WO2003062505A1 - Dispositif et procede d'anodisation - Google Patents

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WO2003062505A1
WO2003062505A1 PCT/JP2003/000458 JP0300458W WO03062505A1 WO 2003062505 A1 WO2003062505 A1 WO 2003062505A1 JP 0300458 W JP0300458 W JP 0300458W WO 03062505 A1 WO03062505 A1 WO 03062505A1
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electrode
frame
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PCT/JP2003/000458
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Inventor
Yasushi Yagi
Kazutsugu Aoki
Mitsuru Ushijima
Original Assignee
Tokyo Electron Limited
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
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    • C25D11/02—Anodisation
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    • C25D11/02—Anodisation
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    • Y10S204/00—Chemistry: electrical and wave energy
    • Y10S204/07—Current distribution within the bath

Definitions

  • the present invention relates to an anodizing apparatus and an anodizing method for performing electrochemical treatment using a substrate to be treated as an anode, and particularly to an anodizing apparatus and anodizing method suitable for treating a large-sized substrate.
  • the process of electrochemically anodizing a substrate to be processed is used in various situations.
  • anodization processes there is a process of making a polycrystalline silicon layer porous.
  • a 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 is dissolved in a solvent (eg, ethyl alcohol). It is immersed in an acid solution.
  • An electrode made of, for example, platinum is immersed in the hydrofluoric acid solution, that is, the chemical solution, and the electrode is supplied with the negative potential 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 irradiation with light by the lamp is for generating holes required for the above-described reaction of melting and making porous, in the polycrystalline silicon layer.
  • the reaction in the polycrystalline silicon layer in such anodization is described, for example, as follows.
  • a silicon oxide layer is further formed on the surface of the porous silicon nano-layer formed in this way, it becomes suitable as a highly efficient field emission electron source.
  • These are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 164,115, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1000-3,016.
  • the use of porous silicon as such a field emission electron source is attracting attention as opening the way to the realization of new flat-panel display devices.
  • the value of the current flowing from the substrate to be processed to the cathode electrode via the chemical solution is proportional to the area of the substrate to be processed (the area of the processed part). This is because the reaction progresses due to the electric current, and the reaction occurs evenly in various places on the surface of the substrate to be processed. For this reason, when the substrate to be processed has a large area for a large-sized display device, the value of the current required for the processing is significantly increased. For example, assuming that a processing current of about 5 A is applied to a substrate to be processed having a size of 200 mm square, a current of 100 A, which is 25 times that of a substrate to be processed having a size of 100 mm square, needs to flow. It should be noted that an area approximately equal to a 100 mm square is a value that can be generally considered according to the trend of large display devices in the future.
  • the power supply section of the device is inevitably increased in size and expensive.
  • the light irradiation area of the light source increases, and the shape of the cathode electrode also increases, which also increases the cost of the apparatus. This also reflects on the manufacturing cost of the substrate manufactured by the equipment.
  • the light irradiation area of the light source increases, so In addition, it becomes difficult to irradiate the substrate to be processed, and it becomes difficult to ensure uniformity of the electric field formed between the cathode electrode and the substrate to be processed due to the large size of the cathode electrode. There is also the aspect that the uniformity of anodization deteriorates. This is a problem in terms of ensuring the quality of the manufactured substrate. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and in an anodizing apparatus and an anodizing method in which a substrate to be processed is treated as an anode and electrochemically processed, a large-sized substrate is processed by using smaller components.
  • An object of the present invention is to provide an anodizing apparatus and an anodizing method capable of treating anodizing.
  • an anodizing apparatus includes a lamp that emits light, and a lamp that is provided at a position where the emitted light reaches.
  • a stage which is provided on the way where the emitted light reaches the substrate to be processed, and which has an opening for transmitting the light and which does not transmit the light.
  • a frame having an opening that forms a processing tank by being coupled to the stage; and an annular ring formed on the substrate to be processed when the frame faces and approaches the substrate to be processed.
  • a seal member provided on the opposing surface of the frame body to be in contact with the substrate, and establishing a liquid seal with the substrate to be processed; and a plurality of conductive contacts provided on an annular outer side of the seal member.
  • the contact member electrically contacts the substrate to be processed by a plurality of contact members.
  • a conductive layer or conductive pattern; Can be manufactured in advance so that the connection is made.
  • the current value required for the processing can be reduced to one of the portions to be processed. It can be done in an amount corresponding to the department.
  • the anodizing apparatus is provided with a lamp that emits light, and a position where the emitted light reaches, and can mount the substrate to be processed with the portion to be processed facing upward.
  • a stage a cathode electrode provided on the way in which the emitted light reaches the substrate to be processed, wherein the conductor has an opening for passing the light, and a conductor that does not transmit the light;
  • a frame provided with an opening that forms a processing tank by being combined with a stage; and the frame is formed so as to annularly contact the substrate to be processed when the frame faces and approaches the substrate to be processed placed above.
  • a seal member provided on the opposing surface of the body for establishing a liquid seal with the substrate to be processed; a conductive contact member provided on an annular outer side of the seal member; and the contact member.
  • On the outside of the ring of the sealing member Comprising a contactor bets moving mechanism for moving (claim 2).
  • the electrical contact between the contact member and the substrate to be processed is made by changing the position by moving the contact member.
  • the substrate to be processed is manufactured in advance so that each contact part (a plurality of electrode pads) of the contact member is connected to the conductive layer of a part of the part to be processed. Can be kept.
  • the power to the contact member is Since the movement of the contact member is performed on a part of the conductive layer of the substrate to be processed, the current value required for the processing can be reduced to an amount corresponding to a part of the processed part. . Then, if the contact members are moved and the respective processes are performed, anodization can be performed on the entire surface of the portion to be processed.
  • the supply portion of electricity required for anodization can have a smaller capacity, so that a device capable of processing a large substrate to be processed with smaller components can be obtained.
  • the contact member can be moved continuously or stepwise according to the arrangement of the plurality of electrode pads on the substrate to be processed.
  • the positive electrode forming apparatus further includes a lamp moving mechanism for moving the lamp in a direction substantially parallel to a surface of the substrate to be processed. (Claim 3). With this, it is possible to irradiate a uniform light to a small area by focusing on a portion of the processing target portion of the processing target substrate where electricity is supplied by the contact member and an electrochemical reaction occurs.
  • the anodizing apparatus according to claim 1, wherein the cathode electrode is configured to move the cathode electrode in a direction substantially parallel to a surface of the substrate to be processed.
  • a moving mechanism is further provided (claim 4).
  • the force source electrode can be opposed to a small area of the processing target portion of the processing target substrate, specifically, at a portion where the contact member is energized to cause an electrochemical reaction.
  • the anodizing apparatus is provided so as to be connected to the lamp moving mechanism, and moves the lamp by the lamp moving mechanism by the contact member.
  • the apparatus further includes a lamp moving mechanism control unit that synchronizes with an electric field generating portion on the substrate to be processed (claim 5). Energized by the contact member of the processed part of the processed substrate The lamp moves automatically when light is applied to the part where the electrochemical reaction takes place, according to the movement of that part.
  • the lamp can be moved continuously or stepwise according to the energization of the electrode pad of the substrate to be processed.
  • the anodizing apparatus is provided so as to be connected to the force-sword electrode moving mechanism, and controls movement of the force-sword electrode by the force-sword electrode moving mechanism.
  • the image forming apparatus further includes a cathode electrode moving mechanism control unit that synchronizes with an electric field generation portion on the substrate to be processed by the contact member (claim 6). Automatically moves the cathode electrode when the cathode electrode is opposed to the part of the processed part of the substrate to be processed that is energized by the contact member and undergoes an electrochemical reaction, in accordance with the movement of that part. It is.
  • the force source electrode can be moved continuously or stepwise according to the energization of the electrode pad of the substrate to be processed.
  • the anodizing method includes a step of placing the substrate to be processed on a stage with its part to be processed facing upward, and a step of placing the substrate facing the surface of the substrate to be processed as described above.
  • a frame provided with an opening and a seal member provided in an annular shape on the facing surface so as to expose the processing target portion of the processing target substrate upward, to contact the processing target substrate placed above,
  • the current value required for the processing can be an amount corresponding to a part of the processing target portion. Therefore, the supply portion of electricity required for anodization can be made smaller, so that a method capable of processing a large substrate to be processed with smaller components can be obtained.
  • the conductive layer of the substrate to be processed may be patterned, and for example, aluminum may be used as the material.
  • the step of irradiating the light includes a step of:
  • light is irradiated (claim 8). With this, it is possible to irradiate a uniform light to a small area by focusing on a portion of the processing target portion of the processing target substrate where the electrochemical reaction is performed.
  • the lamp When the lamp is moved, the lamp may be moved continuously or stepwise according to the change in the energization to the electrode pad of the substrate to be processed.
  • the current driving step is performed by changing a part of the plurality of electrode pads to another part.
  • the position of the force source electrode is moved in accordance with a change in the electric field generation position of the substrate to be processed from the portion to be processed (Claim 9). This enables the force source electrode to face a small area specifically for a portion of the processing target portion of the processing target substrate where electricity is supplied and an electrochemical reaction occurs.
  • the force source electrode may be moved either continuously or stepwise according to the change in the current supplied to the electrode pad of the substrate to be processed. Can be used.
  • the anodizing apparatus and method of the present invention described above are adopted as a configuration for miniaturizing the components of the apparatus, even as an apparatus and a method for performing ordinary anodizing that does not require light irradiation. be able to.
  • a stage on which a substrate to be processed can be placed with its processed part facing upward, a force sword electrode provided opposite to the substrate to be processed placed above, and a stage coupled to the stage.
  • a frame having an opening that forms a processing tank; and a frame provided on the facing surface of the frame so as to annularly contact the substrate when the frame faces and approaches the substrate to be processed.
  • a seal member that establishes a liquid sealing property with the substrate to be processed; a plurality of conductive contact members provided on an annular outer side of the seal member; and a plurality of contact members selectively provided for each of the plurality of contact members.
  • An anodizing apparatus comprising: means for flowing a current.
  • a cathode electrode moving mechanism for moving the force source electrode in a direction substantially parallel to the surface of the substrate to be processed may be further provided.
  • the apparatus may further include a force electrode moving mechanism control unit that moves the force electrode by the cathode electrode moving mechanism in synchronization with an electric field generating portion on the substrate to be processed by the contact member.
  • a frame provided with an opening and a seal member provided in an annular shape on the opposing surface so as to expose the upper surface of the substrate to be processed, and the sealing member and the substrate to be processed are contacted by the seal member.
  • a switch that drives current between Tsu and a flop, the step of the current drive is a positive pole conversion methods performed a plurality of times in sequence by changing to a different part of the portion of the plurality of electrodes pads.
  • the step of current driving may include changing a part of the plurality of electrode pads to another part to change an electric field generation position from the processing target portion of the processing target substrate.
  • the position of the force electrode may be moved.
  • FIGS. 1A, 1B, and 1C are diagrams schematically showing a basic configuration of an anodizing apparatus according to an embodiment of the present invention as a vertical cross section in the order of operation.
  • FIG. 1C are continuation diagrams of FIG. 1C.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the basic structure of the anodizing apparatus concerning one Embodiment of this invention typically as a vertical cross section, respectively.
  • FIG. 3 is a plan view of the frame 3 shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, and 2C, and a view from the contact member 5 to the current source 33. It is a figure which shows an electrical connection relationship.
  • FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the substrate to be processed 10 shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, and 2C.
  • FIG. 5A is a plan view of the frame 3 shown in FIG. 1A, FIG. LB, FIG. 1C, FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C, and a contact member 51 to a current source 33.
  • FIG. 5B is a partial view of the frame 3 shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, and 2C.
  • Ri FIG der shows a cross-sectional view, and, respectively, c 6 from that shown in FIG. 3 is a diagram showing the different things, FIG 1 a, FIG. 1 B, FIG. 1 C, FIG. 2 a, FIG. FIG. 2B is a plan view showing the lamp cut 8 shown in FIG. 2C.
  • FIG. 7 is a plan view showing a lamp unit which can be used in place of the lamp unit 8 shown in FIG. 6, and its periphery.
  • FIG. 8 is a plan view showing the cathode electrode 7 shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, and 2C.
  • FIG. 9 is a plan view showing a force source electrode which can be used in place of the force source electrode 7 shown in FIG. 8, and the periphery thereof.
  • the electrical contact between the contact member and the substrate to be processed is made by the plurality of contact members, and the substrate to be processed is correspondingly connected to the plurality of contact members.
  • Contact parts (electrode pads) make sure that each part of the part to be processed is connected to the conductive layer. It is manufactured first. According to such a combination of a substrate to be processed and a plurality of contact members, for example, by energizing only some of the contact members by a switching switch, a current value required for processing is reduced by a part of the processing target portion. It can be done in an amount corresponding to Therefore, the supply portion of the electricity required for the anodization can be made smaller, so that a device capable of processing a large substrate to be processed with smaller components can be obtained.
  • the contact of the contact member with the substrate to be processed is made by changing the position of the contact member by moving the contact member.
  • the contact part (a plurality of electrode pads) of the contact member is manufactured in advance so that a connection is made to a conductive layer of a part of the part to be processed.
  • a current is supplied to the contact member to a part of the conductive layer of the substrate to be processed due to the movement of the contact member. Therefore, the current value required for the processing can be an amount corresponding to a part of the processing target portion. Therefore, the supply portion of electricity required for anodization can have a smaller capacity, so that a device capable of processing a large substrate to be processed with smaller components can be obtained.
  • FIGS. 1A, 1B, and 1C are diagrams schematically showing a basic configuration of an anodizing apparatus according to an embodiment of the present invention as a vertical cross section, and the operation is performed in the order of FIGS. It indicates that you want to.
  • FIGS. 2A, 2B, and 2C are continuations of FIG. 1C, and also show operation in the order of FIGS. 2A to 2C.
  • this anodizing apparatus includes a stage 1, a substrate lifter 2 provided on the stage 1, a frame 3, and a sealing member 4 provided on the frame 3. And a contact member 5, a chemical solution supply / discharge port 6 penetrating the frame 3, a power source electrode 7, a lamp unit 8, and a lamp 9 provided on the lamp unit 8.
  • the stage 1 is a table on which a substrate to be processed can be placed with its processing part facing upward, and is provided with a substrate lifter 2 for smoothly transferring and removing the substrate to be processed.
  • the substrate lifter 2 is provided on the upper surface of the stage 1 so as to be able to protrude and retract, and protrudes from the upper surface of the stage 1 when the substrate to be processed is transferred to the stage 1 and taken out from the stage 1. Since the substrate lifter 2 protrudes in this manner creates a gap between the upper surface of the stage 1 and the substrate to be processed, when the substrate to be processed is transferred to the stage 1 and taken out of the stage 1, for example, A warm robot having a fork for horizontally supporting a substrate can be used smoothly.
  • the frame body 3 has a surface facing the peripheral portion of the substrate to be processed mounted on the stage 1 and has an opening to expose the processing target portion of the substrate to be processed upward. It has the shape of In the state shown in FIG. 1A, there is a gap between the substrate and the stage 1. However, when the substrate to be processed is placed on the stage 1, the vertical movement mechanism (not shown) moves the substrate relatively to the substrate. Descend. Here, the term “relative” is used to indicate that the movement may be on the stage 1 side.
  • the sealing member 4 provided in an annular shape on the lower surface of the frame 3 comes into contact with the substrate to be processed and is crushed, thereby establishing a liquid sealing property. . That is, a processing tank having the processing target portion of the processing target substrate as the bottom surface can be formed inside the frame 3.
  • a plurality of conductive contact members 5 are provided outside the annular shape of the seal member 3.
  • the contact member 5 establishes the above-described sealing properties and makes dry contact with the electrode pad provided on the peripheral portion of the substrate to be processed, and keeps the sealing member 3 even after the chemical is filled in the processing tank. To maintain this state.
  • a chemical solution supply / discharge port 6 is provided so as to penetrate the wall of the frame 3. As described above, when the processing bath having the processing target portion of the processing target substrate as the bottom surface is formed inside the frame 3, a chemical solution used for anodization can be supplied from the chemical solution supply / discharge port. The supply of the chemical is performed inside the frame 3 in an amount sufficient for the horizontal portion of the force source electrode 7 to be immersed in the chemical.
  • the cathode electrode 7 is supported by a support (not shown) so that the vertical position of the cathode electrode 7 does not change relative to the frame 3.
  • the shape of the force source electrode 7 is a surface that is substantially parallel to the portion to be processed of the substrate to be processed, has an opening through which light from the lamp 9 passes, and is made of a material that can function as an electrode. It has a conductor. The conductor is formed, for example, in a lattice shape.
  • a current source (not shown) sequentially drives a portion of the contact member 5 between the cathode electrode 7 and the plurality of contact members 5. A current source that performs such sequential current driving will be described later.
  • the lamp cut 8 includes a plurality of lamps 9 and is provided so that emitted light is directed to a substrate to be processed mounted on the stage 1. Further, the frame 3 is supported by a support (not shown) so that its vertical position is relatively unchanged.
  • FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2A to 2C A process operation for processing a substrate to be processed by the anodizing apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2A to 2C.
  • the state of the apparatus as shown in Fig. 1A (state in which the substrate lifter 2 protrudes above the surface of the stage 1 and there is a gap between the frame 3 and the stage 1) is set so that the substrate to be processed can be received I do.
  • the substrate 10 to be processed is carried in from the gap between the frame 3 and the stage 1 by, for example, an arm robot having a fork, and is transferred onto the substrate lifter 2 as shown in FIG. 1B.
  • the substrate lifter 2 is immersed in the stage 1, and the substrate 10 to be processed is placed and held on the stage 1.
  • the frame 3 (and the cathode electrode 7 and the lamp unit 8) is lowered relative to the stage 1 as shown in FIG. 2A. , t this time contacting the sealing member 4 so as to press the substrate to be processed 1 0, a plurality of contactors bets member 5, in electrical contact with the electrode pads provided on the peripheral portion of the substrate 1 0. Further, a processing tank having a bottom portion to be processed of the substrate to be processed 10 is formed inside the frame 3.
  • a chemical solution for example, a hydrofluoric acid solution using ethyl alcohol as a solvent
  • a chemical solution for example, a hydrofluoric acid solution using ethyl alcohol as a solvent
  • the force source electrode 7 is immersed. Sufficient amount, satisfy.
  • actual anodization can be performed.
  • a current is repeatedly driven between a plurality of contact members 5 and the cathode electrode 7 for a part of the contact member 5 one by one, and a lamp 9 is turned on to process a portion of the substrate 10 to be processed. This is done by illuminating
  • the processing time is about several seconds to several tens of seconds for each part of the contact member 5.
  • the chemical 11 is discharged from the chemical supply / discharge port 6 as shown in FIG. 2C. Thereafter, for example, ethyl alcohol for dilution may be introduced and discharged several times from the chemical solution supply / discharge port 6 to clean the inside of the processing tank and the processing target portion of the processing target substrate 10.
  • ethyl alcohol for dilution may be introduced and discharged several times from the chemical solution supply / discharge port 6 to clean the inside of the processing tank and the processing target portion of the processing target substrate 10.
  • FIG. 3 is a plan view of the frame body 3 and a diagram showing an electrical connection relationship from the contact member 5 to the current source 33.
  • the same components as those already described are the same. Numbered.
  • the chemical supply / discharge port 6 is not shown for convenience of explanation.
  • a seal member 4 is provided in an annular shape, and a plurality of contact members 5 are provided outside the annular shape.
  • the frame indicated by the two-dot chain line indicates the position where the substrate to be processed 10 is to be arranged.
  • three pairs of contact members 5 are provided at positions corresponding to the vicinity of two opposing sides of the substrate 10 to be processed.
  • the contact members 5 that are opposed to each other and are paired are electrically connected to each other by a conductor 31 and further connected to separate switching terminals of a switching switch 32.
  • the common terminal of the switch 32 is connected to the positive terminal of the current source 33.
  • the negative side of the current source 33 is connected to a force source electrode not shown in this figure.
  • control unit 34 includes, for example, processing including hardware such as a CPU (central processing unit) and software such as basic software and application programs.
  • processing including hardware such as a CPU (central processing unit) and software such as basic software and application programs.
  • An apparatus can be used.
  • FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the substrate 10 to be processed.
  • the substrate 10 to be processed has a large number of conductive patterns 42a, 42b, 42c formed on, for example, a glass substrate in the horizontal direction of the figure.
  • the ends of the conductive patterns 42a, 42b, and 42c are the electrode pads 41a and 41b, the electrode pads 41c and 41d, and the electrode pads 41e and 41e, respectively. 4 1 f are connected together.
  • a polycrystalline silicon layer is formed on conductive patterns 42a42b and 42c.
  • the current value required for the processing can be sufficient to correspond to a part of the processing target portion. Then, when the current supply to the contact member 5 is switched by the switching switch 32 and the respective processes are performed, anodization can be performed on the entire surface of the portion to be processed. Therefore, the current source 33 required for the anodization can have a smaller capacity, so that an apparatus capable of processing a large substrate to be processed with smaller components can be obtained. Further, since the area on the processing target substrate 10 through which the current flows is small as seen in each case, the uniformity of the current on the processing target substrate 10 can be expected to be improved. Thereby, the uniformity of anodization can be increased.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing portions corresponding to the plan view of the frame 3 and the diagram showing the electrical connection relationship from the contact member to the current source 33 shown in FIG.
  • a contact member 51 is provided on one frame member 3 instead of contact member 5.
  • the pair of contact members 51 are electrically connected by a conductor 31 and further connected to the positive electrode of the current source 33.
  • the negative electrode side of the current source 33 is connected to a cathode electrode not shown in this figure.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line A-Aa in FIG. 5A.
  • the contact member 51 is formed in a wheel shape, and its shaft is provided so as to protrude into a guide mechanism 52 as a contact moving mechanism provided on the frame 3. I have. Then, the peripheral portion of the substrate to be processed 10 is rotated and moved by a rotating mechanism (not shown), and the contact position with the substrate to be processed 10 can be changed.
  • the conductive patterns 42 a, 42 b, and 4 formed on the processing target can be obtained by using the processing target substrate 10 as shown in FIG. Instead of passing currents simultaneously to 2c, currents can be passed one by one. As a result, the current value required for the processing can be reduced to an amount corresponding to a part of the processing target. Soshi By rotating the contact member 51 around the periphery of the substrate 10 to be processed to change the contact position, the anodization can be performed on the entire surface of the processed portion by performing the respective processes. Therefore, the current source 33 required for the anodization can have a smaller capacity, so that an apparatus capable of processing a large substrate to be processed with smaller components can be obtained.
  • the rotation and movement of the contact member 51 can be automatically and sequentially performed by providing the control unit 53 that controls the rotation mechanism.
  • the control unit 53 for example, a processing device including hardware such as a CPU and software such as basic software and application programs can be used.
  • the shape of the contact member 51 and its moving mechanism are not limited to the above example, and various types can be considered.
  • the shape may be a shape obtained by slightly rounding an equilateral triangle instead of a circle like a wheel, or a shape in which a conductive belt is provided between two wheels with two wheels.
  • An appropriate moving mechanism can be selected according to the shape of the contact member.
  • FIG. 6 is a plan view showing the lamp cut 8 shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, and 2C.
  • the lamp unit 8 has a planar size and an arrangement of lamps capable of irradiating the entire inside of the frame 3 at one time.
  • the processing target portion of the processing target substrate 10 can be irradiated with a simple configuration.
  • FIG. 7 is a plan view showing a lamp unit which can be used in place of the lamp unit 8 shown in FIG. 6, and a periphery thereof.
  • the lamp unit 8a is configured to be short in the vertical direction in the figure so as to have an elongated irradiation area, and is mounted on a lamp moving mechanism 71 so as to be movable in the vertical direction in the figure. ing.
  • the movement of the lamp unit 8a is performed in accordance with a change in a portion of the substrate 10 to be irradiated to which a current flows.
  • light necessary for a portion where anodization is actually performed on the substrate to be processed 10 can be performed by the smaller lamp unit 8a. Therefore, the number of lamps can be reduced, and the device may be less expensive.
  • irradiation unevenness may be reduced to achieve more uniform anodization.
  • the movement of the lamp unit 8a by the lamp moving mechanism 71 is performed in accordance with a change in a portion of the substrate 10 to be irradiated through which current flows, so that the control unit 34 (or 53) described above is used. According to this, synchronization is convenient.
  • FIG. 8 is a plan view showing the force source electrode 7 shown in FIG. 1A, FIG. 1B, FIG. 2C, FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C.
  • the force source electrode 7 has a planar size that can face the substrate 10 to be processed in the entire inside of the frame 3. There can be a simple configuration without a movable mechanism.
  • FIG. 9 is a plan view showing a force source electrode that can be used in place of the force source electrode 7 shown in FIG. 8 and its periphery.
  • the force source electrode 7a is configured to be short in the vertical direction in the figure, and is erected on the force source electrode moving mechanism 91 so as to be movable in the vertical direction in the figure.
  • the movement of the cathode electrode 7a is performed in accordance with a change in a part of the substrate 10 to be processed through which a current flows.
  • a necessary force electrode can be formed on the substrate 10 to be processed by using a smaller cathode electrode 7a so as to face the site where anodization is actually performed. Therefore, expensive electrode materials (for example, (Latinium) may be reduced and the equipment may become less expensive. Further, since the area of the force source electrode 7a facing the substrate 10 to be processed is reduced, the electric field may be generated more uniformly. This can improve the uniformity of the treatment.
  • the movement of the force source electrode 7a by the force source electrode moving mechanism 91 is performed by the control unit 34 (or 53) already described for the sake of coordination with the change of the portion of the substrate 10 to which the current flows. According to this, synchronization is convenient. Further, in this example, the force-sword electrode moving mechanism 91 is provided with a force-sword electrode 7a so as to be movable, but the cathode electrode 7a is hung on the lamp unit 8a described in FIG. Then, it may be configured to move integrally with the lamp unit 8a.
  • the ramp moving mechanism 71 and the force source electrode moving mechanism 91 shown in FIGS. 7 and 9, respectively, are mechanisms that only move the lamput 8a and the kaleid electrode 7a upward and downward in the figure.
  • a mechanism having a function of moving these up and down in a direction perpendicular to the paper surface may be added. According to such a mechanism, the lamp unit 8a and the cathode electrode 7a can be located at the most appropriate distance from the substrate 10 to be processed.
  • the anodizing apparatus can be manufactured in a manufacturing industry of an apparatus for manufacturing a flat display device (flat display panel). Further, it can be used in the manufacturing industry of flat display devices (flat display panels).
  • the anodizing method according to the present invention is directed to a flat display device (a flat display device). Panel) can be used in the manufacturing industry. Therefore, both have industrial applicability.

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Description

明 細 書 陽極化成装置、 陽極化成方法 技術分野
本発明は、 被処理基板を陽極にし電気化学的に処理を行う陽極化成装 置および陽極化成方法に係り、 特に、 大型の被処理基板に処理を行うの に適する陽極化成装置および陽極化成方法に関する。 背景技術
被処理基板を電気化学的に陽極化成する処理は、 種々の場面で利用さ れている。 このような陽極化成の一つと して、 多結晶シリコン層をポー 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） に溶解されたフッ 酸溶液中に浸漬される。 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漬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、 このような陽極化成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一 S i F 2+ 2 H 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 して生成されたポーラスシリ コンのナノレべノレの表面にさら 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、 特開 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ーラスシリ 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。
上記のような陽極化成処理では、 被処理基板から薬液を介してカソー ド電極に流れる電流の値は、 被処理基板の面積 （被処理部の面積） に比 例する。 電流により反応が進行し、 反応は被処理基板の面内各所でまん べんなく生じるからである。 このため、 被処理基板が大型表示装置向け の大面積のものである場合には、 処理に必要な電流の値は顕著に増加す る。 例えば、 2 0 O mm角の被処理基板で 5 A程度の処理電流とすると、 1 0 0 0 mm角の被処理基板では、 その 2 5倍の 1 0 0 Aの電流を流す 必要がある。 なお、 1 0 0 0 mm角と同程度の面積というのは、 今後の 大型表示装置の動向によれば普通に考えられ得る数値である。
このような大きな電流を流す装置となれば、 必然的に装置の電源部な どが大型化し高価なものになる。 さらには、 光源の光照射面積も増加し、 カソ ド電極の形状も大型になることから、 やはり装置のコス トを押上 げる原因になる。 これは、 また、 装置により製造される基板の製造コス トにも反映する。
また、 見方を変えると、 光源の光照射面積が増加するため均一光量に よる被処理基板への照射が難しくなることと、 カソード電極が大型にな り被処理基板との間に形成される電界の均一性の確保が難しくなること とにより、 被処理基板面内での陽極化成の均一性が劣化するという側面 もある。 これは、 製造される基板の品質確保の点で問題である。 発明の開示
本発明は、 上記した事情を考慮してなされたもので、 被処理基板を陽 極にし電気化学的に処理を行う陽極化成装置および陽極化成方法におい て、 より小型の構成要素により大型被処理基板を処理することができる 陽極化成装置および陽極化成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、 本発明に係る陽極化成装置は、 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 板をその被処理部を上方に向けて載置可能なステージと、 前記放射され た光が前記載置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力ソ 一ド電極と、 前記ステージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体 と、 前記枠体が前記載置された被処理基板に対向し接近した時に前記被 処理基板に環状に接触すベく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理 基板との間に液体シール性を確立するシール部材と、 前記シール部材の 環状外側に設けられた導電性の複数のコンタク ト部材と、 前記複数のコ ンタク ト部材それぞれに選択的に電流を流す手段とを具備する （請求項 すなわち、 コンタク ト部材による被処理基板への電気的接触が複数の コンタク ト部材によりなされるようになつている。 被処理基板では、 こ れに対応して、 複数のコンタク ト部材の接触部 （電極パッド） それぞれ からその被処理部の一部ずつの導電層 （あるいは導電パターン、 以下同 じ） に接続がなされるようにあらかじめ製造しておくことができる。 こ のような被処理基板と複数のコンタク ト部材の組み合わせによれば、 例 えば切替えスィッチにより一部のコンタク ト部材のみに通電することに より、 処理に要する電流値は、 被処理部の一部に対応するだけの量で済 ますことができる。 そして、 コンタク ト部材への通電を例えば切替えス ィツチにより切り替えてそれぞれ処理を行えば被処理部の全面に対して 陽極化成をすることができる。 したがって、 陽極化成に要する電気の供 給部をより小さな容量のものにすることができるので、 より小型の構成 要素により大型の被処理基板を処理可能な装置を得ることができる。 また、 本発明に係る陽極化成装置は、 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、 被処理基板をその被処理部を上 方に向けて載置可能なステージと、 前記放射された光が前記載置された 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、 前記ステ ージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体と、 前記枠体が前記載 置された被処理基板に対向し接近した時に前記被処理基板に環状に接触 すべく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理基板との間に液体シー ル性を確立するシール部材と、 前記シール部材の環状外側に設けられた 導電性のコンタク ト部材と、 前記コンタク ト部材を前記シール部材の環 状外側において移動するコンタク ト移動機構とを具備する （請求項 2 ) 。 すなわち、 コンタク ト部材による被処理基板への電気的接触が、 コン タク ト部材の移動により位置を変えてなされるようになつている。 被処 理基板では、 これに対応して、 コンタク ト部材の接触部 （複数の電極パ ッ ド） それぞれからその被処理部の一部ずつの導電層に接続がなされる ようにあらかじめ製造しておく ことができる。 このような被処理基板と コンタク ト部材の組み合わせによれば、 コンタク ト部材への通電が、 コ ンタク ト部材の移動により、 被処理基板の一部の導電層に対してなされ ることになるので、 処理に要する電流値は、 被処理部の一部に対応する だけの量で済ますことができる。 そして、 コンタク ト部材を移動してそ れぞれ処理を行えば被処理部の全面に対して陽極化成をすることができ る。 したがって、 陽極化成に要する電気の供給部をより小さな容量のも のにすることができるので、 より小型の構成要素により大型の被処理基 板を処理可能な装置を得ることができる。 なお、 コンタク ト部材の移動 は、 被処理基板における複数の電極パッ ドの配置に応じて、 連続的に移 動させることもステップ的に移動させることも採用できる。
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 極化成装置は、 前記ランプを前記載置された被処理基板の面とほぼ平行 の方向に移動するランプ移動機構をさらに具備する （請求項 3 ) 。 これ により、 被処理基板の被処理部のうちコンタク ト部材により通電され電 気化学的反応がなされる部分に特化して小面積に均一な光を照射可能と するものである。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 1、 2、 または 3記 載の陽極化成装置は、 前記カソード電極を前記載置された被処理基板の 面とほぼ平行の方向に移動するカソード電極移動機構をさらに具備する (請求項 4 ) 。 これにより、 被処理基板の被処理部のうちコンタク ト部 材により通電され電気化学的反応がなされる部分に特化して小面積に力 ソード電極を対向させることを可能とするものである。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 3記載の陽極化成装 置は、 前記ランプ移動機構に接続して設けられ、 前記ランプ移動機構に よる前記ランプの移動を、 前記コンタク ト部材による前記被処理基板上 の電界発生部位に同期して行うランプ移動機構制御部をさらに具備する (請求項 5 ) 。 被処理基板の被処理部のうちコンタク ト部材により通電 され電気化学的反応がなされる部分に光を照射するときのランプ移動を、 その部分の移動に合わせ自動的に行うものである。 なお、 ランプの移動 は、 被処理基板の電極パッ ドへの通電に応じて、 連続的に移動させるこ ともステップ的に移動させることも採用できる。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 4記載の陽極化成装 置は、 前記力ソード電極移動機構に接続して設けられ、 前記力ソード電 極移動機構による前記力ソード電極の移動を、 前記コンタク ト部材によ る前記被処理基板上の電界発生部位に同期して行うカソード電極移動機 構制御部をさらに具備する （請求項 6 ) 。 被処理基板の被処理部のうち コンタク ト部材により通電され電気化学的反応がなされる部分にカソー ド電極を対向させるときのカソード電極の移動を、 その部分の移動に合 わせ自動的に行うものである。 なお、 力ソード電極の移動は、 被処理基 板の電極パッ ドへの通電に応じて、 連続的に移動させることもステップ 的に移動させることも採用できる。
また、 本発明に係る陽極化成方法は、 ステージ上に前記被処理基板を その被処理部を上に向けて載置するステップと、 前記載置された被処理 基板に対する対向面と前記載置された被処理基板の前記被処理部を上方 に露出すべく開口部と前記対向面に環状に設けられたシール部材とを備 えた枠体を前記載置された被処理基板上に接触させ、 前記シール部材に より前記被処理基板との液体シール性を確立して、 前記枠体の内部に前 記被処理部を底部とする処理槽を形成するステップと、 前記形成された 処理槽に薬液を導入しかつ導入される前記薬液中にカソード電極を位置 させるステップと、 前記シール部材によりシールされた前記被処理基板 の周縁部に設けられた前記複数の電極パッ ドのうち一部と前記薬液中に 位置された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 接触させられている前記被処理部に光を照射するステップとを有し、 電 流駆動する前記ステップは、 前記複数の電極パッ ドのうち一部を別の一 部に変えて順次複数回なされる （請求項 7 ) 。
すなわち、 この方法によれば、 請求項 1または 2において説明した作 用と同様に、 処理に要する電流値は、 被処理部の一部に対応するだけの 量で済ますことができる。 したがって、 陽極化成に要する電気の供給部 をより小さな容量のものにすることができるので、 より小型の構成要素 により大型の被処理基板を処理可能な方法が得られる。 なお、 被処理基 板の導電層は、 パターユングされていてもよく、 例えばアルミニウムを その材質とすることができる。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 7記載の陽極化成方 法において、 光を照射する前記ステップは、 前記電流駆動による前記被 処理基板の前記被処理部からの電界発生部位に位置を合わせて光が照射 される （請求項 8 ) 。 これにより、 被処理基板の被処理部のうち通電さ れ電気化学的反応がなされる部分に特化して小面積に均一な光を照射可 能とするものである。 なお、 ランプを移動させる場合には、 被処理基板 の電極パッ ドへの通電の変化に応じて、 連続的に移動させることもステ ップ的に移動させることも採用できる。
また、 本発明の好ましい実施態様として、 請求項 7または 8記載の陽 極化成方法において、 電流駆動する前記ステップは、 前記複数の電極パ ッ ドのうち一部が別の一部に変わることにより前記被処理基板の前記被 処理部からの電界発生位置が変化することに合わせて前記力ソード電極 の位置が移動されてなされる （請求項 9 ) 。 これにより、 被処理基板の 被処理部のうち通電され電気化学的反応がなされる部分に特化して小面 積に力ソード電極を対向させることを可能とするものである。 なお、 力 ソード電極を移動させるのは、 被処理基板の電極パッ ドへの通電の変化 に応じて、 連続的に移動させることもステップ的に移動させることも採 用できる。
なお、 以上述べた本発明の陽極化成装置および方法は、 光の照射を必 要しない通常の陽極酸化を行なう装置および方法と しても、 装置の構成 要素を小型化するための構成として採用することができる。
すなわち、 被処理基板をその被処理部を上方に向けて載置可能なステ ージと、 前記載置された被処理基板に対向して設けられた力ソード電極 と、 前記ステージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体と、 前記 枠体が前記載置された被処理基板に対向し接近した時に前記被処理基板 に環状に接触すべく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理基板との 間に液体シール性を確立するシール部材と、 前記シール部材の環状外側 に設けられた導電性の複数のコンタク ト部材と、 前記複数のコンタク ト 部材それぞれに選択的に電流を流す手段とを具備する陽極化成装置であ る。
また、 被処理基板をその被処理部を上方に向けて載置可能なステージ と、 前記載置された被処理基板に対向して設けられた力ソード電極と、 前記ステージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体と、 前記枠体 が前記載置された被処理基板に対向し接近した時に前記被処理基板に環 状に接触すべく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理基板との間に 液体シール性を確立するシール部材と、 前記シール部材の環状外側に設 けられた導電性のコンタク ト部材と、 前記コンタク ト部材を前記シール 部材の環状外側において移動するコンタク ト移動機構とを具備する陽極 化成装置である。
また、 ここで、 前記力ソード電極を前記載置された被処理基板の面と ほぼ平行の方向に移動するカソード電極移動機構をさらに具備するよう にしてもよレヽ。
また、 ここで、 前記力ソード電極移動機構に接続して設けられ、 前記 カソード電極移動機構による前記力ソード電極の移動を、 前記コンタク ト部材による前記被処理基板上の電界発生部位に同期して行う力ソード 電極移動機構制御部をさらに具備するようにしてもよい。
また、 ステージ上に前記被処理基板をその被処理部を上に向けて載置 するステップと、 前記載置された被処理基板に対する対向面と前記載置 された被処理基板の前記被処理部を上方に露出すべく開口部と前記対向 面に環状に設けられたシール部材とを備えた枠体を前記載置された被処 理基板上に接触させ、 前記シール部材により前記被処理基板との液体シ —ル性を確立して、 前記枠体の内部に前記被処理部を底部とする処理槽 を形成するステップと、 前記形成された処理槽に薬液を導入しかつ導入 される前記薬液中に力ソード電極を位置させるステップと、 前記シール 部材によりシールされた前記被処理基板の周縁部に設けられた前記複数 の電極パッ ドのうち一部と前記薬液中に位置された力ソード電極との間 を電流駆動するステップとを有し、 電流駆動する前記ステップは、 前記 複数の電極パッ ドのうち一部を別の一部に変えて順次複数回なされる陽 極化成方法である。
また、 ここで、 電流駆動する前記ステップは、 前記複数の電極パッ ド のうち一部が別の一部に変わることにより前記被処理基板の前記被処理 部からの電界発生位置が変化することに合わせて前記力ソード電極の位 置が移動されてなされるようにしてもよい。 図面の簡単な説明
図 1 A、 図 1 B、 図 1 Cは、 動作の進行順に、 本発明の一実施形態に 係る陽極化成装置の基本構成を模式的に垂直断面としてそれぞれ示す図 である。
図 2 A、 図 2 B、 図 2 Cは、 図 1 Cの続図であって、 動作の進行順に、 本発明の一実施形態に係る陽極化成装置の基本構成を模式的に垂直断面 としてそれぞれ示す図である。
図 3は、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示し た枠体 3の平面図、 およびコンタク ト部材 5から電流源 3 3までの電気 的接続関係を示す図である。
図 4は、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示し た被処理基板 1 0の構成例を示す平面図である。
図 5 Aは、 図 1 A、 図； L B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示 した枠体 3の平面図、 およびコンタク ト部材 5 1から電流源 3 3までの 電気的接続関係を示す図であり、 図 5 Bは、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示した枠体 3の部分的断面図を示す図であ り、 かつ、 それぞれ、 図 3に示したものとは異なるものを示す図である c 図 6は、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示し たランプュ-ッ ト 8を示す平面図である。
図 7は、 図 6に示したランプユエッ ト 8に代えて用いることができる ランプュニッ トおよびその周辺を示す平面図である。
図 8は、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示し たカソード電極 7を示す平面図である。
図 9は、 図 8に示した力ソード電極 7に代えて用いることができる力 ソード電極おょぴその周辺を示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明によれば、 コンタク ト部材による被処理基板への電気的接触が 複数のコンタク ト部材によりなされるようになつており、 被処理基板を、 これに対応して、 複数のコンタク ト部材の接触部 （電極パッ ド） それぞ れからその被処理部の一部ずつの導電層に接続がなされるようにあらか じめ製造しておく。 このような被処理基板と複数のコンタク ト部材の耝 み合わせによれば、 例えば切替えスィツチにより一部のコンタク ト部材 のみに通電することで、 処理に要する電流値は、 被処理部の一部に対応 するだけの量で済ますことができる。 したがって、 陽極化成に要する電 気の供給部をより小さな容量のものにすることができるので、 より小型 の構成要素により大型の被処理基板を処理可能な装置を得ることができ る。
また、 本発明によれば、 コンタク ト部材による被処理基板への電気的 接触が、 コンタク ト部材の移動により位置を変えてなされるようになつ ており、 被処理基板を、 これに対応して、 コンタク ト部材の接触部 （複 数の電極パッ ド） それぞれからその被処理部の一部ずつの導電層に接続 がなされるようにあらかじめ製造しておく。 このような被処理基板とコ ンタク ト部材の組み合わせによれば、 コンタク ト部材への通電が、 コン タク ト部材の移動により、 被処理基板の一部の導電層に対してなされる ことになるので、 処理に要する電流値は、 被処理部の一部に対応するだ けの量で済ますことができる。 したがって、 陽極化成に要する電気の供 給部をより小さな容量のものにすることができるので、 より小型の構成 要素により大型の被処理基板を処理可能な装置を得ることができる。 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 A、 図 1 B、 図 1 Cは、 本発明の一実施形態に係る陽極化成装置 の基本構成を模式的に垂直断面として示す図であり、 同図 Aから同図 C の順序に動作することを示している。 図 2 A、 図 2 B、 図 2 Cは、 図 1 Cの続図であって、 同様に図 2 Aから図 2 Cの順序に動作することを示 す。
図 1 Aに示すように、 この陽極化成装置は、 ステージ 1、 ステージ 1 に備えられた基板リフタ 2、 枠体 3、 枠体 3に設けられたシール部材 4 と コンタク ト部材 5、 枠体 3を貫く薬液供給排出ポート 6、 力ソード電 極 7、 ランプユニッ ト 8、 ランプユニッ ト 8に設けられたランプ 9を有 する。
ステージ 1は、 被処理基板をその被処理部を上に向けて載置可能な台 であり、 被処理基板の受け渡し、 取り出しを円滑に行うため基板リフタ 2が備えられている。 基板リフタ 2は、 ステージ 1 の上面に出没可能に 設けられ、 被処理基板のステージ 1への受け渡し、 ステージ 1からの取 り出しの際には、 ステージ 1上面から突出する。 このよ うに突出された 基板リフタ 2によりステージ 1の上面と被処理基板との間に隙間ができ るので、 被処理基板のステージ 1への受け渡し、 ステージ 1からの取り 出しのとき、 例えば被処理基板を水平に支持するフォークを有するァー ムロボッ トを円滑に用いることできる。
枠体 3は、 ステージ 1上に載置された被処理基板の周縁部に対して対 向面を有し、 かつ被処理基板の被処理部を上方に露出すべく開口を有す る筒状の形状を有する。 図 1 Aに示す状態においては、 ステージ 1 との 間に隙間があるが、 被処理基板がステージ 1上に載置されると、 図示し ない上下動機構により被処理基板に対して相対的に降下する。 ここで相 対的とは、 ステージ 1側の上昇であってもよいことを示すためである。 枠体 3が被処理基板に対して相対的に降下すると、 枠体 3の下面に環 状に設けられたシール部材 4が被処理基板に接触して押しつぶされるこ とにより液体シール性が確立する。 すなわち、 枠体 3内部に被処理基板 の被処理部を底面とする処理槽が形成され得る。
シール部材 3の環状外側には導電性のコンタク ト部材 5が複数設けら れている。 コンタク ト部材 5は、 上記のシール性の確立とともに被処理 基板の周縁部に設けられた電極パッ ドにドライ状態で電気的接触し、 処 理槽内に薬液が張られたあともシール部材 3によりこの状態を保つ。 また、 枠体 3の壁を貫く ように、 薬液供給排出ポート 6が設けられて いる。 上記のように、 枠体 3内部に被処理基板の被処理部を底面とする 処理槽が形成されると、 薬液供給排出ポートから陽極化成に用いる薬液 が供給され得る。 薬液の供給は、 力ソード電極 7の水平部分が薬液に浸 潰されるに十分な量、 枠体 3の内部になされる。
カソード電極 7は、 枠体 3に対して相対的にその垂直位置が不変とな るように支持体 （図示せず） により支持されている。 力ソード電極 7の 形状は、 被処理基板の被処理部にほぼ平行に対向する面状であって、 ラ ンプ 9からの光を通過させるための開口を有し、 電極として機能し得る 材質の導体部を有する。 導体部は、 例えば格子状に形成されている。 実 際の陽極化成処理中においては、 カソード電極 7と複数のコンタク ト部 材 5との間は、 コンタク ト部材 5の一部についてずつ順繰りに図示しな い電流源により電流駆動される。 なお、 このような順繰りの電流駆動を 行う電流源については後述する。
ランプュ-ッ ト 8は、 複数のランプ 9を備え、 放射する光がステージ 1上に載置された被処理基板に向けられるように設けられる。 また、 枠 体 3に対しては相対的にその垂直位置が不変となるように支持体 （図示 せず） により支持されている。
以上説明した構成を有するこの陽極化成装置により被処理基板を処理 するための過程動作を、 図 1 A〜図 1 C、 図 2 A〜図 2 Cを用いて説明 する。
まず、 図 1 Aに示すような装置の状態 （基板リフタ 2がステージ 1面 上に突出し、 枠体 3とステージ 1 との間に隙間がある状態） として、 被 処理基板の受け取り可能な状態にする。 そして、 枠体 3 とステージ 1 と の隙間から例えばフォークを有するアームロボッ トで被処理基板 1 0を 搬入し、 図 1 Bに示すように、 基板リフタ 2上に受け渡す。 次に、 図 1 Cに示すように、 基板リフタ 2をステージ 1内に没して、 ステージ 1上に被処理基板 1 0を載置、 保持する。 ステージ 1上に被処 理基板 1 0を載置、 保持したら、 図 2 Aに示すように、 枠体 3 (および カソード電極 7とランプユニッ ト 8 ) をステージ 1に対して相対的に降 下させ、 シール部材 4を被処理基板 1 0に押しつけるように接触させる t このとき、 複数のコンタク ト部材 5が、 被処理基板 1 0の周縁部に設け られた電極パッ ドに電気的に接触する。 また、 枠体 3の内部に被処理基 板 1 0の被処理部を底部とする処理槽が形成される。
次に、 薬液供給排出ポート 6から薬液 （例えばエチルアルコールを溶 媒とするフッ酸溶液） 1 1を処理槽内に導入し、 図 2 Bに示すように、 力ソード電極 7が浸漬されるに十分な量、 満たす。 この状態に至り実際 の陽極化成処理が可能になる。 陽極化成は、 複数のコンタク ト部材 5と カソード電極 7 との間を、 コンタク ト部材 5の一部についてずつ順繰り に電流駆動し、 かつランプ 9を点灯して被処理基板 1 0の被処理部を照 射することによりなされる。 処理時間は、 コンタク ト部材 5の一部ずつ について各数秒ないし数十秒程度である。
実際の陽極化成処理が終了したら、 図 2 Cに示すように、 薬液供給排 出ポート 6から薬液 1 1を排出する。 このあと、 薬液供給排出ポート 6 から希釈用の例えばエチルアルコールを何回か導入、 排出し処理槽内お よび被処理基板 1 0の被処理部を洗浄するようにしてもよい。 排出する 場合に被処理基板 1 0上に残留液 1 1 a の液面が存在する程度に行えば、 被処理部に対する大気からの悪影響を受けないようにできる。
次に、 上記で説明した、 コンタク ト部材 5の一部ずつについて順繰り に電流駆動する構成について、 さらに詳細に図 3を参照して説明する。 図 3は、 枠体 3の平面図、 およびコンタク ト部材 5から電流源 3 3まで の電気的接続関係を示す図であり、 すでに説明した構成要素には同一の 番号を付してある。 なお、 説明の都合上、 薬液供給排出ポート 6は図示 を省略している。
同図に示すように、 枠体 3の下面 （被処理基板と対向する面） には、 環状にシール部材 4が設けられ、 その環状外側に複数のコンタク ト部材 5が設けられている。 なお、 2点鎖線で示された枠は、 被処理基板 1 0 が配置されるべき位置を示している。 複数のコンタク ト部材 5は、 この 実施形態では、 被処理基板 1 0の対向する 2辺の近辺に相当する位置に 3対設けられている。
対向して対となるコンタク ト部材 5は、 それぞれ導線 3 1により電気 的接続され、 さらに、 切替えスィッチ 3 2の別々の切替え端子に接続さ れる。 切替えスィ ッチ 3 2の共通端子は、 電流源 3 3の正極側に接続さ れる。 電流源 3 3の負極側は、 この図では図示していない力ソード電極 に接続される。
このよ うな構成において、 切替えスィツチ 3 2を順次切り替えていく ことにより、 コンタク ト部材 5の各対について順繰りに電流駆動するこ とができる。 すなわち、 切替えスィッチ 3 2が図示の切替え位置の場合 では、 コンタク ト部材 5のうち最も下に示された対のものと力ソード電 極との間が電流駆動される。 同様に、 切替えスィッチ 3 2を中の切替え 位置とすると、 コンタク ト部材 5のうち真中に示された対のものとカソ ード電極との間が電流駆動され、 切替えスィッチ 3 2を右の切替え位置 とすると、 コンタク ト部材 5のうち最も上に示された対のものとカソー ド電極との間が電流駆動される。
なお、 このような電流駆動の切替えは制御部 3 4を備えることで、 自 動的に順次行う こ とができ る。 制御部 3 4には、 例えば、 C P U ( centr al pro c e s s ing uni t ) などのノヽードウエアと基本ソフ トゥ エアやアプリケーションプログラムなどのソフ トウェアとを備えた処理 装置を用いることができる。
図 4は、 被処理基板 1 0の構成例を示す平面図である。 同図に示すよ うに、 被処理基板 1 0は、 例えばガラス基板上に導電パターン 4 2 a、 4 2 b、 4 2 cが図の左右方向に多数本形成されている。 それら導電パ ターン 4 2 a、 4 2 b、 4 2 cの両端部は、 それぞれ電極パッ ド 4 1 a , 4 1 b、 電極バッ ド 4 1 c、 4 1 d、 電極パッ ド 4 1 e、 4 1 f にまと められて接続されている。 なお、 図示していないが導電パターン 4 2 a 4 2 b、 4 2 c上には、 多結晶シリコン層が形成されている。
このような被処理基板 1 0を、 図 3に示したコンタク ト部材 5を有す る本実施形態の陽極化成装置に適用することにより、 導電パターン 4 2 a、 4 2 b、 4 2 cへの電流は、 まず導電パターン 4 2 cに対してなさ れ、 次に導電パターン 4 2 bに対してなされ、 最後に導電パターン 4 2 aに対してなされることになる。 すなわち、 被処理部に形成された導電 ノ、。ターン 4 2 a、 4 2 b、 4 2 cに対して同時に電流が流されるのでは なく、 一部ずつ電流が流される。
したがって、 処理に要する電流値は、 被処理部の一部に対応するだけ の量で済ますことができる。 そして、 コンタク ト部材 5への通電を上記 切替えスィツチ 3 2により切り替えてそれぞれ処理を行えば被処理部の 全面に対して陽極化成をすることができる。 よって、 陽極化成に要する 電流源 3 3をより小さな容量のものにすることができるので、 より小型 の構成要素により大型の被処理基板を処理可能な装置を得ることができ る。 また、 さらには、 電流を流す被処理基板 1 0上での面積が各それぞ れについてみれば小さくなるので、 被処理基板 1 0での電流の均一性を 向上することも期待できる。 これにより陽極化成の均一性を増すことが できる。
なお、 以上の説明では、 コンタク ト部材 5を 3対とし、 これに対応し て被処理基板 1 0の導電パターンも 3つの部分に分けられて電極パッ ド に接続されている場合を説明したが、 コンタク ト部材 5が 2以上の複数 であり、 それに対応して被処理基板 1 0の電極パッドが複数であれば、 同様の効果を得ることができる。
次に、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 Cないし図 3に示した実施形態とは異な る実施形態について図 5 A、 図 5 Bを参照して説明する。 図 5 A、 図 5 Bは、 図 3に示した、 枠体 3の平面図、 およびコンタク ト部材から電流 源 3 3までの電気的接続関係を示す図に対応する部分を示す図である。 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 Cに対応する図は、 コ ンタク ト部材 5を除きほぼ同様なので省略する。
図 5 Aに示すように、 この実施形態においては、 コンタク ト部材 5に 代えてコンタク ト部材 5 1が 1対枠体 3に設けられている。 そして、 1 対のコンタク ト部材 5 1は、 導線 3 1により電気的に接続され、 さらに 電流源 3 3の正極側に接続されている。 電流源 3 3の負極側は、 この図 では図示を省略したカソード電極に接続されている。
図 5 Bは、 図 5 A中の A— A a断面の矢視図である。 図 5 Bに示すよ うに、 コンタク ト部材 5 1は車輪状に形成され、 その軸が枠体 3に設け られたコンタク ト移動機構としてのガイ ド機構 5 2に突入するように設 けられている。 そして、 図示しない回転機構により、 被処理基板 1 0の 周縁部を回転して移動し、 被処理基板 1 0との接触位置を変えることが できる。
したがって、 コンタク ト部材 5 1の移動位置により、 やはり、 図 4に 示したような被処理基板 1 0を用いることで、 被処理部に形成された導 電パターン 4 2 a、 4 2 b、 4 2 cに対して同時に電流を流すのではな く、 一部ずつ電流を流すことができる。 これにより、 処理に要する電流 値は、 被処理部の一部に対応するだけの量で済ますことができる。 そし て、 コンタク ト部材 5 1を被処理基板 1 0の周縁部で回転して接触位置 を変えていく ことにより、 それぞれ処理を行えば被処理部の全面に対し て陽極化成をすることができる。 よって、 陽極化成に要する電流源 3 3 をより小さな容量のものにすることができるので、 より小型の構成要素 により大型の被処理基板を処理可能な装置を得ることができる。
なお、 このようなコンタク ト部材 5 1の回転、 移動は、 回転機構を制 御する制御部 5 3を備えることで、 自動的に順次行うことができる。 制 御部 5 3には、 例えば、 C P Uなどのハードウェアと基本ソフ トウェア やアプリケーションプログラムなどのソフ トウェアとを備えた処理装置 を用いることができる。 また、 コンタク ト部材 5 1の形状とその移動機 構については上記例に限らず種々のものが考えられる。 例えば、 形状で は、 車輪のような円形ではなく正三角形を少し丸めた形状や車輪を 2輪 として 2輪の間に導電性のベルトを渡した形状などが考えられる。 移動 機構については、 コンタク ト部材の形状に応じて適当なものを選択する ことができる。
次に、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示した ランプユニッ ト 8について、 さらにその構成を説明する。 図 6は、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示したランプュ-ッ ト 8を示す平面図である。 このランプユエッ ト 8は、 枠体 3の内部全体 を一度に照射することが可能な平面的な大きさおよびランプの配列がな されているものである。 機構として考えると単純な構成により被処理基 板 1 0の被処理部を照射することができる。
図 7は、 図 6に示したランプュエツ ト 8に代えて用いることができる ランプュニッ トおよびその周辺を示す平面図である。 このランプュニッ ト 8 aは、 細長い照射域を有するように図の上下方向には短く構成され、 また、 ランプ移動機構 7 1に架設されて図の上下方向に移動可能になつ ている。
ランプュニッ ト 8 aの移動は、 照射される被処理基板 1 0における電 流が流される部位の変更に合わせて行う。 これにより、 被処理基板 1 0 上で実際に陽極化成がされる部位に必要な光を、 より小さなランプュニ ッ ト 8 aで行うことができる。 よって、 ランプの数を減少させることが でき、 装置として安価になる可能性がある。 さらに、 照射すべき領域が 小面積であるから照射むらを小さく して、 より均一な陽極化成が実現で きる可能性がある。
なお、 ランプ移動機構 7 1によるランプュニッ ト 8 aの移動は、 照射 される被処理基板 1 0における電流が流される部位の変更に合わせる都 合上、 すでに説明した制御部 3 4 (あるいは 5 3 ) によれば、 同期がと れて好都合である。
次に、 図 1 A、 図 1 B、 図 1 C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示した 力ソード電極 7について、 さらにその構成を説明する。 図 8は、 図 1 A、 図 1 B、 図： L C、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 C中に示した力ソード電極 7を 示す平面図である。 この力ソード電極 7は、 枠体 3の内部全体において 被処理基板 1 0と対向することが可能な平面的な大きさを有するもので ある。 可動機構がなく単純な構成とすることができる。
図 9は、 図 8に示した力ソード電極 7に代えて用いることができる力 ソード電極およびその周辺を示す平面図である。 この力ソード電極 7 a は、 図の上下方向には短く構成され、 また、 力ソード電極移動機構 9 1 に架設されて図の上下方向に移動可能になっている。
カソード電極 7 aの移動は、 被処理基板 1 0における電流が流される 部位の変更に合わせて行う。 これにより、 被処理基板 1 0上で実際に陽 極化成がされる部位に対向して必要な力ソード電極を、 より小さなカソ ード電極 7 aで行うことができる。 よって、 高価な電極材料 （例えばプ ラチナ） の使用量を削減し、 装置として安価になる可能性がある。 また- 力ソード電極 7 aの被処理基板 1 0との対向面積が小さくなることから- 電界をより均一に発生させる可能性もある。 これにより処理の均一性を 向上できる。
なお、 力ソード電極移動機構 9 1による力ソード電極 7 aの移動は、 被処理基板 1 0における電流が流される部位の変更に合わせる都合上、 すでに説明した制御部 3 4 (あるいは 5 3 ) によれば、 同期がとれて好 都合である。 また、 この例では、 力ソード電極移動機構 9 1に力ソード 電極 7 aを架設して移動可能に構成しているが、 カソード電極 7 aを、 図 7で説明したランプユニッ ト 8 aに吊設して、 ランプユニッ ト 8 a と 一体として移動するように構成してもよい。
また、 図 7、 図 9にそれぞれ示した、 ランプ移動機構 7 1、 力ソード 電極移動機構 9 1は、 ランプュュッ ト 8 a、 カリード電極 7 aを図の上 下方向に移動するのみの機構であるが、 この機能に加えて、 これらを紙 面に垂直の方向に上下動するような機能の機構を加えてもよい。 このよ うな機構によれば、 被処理基板 1 0に対して最も適切な距離を隔ててラ ンプュニッ ト 8 a、 カソード電極 7 aを位置させることができる。
なお、 以上の説明では、 光の照射を行なう陽極化成を例に挙げて説明 したが、 光の照射を行なわない陽極酸化処理の場合でも同様に構成要素 の小型化の効果を得る。 産業上の利用可能性
本発明に係る陽極化成装置は、 平面型表示装置 （平面型表示パネル） を製造するための装置の製造産業において生産することができる。 また、 平面型表示装置 （平面型表示パネル） の製造産業において使用すること ができる。 本発明に係る陽極化成方法は、 平面型表示装置 （平面型表示 パネル） 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 れも産業上の利用可能性がある。

Claims

ま 求 の 範 囲 l . 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、 被処理基板をその被処 理部を上方に向けて載置可能なステージと、
前記放射された光が前記載置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 部を有する力ソード電極と、
前記ステージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体と、 前記枠体が前記載置された被処理基板に対向し接近した時に前記被処 理基板に環状に接触すべく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理基 板との間に液体シール性を確立するシール部材と、
前記シール部材の環状外側に設けられた導電性の複数のコンタク ト部 材と、
前記複数のコンタク ト部材それぞれに選択的に電流を流す手段と を具備する陽極化成装置。
2 . 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、 被処理基板をその被処 理部を上方に向けて載置可能なステージと、
前記放射された光が前記載置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、
前記ステージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体と、 前記枠体が前記載置された被処理基板に対向し接近した時に前記被処 理基板に環状に接触すべく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理基 板との間に液体シール性を確立するシール部材と、 前記シール部材の環状外側に設けられた導電性のコンタク ト部材と、 前記コンタク ト部材を前記シール部材の環状外側において移動するコ ンタク ト移動機構と
を具備する陽極化成装置。
3 . 前記ランプを前記載置された被処理基板の面とほぼ平行の方向に移 動するランプ移動機構をさらに具備する請求項 1または 2記載の陽極化 成装置。
4 . 前記カソード電極を前記載置された被処理基板の面とほぼ平行の方 向に移動する力ソード電極移動機構をさらに具備する請求項 1ないし 3 のいずれか 1項記載の陽極化成装置。
5 . 前記ランプ移動機構に接続して設けられ、 前記ランプ移動機構によ る前記ランプの移動を、 前記コンタク ト部材による前記被処理基板上の 電界発生部位に同期して行うランプ移動機構制御部をさらに具備する請 求項 3記載の陽極化成装置。
6 . 前記力ソード電極移動機構に接続して設けられ、 前記力ソード電極 移動機構による前記カソード電極の移動を、 前記コンタク ト部材による 前記被処理基板上の電界発生部位に同期して行うカソード電極移動機構 制御部をさらに具備する請求項 4記載の陽極化成装置。
7 . ステージ上に前記被処理基板をその被処理部を上に向けて載置する ステップと、
前記載置された被処理基板に対する対向面と前記載置された被処理基 板の前記被処理部を上方に露出すべく開口部と前記対向面に環状に設け られたシール部材とを備えた枠体を前記載置された被処理基板上に接触 させ、 前記シール部材により前記被処理基板との液体シール性を確立し て、 前記枠体の内部に前記被処理部を底部とする処理槽を形成するステ ップと、 前記形成された処理槽に薬液を導入しかつ導入される前記薬液中に力 ソード電極を位置させるステップと、
前記シール部材によりシールされた前記被処理基板の周縁部に設けら れた前記複数の電極パッ ドのうち一部と前記薬液中に位置されたカソー 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ている前記被処理部に光を照射するステツプ とを有し、
電流駆動する前記ステップは、 前記複数の電極パッ ドのうち一部を別 の一部に変えて順次複数回なされる陽極化成方法。
8 . 光を照射する前記ステップは、 前記電流駆動による前記被処理基板 の前記被処理部からの電界発生部位に位置を合わせて光が照射される請 求項 7記載の陽極化成方法。
9 . 電流駆動する前記ステップは、 前記複数の電極パッ ドのうち一部が 別の一部に変わることにより前記被処理基板の前記被処理部からの電界 発生位置が変化することに合わせて前記力ソード電極の位置が移動され てなされる請求項 7または 8記載の陽極化成方法。
1 0 . 被処理基板をその被処理部を上方に向けて載置可能なステージと- 前記載置された被処理基板に対向して設けられた力ソード電極と、 前記ステージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体と、 前記枠体が前記載置された被処理基板に対向し接近した時に前記被処 理基板に環状に接触すべく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理基 板との間に液体シール性を確立するシール部材と、
前記シール部材の環状外側に設けられた導電性の複数のコンタク ト部 材と、
前記複数のコンタク ト部材それぞれに選択的に電流を流す手段と を具備する陽極化成装置。
1 1 . 被処理基板をその被処理部を上方に向けて載置可能なステージと, 前記載置された被処理基板に対向して設けられたカソード電極と、 前記ステージと結合して処理槽をなす開口部を備えた枠体と、 前記枠体が前記載置された被処理基板に対向し接近した時に前記被処 理基板に環状に接触すべく前記枠体の対向面に設けられ、 前記被処理基 板との間に液体シール性を確立するシール部材と、
前記シール部材の環状外側に設けられた導電性のコンタク ト部材と、 前記コンタク ト部材を前記シール部材の環状外側において移動するコ ンタク ト移動機構と
を具備する陽極化成装置。
1 2 . 前記力ソード電極を前記載置された被処理基板の面とほぼ平行の 方向に移動するカソード電極移動機構をさらに具備する請求項 1 0また は 1 1記載の陽極化成装置。
1 3 . 前記力ソード電極移動機構に接続して設けられ、 前記力ソード電 極移動機構による前記力ソード電極の移動を、 前記コンタク ト部材によ る前記被処理基板上の電界発生部位に同期して行うカソード電極移動機 構制御部をさらに具備する請求項 1 2記載の陽極化成装置。
1 4 . ステージ上に前記被処理基板をその被処理部を上に向けて載置す るステップと、
前記載置された被処理基板に対する対向面と前記載置された被処理基 板の前記被処理部を上方に露出すべく開口部と前記対向面に環状に設け られたシール部材とを備えた枠体を前記載置された被処理基板上に接触 させ、 前記シール部材により前記被処理基板との液体シール性を確立し て、 前記枠体の内部に前記被処理部を底部とする処理槽を形成するステ ップと、
前記形成された処理槽に薬液を導入しかつ導入される前記薬液中に力 ソード電極を位置させるステップと、
前記シール部材によりシールされた前記被処理基板の周縁部に設けら れた前記複数の電極パッ ドのうち一部と前記薬液中に位置されたカソー ド電極との間を電流駆動するステップとを有し、
電流駆動する前記ステツプは、 前記複数の電極パッ ドのうち一部を別 の一部に変えて順次複数回なされる陽極化成方法。
1 5 . 電流駆動する前記ステップは、 前記複数の電極パッ ドのうち一部 が別の一部に変わることにより前記被処理基板の前記被処理部からの電 界発生位置が変化することに合わせて前記力ソード電極の位置が移動さ れてなされる請求項 1 4記載の陽極化成方法。
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