WO2003041147A1 - Anodic oxidizer, anodic oxidation method - Google Patents

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WO2003041147A1
WO2003041147A1 PCT/JP2002/011551 JP0211551W WO03041147A1 WO 2003041147 A1 WO2003041147 A1 WO 2003041147A1 JP 0211551 W JP0211551 W JP 0211551W WO 03041147 A1 WO03041147 A1 WO 03041147A1
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processed
cathode electrode
lamp
light
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PCT/JP2002/011551
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Yasushi Yagi
Kazutsugu Aoki
Mitsuru Ushijima
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Tokyo Electron Limited
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

Definitions

  • the present invention relates to an anodizing apparatus and an anodizing method for performing an electrochemical process using a substrate to be processed as an anode, and more particularly to an anodizing apparatus and an anodizing method suitable for anodizing that performs light irradiation during the process.
  • the process of electrochemically anodizing a substrate to be processed is used in various situations.
  • the substrate to be processed having a polycrystalline silicon layer formed on its surface is energized to a positive potential electrode of a power supply through a conductor and dissolved in a solvent (eg, ethyl alcohol).
  • a solvent eg, ethyl alcohol
  • Submerged in acid solution In the hydrofluoric acid solution, that is, in the chemical solution, an electrode made of, for example, platinum is immersed, and a current is supplied to the negative potential electrode of the power supply.
  • light is irradiated from a lamp toward the polycrystalline silicon layer of the substrate to be processed immersed in the chemical solution.
  • the reaction in the polycrystalline silicon layer in such anodization is described, for example, as follows.
  • e + is a hole and e— is an electron.
  • this reaction requires a hole as a premise, which is different from mere electropolishing.
  • a force source electrode is inevitably located between a lamp for irradiating light and a portion to be processed of a substrate to be processed.
  • a force sword electrode first, it is necessary to uniformly oppose the entire surface of the processing target so as to uniformly generate the action on the processing target.
  • a grid-like electrode provided with a spread similar to the planar spread of the portion to be processed is used.
  • the force sword electrode is present evenly over the entire surface of the portion to be processed and allows light to pass from between the grids to reach the portion to be processed.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and in an anodic oxidation apparatus and an anodic oxidation method in which a substrate to be processed is used as an anode to perform an electrochemical process, a portion to be processed of the substrate to be processed is It is an object of the present invention to provide an anodic oxidation apparatus and an anodic oxidation method capable of uniformly irradiating the light, thereby making the anodic oxidation treatment more uniform in the surface of the substrate to be processed.
  • an anodic oxidation apparatus includes a lamp that emits light, and a target substrate holding unit that is provided at a position where the emitted light reaches and that can hold a target substrate.
  • a cathode electrode provided on the way where the emitted light arrives at the held substrate to be processed, having a conductor portion provided with an opening for allowing the light to pass therethrough and not transmitting the light;
  • a vibration mechanism for periodically vibrating a spatial position of the sword electrode, the lamp, or the substrate-to-be-processed holding part (claim 1) (that is, a lamp, a power source electrode, a substrate to be processed).
  • the spatial position of at least one of these members is periodically vibrated while maintaining the rough positional relationship between the three members of the substrate holder to be processed. Therefore, the amount of light applied to each portion on the substrate during the time required for the anodizing step is averaged over time and uniformized.
  • the anodizing treatment can be made more uniform in the surface of the substrate to be processed.
  • the arrangement relationship of the three members includes, in addition to the vertical direction, a case where the three members are arranged in the horizontal direction so as to emit light from the horizontal direction. Furthermore, the irradiation of light onto the substrate to be processed may be guided through reflection, refraction, or the like.
  • periodic vibration means displacement sky Means a periodic movement such that the trajectory in the middle does not go out of a certain range,
  • the anodizing apparatus includes: a substrate holding portion capable of holding a substrate to be processed; and a wall provided to be connected to the held substrate to be processed and forming a processing tank having an open top.
  • a cathode electrode provided between the held substrate to be processed and the lamp unit and having an opening through which light passes, the cathode electrode being positioned relative to the held substrate to be processed;
  • a vibrating mechanism for vibrating at a time (claim 2).
  • the vibration mechanism radiates the power source electrode, the lamp, the lamp unit, or the substrate holding part to be processed.
  • the light is oscillated on a plane substantially perpendicular to the radiation direction of the emitted light (claim 3).
  • the position of the generated shadow is temporally changed on the substrate to be processed.
  • the vibration mechanism radiates the power source electrode, the lamp, the lamp unit, or the substrate holding part to be processed.
  • the light is oscillated on a plane substantially parallel to the emitted direction of the light (claim 4).
  • the intensity pattern of the generated shadow is temporally changed on the substrate to be processed.
  • the vibration is a reciprocating motion, a circular motion, or an elliptical motion (claim 5). This is because the movement is generated by a simpler mechanism.
  • the anodic oxidation device according to claim 4 is provided. Wherein the vibration is a reciprocating motion, a circular motion, or an elliptical motion.
  • the force source electrode has a square grid structure in which the conductor has a cross point, and the circular motion is The circular motion of the force source electrode having a radius substantially equal to an odd multiple of half the square distance between the cross points (claim 7).
  • the radius of the circular motion is an even multiple of approximately half the square distance between the crosspoints, the crosspoint moves to the adjacent crosspoint due to the motion, and eventually the concentration of the shadow at the crosspoint is reduced. It brings.
  • the frequency of the circular motion which is a periodic vibration
  • the frequency of the circular motion which is a periodic vibration
  • the reciprocating motion of the force sword electrode has an amplitude of approximately an odd multiple of half the diagonal distance between the cross points and is directed in the direction of the diagonal distance (claim 8). This also takes into account that the shadow of the crosspoint is the darkest on the substrate to be processed, and does not create a point where the shadow concentrates due to the movement.
  • the above-mentioned reciprocating motion which is a periodic vibration
  • Averaging is performed. Therefore, if the integral multiple of the above half cycle is completed in the time required for the anodizing step, an averaging effect can be obtained, but as the integer increases, the meaning of an integer becomes relatively small. However, it is almost the same as when it is a real multiple.
  • the force source electrode has a rectangular grid structure in which the conductor has a crosspoint
  • the elliptical motion Is the elliptic motion of the force sword electrode whose major axis is an odd multiple of approximately half the long side distance between the cross points and whose minor axis is an odd multiple of approximately half the short side distance between the cross points. (Claim 9). This also takes into account that the shadow of the crosspoint is the darkest on the substrate to be processed, and does not create a point where the shadow concentrates due to motion.
  • the frequency of the elliptical motion which is a periodic oscillation
  • the frequency of the elliptical motion which is a periodic oscillation
  • the force source electrode is a set of plate-like bodies having a main surface substantially parallel to a radiation direction of the emitted light. (Claim 10).
  • the anodic oxidation method according to the present invention includes: a step of holding the substrate to be processed in the substrate to be processed holding portion; and a step of bringing the portion to be processed of the held substrate to be processed and the cathode electrode into contact with a chemical solution.
  • the method may further include irradiating the processing target with the processing liquid, and irradiating the processing target with light, and providing a lamp unit provided to face the processing target and the processing target.
  • the power source electrode having an opening portion through which light is transmitted is vibrated relative to the substrate to be processed (i.e., a lamp, a power source electrode, and a substrate to be processed holding the substrate to be processed).
  • the spatial position of at least one of these is periodically vibrated while maintaining the general positional relationship of the three parts, so that the shadow of the force source electrode is temporally shifted on the substrate to be processed. Therefore, the amount of light irradiation on each part of the substrate to be processed during the time required for the anodizing step is averaged over time and uniformized. To make it more even It becomes possible.
  • step S for periodically vibrating the spatial position of the substrate to be processed holding part or the lamp in the force source electrode contacted with the chemical solution, or in that state is in this order. It is not necessary, but rather a step that can overlap in time.
  • the force source electrode is vibrated in a plane parallel to the surface of the substrate to be processed, as described above, the position of the generated shadow is temporally changed on the substrate to be processed. The light dose to each part above is averaged over time.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing an anodic oxidation apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the cathode electrode 13 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a main part of the force-sword electrode vibration mechanism 19 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing another example of the force source electrode 13 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view showing a main part of a cathode electrode vibrating mechanism 19 which can be used when the force source electrode 13 1 shown in FIG. 4 is applied to the anodizing apparatus shown in FIG. It is.
  • FIGS. 6A and 6B are a plan view (FIG. 6A) and a front view (FIG. 6B) showing still another example of the force source electrode 13 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation flow of the anodizing apparatus shown in FIG. 1.
  • the spatial position of at least one of the lamp, the force source electrode, and the processed substrate holding unit that holds the processed substrate is maintained while maintaining the general three-dimensional relationship. Is periodically vibrated. As a result, the shadow of the force source electrode is dispersed over time on the substrate to be processed. It is averaged and homogenized. Therefore, it is possible to make the anodic oxidation treatment more uniform in the surface of the substrate to be processed.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing an anodic oxidation apparatus according to one embodiment of the present invention. As shown in the same figure, this anodizing device
  • lamp unit 16 having a plurality of cathode electrodes 13, wall portions 15, and lamps 17, lamp unit support member 18, power source electrode vibration mechanism 19, power source electrode vibration mechanism support member 20 Is provided.
  • a substrate to be processed 1 (the upper surface is a portion to be processed) is placed and held, and a wall 15 surrounding four sides in the horizontal direction is a stage 11 and a substrate to be processed. It is installed on the periphery of the substrate 12.
  • This installation of the wall portion 15 is performed by placing and holding the substrate to be processed 12 on the stage 11 and then lowering the wall portion 15 from above, for example.
  • a chemical solution (treatment liquid) 14 is applied in the wall portion 15 with the substrate to be processed 12 as a bottom, so that a contact portion between the wall portion 15 and the substrate to be processed 12 is circumferential.
  • a sealing member not shown
  • a conductor (not shown) for supplying electricity to the processing target portion of the processing target substrate 12 at the time of the anodic oxidation treatment is provided on the outer periphery of the seal member.
  • a processing bath is formed by extending a chemical solution 14 in the wall portion 15 with the substrate 12 to be processed as the bottom.
  • the supply of the chemical solution to the treatment layer can be performed by, for example, installing a supply pipe (not shown) into the treatment layer or a supply passage (not shown) penetrating the wall 15.
  • a cathode electrode 13 is provided in the processing tank so as to be immersed in the chemical solution 14 and opposed to the substrate 12 to be processed.
  • the cathode electrode 13 is suspended from the kaleid electrode vibrating mechanism 19, and can be made to make a circular motion in a horizontal plane by the force source electrode vibrating mechanism 19 ( see the plane configuration of the force source electrode 13). Will be described later.
  • the force-sword electrode vibration mechanism 19 is fixed to the wall 15 by a force-sword electrode vibration mechanism support member 20. The main configuration of the cathode electrode vibration mechanism 19 will be described later.
  • a lamp unit 16 is provided on the force source electrode 13 of the substrate 12 to be processed, and the irradiation light is incident on the substrate 12 to be processed substantially perpendicularly through the opening of the force source electrode 13. I do.
  • the lamp unit 16 is fixed to the wall 15 by a lamp unit support member 18.
  • the stage 11 on which the tomb plate 12 to be treated is placed and held, the cathode electrode 13, and the lamp unit 17 are the power source electrodes 13. Vibrates.
  • the shadow of the cathode electrode 13 due to the lamp unit 16 is temporally dispersed on the substrate 12 to be processed. Therefore, the amount of light irradiation on each part on the substrate to be processed 12 during the time required for the anodizing step is averaged over time and uniform. Accordingly, it is possible to make the anodic oxidation treatment more uniform in the surface of the substrate to be processed.
  • FIG. 2 is a plan view of the cathode electrode 13 shown in FIG. As shown in Fig. 2, this force source electrode is formed in a grid shape with a pitch a1 in both the vertical and horizontal directions, and a cross point 13a exists at each of the vertical and horizontal intersections, and each of the grids is formed.
  • An opening between the wires is an opening through which light passes.
  • the material of the force source electrode 13 is platinum
  • the pitch a1 is about 10 mm
  • the thickness of the wire constituting the grid is about 0.5 mm.
  • FIG. 3 is a plan view showing a main part of the cathode electrode vibration mechanism 19 shown in FIG. As shown in Fig. 3, the main part includes a vibrating plate 31, a cathode electrode connecting part 32, gears 34, 36, vibrating pins 35, 37, a timing belt 38, a gear 39
  • the motor 40 is present.
  • the gear 39 is rotated by the motor 40, and its rotational force is the timing belt. It is transmitted to the gear 3 6 by 3 8.
  • the gear 36 has a fixed rotating shaft position and is rotatably supported.
  • the gear 36 and the vibrating pin 37 are in a relationship in which the vibrating pin 37 is fixed at an eccentric position of the gear 36, and the vibrating pin 37 has a planar circular shape and is formed on the vibrating plate 31. It fits into the provided through hole.
  • the vibration pin 37 is slidable with respect to the hole surface of the through hole.
  • the relationship between the gear 34 and the vibrating pin 35 is the same as the relationship between the gear 36 and the vibrating pin 37, and the gear 34 has a fixed rotating shaft position and is rotatably supported.
  • Reference numeral 35 is fitted in another through hole provided in the vibration plate 31.
  • the vibrating pin 35 is slidable with respect to the surface of the through hole. Note that the gear 34 has no force transmitting element for its teeth.
  • the cathode electrode 13 is suspended by four force electrode electrode connecting portions 32.
  • the eccentricity of the vibrating pin 3 5 (3 7) from the rotation center of the gear 3 4 (3 6) is (al) / 2 as shown in the figure
  • the cross point 13 a of the force source electrode 13 is A circular motion is performed so that the position of does not overlap with the position of the adjacent cross point. Therefore, in consideration of the fact that the shadow of the cross point 13a is the darkest on the substrate 12 to be processed, it is possible to prevent a region where the shadow concentrates due to the movement from being made as small as possible.
  • the eccentricity may be an odd multiple of (a 1) / 2.
  • the grid structure of the force source electrode 13 is described as a square grid structure, and the corresponding main structure of the force source electrode vibration mechanism 19 as shown in FIG. 3 is shown.
  • the movement by the force-sword electrode vibration mechanism 19 is preferably an elliptical movement in terms of shadow dispersion efficiency.
  • the vibration plate 31 in FIG. 3 may be made to perform an elliptical motion instead of a circular motion.
  • One way to do this, for example, is as follows. First, tilt the gears 36 and 34 so that they appear elliptical on the plan view. In this apparent ellipse, the major axis should be in the horizontal direction (or vertical direction) in Fig. 3.
  • the relationship between the gear 3 6 (3 4) and the vibrating pin 3 7 (3 5) is not fixed, and the vibrating pin 3 7 (3 5) is rotatable at the root of the vibrating pin 3 7 (3 5), and Support so that the inclination angle can be freely set to the gear side surface (non-tooth surface).
  • a restriction function is provided in the through hole of the vibration plate 31 so that the angle at which the vibration pin 37 (35) is fitted to the vibration plate 31 is kept vertical.
  • the vibrating pin 3 7 (3 5) makes an elliptical motion, so that an elliptical motion of the vibrating plate 31 is obtained. Therefore, the cathode electrode 13 also makes an elliptical motion.
  • a well-known elliptical motion mechanism using an eccentric cam may be used.
  • the shadow of the cross point 13a is the darkest on the substrate 12 to be processed.
  • the elliptical motion should be made so that the odd diameter of half is the minor axis. The reason for this is Considering the distance to the cross point, it can be considered as in the case of circular motion.
  • FIG. 4 is a plan view showing another example of the force source electrode 13 shown in FIG.
  • the cathode electrode 13 1 shown in FIG. 4 has a square grid structure (pitch a 2) like the one shown in FIG. 2, but the set angle of the wire is inclined by 45 degrees.
  • the same effect as that of the force source electrode 13 shown in FIG. 2 can be obtained by using the cathode electrode vibration mechanism shown in FIG.
  • the amount of eccentricity (a 1) / 2 shown in FIG. 3 is more preferably (a 2) / 2 or an odd multiple thereof.
  • the force electrode 131 should be a linear reciprocating motion (vertical direction or horizontal direction in the figure) instead of circular motion.
  • a temporal dispersion effect of the shadow can be obtained. This is because, when the wire is reciprocated in these directions, the wire is moved avoiding the longitudinal direction of the wire, and the shadow of the wire moves temporally.
  • FIG. 5 is a plan view showing a main part of a cathode electrode vibrating mechanism 19 that can be used when applying the force source electrode 13 1 shown in FIG. 4 to the anodizing apparatus shown in FIG. .
  • regulating members 51, 52, vibrating plate 53, connecting joint 54, connecting pins 55, 56, motor 57, rotating wheel 58 There is a cathode electrode connecting part 32.
  • this mechanism is a kind of Biston-Crank mechanism. ⁇ Since the cathode electrode 13 1 is suspended from the vibrating plate 53 by the force The reciprocating movement of the plate 53 causes the cathode electrode 13 1 to reciprocate.
  • the eccentricity of the connecting bin 56 on the rotary wheel 58 is (V "2) (a2) Z2 as shown in the figure, the shadow of the cross-point 1311a is In consideration of the maximum density on 2, the area where the shadow is concentrated by the movement can be prevented from being made as large as possible, that is, the cross-point 13 1 of the cathode electrode 13 1
  • the reciprocating motion is performed so that the position of a does not overlap with the position of the adjacent cross point
  • the eccentricity of the connecting pin 56 on the rotating wheel 58 is calculated as ("2) (a2) It may be an odd multiple of / 2.
  • the force source electrode 13 is moved in a plane perpendicular to the light irradiation direction to temporally change the position of the shadow generated on the substrate 12 to be processed.
  • a method in which the force source electrode 13 is moved in a plane substantially parallel to the light irradiation direction is also a possible method.
  • the intensity pattern of the shadow generated on the processing target substrate 12 changes with time. Therefore, the light irradiation amount is averaged over time as compared with the case where no force source electrode 13 is moved.
  • the force-sword electrode vibration mechanism as shown in Figs. 3 and 5 is rotated 90 degrees around the horizontal axis. What is necessary is just to provide. Further, the force sword electrodes 13 and 13 1 are moved in a plane substantially perpendicular to the light irradiation direction and also in a plane substantially parallel to the light irradiation direction. Moyo No. In this case, this can be realized by mounting the cathodic electrode vibration mechanism 19 itself on another vibration mechanism that moves the cathodic electrode vibration mechanism 19 without fixing it to the wall portion 15.
  • FIGS. 6A and 6B are a plan view (FIG. 6A) and a front view (FIG. 6B) showing still another example of the force source electrode 13 shown in FIG.
  • the force source electrodes 13 2 shown in FIGS. 6A and 6B are a set of plate-like bodies, and are configured so that light passes in a direction substantially parallel to both main surfaces thereof.
  • the space between the openings is an opening through which light passes.
  • the material of the force electrode 13 is platinum
  • the pitch between the plates is about 1 Omm
  • the height of the plates is about 2 mm
  • the thickness is 0.05 to 0. It is about 1 mm.
  • the passage of the light beam through the opening becomes as shown in FIG. 6B (that is, light is reflected on both main surfaces of the plate-like body).
  • the shadow of the cathode electrode 132 is hardly generated (more precisely, the shadow is generated in a dispersed manner).
  • the effect of temporally dispersing the generated shadow can be increased.
  • the amount of light irradiation to each part on the substrate to be processed 12 during the time required for the anodizing step is averaged over time and uniform. This makes it possible to make the anodic oxidation treatment more uniform within the surface of the substrate to be processed.
  • the movement mechanism as shown in FIG. 3 or FIG. 5 may be provided in the cathode electrode vibration mechanism 19. At that time, in order to make the movement of the force sword electrode 1 3 2 in the vertical direction, Install 90 degrees around the horizontal axis.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation flow of the anodizing apparatus shown in FIG. 1
  • the substrate to be processed 12 is mounted on the stage 11 and the mounted state is maintained (step 71).
  • the substrate to be processed 12 has a portion to be processed facing upward.
  • a substrate transport mechanism such as a robot may be used for mounting on the stage 11.
  • the wall portion 15 is lowered and set on the stage 11 and the peripheral portion of the substrate 12 to be processed.
  • a liquid seal is established between the periphery of the substrate 12 to be processed and the wall 15, and the electrode of the substrate 12 is processed outside the liquid-sealed portion. And the conductor make electrical contact.
  • the cathode electrode vibrating mechanism 19 and the lamp unit 16 are fixed to the wall body 15, these positions are set to be predetermined with respect to the substrate 12 to be processed.
  • a processing tank is formed (step 72 above).
  • a chemical is filled in the formed processing tank (step 73).
  • the chemical solution is, for example, a solution of hydrofluoric acid using ethyl alcohol as a solvent.
  • a supply path may be provided in the wall 15 or a supply pipe may be inserted from above the treatment tank.
  • step 74 an anodic oxidation reaction is caused on the substrate 12 to be processed.
  • a current source drives between the conductor in contact with the electrode of the substrate 12 to be processed and the cathode electrode 13, and the lamp 17 is also covered by the lamp 17 of the lamp unit 16.
  • the processing substrate 12 is irradiated. This reaction time is several seconds, depending on conditions such as temperature.
  • the periodic vibration of the force source electrode 13, the drive of the current source between the conductor contacting the electrode of the substrate 12 and the force source electrode 13, the substrate to be processed by the lamp 17 of the lamp unit 16 Stop irradiation in step 1 and discharge the chemical.
  • the discharge of the chemical solution may be performed, for example, by providing a discharge path in the wall portion 15 or by inserting a discharge pipe from above the treatment tank and sucking out. Since the chemical has a strong corrosive property, the processing tank is cleaned together with the substrate 12 to be processed. Washing for this purpose can be performed, for example, by repeatedly supplying and discharging the washing solution to and from the treatment tank (step 75). As described above, a series of anodizing steps for the substrate to be processed 12 can be completed.
  • the mode in which the force source electrodes 13, 13 1, and 13 2 are periodically vibrated has been described.
  • the lamp unit 16 and the stage 11 may be used. Even when is periodically vibrated, the uniformity of the anodizing treatment on the surface of the substrate to be processed 12 can be improved by the effect of dispersing the shadow.
  • the lamp unit 16 may be hung on a mechanism such as a force-sword electrode vibration mechanism 19.
  • a mechanism such as a force-sword electrode vibration mechanism 19
  • the stage 11 and the object to be treated were processed by opening the support of the lamp unit support member 18 and the cathode electrode vibration mechanism support member 20 to the wall 15.
  • the substrate 12 and the wall 15 may be integrally vibrated periodically.
  • a mechanism such as a force electrode vibration mechanism 19 may be provided under the stage 11.
  • the anodizing apparatus manufactures an apparatus for producing a display device. It can be manufactured in a manufacturing industry, and can be used in a display device manufacturing industry. Further, the anodic oxidation method according to the present invention can be used in a display device manufacturing industry. Therefore, both can be used industrially.

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Description

明 細 書 陽極酸化装置、 陽極酸化方法 技術分野
本発明は、 被処理基板を陽極にして電気化学的に処理を行う陽極酸化 装置および陽極酸化方法に係り、 特に、 処理に際して光の照射を行う陽 極酸化に好適な陽極酸化装置および陽極酸化方法に関する。 背景技術
被処理基板を電気化学的に陽極酸化する処理は、 種々の場面で利用さ れている。 このような陽極酸化の一つとして、 多結晶シリコン層をポ一 ラス （多孔質） 化する処理がある。 その概要を述べると、 多結晶シリコ ン層が表面に形成された被処理基板は、 導電体を介して電源の正電位極 に通電され、 かつ、 溶媒 （例えばエチルアルコール） に溶解されたフ ヅ 酸溶液中に浸潰される。 フッ酸溶液中すなわち薬液中には、 例えばブラ チナからなる電極が浸潰され上記電源の負電位極に通電される。 また、 薬液に浸漬された被処理基板の多結晶シリコン層に向けてはランプによ り光が照射される。
これにより、 多結晶シリコン層の一部がフッ酸溶液中に溶け出す。 こ の溶け出したあとが細孔となるので、 シリコン層が多孔質化するもので ある。 なお、 ランプによる光の照射は、 上記の溶け出して多孔質化する 反応に必要なホールを多結晶シリコン層に生成するためである。 参考ま でに、 このような陽極酸化における多結晶シリコン層での反応は、 例え ば、 下記のように説明されている。
S i + 2 H F + ( 2 - n ) e +→S i F 2 + 2 H + + n e _ S i F 2 + 2 E F→S i F 4 + H 2
S i F 4 + 2 H F→H 2 S i F 6
ここで、 e +はホールであり、 e—は電子である。 すなわち、 この反応 には前提としてホールが必要であり単なる電解研磨とは異なるものであ る。
このよう して生成されたポ一ラスシリコンのミクロレペルの表面にさ らにシリコン酸化層を形成すると高効率な電界放射型電子源として好適 なものになることは、 例えば、 特閧 2 0 0 0— 1 6 4 1 1 5号公報、 特 開 2 0 0 0— 1 0 0 3 1 6号公報などに開示されている。 このような電 界放射型電子源としてのポ一ラスシリコンの利用は、 新しい平面型表示 装置の実現に途を開く ものとして注目されている。
上記のような光照射が必要な陽極酸化処理においては、 光を照射する ためのランプと被処理基板の被処理部との間に、 必然的に、 力ソード電 極が位置することになる。 力ソード電極の条件としては、 まず、 被処理 部に対して均一に作用を生じしめるように、 被処理部の全面に対して位 置的にまんべんなく対向することが必要である。 また、 一方では、 ラン プにより発光された光を被処理部に通過させる必要もある。
このためには、 例えば、 被処理部の平面的広がり と同様な広がりを備 えたグリ ッ ド状の電極が用いられる。 これにより、 力ソード電極は、 被 処理部の全面に対して位置的にまんべんなく存在し、 かつグリ ッ ドの間 から光を通過させて被処理部に光を到達させることができる。
しかしながら、 いかにグリ ッ ド状に電極を構成しても、 グリ ッ ド状の 電極の影が被処理部上には発生する。 このため、 より細かく見れば被処 理部での光照射量がその面上で均一ではなく、 陽極酸化としての均一処 理性に一定の限界が生じる。 発明の開示
本発明は、 このような事情を考慮してなされたもので、 被処理基板を 陽極にして電気化学的に処理を行う陽極酸化装置および陽極酸化方法に おいて、 被処理基板の被処理部への光の照射を均一になし、 これにより 陽極酸化処理を被処理基板面内でより均一にすることが可能な陽極酸化 装置および陽極酸化方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、 本発明に係る陽極酸化装置は、 光を放射 するランプと、 前記放射された光が到達する位置に設けられ、 被処理基 板を保持可能な被処理基板保持部と、 前記放射された光が前記保持され た被処理基板に到達する途上に設けられ、 前記光を通過させるための開 口部を備え前記光を透過しない導体部を有するカソード電極と、 前記力 ソード電極、 前記ランプ、 または前記被処理基板保持部の空間的位置を 周期的振動させる振動機構とを具備することを特徴とする （請求項 1 ) ( すなわち、 ランプ、 力ソード電極、 被処理基板を保持する被処理基板 保持部の 3者の大まかな位置関係を維持したまま、 これらのうちの少な く とも一つについてその空間的位置を周期的振動させる。 これにより、 力ソード電極の影は被処理基板上で時間的に分散する。 したがって、 陽 極酸化工程に要する時間中の被処理基板上の各部分への光照射量は時間 積分的に平均化され、 均一化する。 よって、 陽極酸化処理を被処理基板 面内でより均一にすることが可能になる。
なお、 ランプ、 力ソード電極、 被処理基板を保持する被処理基板保持 部のいずれを振動させるかは、 装置を設計する上でコス トゃ各部の空間 配置効率を考慮して決定することができる。 また、 3者の配置関係は、 上下方向とする以外にも、 横方向から光を照射すべく横方向に配置する 場合も含まれる。 さらには、 光の被処理基板上への照射は、 反射、 屈折 などを介して導かれたものでもよい。 また、 「周期的振動」 は、 変位空 間上での軌跡が一定の範囲から外に出ないような周期的運動を意味し、
1次元、 2次元、 3次元いずれの運動も含む。
また、 本発明に係る陽極酸化装置は、 被処理基板を保持可能な被処理 基板保持部と、 前記保持された被処理基板に接続して設けられ、 上部が 開放された処理槽を形成する壁体と、 前記処理槽に処理液を供給する処 理液供給部と、 前記保持された被処理基板に対向して設けられ、 前記保 持された被処理基板に光を放射するランプュニッ トと、 前記保持された 被処理基板と前記ランプュニッ トとの間に設けられかつ光を通過させる 開口部を有するカソ一ド電極と、 前記カソ一ド電極を前記保持された被 処理基板に対して相対的に振動させる振動機構とを具備することを特徴 とする （請求項 2 ) 。 この構成によっても上記とほぼ同様の作用と効果 を奏する。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 1または 2記載の陽 極酸化装置において、 前記振動機構は、 前記力ソード電極、 前記ランプ、 前記ランプユニッ ト、 または前記被処理基板保持部を前記放射された光 の放射方向に対してほぼ垂直の平面上で振動させる （請求項 3 ) 。 生じ る影の位置を被処理基板上で時間的に変えるものである。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 1または 2記載の陽 極酸化装置において、 前記振動機構は、 前記力ソード電極、 前記ランプ、 前記ランプユニッ ト、 または前記被処理基板保持部を前記放射された光 の放射方向に対してほぼ平行の平面上で振動させる （請求項 4 ) 。 生じ る影の強弱パターンを被処理基板上で時間的に変えるものである。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 3記載の陽極酸化装 置において、 前記振動は、 往復運動、 円運動、 または楕円運動である (請求項 5 ) 。 より単純な機構により運動を生じしめるためである。 また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 4記載の陽極酸化装 置において、 前記振動は、 往復運動、 円運動、 または楕円運動である
(請求項 6 ) 。 これも、 より単純な機構により運動を生じしめるためで ある。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 5記載の陽極酸化装 置において、 前記力ソード電極は、 前記導体部がクロスポイ ン トを有す る正方グリ ッ ド構造であり、 前記円運動は、 前記クロスポイン ト間の正 方距離のほぼ半分の奇数倍を半径とする前記力ソ一ド電極の円運動であ る （請求項 7 ) 。 クロスポイン トの影が被処理基板上で最も濃くなるこ とを考慮し、 その影が運動により集中する領域をなるベく作らないよう にするものである。 すなわち、 円運動の半径を、 クロスポイン ト間の正 方距離のほぼ半分の偶数倍とすると、 クロスポイ ン トは、 隣りのクロス ポイン トにその運動により移動し、 結局クロスポイントの影の集中をも たらすものである。
なお、 周期的振動たる上記円運動は、 陽極酸化工程に要する時間に対 して少なく とも 1周期が完了するように周波数を選ぶとその工程による 光照射量の一応の平均化がなされる。 したがって、 1周期の整数倍が陽 極酸化工程に要する時間に完了すれば、 平均化の効果が得られるが、 そ の整数が大きくなるとちょうど整数であることの意味は相対的に小さ く なり、 実数倍である場合とほとんど変わりなくなる。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 5記載の陽極酸化装 置において、 前記力ソード電極は、 前記導体部がクロスポイン トを有す るグリ ツ ド構造であり、 前記往復運動は、 前記クロスポイン ト間の対角 距離のほぼ半分の奇数倍を振幅とし、 かつ前記対角距離の方向になされ る前記力ソード電極の往復運動である （請求項 8 ) 。 これも、 クロスポ イン トの影が被処理基板上で最も濃くなることを考慮し、 その影が運動 により集中する点をなるベく作らないようにするものである。 なお、 周期的振動たる上記往復運動は、 陽極酸化工程に要する時間に 対して少なく とも振幅方向の最大から最小までの半周期が完了するよう に周波数を選ぶとその工程による光照射量の一応の平均化がなされる。 したがって、 上記半周期の整数倍が陽極酸化工程に要する時間に完了す れば、 平均化の効果が得られるが、 その整数が大きくなるとちょうど整 数であることの意味は相対的に小さ くなり、 実数倍である場合とほとん ど変わりなくなる。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 5記載の陽極酸化装 置において、 前記力ソード電極は、 前記導体部がクロスポイン トを有す る長方グリ ッ ド構造であり、 前記楕円運動は、 前記クロスボイ ン ト間の 長辺距離のほぼ半分の奇数倍を長径としかつ前記クロスボイン ト間の短 辺距離のほぼ半分の奇数倍を短径とする前記力ソード電極の楕円運動で ある （請求項 9 ) 。 これも、 クロスポイ ン トの影が被処理基板上で最も 濃くなることを考慮し、 その影が運動により集中する点をなるぺく作ら ないようにするものである。
なお、 この場合も、 周期的振動たる上記楕円運動は、 陽極酸化工程に 要する時間に対して少なく とも 1周期が完了するように周波数を選ぶと その工程による光照射量の一応の平均化がなされる。 したがって、 1周 期の整数倍が陽極酸化工程に要する時間に完了すれば、 平均化の効果が 得られるが、 その整数が大きくなるとちょうど整数であることの意味は 相対的に小さくなり、 実数倍である場合とほとんど変わりなくなる。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 6記載の陽極酸化装 置において、 前記力ソード電極は、 前記放射された光の放射方向にほぼ 平行な主面を有する板状体の集合である （請求項 1 0 ) 。 光の放射方向 にほぼ平行な板状体の主面に、 角度を小さく光を入射 · 反射させること により、 影を作りにく くする効果を加えるものである。 また、 本発明に係る陽極酸化方法は、 被処理基板保持部に被処理基板 を保持させるステップと、 前記保持された被処理基板の被処理部とカソ 一ド電極とを薬液に接触させるステップと、 前記薬液に接触させられた 前記被処理部と前記力ソード電極との間を電流駆動するステップと、 前 記薬液に接触させられた前記被処理部にランプで光を照射するステツプ と、 前記薬液に接触させられた前記力ソード電極、 またはその状態にお ける、 前記被処理基板保持部も しくは前記ランプの空間的位置を周期的 振動させるステップとを有することを特徴とする。
また、 本発明に係る陽極酸化方法は、 処理液を接触された被処理基板 に光を照射し、 かつ、 前記被処理基板と対向して設けられたランプュニ ッ トと前記被処理基板との間に配設され光を通過させる開口部を有する 力ソード電極を前記被処理基板と相対的に振動させることを特徴とする ( すなわち、 ランプ、 力ソード電極、 被処理基板を保持する被処理基板 保持部の 3者の大まかな位置関係を維持したまま、 これらのうちの少な く とも一つについてその空間的位置を周期的振動させる。 これにより、 力ソード電極の影は被処理基板上で時間的に分散する。 したがって、 陽 極酸化工程に要する時間中の被処理基板上の各部分への光照射量は時間 的に平均化され、 均一化する。 よって、 陽極酸化処理を被処理基板面内 でより均一にすることが可能になる。
なお、 「前記薬液に接触させられた前記被処理部と前記カソード電極 との間を電流駆動するステップ」 と、 「前記薬液に接触させられた前記 被処理部にランプで光を照射するステップ」 と、 「前記薬液に接触させ られた前記力ソード電極、 またはその状態における、 前記被処理基板保 持部もしくは前記ランプの空間的位置を周期的振動させるステツプ J と は、 順序としてこの通りである必要はなく、 むしろ進行する時間帯が重 なり得るステップである。 なお、 前記力ソード電極を前記被処理基板の面と平行な面内で振動さ せると、 すでに述べたように、 生じる影の位置を被処理基板上で時間的 に変えることにより、 被処理基板上の各部分への光照射量は時間的に平 均化される。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態たる陽極酸化装置を模式的に示す正面図 である。
図 2は、 図 1中に示したカソ一ド電極 1 3の平面図である。
図 3は、 図 1中に示した力ソード電極振動機構 1 9の主要部を示す平 面図である。
図 4は、 図 1中に示した力ソード電極 1 3の別の例を示す平面図であ る。
図 5は、 図 4に示した力ソード電極 1 3 1を図 1に示した陽極酸化装 置に適用する場合に用いることができるカソ一ド電極振動機構 1 9の主 要部を示す平面図である。
図 6 A、 図 6 Bは、 図 1中に示した力ソード電極 1 3のさらに別の例 を示す平面図 （図 6 A ) および正面図 （図 6 B ) である。
図 7は、 図 1 に示した陽極酸化装置の動作フロ一を示す流れ図である, 発明を実施するための最良の形態
本発明によれば、 ランプ、 力ソード電極、 被処理基板を保持する被処 理基板保持部の 3者の大まかな位置関係を維持したまま、 これらのうち の少なく とも一つについてその空間的位置を周期的振動させる。 これに より、 力ソード電極の影は被処理基板上で時間的に分散するので、 陽極 酸化工程に要する時間中の被処理基板上の各部分への光照射量は時間積 分的に平均化され、 均一化する。 よって、 陽極酸化処理を被処理基板面 内でより均一にすることが可能になる。
以下、 本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図 1は、 本発明の一実施形態たる陽極酸化装置を模式的に示す正面図 である。 同図に示すように、 この陽極酸化装置は、 ステージ 1 1、 カソ
―ド電極 1 3、 壁部 1 5、 ランプ 1 7を複数有するランプュニ ヅ ト 1 6 、 ランプュニ ヅ ト支持部材 1 8、 力ソード電極振動機構 1 9、 力ソー ド電 極振動機構支持部材 2 0を具備する。
被処理基板保持部としてのステージ 1 1の上には、 被処理基板 1 2 (上面が被処理部） が載置 ·保持され、 水平方向四方を囲む壁部 1 5が ステージ 1 1および被処理基板 1 2の周縁上に設置される。 壁部 1 5の この設置は、 ステージ 1 1上に被処理基板 1 2を載置 '保持したのち、 例えばその上方から壁部 1 5を降下させて行う。 なお、 陽極酸化処理時 に被処理基板 1 2を底部として壁部 1 5内に薬液 （処理液） 1 4を張る ので、 壁部 1 5 と被処理基板 1 2 との接触部位には周状にシール部材 (図示せず） が設けられる。 さらに、 被処理基板 1 2の被処理部に陽極 酸化処理時に電気を供給するための導体 （図示せず） が上記シール部材 の周外側に設けられる。
被処理基板 1 2を底部として壁部 1 5内に薬液 1 4を張ることによ り 処理槽が形成される。 処理層への薬液の供給は、 例えば、 処理層内への 供給管 （図示せず） の設置や壁部 1 5を貫通する供給路 （図示せず） な どにより行なうことができる。 処理槽内には、 カソ一ド電極 1 3が、 薬 液 1 4に浸潰されるようにかつ被処理基板 1 2に対向して設けられる。 カソード電極 1 3は、 カリード電極振動機構 1 9に吊設されており、 か つ、 力ソー ド電極振動機構 1 9により水平面内の円運動をさせられ得る ( 力ソード電極 1 3の平面構成については後述する。 力ソード電極振動機構 1 9は、 力ソード電極振動機構支持部材 2 0に より壁部 1 5に固定される。 カソ一ド電極振動機構 1 9内の主要構成に ついては後述する。
被処理基板 1 2の力ソード電極 1 3ごしにはランプュニッ ト 1 6が設 けられ、 その照射光線は、 力ソード電極 1 3の開口部を通して被処理基 板 1 2にほぼ垂直方向に入射する。 ランプュニヅ ト 1 6は、 ランプュニ ト支持部材 1 8により壁部 1 5に固定される。
なお、 この実施の形態は、 上記のように、 被処理墓板 1 2を載置 ， 保 持したステージ 1 1、 カゾード電極 1 3、 ランプユニッ ト 1 7の 3者の うち、 力ソード電極 1 3を振動させるものである。 これにより、 ランプ ユニッ ト 1 6 によるカソ一ド電極 1 3の影は被処理基板 1 2上で時間的 に分散する。 したがって、 陽極酸化工程に要する時間中の被処理基板 1 2上の各部分への光照射量は時間積分的に平均化され、 均一化する。 よ つて、 陽極酸化処理を被処理基板面内でより均一にすることが可能にな る。
図 2は、 図 1 中に示したカソード電極 1 3の平面図である。 図 2に示 すようにこの力ソード電極は、 縦横ともにピッチ a 1のグリ ッ ド状に構 成され、 縦横の各交差点にクロスボイン ト 1 3 aが存在し、 グリ ヅ ドを 構成する各線材の間は光を通過させる開口部である。 ここで、 例えば、 力ソード電極 1 3の材質はプラチナ、 ピッチ a 1は 1 0 m m程度、 グリ ッ ドを構成する線材の太さは 0 . 5 m m程度である。
図 3は、 図 1 中に示したカソード電極振動機構 1 9の主要部を示す平 面図である。 図 3に示すように、 この主要部中には、 振動プレート 3 1、 カソード電極連結部 3 2、 歯車 3 4、 3 6、 振動ピン 3 5、 3 7、 タイ ミングベルト 3 8、 歯車 3 9、 モータ 4 0が存在する。
モ一夕 4 0により歯車 3 9が回転し、 その回転力がタイ ミングベルト 3 8により歯車 3 6に伝達する。 歯車 3 6は、 回転軸位置が固定され回 転自在に支持されている。 歯車 3 6 と振動ピン 3 7とは、 歯車 3 6の偏 心した位置に振動ピン 3 7が固定されている関係であり、 振動ピン 3 7 は、 平面的に円形をなし振動プレート 3 1に設けられた貫通孔に嵌合し ている。 この貫通孔の孔面に対して振動ピン 3 7は褶動自在である。 一方、 歯車 3 4と振動ピン 3 5 との関係は、 歯車 3 6 と振動ピン 3 7 との関係と同様であり、 歯車 3 4は、 回転軸位置が固定され回転自在に 支持され、 振動ピン 3 5は、 振動プレート 3 1に設けられた別の貫通孔 に嵌合している。 この貫通孔に孔面に対して振動ピン 3 5は褶動自在で ある。 なお、 歯車 3 4は、 その歯に対して何らの力伝達要素も設けられ ていない。
振動プレート 3 1は、 4箇所の力ソード電極連結部 3 2によりカソー ド電極 1 3を吊設する。
このような構成により、 モ一夕 4 0が回転すると、 歯車 3 9の回転が 夕イ ミングベルト 3 8を介して歯車 3 6の回転させ、 振動ピン 3 7が円 運動を行う。 これにより振動プレート 3 1は、 ある動きを誘発されるが、 振動ピン 3 5による規制があるため歯車 3 4の回転を伴うものになる。 したがって、 歯車 3 6と歯車 3 4とが同期した回転となり、 結局、 振動 プレート 3 1が円運動することになる。 よって、 振動プレート 3 1に吊 設された力ソード電極 1 3も水平面内で円運動をする。
ここで、 歯車 3 4 ( 3 6 ) の回転中心からの振動ピン 3 5 ( 3 7 ) の 偏心を図示のように （ a l ) / 2 とすると、 力ソード電極 1 3のクロス ポイン ト 1 3 aの位置が隣りのクロスボイン トの位置と重ならないよう に円運動が行われる。 したがって、 クロスポイン ト 1 3 aの影が被処理 基板 1 2上で最も濃くなることに配慮して、 その影が運動により集中す る領域をなるベく作らないようにすることができる。 同様に考えて、 上 記偏心量を （ a 1 ) / 2の奇数倍としてもよい。
なお、 図 2においては、 力ソード電極 1 3のグリ ッ ド構造を正方グリ ッ ド構造として説明し、 それに対応する図 3に示すような力ソード電極 振動機構 1 9の主要部構造を示したが、 カゾード電極 1 3の構造を長方 グリ ッ ド構造とする場合には、 影の分散効率という意味で力ソード電極 振動機構 1 9による運動は楕円運動とするのが好ましい。
このためには、 図 3における振動プレート 3 1を円運動に代えて楕円 運動させるようにすればよい。 このためのひとつの方法として、 例えば 次のようなものが考えられる。 まず、 歯車 3 6、 3 4を傾けて、 平面図 上で楕円に見えるように設置する。 この見かけ上の楕円は、 長軸が図 3 の左右方向 （または上下方向） になるようにする。 歯車 3 6 ( 3 4 ) と 振動ピン 3 7 ( 3 5 ) との関係は、 固定ではなく、 振動ピン 3 7 ( 3 5 ) の根元において振動ピン 3 7 ( 3 5 ) が回転自在に、 かつ歯車側面 (歯面でない面） に対して倒れ角が自在となるように支持する。 また、 振動ピン 3 7 ( 3 5 ) が振動プレート 3 1に嵌合される角度が垂直を保 つように振動プレート 3 1の貫通孔に規制機能を設ける。
これにより、 振動ピン 3 7 ( 3 5 ) は楕円運動をするので、 振動プレ —ト 3 1の楕円運動が得られる。 よって、 カソード電極 1 3 も楕円運動 する。 なお、 もちろん偏心カムなどを用いる周知の楕円運動機構を利用 してもよい。
カリ一ド電極 1 3の構造が長方グリ ッ ド構造であり、 振動プレート 3 1が楕円運動を行う場合に、 クロスポイ ン ト 1 3 aの影が被処理基板 1 2上で最も濃くなることに配慮してその影が運動により集中する領域を なるべく作らないようにするためには、 クロスポイン ト間の長辺距離の ほぼ半分の奇数倍を長径としかつクロスボイント間の短辺距離のほぼ半 分の奇数倍を短径とするように楕円運動をせればよい。 この理由は、 隣 のクロスポイン トとの距離を考慮すると円運動をさせる場合と同様に考 えることができる。
次に、 図 2に示した力ソー ド電極 1 3に代えて図 1に示した陽極酸化 装置において用いることができるカゾード電極の別の例を図 4を参照し て説明する。 図 4は、 図 1 中に示した力ソード電極 1 3の別の例を示す 平面図である。 図 4に示すカソード電極 1 3 1は、 図 2 に示したものと 同様に正方グリ ッ ド構造 （ピッチ a 2 ) を有するが、 線材の設定角度が 4 5度傾けられている。
この場合においても、 図 3 に示したようなカソード電極振動機構を用 いることで図 2に示した力ソード電極 1 3 と同様な効果を得ることがで きる。 ただし、 図 3に示した偏心量 （ a 1 ) / 2は、 （ a 2 ) / 2また はその奇数倍にするとより好ましい。
また、 図 4に示すような力ソード電極 1 3 1の場合には、 力ソード電 極 1 3 1を円運動ではなく直線的な往復運動 （図上の上下方向、 または 左右方向） とすることによつても影の時間的な分散効果が得られる。 こ れらの方向に往復運動させると各線材の長手方向を避けて運動させるこ となり、 線材の影が時間的に移動するからである。
図 5は、 図 4に示したような力ソード電極 1 3 1を図 1 に示した陽極 酸化装置に適用する場合に用いることができるカソード電極振動機構 1 9の主要部を示す平面図である。 図 5に示すように、 この主要部中には、 規制部材 5 1、 5 2、 振動プレート 5 3、 連結節 5 4、 連結ピン 5 5、 5 6、 モ一夕 5 7、 回転ホイール 5 8、 カソ一ド電極連結部 3 2が存在 する。
モー夕 5 7が回転するとこれに接続された回転ホイール 5 8が回転し、 回転ホリ一ル 5 8に固定された連結ピン 5 6が回転する。 連結ピン 5 6 の回転を連結節 5 4により、 連結ピン 5 5を介して振動プレート 5 3に 伝達し、 振動プレート 5 3を往復運動させる。 すなわち、 振動プレート 5 3は、 規制部材 5 1、 5 2により上下方向に規制されている。 以上説 明からわかるように、 この機構は一種のビス トン一クランク機構である < 振動プレート 5 3には、 力ソード電極連結部 3 2によりカソード電極 1 3 1が吊設されているので、 振動プレ一ト 5 3の往復運動によりカソ —ド電極 1 3 1の往復運動がなされる。
ここで、 連結ビン 5 6の回転ホイ一ル 5 8上の偏心は、 図示のように (V"2 ) (a 2 ) Z2とすると、 クロスポイ ン ト 1 3 1 aの影が被処理 基板 1 2上で最も濃くなることに配慮して、 その影が運動により集中す る領域をなるベく作らないようにすることができる。 すなわち、 カソ一 ド電極 1 3 1のクロスポイ ン ト 1 3 1 aの位置が隣りのクロスポイン ト の位置と重ならないように往復運動が行われる。 同様に考えて、 連結ピ ン 5 6の回転ホイール 5 8上の偏心を、 （ "2 ) ( a 2 ) /2の奇数倍 としてもよい。
以上の実施の形態では、 光の照射方向に対して垂直の面内で力ソード 電極 1 3を運動させて、 被処理基板 1 2上に生じる影の位置を時間的に 変えることを説明したが、 力ソード電極 1 3を光の照射方向に対してほ ぼ平行な面内で運動させる方法も採り得る方法である。 この場合には、 被処理基板 1 2上に生じる影の強弱パターンが時間的に変化する。 よつ て、 何ら力ソー ド電極 1 3を運動させない場合より、 光の照射量は時間 的に平均化する。
これに対応するためにはカソード電極 1 3、 1 3 1を垂直方向に運動 させるようにすべく、 図 3、 図 5に示したような力ソード電極振動機構 を水平軸回りに 9 0度回転させて設ければよい。 さらには、 力ソード電 極 1 3、 1 3 1を光の照射方向に対してほぼ垂直な面内で運動させ、 か つ光の照射方向に対してほぼ平行な面内でも運動させるようにしてもよ い。 この場合には、 カゾード電極振動機構 1 9を壁部 1 5に固定せずに、 カソ一ド電極振動機構 1 9 自体を運動させる別の振動機構に載せればこ れが実現できる。
次に、 図 2、 図 4に示した力ソード電極 1 3、 1 3 1 に代えて図 1 に 示した陽極酸化装置において用いることができるカソード電極の別の例 を図 6 A、 図 6 Bを参照して説明する。 図 6 A、 図 6 Bは、 図 1中に示 した力ソード電極 1 3のさらに別の例を示す平面図 （図 6 A ) および正 面図 （図 6 B ) である。
図 6 A、 図 6 Bに示す力ソード電極 1 3 2は、 板状体の集合であって、 その両主面にほぼ平行な方向に光が通過するように構成され、 各板状体 の間が光を通過させる開口部である。 ここで、 例えば、 力ソード電極 1 3 2の材質はプラチナ、 板状体の間のピッチは 1 O m m程度、 板状体の 高さは 2 m m程度、 その厚さは 0 . 0 5ないし 0 . 1 m m程度である。 このようなカソ一ド電極 1 3 2によれば、 光線の開口部の通過が図 6 B中に示すようになる （すなわち、 板状体の両主面で光の反射が生じ る） 傾向をもともと有するため、 カソ一ド電極 1 3 2の影が生じにくい (もう少し正確に言うと影が分散して生じる） 。 このような力ソード電 極 1 3 2を用いて、 さらに、 力ソード電極 1 3 2を上下方向に往復運動 または円運動させると、 生じる影の時間的な分散効果を増大させること ができる。
よって、 陽極酸化工程に要する時間中の被処理基板 1 2上の各部分へ の光照射量は時間積分的に平均化され、 均一化する。 これにより、 陽極 酸化処理を被処理基板面内でより均一にすることが可能になる。
なお、 このような力ソード電極 1 3 2の運動を行うためには、 カソ一 ド電極振動機構 1 9に図 3あるいは図 5 に示したような運動機構を設け ればよい。 その際、 力ソード電極 1 3 2の運動を垂直方向になすため、 水平軸回りに 9 0度傾けて設置する。
次に、 図 1 に示した陽極酸化装置の一連の動作について図 7をも参照 して説明する。 図 7は、 図 1に示した陽極酸化装置の動作フローを示す 流れ図である。
まず、 ステージ 1 1 と壁部 1 5 とが上下に離間した状態において、 ス テージ 1 1上に被処理基板 1 2が載置され、 その載置状態が保持される (ステップ 7 1 ) 。 被処理基板 1 2は、 被処理部が上に向けられている, ステージ 1 1上への載置には、 ロボヅ トなどの基板搬送機構を用いても よい。
次に、 壁部 1 5を降下させステージ 1 1上および被処理基板 1 2の周 縁部上に設置する。 このとき、 すでに述べたように被処理基板 1 2の周 縁と壁部 1 5 との間には液体シールが確立され、 かつその液体シールが された部位の外側では被処理基板 1 2の電極と導体により電気的接触が なされる。 また、 カソード電極振動機構 1 9およびランプユニッ ト 1 6 が壁体 1 5に固定されていることにより、 これらの位置が被処理基板 1 2に対して所定に設定される。 これらにより処理槽が形成される （以上 ステップ 7 2 ) 。
次に、 形成された処理槽に薬液を張る （ステップ 7 3 ) 。 これにより、 被処理基板 1 2の被処理部とカソード電極 1 3 とが薬液に接触した状態 となる。 薬液は、 例えば、 エチルアルコールを溶媒とするフッ酸の溶液 である。 薬液を処理槽に導入するには、 例えば、 壁部 1 5に供給路を設 けてもよいし、 供給管を処理槽の上方から差し入れてもよい。
次に、 カソード電極振動機構 1 9でカソ一ド電極 1 3を周期的振動さ せながら、 陽極酸化反応を被処理基板 1 2に起こす （ステップ 7 4 ) 。 このため、 被処理基板 1 2の電極に接触する導体とカソ一ド電極 1 3 と の間を電流源で駆動し、 かつランプュニヅ ト 1 6のランプ 1 7により被 処理基板 1 2を照射する。 この反応時間は、 温度などの条件にもよるが 数秒である。
次に、 力ソード電極 1 3の周期的振動、 被処理基板 1 2の電極に接触 する導体と力ソード電極 1 3 との間の電流源駆動、 ランプュニッ ト 1 6 のランプ 1 7による被処理基板 1 2の照射をすベてやめ、 薬液を排出す る。 薬液の排出は、 例えば壁部 1 5に排出路を設けることによつても、 排出管を処理槽の上方から差し入れて吸い出すようにしてもよい。 薬液 は、 強い腐蝕性があるのでこのあと被処理基板 1 2 ともども処理槽を洗 浄する。 このための洗浄は、 例えば、 洗浄液の処理槽への供給と排出を 繰り返すことにより行うことができる （以上ステツプ 7 5 ) 。 以上によ り、 被処理基板 1 2の一連の陽極酸化工程を完了することができる。 以上の実施の形態では、 力ソード電極 1 3、 1 3 1、 1 3 2を周期的 振動させる形態を説明したが、 これに代えて、 あるいはこれに加えて、 ランプュニッ ト 1 6やステージ 1 1 を周期的振動させても、 影の分散効 果によって、 陽極酸化処理の被処理基板 1 2面上での均一性向上を図る ことができる。
ランプユニッ ト 1 6を周期的振動させるには、 例えば、 ランプュニヅ ト 1 6を力ソード電極振動機構 1 9のような機構に吊設すればよい。 ス テージ 1 1を周期的振動させるには、 壁部 1 5へのランプュニッ ト支持 部材 1 8およびカソ一ド電極振動機構支持部材 2 0の支持を開放したう えで、 ステージ 1 1、 被処理基板 1 2、 壁部 1 5を一体として、 周期的 振動させればよい。 このためには、 やはり、 力ソード電極振動機構 1 9 のような機構をステージ 1 1下に設ければよい。 産業上の利用可能性
本発明に係る陽極酸化装置は、 表示装置を生産するための装置を製造 する産業において製造することができ、 また、 表示装置の製造産業にお いて使用することができる。 また、 本発明に係る陽極酸化方法は、 表示 装置の製造産業において使用することができる。 したがって、 いずれも 産業上の利用が可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 光を放射するランプと、
前記放射された光が到達する位置に設けられ、 被処理基板を保持可能 な被処理基板保持部と、
前記放射された光が前記保持された被処理基板に到達する途上に設け られ、 前記光を通過させるための開口部を備え前記光を透過しない導体 部を有するカソ一ド電極と、
前記力ソード電極、 前記ランプ、 または前記被処理基板保持部の空間 的位置を周期的振動させる振動機構と
を具備することを特徴とする陽極酸化装置。
2 . 被処理基板を保持可能な被処理基板保持部と、
前記保持された被処理基板に接続して設けられ、 上部が開放された処 理槽を形成する壁体と、
前記処理槽に処理液を供給する処理液供給部と、
前記保持された被処理基板に対向して設けられ、 前記保持された被処 理基板に光を放射するランプュニヅ 卜と、
前記保持された被処理基板と前記ランプュニッ トとの間に設けられか つ光を通過させる開口部を有するカソ一ド電極と、
前記力ソード電極を前記保持された被処理基板に対して相対的に振動 させる振動機構と
を具備することを特徴とする陽極酸化装置。
3 . 前記振動機構は、 前記力ソード電極、 前記ランプ、 前記ランプュニ ッ ト、 または前記被処理基板保持部を前記放射された光の放射方向に対 してほぼ垂直の平面上で振動させることを特徴とする請求項 1または 2 記載の陽極酸化装置。
4 . 前記振動機構は、 前記力ソード電極、 前記ランプ、 前記ランプュニ ツ ト、 または前記被処理基板保持部を前記放射された光の放射方向に対 してほぼ平行の平面上で振動させることを特徴とする請求項 1または 2 記載の陽極酸化装置。
5 . 前記振動は、 往復運動、 円運動、 または楕円運動であることを特徴 とする請求項 3記載の陽極酸化装置。
6 . 前記振動は、 往復運動、 円運動、 または楕円運動であることを特徴 とする請求項 4記載の陽極酸化装置。
7 . 前記力ソード電極は、 前記導体部がクロスポイントを有する正方グ リツ ド構造であり、
前記円運動は、 前記クロスボイント間の正方距離のほぼ半分の奇数倍 を半径とする前記カソ一ド電極の円運動であることを特徴とする請求項
5記載の陽極酸化装置。
8 . 前記力ソード電極は、 前記導体部がクロスポイントを有するグリ ツ ド構造であり、
前記往復運動は、 前記クロスボイン ト間の対角距離のほぼ半分の奇数 倍を振幅とし、 かつ前記対角距離の方向になされる前記カソード電極の 往復運動であることを特徴とする請求項 5記載の陽極酸化装置。
9 . 前記力ソード電極は、 前記導体部がクロスポイントを有する長方グ リヅ ド構造であり、
前記楕円運動は、 前記クロスボイン ト間の長辺距離のほぼ半分の奇数 倍を長径としかつ前記クロスボイント間の短辺距離のほぼ半分の奇数倍 を短径とする前記カソード電極の楕円運動であることを特徴とする請求 項 5記載の陽極酸化装置。
1 0 . 前記力ソード電極は、 前記放射された光の放射方向にほぼ平行な 主面を有する板状体の集合であることを特徴とする請求項 6記載の陽極 酸化装置。
1 1 . 被処理基板保持部に被処理基板を保持させるステップと、
前記保持された被処理基板の被処理部と力ソード電極とを薬液に接触 させるステップと、
前記薬液に接触させられた前記被処理部と前記カソード電極との間を 電流駆動するステツプと、
前記薬液に接触させられた前記被処理部にランプで光を照射するステ ップと、
前記薬液に接触させられた前記力ソード電極、 またはその状態におけ る、 前記被処理基板保持部もしくは前記ランプの空間的位置を周期的振 動させるステップと
を有することを特徴とする陽極酸化方法。
1 2 . 処理液を接触された被処理基板に光を照射し、 かつ、 前記被処理 基板と対向して設けられたランプュニッ トと前記被処理基板との間に配 設され光を通過させる開口部を有するカソード電極を前記被処理基板と 相対的に振動させる
ことを特徴とする陽極酸化方法。
1 3 . 前記カソード電極を前記被処理基板の面と平行な面内で振動させ ることを特徴とする請求項 1 2記載の陽極酸化方法。
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