図２】本発明の第２の実施例の陽極化成装置の模式
図。
図。
【図３】本発明の第３の実施例の陽極化成装置の模式
図。
図。
【図４】従来例の陽極化成装置の模式図。
１０１ ＋電極 １０２ −電極 １０３ 槽下段 １０４ 槽上段 １０５ ウエハ １０６ シリコンウエハ １０７ 電解液 １０８ シール部 １０９ ボルト ２０１ ＋電極 ２０２ −電極 ２０３ ホルダー ２０４ 液槽 ２０５ ウエハ ２０６ シリコンウエハ ２０７ シール部 ２０８ ボルト ３０１ ＋電極 ３０２ −電極 ３０３ 槽下段 ３０４ 槽中段 ３０５ 槽上段 ３０６ ウエハ ３０７ シリコンウエハ ３０８ シール部 ３０９ ボルト ４０１ ＋電極 ４０２ −電極 ４０３ ボルト ４０４ ボルト ４０５ 槽下段 ４０６ 槽上段 ４０７ シール部 ４０８ ウエハ ４０９ ＨＦ液 ４１０ ＨＦ液注入口 ４１１ ＨＦ液排出口
Claims (7)
- 【請求項１】 電極と被処理基体を電解質溶液中に保持
し、電流を流すことにより、前記被処理基体の化成処理
を行なう陽極化成装置において、 前記被処理基体と、前記電極との間に導電性隔壁を配置
し、前記被処理基体と前記電極とが直接又は導電性の液
体を介して接触しない構造となっていることを特徴とす
る陽極化成装置。 - 【請求項２】 前記導電性隔壁で表面を覆った陽極金属
電極と、前記導電性隔壁と前記被処理基体とに接する電
解液と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３】 前記導電性隔壁で表面を覆った陽極金属
電極と、前記導電性隔壁に直接接触する前記被処理基体
と、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】 前記被処理基体と陽極金属電極との間
に、前記導電性隔壁を配置し、前記被処理基体と導電性
隔壁との間を電気的に接続する導電性液体と、前記導電
性隔壁と陽極金属電極との間を電気的に接続する他の導
電性液体とを有し、前記被処理基体と前記陽極金属電極
とが導電性液体を介して直接接触しない構造としたこと
を特徴とする請求項１に記載の陽極化成装置。 - 【請求項５】 前記導電性隔壁は前記被処理基体と同じ
成分の物質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６】 前記導電性隔壁の表面に導電性を高める
不純物を導入したことを特徴とする請求項５に記載の陽
極化成装置。 - 【請求項７】 前記導電性隔壁はシリコンウエハである
請求項１〜６のいずれか１項に記載の陽極化成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08687693A JP3416190B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 陽極化成装置及び陽極化成方法 |
| EP93118093A EP0597428B1 (en) | 1992-11-09 | 1993-11-08 | Anodization apparatus with supporting device for substrate to be treated |
| DE69312636T DE69312636T2 (de) | 1992-11-09 | 1993-11-08 | Anodisierungsapparat mit einer Trägervorrichtung für das zu behandelnde Substrat |
| US08/148,341 US5458755A (en) | 1992-11-09 | 1993-11-08 | Anodization apparatus with supporting device for substrate to be treated |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08687693A JP3416190B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 陽極化成装置及び陽極化成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275598A true JPH06275598A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3416190B2 JP3416190B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=13899040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08687693A Expired - Lifetime JP3416190B2 (ja) | 1992-11-09 | 1993-03-23 | 陽極化成装置及び陽極化成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416190B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000060143A1 (de) * | 1999-04-01 | 2000-10-12 | Robert Bosch Gmbh | Elektrochemische ätzanlage und verfahren zur ätzung eines ätzkörpers |
| US6258240B1 (en) | 1997-12-26 | 2001-07-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Anodizing apparatus and method |
| US6417069B1 (en) | 1999-03-25 | 2002-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate processing method and manufacturing method, and anodizing apparatus |
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