特許 6045309 陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6045309

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/00 20060101AFI20161206BHJP

   C25D 11/32 20060101ALI20161206BHJP

   C25D 21/00 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   C25D17/00 A

   C25D11/32

   C25D21/00 A

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-247377(P2012-247377)

(22)【出願日】2012年11月9日

(65)【公開番号】特開2014-95124(P2014-95124A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年10月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】512284033

【氏名又は名称】株式会社ダルトン

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100130133

【弁理士】

【氏名又は名称】曽根 太樹

(74)【代理人】

【識別番号】100180194

【弁理士】

【氏名又は名称】利根 勇基

(72)【発明者】

【氏名】中澤 研一

(72)【発明者】

【氏名】星子 貴広

(72)【発明者】

【氏名】向井 義雄

【審査官】 大塚 徹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２８４６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１２９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−２２７１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ １１／３２

Ｃ２５Ｄ １７／００

Ｃ２５Ｄ ２１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６ − ２１／３１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解質溶液を貯留する溶液槽と、前記電解質溶液を介し電流を通すための正電極と負電極と、を備え、前記正電極と前記負電極間に配設したシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化装置であって、
前記溶液槽は底部に前記電解質溶液を注入排出するための通路が開設され、前記溶液槽の一の側面は前記シリコン基板で閉塞され且つ前記シリコン基板が外側から前記正電極で押圧され、前記一の側面と対向する他の側面は熱吸収フィルタで密接され且つ外側に光源が設置されていることを特徴とする陽極酸化装置。

【請求項2】

前記正電極は、銅板若しくはステンレス板の片側表面がメッシュ状の白金で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の陽極酸化装置。

【請求項3】

前記正電極は、銅板若しくはステンレス板の片側表面が針状の白金で接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の陽極酸化装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の陽極酸化装置と、陽極酸化処理を施した前記シリコン基板を洗浄する洗浄装置と、前記溶液槽から排出された電解質溶液を冷却する冷却装置と、前記シリコン基板を搬送する搬送装置と、を備えたことを特徴とする陽極酸化システム。

【請求項5】

電解質溶液を貯留する溶液槽と、前記電解質溶液を介し電流を通すための正電極と負電極と、を備えた陽極酸化装置を用い、前記正電極と前記負電極間に配設したシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化方法であって、
前記溶液槽の一の側面と対向する他の側面に熱吸収フィルタを密接し且つ外側に光源を設置し、前記一の側面は前記シリコン基板で閉塞し且つ前記シリコン基板を外側から前記正電極で押圧し、前記溶液槽の底部に開設されている通路から前記電解質溶液を前記溶液槽に注入して前記シリコン基板に陽極酸化処理を施すことを特徴とする陽極酸化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法に関する。更に詳しくは、Ｐ型及びＮ型の両方のシリコン基板に陽極酸化処理を施すことができ、しかも陽極酸化処理が施されるシリコン基板を容易に着脱しシリコン基板を大量に陽極酸化することができる陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電解質溶液、特にフッ化水素酸（以下、「ＨＦ」と略す）溶液中で、Ｐ型及びＮ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施すことでシリコン基板に多孔質が形成されることが知られている。

【0003】

下記特許文献には、図５に示す通り、溶液槽１００の内部に負電極１０１を配設すると共に、溶液槽１００の底部を陽極酸化処理するためのＰ型のシリコン基板１０２で閉塞し、該Ｐ型のシリコン基板１０２を外側から正電極１０３で押圧して溶液槽１００を密封し電解質溶液１０４が漏洩しないようにした陽極酸化装置２００Ｐを用い、溶液槽１００に電解質溶液１０４を注入し、正電極１０３と負電極１０１との間の外部電源１０５を接続して電圧を印加し、Ｐ型のシリコン基板１０２に陽極酸化処理を施すことが記載されている。

【0004】

また、図６には、Ｎ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す場合が記載されている。Ｎ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施すには、光を照射することが必要である。従って、Ｎ型のシリコン基板１０２に陽極酸化処理を施す陽極酸化装置２００Ｎは、Ｐ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化装置２００Ｐに、熱吸収フィルタ１１０をシリコン基板１０２の外側に配設すると共に、その熱吸収フィルタ１１０の更に外側に光源であるハロゲンランプ１１１を配設することが記載されている。

【0005】

しかしながら、上記の従来例では、シリコン基板１０２が溶液槽１００の底面に配設されているので、シリコン基板の着脱作業が煩雑となり、大量のシリコン基板に陽極酸化処理を施すには不適当であった。

【0006】

更に、Ｎ型のシリコン基板１０２に陽極酸化処理を施すのと、Ｐ型のシリコン基板１０２に陽極酸化処理を施すのでは、陽極酸化装置が異なるので、一台の機械でＰ型及びＮ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施すには不適当であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−１５９４３９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上記の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするとこは、シリコン基板を容易に着脱することができ、大量のシリコン基板に陽極酸化処理を施すことができる陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法を提供することである。

【0009】

また別の目的は、Ｐ型及びＮ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施すことができる陽極酸化装置及び陽極酸化システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る陽極酸化装置は、電解質溶液を貯留する溶液槽と、前記電解質溶液を介し電流を通すための正電極と負電極と、を備え、前記正電極と前記負電極間に配設したシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化装置であって、前記溶液槽は底部に前記電解質溶液を注入排出するための通路が開設され、前記溶液槽の一の側面は前記シリコン基板で閉塞され且つ前記シリコン基板が外側から前記正電極で押圧され、前記一の側面と対向する他の側面はフィルタで密接され且つ外側に光源が設置され或いは前記フィルタの代替として前記シリコン基板で閉塞され且つ前記シリコン基板が外側から前記正電極で押圧されていることを特徴とするものである。

【0011】

また本発明の請求項２に係る陽極酸化装置は、請求項１に記載の陽極酸化装置において、前記正電極は、銅板若しくはステンレス板の片側表面がメッシュ状の白金で接合されていることを特徴とするものである。

【0012】

また本発明の請求項３に係る陽極酸化装置は、請求項１または２に記載の陽極酸化装置において、前記正電極は、銅板若しくはステンレス板の片側表面が針状の白金で接合されていることを特徴とするものである。

【0013】

また本発明の請求項４に係る陽極酸化システムは、請求項１乃至３のいずれかに記載の陽極酸化装置と、陽極酸化処理を施した前記シリコン基板を洗浄する洗浄装置と、前記溶液槽から排出された電解質溶液を冷却する冷却装置と、前記シリコン基板を搬送する搬送装置と、を備えたことを特徴とするものである。

【0014】

また本発明の請求項５に係る陽極酸化方法は、電解質溶液を貯留する溶液槽と、前記電解質溶液を介し電流を通すための正電極と負電極と、を備えた陽極酸化装置を用い、前記正電極と前記負電極間に配設したシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化方法であって、前記溶液槽の一の側面と対向する他の側面にフィルタを密接し且つ外側に光源を設置し、前記一の側面は前記シリコン基板で閉塞し且つ前記シリコン基板を外側から前記正電極で押圧し、前記溶液槽の底部に開設されている通路から前記電解質溶液を前記溶液槽に注入して前記シリコン基板に陽極酸化処理を施すことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

上記構成を備えた本発明の陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法は、溶液槽の側面をシリコン基板で閉塞し、側面を閉塞したシリコン基板の外側を正電極で押圧することでシリコン基板を装着するので、シリコン基板の着脱が容易で自動化することが可能となり、大量のシリコン基板に陽極酸化処理を容易に施すことができる。

【0016】

更に、本発明の陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法は、溶液槽の側面をシリコン基板で閉塞するので、シリコン基板の内側の面は電解質溶液に接触し陽極酸化処理が施されるが、シリコン基板の外側の面は電解質溶液に接触しないため、片面のみ陽極酸化処理を施すことができる。

【0017】

更に、本発明の陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法は、溶液槽の底部に電解質溶液を注入排出するための通路が開設されているので、電解質溶液を溶液槽の下部から注入し上部よりオーバーフローさせて循環させることができ、シリコン基板の表面に気泡が付着するのを防止することができると共に、電解質溶液の濃度を均一としシリコン基板の反応速度を均一にすることができる。

【0018】

更に、本発明の陽極酸化装置、陽極酸化システム及び陽極酸化方法は、溶液槽の側面を閉塞するシリコン基板を押圧する正電極は、銅板若しくはステンレス板の片側表面を接合する白金がメッシュ状又は針状であるので、シリコン基板の全面を均一に正電極の白金と接触させることができ、シリコン基板に陽極酸化処理を均一に施すことができる。

【0019】

更に、本発明の陽極酸化装置、陽極酸化システムは、一の側面と対向する他の側面に、フィルタを装着することも、またフィルタの代替としてシリコン基板を装着することもできるので、一台の装置にて、Ｐ型のシリコン基板にもＮ型のシリコン基板にも陽極酸化処理を施すことができる。

【0020】

更に、本発明の陽極酸化装置、陽極酸化システムは、一の側面と対向する他の側面に、フィルタの代替としてシリコン基板を装着したときには、溶液槽内部に配設されている１個の負電極で同時に両側面に装着されている２枚のＰ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施すことができ、少ない電極で効率よくシリコン基板に陽極酸化処理を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る陽極酸化装置の概略断面説明図

【図2】本発明に係る別の実施例の陽極酸化装置の概略断面説明図

【図3】本発明に係る陽極酸化システムの概略説明図

【図4】本発明に係る別の実施例の陽極酸化システムの概略説明図

【図5】従来例の陽極酸化装置の概略断面説明図

【図6】別の従来例の陽極酸化装置の概略断面説明図

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に図面を参照して、この発明の実施形態を例示して説明する。

【0023】

第一実施形態
本発明に係る陽極酸化装置１は、Ｎ型のシリコン基板とＰ型のシリコン基板の両方のシリコン基板に陽極酸化処理を施すことができ、図１は、Ｎ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す実施例の場合の陽極酸化装置１Ｎの概略断面説明図であり、図２は、Ｐ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す実施例の場合の陽極酸化装置１Ｐの概略断面説明図である。図１のＮ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す溶液酸化装置１Ｎは、溶液槽１０と、正電極３０と、負電極４０と、シリコン基板５０と、フィルタ２０と、光源２１と、を備えている。尚、Ｐ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す場合の陽極酸化装置１Ｐは、図２に示す通り、Ｎ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す場合の陽極酸化装置１Ｎの他の側面に装着されているフィルタ２０の代替としてＰ型のシリコン基板２０を装着し、光源２１を取り外した場合であるので、Ｎ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化装置１Ｎについて説明するときに、異なるところについて併せて説明する。

【0024】

溶液槽１０は、電解質溶液５を収容する容器で、収容される電解質溶液５としては、ＨＦが用いられるが、これに限定されるものではなく他の電解質溶液であっても良い。尚、電解質溶液５には、シリコン基板５０の酸化面５１から気泡を除去するために必要に応じてエチルアルコール等のアルコールを添加しても良い。溶液槽１０の底部１１には、電解質溶液５を注入排出するための通路１２が開設されていて、通路１２は電解質溶液貯蔵槽６に連結している注入配管７に繋がっている。通路１２が底部１１に開設されていることで電解質溶液５が下部から注入され上部に向かって流れるようになり、シリコン基板５０の酸化面５１に付着する気泡が除去されるようになっている。また、電解質溶液５の濃度が均一に保たれシリコン基板５０に陽極酸化処理が均一に施されるようになっている。

【0025】

溶液槽１０は、前面、後面及び底部１１は、四フッ化エチレン樹脂等により成形されているが、対向する両側面（１３Ａ，１３Ｂ）は、一の側面１３Ａに後述するシリコン基板５０を装着できるように、他の側面１３Ｂに後述するフィルタ２０を装着できるように或いは図２に示す通りフィルタの代替としてシリコン基板５０を装着できるように、上枠１４及び下枠１５のみで形成されている。上枠１４の下部及び下枠１５の上部には凹溝１６が全幅で形成されていて、凹溝１６にはフッ素樹脂製のＯリング１７が嵌め込まれている。Ｏリング１７が嵌め込まれていることで、フィルタ２０或いはシリコン基板５０が装着されたとき上枠１４及び下枠１５との密接が確保され、電解質溶液５の漏洩が防止されるようになっている。

【0026】

他の側面１３Ｂに装着されているフィルタ２０は、アクリル樹脂等で成形された熱吸収フィルタである。フィルタ２０の外側である反溶液槽１０側にはハロゲンランプの光源２１が設置されていて、光源２１からの光がフィルタ２０を通してＮ型のシリコン基板５０を照射し、Ｎ型のシリコン基板５０への陽極酸化処理の促進を図るようになっている。尚、他の側面１３Ｂは、図２に示す通り、フィルタ２０の代替として、一の側面１３Ａと同様にシリコン基板５０Ｂが装着される。この場合、フィルタ２０の外側に配設されている光源２１は取り外され、シリコン基板５０Ｂは、一の側面１３Ａと同様に外側から後述する正電極３０Ｂで溶液槽１０側に押圧されることになる。

【0027】

溶液層１０の中央には、上部と下部に四フッ化エチレン樹脂で成形されたホルダー１８が配設されていて、ホルダー１８に白金で成形された負電極４０が支持されている。従って、図２に示す通り両側面（１３Ａ，１３Ｂ）にＰ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）を装着した場合は、中央に配設された負電極４０が両Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）を押圧している両正電極３０（３０Ａ，３０Ｂ）と対を成すので、少ない電極で多くのＰ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を施すことができるようになっている。

【0028】

シリコン基板５０は、シリコンウェアー等の半導体シリコン基板で、図１ではＮ型のシリコン基板が、図２ではＰ型のシリコン基板が装着される。シリコン基板５０は、陽極酸化処理を施す酸化面５１を電解質溶液５と接触するように溶液槽１０側に向けて溶液槽１０の側面１３を閉塞する。シリコン基板５０が側面１３を閉塞することで、シリコン基板５０は片面のみ電解質溶液５と接触し陽極酸化処理が施されるようになっている。シリコン基板５０の大きさは限定されるものではない。尚、シリコン基板５０の大きさ（インチ）を変更するときは、電流の密度が略同一になるように調整する必要がある。

【0029】

正電極３０は、銅板若しくはステンレス板３１の片面全面にメッシュ状若しくは針状の白金３２が接合していて、白金３２が接合している面が溶液槽１０に装着されたシリコン基板５０に接触するような状態で、シリコン基板５０を溶液槽１０側に外側から押圧する。白金３２がメッシュ状若しくは針状に成形されているので、シリコン基板５０を押圧したときにシリコン基板５０に白金３２が全面で接触し、陽極酸化処理が全面均一に施されるようになっている。更に、正電極３０で押圧されることでシリコン基板５０が溶液槽１０の側面１３に密接し装着されることになるので、シリコン基板５０の着脱が容易となり、シリコン基板５０の着脱の自動化が可能となっている。

【0030】

溶液槽１０内のホルダー１８に支持されている負電極４０と、側面１３のシリコン基板を押圧している正電極３０との間には、外部電源６０が接続されている。

【0031】

次に、Ｎ型のシリコン基板１０に陽極酸化処理が施される方法について説明する。

【0032】

溶液槽１０の一の側面（右側面）１３Ａに対向する他の側面（左側面）１３Ｂにフィルタ２０を装着し、フィルタ２０の反溶液槽１０側に光源２１を配設する。光源２１は、陽極酸化処理が促進されるように、フィルタ２０を通してＮ型のシリコン基板５０に照射される光量と照射位置が調整される。次いで、溶液槽１０の一の側面１３ＡをＮ型のシリコン基板５０で閉塞する。Ｎ型のシリコン基板５０は、陽極酸化処理を施す酸化面５１を電解質溶液５と接触するように溶液槽１０側に向けて一の側面１３Ａを閉塞する。Ｎ型のシリコン基板５０の中央部が、溶液槽１０の上枠１４に形成されている凹溝１６に嵌め込まれているＯリング１７と下枠１５に形成されている凹溝１６に嵌め込まれているＯリング１７の中央部と略一致するように一の側面１３Ａを閉塞する。

【0033】

次いで、溶液槽１０の外側から正電極３０がＮ型のシリコン基板５０を溶液槽１０側に押圧することで、Ｎ型のシリコン基板５０が上枠１４及び下枠１５の凹溝１６に嵌め込まれているＯリング１７と密接し装着されることになる。正電極３０は、銅板若しくはステンレス板３１に接合している白金３２の面がＮ型のシリコン基板５０と接触するように向けられていて、白金３２はメッシュ状又は針状に形成されているので、白金３２はＮ型のシリコン基板５０と全面で接触する。

【0034】

次いで、溶液槽１０の底部１１に開設されている通路１２が開放され、通路１２に連結している注入配管７を通して電解質溶液貯蔵槽６に貯留している電解質溶液５が溶液槽１０に注入される。

【0035】

溶液槽１０に規定量の電解質溶液５が注入されると、溶液槽１０内のホルダー１８に支持されている負電極４０と側面１３に装着されたＮ型のシリコン基板５０を押圧している正電極３０との間の電源６０が接続されて電圧が印加され、併せて光源２１が照射され、Ｎ型のシリコン基板５０の酸化面５１と電解質溶液５との界面に陽極酸化反応を生じさせる電解電流が流れ、電解質溶液５と接している酸化面５１に陽極酸化処理が施される。

【0036】

電解質溶液５は、溶液槽１０の底部１１に開設されている通路１２を通して常時流入し、溶液槽１０の上部よりオーバーフローして電解液溶液貯蔵槽６に収容されるように常時下部から上部に向かって循環している。従って、Ｎ型のシリコン基板１０の陽極酸化処理が施される酸化面５１の表面に気泡の付着が防止されると共に、電解質溶液５の濃度が均一に保持されるのでＮ型のシリコン基板１０に陽極酸化処理が均一に施される。

【0037】

次に、Ｐ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理が施される方法について説明する。

【0038】

はじめに、Ｎ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を施すため、溶液槽１０の一の側面（右側面）１３Ａに対向する他の側面（左側面）１３Ｂに装着されていたフィルタ２０、及びフィルタ２０の外側である反溶液槽１０側に設置されている光源２１を取り外す。

【0039】

次に、各Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）で溶液槽１０の対向する両側面（１３Ａ，１３Ｂ）を閉塞する。Ｐ型のシリコン基板５０は、陽極酸化処理を施す酸化面５１を電解質溶液５と接触するように溶液槽１０側に向けて側面１３を閉塞する。Ｐ型のシリコン基板５０の中央部が、溶液槽１０の上枠１４に形成されている凹溝１６に嵌め込まれているＯリング１７と下枠１５に形成されている凹溝１６に嵌め込まれているＯリング１７との中央部と略一致するように側面１３を閉塞する。

【0040】

次いで、溶液槽１０の外側から各正電極（３０Ａ，３０Ｂ）が各Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）を溶液槽１０側に押圧する。これにより、Ｐ型のシリコン基板５０が上枠１４及び下枠１５の凹溝１６に嵌め込まれているＯリング１７と密接する。正電極３０は、銅板若しくはステンレス板３１の片面表面に接合している白金３２の面がＰ型のシリコン基板５０と接触するように向けられていて、白金３２はメッシュ状又は針状に形成されているので、白金３２がＰ型のシリコン基板５０と全面で接触する。尚、両側面（１３Ａ，１３Ｂ）を各Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）で閉塞した後に、各Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）を各正電極（３０Ａ，３０Ｂ）で押圧したが、一の側面１３ＡをＰ型のシリコン基板５０Ａで閉塞し、続けて正電極３０Ａで押圧し、その後に他の側面１３ＢをＰ型のシリコン基板５０Ｂで閉塞し、続けて正電極３０Ｂで押圧しても良い。

【0041】

次いで、溶液槽１０の底部１１に開設されている通路１２が開放され、通路１２に連結している注入配管７を通して電解質溶液貯蔵槽６に貯留している電解質溶液５が溶液槽１０に注入される。

【0042】

溶液槽１０に規定量の電解質溶液５が注入されると、溶液槽１０内のホルダー１８に支持されている負電極４０と両側面（１３Ａ，１３Ｂ）に装着された各Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ,５０Ｂ）を押圧している各正電極（３０Ａ，３０Ｂ）との間の電源６０が接続されて電圧が印加され、各Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）の酸化面（５１Ａ，５１Ｂ）と電解質溶液５との界面に陽極酸化反応を生じさせる電解電流が流れ、電解質溶液５と接している酸化面（５１Ａ，５１Ｂ）に陽極酸化処理が施される。

【0043】

電解質溶液５は、溶液槽１０の底部１１に開設されている通路１２を通して常時流入し、溶液槽１０の上部よりオーバーフローして電解液溶液貯蔵槽６に収容されるように常時下部から上部に向かって循環している。従って、Ｐ型のシリコン基板１０の陽極酸化処理が施される酸化面５１に気泡の付着が防止されると共に、電解質溶液５の濃度が均一に保持されるのでＰ型のシリコン基板１０に陽極酸化処理が均一に施される。

【0044】

第二実施形態
次に、本発明に係る陽極酸化システムについて説明する。陽極酸化システムは、第一実施形態で説明した陽極酸化装置1を含むシステムであるので、第一実施形態と異なる点について主に説明する。陽極酸化装置１は、Ｎ型のシリコン基板とＰ型のシリコン基板の両方のシリコン基板に陽極酸化処理を施すことができるので、陽極酸化システム２においても、図３は、Ｎ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す実施例の場合の陽極酸化システム２Ｎの概略説明図であり、図４は、Ｐ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す実施例の場合の陽極酸化システム２Ｐの概略説明図である。陽極酸化システム２は、図３及び４に示す通り、陽極酸化装置１と、電解質溶液貯蔵槽６と、洗浄装置７０と、冷却装置８０と、搬送装置９０と、を備えている。この陽極酸化システム２は、例えば電算機により動作が制御される。

【0045】

陽極酸化装置１は、第一実施形態で説明した装置を用いる。即ち、Ｎ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を施す陽極酸化システム２Ｎでは、図１に示すＮ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を施す陽極酸化装置１Ｎを用い、Ｐ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を施す陽極酸化システム２Ｐでは、図４に示すＰ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を施す陽極酸化装置１Ｐを用いる。尚、陽極酸化装置１の設置台数は、本実施形態では１台であるが複数台であっても良い。

【0046】

洗浄装置７０は、洗浄槽７１より構成されていて、陽極酸化処理が施されたシリコン基板５０を洗浄するための純水が貯留されている。洗浄槽７１は、Ｎ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化システム２Ｎの場合は、図３に示す通り、溶液槽１０の脇に１台設置されるが、Ｐ型のシリコン基板に陽極酸化処理を施す陽極酸化システム２Ｐの場合は、図4に示す通り、溶液槽１０の右側面１３Ａに装着された右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａを洗浄する右洗浄槽７１Ａと、溶液槽１０の左側面１３Ｂに装着された左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂを洗浄する左洗浄槽７１Ｂとが、溶液槽１０の両脇に対になって設置される。洗浄槽７１は、複数のシリコン基板５０を同時に洗浄することができるようになっていて、本実施例では２５枚を同時に洗浄できるようになっている。

【0047】

冷却装置８０は、電子冷却器８１より構成されていて、溶液槽１０内で陽極酸化処理に使用されたことで熱せられた電解質溶液５を冷却するものである。溶液槽１０内の電解質溶液５は、陽極酸化処理が終了すると溶液槽１０の底部１１に開設されている通路１２より注入配管７を経由して電解質溶液貯蔵槽６に回収されるので、電子冷却器８１は熱せられた電解質溶液５を貯留している電解質溶液貯蔵槽６を冷却するようになっている。

【0048】

搬送装置９０は、真空チャック９１より構成されていて、図示されていないキャリア上に載置されているシリコン基板５０を溶液槽１０の側面１３の装着できる位置まで搬送し、正電極３０により押圧されるまでシリコン基板５０を保持するようになっている。また、陽極酸化処理が施された溶液槽１０の側面１３に装着されているシリコン基板５０を保持し、正電極３０の押圧が外れるとシリコン基板５０を洗浄槽７１まで搬送するようになっている。

【0049】

次に、Ｎ型のシリコン基板１０に陽極酸化処理が施され、洗浄されるまでのフローについて説明する。

【0050】

初めに、真空チャック９１はキャリア上に載置されているＮ型のシリコン基板５０を把持し、溶液槽１０の一の側面（右側面）１３Ａの所定の装着位置まで搬送し、その位置で保持し続ける。溶液槽１０の外側から溶液槽１０に向かって正電極３０がＮ型のシリコン基板５０を押圧し、Ｎ型のシリコン基板５０が溶液槽１０の上枠１４及び下枠１５の凹溝１６に嵌め込まれているＯリング１７に密接されると、真空チャック９１はＮ型のシリコン基板５０を放し、元の位置まで戻る。

【0051】

右側面１３ＡがＮ型のシリコン基板５０で密封されると、溶液槽１０の底部１１に開設されている通路１２が開放され、注入配管７を経由して電解質溶液貯蔵槽６から電解質溶液５が溶液槽１０に注入される。

【0052】

溶液槽１０に規定量の電解質溶液５が注入されると、溶液槽１０内のホルダー１８に支持されている負電極４０と、右側面１３Ａに装着されているＮ型のシリコン基板５０を押圧している正電極３０との間の電源６０が接続されて電圧が印加され、併せて光源２１が照射され、Ｎ型のシリコン基板５０の酸化面５１と電解質溶液５との界面に陽極酸化反応を生じさせる電解電流が流れ、電解質溶液５と接している酸化面５１に陽極酸化処理が施される。

【0053】

電解質溶液５は、溶液槽１０の通路１２を通して下部から常時流入し、溶液槽１０の上部よりオーバーフローして電解質溶液貯蔵槽６に収容されることで電解質溶液５は下から上へと循環しているので、Ｎ型のシリコン基板５０の酸化面５１に気泡が付着するのが防止される。

【0054】

陽極酸化処理が終了し、電解質溶液５が通路１２から注入配管７を経由して電解質溶液貯蔵槽６に全量が回収されると、電子冷却器８１が作動し電解質溶液貯蔵槽６内の電解質溶液５が一定温度に低下するまで冷却する。

【0055】

溶液槽１０より電解質溶液５が排出されると、溶液槽１０にはエチルアルコール貯蔵槽８２からエチルアルコールが注入配管７を経由して通路１２から注入され、規定量が注入されると通路１２が閉鎖される。溶液槽１０内のエチルアルコールによりＮ型のシリコン基板５０の洗浄が終了すると通路１２が開放され、エチルアルコールは通路１２から注入配管７を経由してエチルアルコール貯蔵槽８２に回収される。

【0056】

溶液槽１０よりエチルアルコールが排出されると、真空チャック９１は、移動して右側面１３Ａに装着されているＮ型のシリコン基板５０を把持すると、Ｎ型のシリコン基板５０を押圧していた正電極３０が反溶液槽１０側に移動する。続いて、真空チャック９１はＮ型のシリコン基板５０を洗浄槽７１まで搬送して洗浄槽７１内の所定位置に固定すると、真空チャック９１は、Ｎ型のシリコン基板５０を放し元の位置まで戻る。

【0057】

以上の繰り返しが行われることで、大量のＮ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を自動的に施すことが可能となる。

【0058】

次に、Ｐ型のシリコン基板１０に陽極酸化処理が施され、洗浄されるまでのフローについて説明する。

【0059】

初めに、真空チャック９１はキャリア上に載置されているＰ型のシリコン基板５０を把持し、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａとして溶液槽１０の右側面１３Ａの所定の装着位置まで搬送し、その位置で保持し続ける。溶液槽１０の外側から溶液槽１０に向かって右正電極３０Ａが右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａを押圧し、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａが溶液槽１０の右上枠１４Ａ及び右下枠１５Ａの右凹溝１６Ａに嵌め込まれている右Ｏリング１７Ａに密接されると、真空チャック９１は右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａを放し、元の位置まで戻る。

【0060】

次いで、真空チャック９１はキャリア上に載置されているＰ型のシリコン基板５０を把持し、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂとして反転させた後、溶液槽１０の左側面１３Ｂの所定の装着位置まで搬送し、その位置で保持し続ける。溶液槽１０の外側から溶液槽１０に向かって左正電極３０Ｂが左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂを押圧し、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂが溶液槽１０の左上枠１４Ｂ及び左下枠１５Ｂの左凹溝１６Ｂに嵌め込まれている左Ｏリング１７Ｂに密接されると、真空チャック９１は左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂを放し、元の位置まで戻る。

【0061】

両側面１３がＰ型のシリコン基板５０で密封されると、溶液槽１０の底部１１に開設されている通路１２が開放され、注入配管７を経由して電解質溶液貯蔵槽６から電解質溶液５が溶液槽１０に注入される。

【0062】

溶液槽１０に規定量の電解質溶液５が注入されると、溶液槽１０内のホルダー１８に支持されている負電極４０と、両側面（１３Ａ，１３Ｂ）に装着されている各Ｐ型のシリコン基板（５０Ａ，５０Ｂ）を押圧している各正電極（３０Ａ，３０Ｂ）との間の電源６０が接続されて電圧が印加され、Ｐ型のシリコン基板５０の酸化面５１と電解質溶液５との界面に陽極酸化反応を生じさせる電解電流が流れ、電解質溶液５と接している酸化面５１に陽極酸化処理が施される。

【0063】

電解質溶液５は、溶液槽１０の通路１２を通して下部から常時流入し、溶液槽１０の上部よりオーバーフローして電解質溶液貯蔵槽６に収容されることで電解質溶液５は下から上へと循環しているので、Ｐ型のシリコン基板５０の酸化面５１に気泡が付着するのが防止される。

【0064】

陽極酸化処理が終了し、電解質溶液５が通路１２から注入配管７を経由して電解質溶液貯蔵槽６に全量が回収されると、電子冷却器８１が作動し電解質溶液貯蔵槽６内の電解質溶液５が一定温度に低下するまで冷却する。

【0065】

溶液槽１０より電解質溶液５が排出されると、溶液槽１０にはエチルアルコール貯蔵槽８２からエチルアルコールが注入配管７を経由して通路１２から注入され、規定量が注入されると通路１２が閉鎖される。溶液槽１０内のエチルアルコールによりＰ型のシリコン基板５０の洗浄が終了すると通路１２が開放され、エチルアルコールは通路１２から注入配管７を経由してエチルアルコール貯蔵槽８２に回収される。

【0066】

溶液槽１０よりエチルアルコールが排出されると、真空チャック９１は、移動して右側面１３Ａに装着されている右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａを把持すると、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａを押圧していた右正電極３０Ａが反溶液槽１０側に移動する。続いて、真空チャック９１は右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａを右洗浄槽７１Ａまで搬送して右洗浄槽７１Ａ内の所定位置に固定すると、真空チャック９１は、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａを放し元の位置まで戻る。

【0067】

次いで、真空チャック９１は、移動して左側面１３Ｂに装着されている左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂを把持すると、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂを押圧していた左正電極３０Ｂが反溶液槽１０側に移動する。次いで、真空チャック９１は左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂを左洗浄槽７１Ｂまで搬送して左洗浄槽７１Ｂ内の所定位置に固定すると、真空チャック９１は、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂを放し元の位置まで戻る。

【0068】

以上の繰り返しが行われることで、大量のＰ型のシリコン基板５０に陽極酸化処理を自動的に施すことが可能となる。

【0069】

尚、本実施形態では、装着時及び取り外し時共に、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａ、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂの順に説明したが、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂ、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａと逆の順に行っても良い。また、装着時は、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａ、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂの順とし、取り外し時は、左側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ｂ、右側面用Ｐ型のシリコン基板５０Ａとしても良い。

【符号の説明】

【0070】

１ 陽極酸化装置
２ 陽極酸化システム
５ 電解質溶液
６ 電解質溶液貯蔵槽
７ 注入配管
１０ 溶液槽
１１ 底部
１２ 通路
１３，１３Ａ，１３Ｂ 側面
１４，１４Ａ，１４Ｂ 上枠
１５，１５Ａ，１５Ｂ 下枠
１６，１６Ａ，１６Ｂ 凹溝
１７，１７Ａ，１７Ｂ Ｏリング
１８ ホルダー
２０ フィルタ
２１ 光源
３０，３０Ａ，３０Ｂ 正電極
３１ 銅板若しくはステンレス板
３２ 白金
４０ 負電極
５０，５０Ａ，５０Ｂ 基板
５１ 酸化面
６０ 電源
７０ 洗浄装置
７１，７１Ａ，７１Ｂ 洗浄槽
８０ 冷却装置
８１ 電子冷却器
８２ エチルアルコール貯蔵槽
９０ 搬送装置
９１ 真空チャック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】