特許 7395188 基板及び集積回路デバイスの電気化学処理方法

(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】

(24)【登録日】2023-12-01

(45)【発行日】2023-12-11

(54)【発明の名称】基板及び集積回路デバイスの電気化学処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20231204BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 B

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020551305

(86)(22)【出願日】2019-03-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-10

(86)【国際出願番号】 EP2019057305

(87)【国際公開番号】W WO2019180237

(87)【国際公開日】2019-09-26

【審査請求日】2022-02-28

(31)【優先権主張番号】BE2018/0034

(32)【優先日】2018-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】BE

(73)【特許権者】

【識別番号】508246076

【氏名又は名称】ウニヴェルシテ カトリック ド ルヴァン

【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ ＣＡＴＨＯＬＩＱＵＥ ＤＥ ＬＯＵＶＡＩＮ

【住所又は居所原語表記】Ｐｌａｃｅ ｄｅ ｌ’Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅ １，Ｂ－１３４８ Ｌｏｕｖａｉｎ－ｌａ－Ｎｅｕｖｅ，Ｂｅｌｇｉｕｍ

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】シェーン， ジル

(72)【発明者】

【氏名】ラスキン，ジャン－ピエール

(72)【発明者】

【氏名】ラッソン，ジョナサン

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－３３５３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２３３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１３５９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１２４４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１５１２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１０４２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０３０３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４３０６９５１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１４９４０４（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第０１／０９１１７０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気回路を備える前側と、前記電気回路に面する露出区域を備える後側とを有する基板の処理方法であって、前記基板の前側と後側とに平行な方向が横方向であり、当該方法は、
前記露出区域を化学反応物質に接触させながら、前記基板の後側の前記露出区域に前記横方向に電位をかけることによって、前記基板を電気化学的に処理することであって、化学反応性物質を通過する前に露出区域全体を横方向に流れる電流を前記電位が生じさせ、前記電流と前記化学反応物質とが、後側の前記露出区域全体から開始して内部を前記前側に向かって、前記基板を部分的に変化させる電気化学的に処理することを含む基板処理方法。

【請求項2】

前記電位は、横方向に少なくとも前記基板の後側の前記露出区域に、以下の、
前記基板の後側に配置された電極配列と、
前記基板の後側において前記露出区域と面する前記化学反応物質中の電極配列と、によって、かけられる請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記電気化学的に処理する間、前記電位が、横方向に前記露出区域に、非均一に、以下の次元、空間及び時間の少なくとも１つにおいて、以下の特性、前記基板が部分的に変化させられる前記基板中の体積と、当該体積中の部分的変化の種々の程度と、前記体積中において部分的に変化する種々の形態との少なくとも１つを確定するように、かけられる、請求項１及び２のいずれかに記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記化学反応物質中の電極配列は、前記電位が非均一に前記露出区域にかけられるようにする形状を有する請求項２及び３に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記化学反応物質中の電極配列は、前記電気化学的に処理する間に少なくとも１回変化する形状を有する請求項２及び３に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記化学反応物質中の電極配列は、電極のアレイを備え、これにより、前記電気化学的に処理する間、前記電極のアレイ内においてそれぞれの電極にかけられるそれぞれの電圧の少なくとも一部分が、前記電気化学的に処理する間に少なくとも１回変化する、請求項２及び３に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記基板は、少なくとも前記露出区域内に、電流が材料を流れる間に前記化学反応物質と接触すると、加えられた放射に応じて部分的に変化する材料を含むとともに、前記電気化学的に処理する間、放射は、非均一に前記露出区域にかけられる、請求項１～６のいずれかに記載の基板処理方法。

【請求項8】

前記基板の後側の露出区域は、少なくとも１つの電気化学処理セルを備え、電気化学処理セルが、電極の周りに配置されて、前記基板の後側において前記電極配列の一部を形成する一組の空洞を備えるとともに、前記電気化学的に処理する間、前記化学反応物質が前記一組の空洞に入る、請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記基板は、少なくとも、前記前側の電気回路と、前記後側の露出区域との間に配置された部分的変化停止層を備え、当該部分的変化停止層は、前記化学反応物質に比較的抵抗性がある材料を含む、請求項１～８のいずれかに記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記部分的変化停止層は、半導体材料を含む、請求項９に記載の基板処理方法。

【請求項11】

前記基板は、前記前側の電気回路と前記後側との間に配置された電気絶縁層を備える、請求項１～１０のいずれかに記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記電気絶縁層は、前記前側の電気回路と部分的変化停止層との間に配置される請求項１１に記載の基板処理方法。

【請求項13】

前記電流の横方向の流れと前記化学反応物質とによって、孔が、前記基板に、少なくとも前記露出区域から内部へ形成される請求項１～１２のいずれかに記載の基板処理方法。

【請求項14】

電気回路を備える前側と、一区域が前記電気回路に面する後側とを有する基板を含み、これにより、前記基板が、請求項１～１３のいずれかに記載の方法を、少なくとも、前記電気回路と、前記電気回路に面する前記後側の区域との間に含まれる少なくとも基板の一部分に、適用することにより、部分的に変化させられる、集積回路デバイス。

【請求項15】

部分的に変化した前記基板の一部分は、請求項１～１３のいずれかに記載の方法を適用することにより、形成された孔を含む請求項１４に記載の集積回路デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［発明の分野］
本発明の態様は、電気回路を備える基板を処理する方法に関する。本方法は、例えば、半導体基板を含む集積回路デバイスを製造することに用いることができる。本方法は、特に、少なくとも部分的に、通常の半導体基板が損失のある媒体になってしまう比較的高周波で作動する集積回路デバイスを製造することに用いることができる。本発明の別の態様は、電気回路を備える基板を含む集積回路デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

米国特許第６，２８７，９３６号明細書は、特に、集積トランジスタを組み込むシリコン半導体ウェハ上に製作される誘電回路のＱ値（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）を向上させるため、シリコン基板に多孔質シリコン（ｐｏｒｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）を形成する方法を説明している。ウェハの後面は、すでにトランジスタを組み込み、その前面には誘電回路を組み込んでおり、フッ化水素酸と少なくとも１つの他の酸を含有する酸電解質と接触して配置される。後面のウェハのシリコンの陽極酸化が、このシリコンを多孔質シリコンへ、電解質と接触している後面から所定の高さにわたって、変えるために実行される。

【0003】

本方法において、ウェハを、ウェハの前面と接触している金属プレートと周縁シールとの間に挟む。金属プレートは、アノードを提供する。このアノードは、下にあるシリコン基板と電気接触させる必要がある。このような金属の接触は、基板接触パッドを用いることにより行うことができ、当該基板接触パッドは、製作された全ての集積回路に存在し、下にあるシリコン基板を集積回路の表面と接続する。全ての基板コンタクトは、銀ペーストの金属層を用いることにより短絡させることができ、この金属層は、一旦陽極酸化が完了すると有機溶剤に溶解させることにより容易に除去可能である。

【発明の概要】

【0004】

電気化学処理により、電気回路を備える基板を部分的に変化させることをさらに幅広く適用し得る解決方法が必要とされている。

【0005】

請求項１に記載の本発明の態様による基板処理方法が、提供される。基板は、電気回路を備える前側と、電気回路に面する露出区域を備える後側とを有する。電気化学処理ステップにおいて、露出区域を化学反応物質と接触させながら、電位を横方向に少なくとも基板の後側の露出区域にかける。電位によって、電流の横方向の流れが、少なくとも基板の露出区域に生じる。電流の横方向の流れと化学反応物質とが、基板を少なくとも露出区域において部分的に変化させる。

【0006】

よって、背景技術とは異なって、上に明確にした方法では、電位が、基板の前側と後側との間を横断方向にかけられるというよりは、横方向に基板の後側にかけられる。その結果、本方法では、基板を通る電流が、背景技術におけるように電流が横断方向に流れるというよりは、横方向に流れることになる。

【0007】

本発明の発明者は、電流が、横断方向というよりは横方向に流れるが、このことによって、基板の部分的変化を目標の体積分達成できないわけではないことを見出した。目標の体積は、基板の後側から内部へ、十分深く、例えば、電気回路近くまで達するように、延び得る。部分的変化は、背景技術におけるように、孔の形成を含み得、これが、電気回路の付近において、少なくとも局所的に、基板により誘発される損失を低減させ得る。

【0008】

さらには、上に明確にした方法では、基板の前側と後側との間の電気接触を、これは電気化学処理により基板を部分的に変化させるために背景技術では必要とされるものだが、提供する必要はない。一般に、背景技術とは異なって、上に明確にした方法では、基板の前側と後側との間の電気接触を提供する等、設計上の制約を必ずしも課さない。

【0009】

原理上は、基板に、上に明確にした方法による電気化学処理によって、少なくとも部分的に、基板を部分的に変化させるために具える必要のある特定の特徴はない。実際、上に明確にした方法は、原理上、電気回路をその前側に備える任意の基板に適用可能である。本発明は、電気回路を含む基板を電気化学処理により部分的に変化させることを、さらに幅広く適用可能とする。

【0010】

本発明の更なるの態様によれば、集積回路デバイスが、請求項１４に記載のように提供される。集積回路デバイスは、電気回路を備える前側と、一区域が電気回路に面する後側とを具える基板を含む。基板は、上に明確にした方法を、少なくとも、電気回路と、電気回路に面する後側の区域との間に含まれる体積に適用することにより、部分的に変化させている。

【0011】

本発明の別の態様によれば、基板は、少なくとも、基板の前側に含まれる電気回路と後側の露出区域との間に配置された部分的変化停止層を備える。部分的変化停止層は、基板を部分的に変化させるために使用される化学反応物質に比較的抵抗性のある材料を含む。例えば、多結晶シリコンが、特に適合する。

【0012】

図示目的で、本発明のいくつかの実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。この説明では、上に述べた特徴に追加の特徴と、このような追加の特徴が提供可能な利点とを提示する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、処理対象の基板の概略断面図である。

【図2】図２は、第１の例示的な基板処理方法の第１の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図3】図３は、第１の例示的な基板処理方法の中間の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図4】図４は、第２の例示的な基板処理方法の中間の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図5】図５は、第２の例示的な基板処理方法の最終の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図6】図６は、第３の例示的な基板処理方法の最終の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図7】図７は、第４の例示的な基板処理方法の第１の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図8】図８は、第４の例示的な基板処理方法の、第２の、最終の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図9】図９は、第５の例示的な基板処理方法の第１の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図10】図１０は、第５の例示的な基板処理方法の、第２の、次の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図11】図１１は、第５の例示的な基板処理方法の第３の、最終の段階において電気化学処理装置に結合された基板の概略断面図である。

【図12】図１２は、第６の例示的な基板処理方法を実行するための光電気化学処理システムの概略図である。

【図13】図１３は、電気化学処理が施されるように適合させた改良型基板の概略断面図である。

【図14】図１４は、改良型基板の一部分におけるキャリア濃度を改良型基板中の深さの関数としてプロットしたグラフである。

【図15】図１５は、改良型基板の当該部分の抵抗を改良型基板中の深さの関数としてプロットしたグラフである。

【図16】図１６は、電気化学処理が施された改良型基板の断面の写真である。

【図17】図１７は、改良型基板を備える基板アセンブリの概略断面図である。

【図18】図１８は、電気化学処理が施されるように適合させた、代替の改良型基板の概略断面図である。

【図19】図１９は、代替の改良型基板の概略背面図である。

【図20】図２０は、電気化学処理が施された基板を備える集積回路デバイスの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１に処理対象の基板１００の概略を示す。図１は、処理対象の基板１００の概略断面図を提供する。基板１００は、電気回路１０２を備える前側１０１を有する。基板１００の後側１０３は、電気回路１０２に面する露出区域１０４を備える。

【0015】

基板１００は、電気回路を形成可能な、例えば、シリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、又は他のタイプの材料若しくは組成物等の半導体材料を本質的に含み得る。基板１００は、例えば、複数の同様の電気回路を備えるウェハの形態にすることができる。この点において、図面は、簡略化のため非常に概略化されていることを強調する。

【0016】

基板１００に含まれる電気回路１０２は、通常の半導体基板が損失のある媒体となってしまうような比較的高い周波数でも作動するように適合させ得る。例えば、通常の半導体基板１００は、１００ＭＨｚより高い周波数で損失のある媒体となる場合がある。

【0017】

この実施形態では、基板１００は、前側１０１に含まれる電気回路１０２と、後側１０３との間に配置された電気絶縁層１０５を備える。基板１００は、よって、この実施形態ではシリコン－オン－絶縁体（ＳｏＩ）型である。電気絶縁層１０５は、例えば、酸化ケイ素を含み得る。

【0018】

この実施形態では、基板１００は、基板１００の後側１０３上に配置された２つの電極１０６、１０７を備える。２つの電極の一方の電極１０６は、基板１００の縁近傍に配置され、他方の電極１０７は、対向する縁の近傍に配置される。２つの電極１０６、１０７は、実際に、基板１００の周縁において単一の円形の電極の２つのセグメントを形成し得ることに留意すべきである。２つの電極１０６、１０７は、後側１０３から内部へ電気絶縁層１０５へと延びる基板１００のバルク部分１０８との電気接触を提供する。基板１００のバルク部分１０８は、Ｐドープし得る。

【0019】

図２及び図３は、図１を参照して上述した第１の例示的な基板１００の処理方法を概略図示する。図２は、第１の例示的な方法の第１の段階において電気化学処理装置２００に結合された基板１００の概略断面図を提供する。図３は、第１の例示的な方法の中間の段階において電気化学処理装置２００に結合された基板１００の概略断面図を提供する。

【0020】

電気化学処理装置２００は、化学反応物質２０２を収容する容器２０１を備える。化学反応物質２０２は、例えば、フッ化水素酸を含み得る。容器２０１の大きさは、基板１００の後側１０３において２つの電極１０６、１０７の間に容器２０１を配置可能な大きさである。容器２０１は、基板１００に、化学反応物質２０２が基板１００の後側１０３において露出区域１０４と接触するように結合している。

【0021】

電気化学処理装置２００は、さらに、化学反応物質２０２中に電極配列２０３を備える。電極配列２０３は、基板１００の後側１０３において露出区域１０４に面している。第１の例示的方法において、電極配列２０３は、実質的に平坦なプレート状電極２０４を含む。プレート状電極２０４は、実質的に、基板１００の後側１０３において、露出区域１０４全体を覆う。プレート状電極２０４は、実質的に、露出区域１０４と平行である。プレート状電極２０４は、例えば、導電性グリッドの形態でもよい。

【0022】

第１の例示的方法において、露出区域１０４を化学反応物質２０２と、電気化学処理装置２００において接触させながら、電位を、横方向に基板１００の後側１０３の露出区域１０４にかける。電位は、電圧２０５を一方で化学反応物質２０２中のプレート状電極２０４と、他方で基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７との間にかけることにより、横方向にかけられる。化学反応物質２０２中のプレート状電極２０４は、カソードとなるのに対して、基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７は、アノードとなる。

【0023】

かけられた電位によって、露出区域１０４に電流の横方向の流れが生じる。電流の横方向の流れと化学反応物質２０２とが、少なくとも露出区域１０４の基板１００を部分的に変化させる。この実施形態では、このような部分的変化は、基板１００における孔の形成を含む。

【0024】

プレート状電極２０４によって、電位が、露出区域１０４に実質的に均一にかけられる。電位は、基板１００の露出区域１０４において実質的に均一である。結果として、電流の横方向の流れの密度は、露出区域１０４の周縁領域の方が、２つの電極１０６、１０７に比較的近いので、２つの電極１０６、１０７からさらに離れている中央領域よりも高い。結果として、図２に示した第１の段階から始まり、孔は、露出区域１０４の中央領域における速度よりも、さらに速い速度で、周縁領域から内部へ形成されていくことになる。

【0025】

図３において、暗領域は、孔が、第１の例示的処理方法の中間の段階においてある程度まで形成された基板１００の体積３０１を示す。孔が形成された体積３０１は、有効誘電率及び有効導電性が低く、このことは、孔が形成されていない基板１００の残りの体積と比較して、有効電気抵抗が高いことを意味する。実際に、孔によって、基板１００は、この孔が形成された体積３０１において損失が少なくなる。

【0026】

図３は、中間の段階において、孔を有する体積３０１が、基板１００の露出区域１０４の中央領域よりも周縁領域の方において、深さが増すことを示す。このことが、電流の横方向の流れの密度が、既に上に説明したように、露出区域１０４の周縁領域の方が中央領域よりも、高くなる理由である。図３に示した中間の段階において、孔を有する体積３０１の深さは、露出区域１０４の周縁領域において、電気絶縁層１０５にほぼ到達している。ある程度後の段階において、孔を有する体積３０１は、周縁領域において電気絶縁層１０５に到達することになる。その段階において、基板１００を通る電流の横方向の流れは、実質上停止することになる。電流が、化学反応物質２０２中の電極配列２０３と、基板１００の後側１０３における２つの電極１０６、１０７との間においてこれ以上流れることはない。結果として、孔の形成は、実質上停止することになる。

【0027】

第１の例示的方法の最終段階において、非多孔質（ｎｏｎ－ｐｏｒｏｕｓ）部分は、よって、電気回路１０２に近い、露出区域１０４の中央領域に残る場合がある。しかしながら、理想的には、基板１００の非多孔質部分を電気回路１０２の付近に残すべきではない。残りの非多孔質部分は、電気回路１０２に対して相対的に損失のある媒体となる。図３において暗領域として表した、孔を伴った体積３０１は、理想的には、基板１００の電気絶縁層１０５のすぐそばまで延ばすべきである。すなわち、孔の形成は、電気絶縁層１０５のすぐそばまで続けるべきである。

【0028】

図４及び図５は、第２の例示的な基板１００の処理方法を概略図示する。図４は、第２の例示的な方法の中間の段階において電気化学処理装置４００に結合された基板１００の概略断面図を提供する。図５は、第２の例示的な方法の最終の段階において電気化学処理装置４００に結合された基板１００の概略断面図を提供する。

【0029】

第２の例示的方法では、電気化学処理装置４００は、第１の例示的方法において使用される電極配列とは異なる電極配列４０１を備える。第２の例示的方法において、電極配列４０１は、露出区域１０４の中央領域に面する端部を有するロッド状電極４０２を含む。電気化学処理装置４００は、残りの部分については同様である。容器４０３は、電極配列４０１がその中に存在する化学反応物質４０４を収容する。

【0030】

第２の例示的方法において、電圧４０５は、一方で化学反応物質４０４中のロッド状電極４０２と、他方で基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７との間にかけられる。化学反応物質４０４中のロッド状電極４０２は、カソードになる一方で、基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７は、アノードになる。したがって、電位は、基板１００の後側１０３の露出区域１０４に横方向にかけられる。これによって、露出区域１０４に横方向の電流の流れが生じる。

【0031】

しかしながら、ロッド状電極４０２によって、電位が、露出区域１０４に非均一にかけられる。電位は、露出区域１０４の中央領域の方が、ロッド状電極４０２の端部に近いので、露出区域１０４の周縁領域よりも高い。結果として、電流の横方向の流れの密度は、基板１００の露出区域１０４の中央領域の方が、周縁領域よりもある程度高くなる。その結果、孔が、露出区域１０４の周縁領域におけるよりもある程度速い速度で中央領域から内部へ形成されることになる。

【0032】

図４及び図５において、暗領域は、ここでも、孔が第１の例示的処理方法の結果として形成された基板１００の体積４０６を示す。図４が示すのは、中間の段階において、孔を有するこの体積４０６の深さが、基板１００の露出区域１０４の周縁領域よりも中央領域の方が増しているということである。これは、既に上に説明したように、電流の横方向の流れの密度が、基板１００の露出区域１０４の中央領域の方が周縁領域よりもある程度高くなるためである。

【0033】

図５が示すのは、最終の段階において、孔を有する体積４０６が、この体積４０６が実質的に基板１００の露出区域１０４全体にわたって電気絶縁層１０５へ延びるように、成長していることである。電気回路１０２の付近では、基板１００は、本質的に多孔質（ｐｏｒｏｕｓ）である。一旦、基板１００が第２の例示的方法に従って処理されると、電気回路１０２は、図１に示した元の状態の基板１００と比較して、さらに、図２及び図３を参照して上述した第１の例示的方法に従って処理された基板１００と比較しても、より損失が少ない媒体と隣接する。

【0034】

図６は、第３の例示的な基板１００の処理方法を概略図示する。図６は、第３の例示的方法の最終の段階において電気化学処理装置６００に結合された基板１００の概略断面図を提供する。

【0035】

第３の例示的方法では、電気化学処理装置６００は、第１及び第２の例示的方法において使用された電極配列とは異なる電極配列６０１を含む。第３の例示的方法において、電極配列６０１は、湾曲形状の電極６０２を含む。湾曲形状の電極６０２は、基板１００の後側１０３において露出区域１０４に面する中央領域を有する。湾曲形状の電極６０２の周縁領域は、露出区域１０４の周縁領域に面している。湾曲形状の電極６０２は、湾曲形状の電極６０２の中央領域が、露出区域１０４の中央領域に相対的に接近するような湾曲を有する。湾曲形状の電極６０２の周縁領域は、露出区域１０４の周縁領域と相対的に離れている。残りの部分について、電気化学処理装置６００は、第１及び第２の例示的方法において使用されたものと同様であってよい。容器６０３は、電極配列６０１がその中に存在する化学反応物質６０４を収容する。

【0036】

第３の例示的方法において、電圧６０５が、一方で化学反応物質６０４中の湾曲形状の電極６０２と、他方で基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７との間にかけられる。化学反応物質６０４中の湾曲形状の電極６０２は、カソードとなるのに対して、基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７は、アノードとなる。したがって、電位は、基板１００の後側１０３の露出区域１０４に横方向にかけられる。これによって、露出区域１０４に横方向の電流の流れが生じる。

【0037】

湾曲形状の電極６０２によって、電位が、露出区域１０４に非均一にかけられる。電位は、露出区域１０４の中央領域の方が、湾曲形状の電極６０２に比較的近いので、湾曲形状の電極６０２とさらに離れている露出区域１０４の周縁領域よりも高い。結果として、電流の横方向の流れの密度は、基板１００の露出区域１０４の中央領域の方が、周縁領域よりもある程度高くなる。その結果、孔が、露出区域１０４の周縁領域におけるよりもある程度速い速度で中央領域から内部へ形成されることになる。

【0038】

図６において、暗領域は、ここでも、孔が第１の例示的処理方法の結果として形成された基板１００の体積６０６を示す。図６が示すのは、最終の段階において、孔を有する体積６０６が、この体積が、実質的に、基板１００の露出区域１０４全体にわたって、電気絶縁層１０５へ延びるように成長していることである。電気回路１０２の付近では、基板１００は、本質的に多孔質である。一旦、基板１００が第３の例示的方法に従って処理されると、電気回路１０２は、図１に示した元の状態の基板１００と比較して、さらに、図２及び図３を参照して上述した第１の例示的方法に従って処理された基板１００と比較しても、より損失が少ない媒体と隣接する。

【0039】

図４及び図５と図６とにそれぞれ示した第２及び第３の例示的処理方法は、化学反応物質中の電極配列が、電位が露出区域１０４に非均一にかけられることになる形状を有する技術の例である。これによって、基板１００に部分的変化が、すなわち電極配列の形状により起きる基板１００の体積を比較的正確に確定することができる。その上、これによって、さらに、体積全体にわたる部分的変化の様々な程度、若しくは体積全体にわたる部分的変化の様々な形態、又はその両方を確定し得る。提示した実施形態において、露出区域１０４に横方向に非均一に電位をかけることは、基板１００を電気回路１０２の付近において本質的に多孔質にすることに寄与する。このことは、次に、基板１００が電気回路１０２に対してさらに損失フリーの媒体となることに寄与する。

【0040】

図７及び図８は、第４の例示的な基板１００の処理方法を概略図示する。図７は、第４の例示的方法の第１の段階において電気化学処理装置７００に結合された基板１００の概略断面図を提供する。図８は、第４の例示的な方法の、第２の、最終の段階において電気化学処理装置７００に結合された基板１００の概略断面図を提供する。

【0041】

第４の例示的方法では、電気化学処理装置７００は、上に提示した例示的方法において使用された電極配列とは異なる電極配列７０１を含む。第４の例示的方法では、電極配列７０１は、第１の処理期間において、図４及び図５を参照して上述した第２の例示的方法において使用された同様のロッド状電極７０２を含む。次の、第２の処理期間において、電極配列７０１は、図２及び図３を参照して上述した第１の例示的方法において使用されたものと同様のプレート状電極７０３を含む。電気化学処理装置７００は、残りの部分については同様である。容器７０４は、電極配列７０１がその中に存在する化学反応物質７０５を収容する。

【0042】

図７が図示するのは、第４の例示的方法の第１の処理期間において、電圧７０６が、一方では、化学反応物質７０５中のロッド状電極７０２と、他方では、基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７との間にかけられることである。化学反応物質７０５中のロッド状電極７０２は、カソードとなるのに対して、基板１００の後側１０３に配置された２つの電極１０６、１０７は、アノードとなる。したがって、電位は、基板１００の後側１０３の露出区域１０４に横方向にかけられる。これによって、露出区域１０４に横方向の電流の流れが生じる。

【0043】

第２の例示的方法と同様に、ロッド状電極７０２によって、電位が、露出区域１０４に非均一にかけられることになる。電位は、露出区域１０４の中央領域の方が、ロッド状電極７０２の端部に近いので、露出区域１０４の周縁領域よりも高い。結果として、電流の横方向の流れの密度は、基板１００の露出区域１０４の中央領域の方が、周縁領域よりもある程度高くなる。その結果、孔が、露出区域１０４の周縁領域におけるよりもある程度速い速度で中央領域から内部へ形成されることになる。

【0044】

図７において、暗領域は、ここでも、孔が、第４の例示的方法の第１の処理期間の終わりに近い、第１の段階においてこれまでに形成された基板１００の体積７０７を示す。図７が示すのは、第１の段階において、孔を有するこの体積７０７の深さが、基板１００の露出区域１０４の周縁領域よりも、中央領域の方が深いことである。これは、既に上に説明したように、電流の横方向の流れの密度が、基板１００の露出区域１０４の中央領域の方が周縁領域よりもある程度高くなるためである。

【0045】

図８が示すのは、第２の、次の、第４の例示的方法の第２の処理期間の終わりに近い段階において、孔を有する体積７０７が、この体積７０７が実質的に基板１００の露出区域１０４全体にわたって電気絶縁層１０５へ延びるように、成長していることである。電気回路１０２の付近では、基板１００は、本質的に多孔質である。一旦、基板１００が第４の例示的方法に従って処理されると、電気回路１０２は、図１に示した元の状態の基板１００と比較して、さらに、図２及び図３を参照して上述した第１の例示的方法に従って処理された基板１００と比較しても、より損失が少ない媒体と隣接する。

【0046】

図７及び図８に示した第４の例示的処理方法は、化学反応物質中の電極配列が、電気化学的処理中に少なくとも１回変化する形状を有する技術の一例である。これは、さらに、基板１００が電気化学的処置により部分的に変化する体積を正確に確定することに寄与し得る。本実施形態において、孔が基板１００に形成される場合、このことは、よって、さらに、基板１００が電気回路１０２に対してさらに損失フリーの媒体になることに、寄与し得る。

【0047】

図９、図１０及び図１１は、第５の例示的な基板１００の処理方法を概略図示する。図９は、第５の例示的方法の第１の段階において電気化学処理装置９００に結合された基板１００を表す。図１０は、第５の例示的方法の第２の、次の段階において電気化学処理装置９００に結合された基板１００を表す。図１１は、第５の例示的方法の第３の、最終の段階において電気化学処理装置９００に結合された基板１００を表す。

【0048】

第５の例示的方法において、電気化学処理装置９００は、既に提示した例示的方法において使用された電極配列とは異なる電極配列９０１を含む。この実施形態では、電極配列９０１は、それぞれの電圧をかけ得るそれぞれの電極のアレイ９０２を含む。残りの部分については、電気化学処理装置９００は、前に提示した電気化学処理装置と同様である。容器９０３は、電極配列９０１がその中に存在する化学反応物質９０４を収容する。

【0049】

この実施形態では、アレイ９０２の電極は、それぞれ、ロッド状の形状を有する。それぞれの電極は、基板１００の露出区域１０４に対してそれぞれの位置を有する。この実施形態では、アレイは、中央電極９０５と、周縁電極９０６、９０７の一群と、中間電極９０８、９０９の一群とを含む。周縁電極９０６、９０７の群と、中間電極９０８、９０９の群とは、中央電極９０５の周りに円形に同心円式に配置することができる。

【0050】

中央電極９０５は、露出区域１０４の中央領域に面している。対の周縁電極９０６、９０７は、露出区域１０４の周縁領域に面している。一方の周縁電極９０６は、周縁領域の１つのセグメントに面し、他方の周縁電極９０７は、周縁領域の別の対向するセグメントに面している。対の中間電極９０８、９０９は、中央領域と周縁領域との間に位置する露出区域１０４の中間領域に面している。一方の中間電極９０８は、中間領域の１つのセグメントに面し、他方の中間電極９０９は、中間領域の別の対向するセグメントに面している。

【0051】

図９は、第５の例示的方法の第１の段階において、電圧９１０が中央電極９０５のみにかけられることを示している。結果として、電位が、露出区域１０４に非均一に、図３及び図４に示した第２の例示的方法に関して上述のものとある程度同様に、かけられる。電位によって、電流の横方向の流れの密度は、基板１００の露出区域１０４の中央領域の方が、周縁領域よりもある程度高くなる。その結果、孔が、露出区域１０４の周縁領域におけるよりもある程度速い速度で中央領域から内部へ形成されることになる。図９において、暗領域は、孔がこれまでに形成された基板１００の体積９１１を示す。

【0052】

図１０は、第５の例示的方法の第２の、次の段階において、電圧９１０が、中央電極９０５と、中間電極９０８、９０９の群とにかけられることを示している。それゆえ、露出区域１０４にかけられる電位は、第５の例示的方法の第１の段階よりもある程度非均一性が少なくなる。第２の、次の段階において、露出区域１０４における電流の横方向の流れの密度分布は、第１の段階とは異なる密度分布となる。これは、基板１００における孔形成に影響を及ぼす。図１０においても、暗領域は、孔がこれまでに形成された基板１００の体積９１１を示す。体積９１１は、さらに、第１の段階とは異なる幾何学的成長速度分布に従って、さらに成長する。

【0053】

図１１が示すのは、第５の例示的方法の第３の、最終の段階において、電圧９１０が、周縁電極９０６、９０７の群を含むアレイの全ての電極にかけられることである。それゆえ、露出区域１０４にかけられる電位は、さらに、第５の例示的方法の第２の段階よりもある程度非均一性が少なくなる。第３の、最終の段階において、露出区域１０４における電流の横方向の流れの密度分布は、第１及び第２の段階とは異なる密度分布となる。説明したように、これは、基板１００における孔形成に影響を及ぼす。図１１においても、暗領域は、孔が形成された基板１００における体積９１１を示す。

【0054】

図９、図１０及び図１１に示した第５の例示的処理方法は、電極のアレイのそれぞれの電極にかけられるそれぞれの電圧の少なくとも一部分が、基板１００の電気化学的処理中に少なくとも１回変化する技術の一例である。これは、さらに、基板１００が電気化学的処置により部分的に変化する体積を正確に確定することに寄与し得る。その上、これは、さらに、体積全体にわたる部分的変化の様々な程度、若しくは体積全体にわたる部分的変化の様々な形態、又はその両方を確定することに寄与し得る。本実施形態において、孔が基板１００に形成される場合、これは、よって、基板１００が電気回路１０２に対してさらに損失フリーな媒体になることに寄与し得る。

【0055】

図１２は、第６の例示的な基板処理方法を実行するための光電気化学処理システム１２００を示す。図１２は、光電気化学処理システム１２００の概略図を提供する。

【0056】

光電気化学処理システム１２００は、放射源１２０１と、マスク１２０２と、レンズと、投影システム１２０３と、電気化学処理アセンブリ１２０４とを備える。放射源１２０１は、例えば、光源であり得る。マスク１２０２は、二次元の透光性形状を具え得る。電気化学処理アセンブリ１２０４は、例えば、上に説明した電気化学処理装置の任意のものと同様の電気化学処理装置を含み得る。電気化学処理アセンブリ１２０４に、基板１２０５が配置されている。図１に示した基板１００と同様に、第６の例示的方法が施される基板１２０５は、電気回路を含む前側を具え得る。後側は、電気回路に面し化学反応物質と接触する露出区域を具え得る。

【0057】

第６の例示的方法が施される基板１２０５は、第１～第５の例示的方法の任意の方法を適用し得る、図１に示した基板１００と異なっていてもよい。第６の例示的方法が施される基板１２０５は、少なくとも露出区域に、化学反応物質と接触すると電流がその中を流れる間に加えられた放射に応じて部分的に変化する材料を含み得る。例えば、第６の例示的方法が施される基板１２０５は、図１に示した基板１００におけるのと同様に、Ｐドープの代わりにＮドープされるバルク部分を含み得る。孔を、Ｎドープされた半導体材料に形成するために、光が、化学物質と電流に加えて、必要である。Ｎドープされた半導体材料の領域に、このような条件の下、投射される光の強度が高くなるほど、孔がこの領域に形成される速度が増す。

【0058】

第６の例示的方法において、露出区域を化学反応物質と接触させながら、電位を、横方向に少なくとも基板１２０５の後側の露出区域にかける。その上、基板１２０５の露出区域は、光を受け取り、この光の露出区域上における強度分布は、非均一となり得る。例えば、露出区域の中央領域は、露出区域の周縁領域よりも高い強度の光を受け取り得る。マスク１２０２は、実質上、非均一な強度分布を確定する。マスク１２０２は、よって、少なくとも部分的に、基板の露出区域における孔の形成速度分布を確定し得る。その結果、マスク１２０２は、少なくとも大きさ及び形状の点で、孔が形成される体積を確定する。よって、これは、基板１２０５が、電気回路に対してさらに損失フリーな媒体になるためのさらに別の技術である。

【0059】

図２～図１２に示した第１～第６の例示的処理方法は、電位が基板の露出区域に横方向にかけられる一般的な技術の例である。第２～第５の例示的方法において、電位は、以下の次元（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）、空間及び時間の少なくとも１つにおいて、非均一に横方向にかけられ、これは、以下の特性、部分的に変化する基板の体積、体積全体における部分的変化の様々な程度及び体積全体の部分的変化の様々な形態の少なくとも１つを確定するように行われる。第６の例示的方法において、光を用いて同じことを達成し得る。

【0060】

提示した実施形態において、孔は、基板を、電気回路に対して損失が少ない媒体にするように、基板に形成される。例示的方法の少なくともいくつかにおいて、孔の形成は、孔の大きさと孔の密度によって制御し得る。このことは、さらに、基板の損失を減少させることに寄与し得る。すなわち、孔が占める体積の部分と、基板材料がなお占める残りの部分との間の比が大きくなるほど、孔が形成された体積の損失が減少することになる。この比が、電気回路付近において比較的高くなるように、孔の形成を制御することが、特に、有利である。

【0061】

図１３は、電気化学処理が施されるのに適するように改良した基板１３００を示し、当該処理は、前に提示した例示的方法に従ったものとしてよい。図１３は、改良型基板１３００の概略断面図を提供する。改良型基板１３００は、図１に示した基板１００の変更バージョンである。

【0062】

以下の点で、改良型基板１３００は、図１に示した基板１００と同様である。改良型基板１３００は、電気回路１３０２を備える前側１３０１も有する。改良型基板１３００の後側１３０３は、電気回路１３０２に面する露出区域１３０４を備える。２つの電極１３０６、１３０７は、図１に示した基板１００上の２つの電極１０６、１０７と同様に、改良型基板１３００の後側１３０３に配置されている。改良型基板１３００は、前側１３０１に含まれる電気回路１３０２と、後側１３０３との間に配置された電気絶縁層１３０５も備え得る。

【0063】

図１に示した基板１００とは異なって、改良型基板１３００は、部分的変化停止層１３０８を備える。部分的変化停止層１３０８は、電気絶縁層１３０５と、後側１３０３上の露出区域１３０４との間に配置されている。改良型基板１３００のバルク部分１３０９は、部分的変化停止層１３０８と後側１３０３との間を延びる。この実施形態では、部分的変化停止層１３０８は、電気絶縁層１３０５に隣接している。部分的変化停止層１３０８は、上に提示した例示的方法の少なくとも１つにおいて使用される化学反応物質に比較的抵抗性がある材料を含む。「比較的抵抗性がある」という表現は、基板よりも、又は少なくともバルク部分の材料よりも、化学的に抵抗性が高いという意味として解釈し得る。この実施形態では、部分的変化停止層１３０８はまた、電気絶縁層１３０５よりも、化学反応物質に化学的に抵抗性が高いものとし得る。

【0064】

部分的変化停止層１３０８は、よって、化学反応物質が、改良型基板１３００の後側１３０３から前側１３０１に向かって通り続けることを妨げる障壁を効果的に形成する。この実施形態では、部分的変化停止層１３０８はまた、電気絶縁層１３０５を化学反応物質から、実際に、保護する。例えば、化学反応物質中のフッ化水素酸は、電気絶縁層１３０５中の酸化ケイ素に腐食を起こし得る。

【0065】

以下の望ましい結果を、電気化学処理において図１３に示した改良型基板１３００を使用することにより、図１に示した基板１００を使用するよりも、さらに容易に得ることができる。１つの望ましい結果は、一旦電気化学処理が実行されると、本質的に、非多孔質の基板材料が電気回路１３０２の付近に残らないような大きさと形状の孔を有する体積を得ることである。別の望ましい結果は、実質的に完全な電気絶縁層１３０５を残すことである。部分的変化停止層１３０８によって、この後者の望ましい結果を得ることが、比較的容易になる。したがって、電気化学処理は、焦点を、最も損失フリーの基板を得ることに合わせることができる。

【0066】

部分的変化停止層１３０８は、半導体材料を含み得る。例えば、部分的変化停止層１３０８は、多結晶シリコン、特に、実質的に、どんなドーピング材料の影響も受けない多結晶シリコンを含み得る。改良型基板１３００のこのような実施形態は、従来の半導体製造技術を用いて中程度のコストで製造可能である。すなわち、改良型基板１３００は、多結晶シリコンが本質的に部分的変化停止層１３０８を形成する場合に、従来の半導体製造技術と適合させ得る。

【0067】

さらには、多結晶シリコンは、比較的損失フリーの媒体である。図１３を参照すると、これは、部分的変化停止層１３０８が比較的電気回路１３０２に近い場合、有利な特徴である。電気回路１３０２は、よって、部分的変化停止層１３０８が本質的に多結晶シリコンを含む場合、また、電気回路１３０２付近の基板材料が多孔質となった場合、比較的損失フリーの媒体の付近にあることになる。

【0068】

部分的変化停止層１３０８が、本質的に、例えば窒化ケイ素又はポリマー等の電気絶縁材料から形成されるというよりは、本質的に、半導体材料から、特に多結晶シリコンから形成されることに、利点がある。この利点を説明するために、図１３に示した改良型基板１３００における部分的変化停止層１３０８が、電気的に絶縁していると仮定する。さらに、改良型基板１３００が電気化学処理を施されている、と仮定し、この処理は、孔が部分的変化停止層１３０８に比較的近い体積中に形成された段階におけるものである。すると、の基板材料の比較的薄い層のみが、この体積と、電気的に絶縁している部分的変化停止層１３０８との間に残ることになる。実質上、電流は、残っている非多孔質の基板材料のこの薄い層を通過しなくなる。その結果、本質的に、孔はこの残りの層に形成されなくなる。すなわち、非多孔質の基板材料の比較的損失のある層が、一旦、電気化学処理が実行されると、電気回路１３０２の付近に残り得る。

【0069】

ここで、図１３に示した改良型基板１３００の部分的変化停止層１３０８が半導電性であると仮定する。さらに、改良型基板１３００が、上述のような段階にある電気化学処理を施されており、非多孔質の基板材料の比較的薄い層のみが、部分的変化停止層１３０８に沿って残っているものと仮定する。部分的変化停止層１３０８は半導電性なので、電流は、ある程度、残っている非多孔質基板のこの薄い層を通過し続けることになる。その結果、孔の形成は、この残る層において続き得る。したがって、電気回路１３０２の付近の基板材料は、本質的に、全体が多孔質となり得る。一旦、電気化学処理が実行されると、電気回路１３０２は、部分的変化停止層１３０８が電気的に絶縁している場合よりも損失が少ない媒体の付近にあることになり得る。

【0070】

図１４は、部分的変化停止層１３０８を含む改良型基板１３００の一部分におけるキャリア濃度であって、これにより、部分的変化停止層１３０８が本質的に多結晶シリコンから形成される、キャリア濃度を示すグラフである。グラフは、電気絶縁層１３０５が部分的変化停止層１３０８とインターフェース連結する面に対する改良型基板１３００中の深さを表す横軸を含む。垂直の破線１４０１は、部分的変化停止層１３０８が、電気化学処理により部分的に変化させられる、改良型基板１３００のバルク部分１３０９とインターフェース連結する場所の深さを示す。したがって、垂直の破線１４０１は、グラフを、部分的変化停止層１３０８を表す左手の部分と、改良型基板１３００のバルク部分１３０９の少なくとも一部分を表す右手の部分とに、分割する。グラフは、キャリア濃度を表す縦軸を含み、このキャリア濃度は、１立法センチメートルあたりのキャリアの数として表示される。

【0071】

グラフは、３つの対の曲線１４０２、１４０３、１４０４を含む。それぞれの対において、実線の曲線は、Ｎ型のキャリア、すなわち、電子を表し、その一方、破線の曲線は、Ｐ型のキャリア、すなわち正孔を表す。曲線１４０２の第１の対において、キャリア濃度を深さに対してプロットすると、改良型基板１３００のバルク部分１３０９の抵抗率は、８ｋΩｃｍである。曲線１４０３の第２の対において、キャリア濃度を深さに対してプロットすると、バルク部分１３０９の抵抗率は、１０Ωｃｍである。曲線１４０４の第３の対において、キャリア濃度を深さに対してプロットすると、バルク部分１３０９の抵抗率は、１０ｍΩｃｍである。それぞれの曲線について、バルク部分１３０９が曲線のそれぞれの対に対するそれぞれのドーピング濃度でＰドープされたケイ素を含むことが、当てはまる。

【0072】

図１４のグラフは、多結晶シリコン部分的変化停止層１３０８が、化学反応物質中のフッ化水素酸への抵抗性を有することを示す。すなわち、フッ化水素酸が多結晶シリコンを著しく腐食するのには、１０^１２を超えるＰ型キャリアの濃度を必要とする。図１４のグラフは、Ｐ型キャリアの濃度が、多結晶シリコンにおけるこの閾値を十分下回ることを示し、このことは、このグラフの左手部分に表れている。多結晶シリコンが改良型基板１３００のバルク部分１３０９とインターフェース連結されることが、Ｐ型キャリアの濃度に、インターフェースにおける多結晶シリコンに無視できる程わずかな深さの範囲だけ、影響を及ぼす。

【0073】

図１５は、上述の改良型基板１３００の、部分的変化停止層１３０８の一部分における抵抗率を示すグラフであって、これにより、部分的変化停止層１３０８は、本質的に多結晶シリコンから形成される。グラフは、図１４のグラフと同様の横軸を含み、電気絶縁層１３０５が部分的変化停止層１３０８とインターフェース連結する面に対する改良型基板１３００中の深さを表している。同様に、垂直の破線１５０１は、部分的変化停止層１３０８が、改良型基板１３００のバルク部分１３０９とインターフェース連結する場所の深さを示す。垂直の破線１５０１は、グラフを、ここでも、部分的変化停止層１３０８を表す左手の部分と、図１４に示したバルク部分１３０９の同じ部分を表す右手の部分とに、分割する。グラフは、抵抗率を表す縦軸を含み、抵抗率は、Ωｃｍで表示される。

【0074】

グラフは、３つの曲線１５０２、１５０３、１５０４を含む。第１の曲線１５０２において、抵抗率を深さに対してプロットし、これによれば、改良型基板１３００のバルク部分１３０９の抵抗率は、８ｋΩｃｍである。第２の曲線１５０３において、抵抗率を深さに対してプロットし、これによれば、バルク部分１３０９の抵抗率は、１０Ωｃｍである。第３の曲線１５０４において、抵抗率を深さに対してプロットし、これによれば、バルク部分１３０９の抵抗率は、１０ｍΩｃｍである。ここでもまた、それぞれの曲線について、バルク部分１３０９が曲線のそれぞれの対に対するそれぞれのドーピング濃度でＰドープされたケイ素を含むことが、当てはまる。

【0075】

図１５のグラフは、多結晶シリコン部分的変化停止層１３０８における抵抗率が比較的高いことを示す。抵抗率は、少なくとも４ｋΩｃｍであり、これは、多結晶シリコン部分的変化停止層１３０８が比較的損失フリーであることを示唆している。繰り返すが、多結晶シリコンが改良型基板１３００のバルク部分１３０９とインターフェース連結されることは、抵抗率に無視して差し支えない程の影響しか及ぼさない。その影響は、インターフェースにおける多結晶シリコンの、無視して差し支えない程のわずかな深さの範囲に限定される。

【0076】

図１６は、電気化学処理を施された改良型基板１６００を示す。図１６は、この処理にかけられた改良型基板１６００の断面の写真を提示する。処理にかけられた改良型基板１６００は、改良型基板１６００の、酸化ケイ素絶縁層１６０２の上部の電気回路１６０１と、多結晶シリコン部分的変化停止層１６０３と、残りのバルク部分１６０４とを備える。バルク部分１６０４は、本質的に、全体が、多結晶シリコン部分的変化停止層１６０３のすぐそばまで、多孔質である。その結果、処理にかけられた改良型基板１６００は、電気回路１６０１に対して比較的損失フリーの媒体となる。多結晶シリコン部分的変化停止層１６０３は、実質上、電気化学処理による影響を受けなかった。写真は、改良型基板１６００の多結晶シリコン部分的変化停止層１６０３と多孔質のバルク部分１６０４との間に整った平坦なインターフェースがあることを示す。

【0077】

図１７は、改良型基板１７０１を含む基板アセンブリ１７００を示す。図１７は、基板アセンブリ１７００の概略断面図を提供する。基板アセンブリ１７００は、基本的に、別の基板１７０２が固定された改良型基板１７０１に対応する。基板アセンブリ１７００内の改良型基板１７０１は、図１３を参照して上述した改良型基板１３００と同様とすることができる。他方の基板１７０２は、電気化学処理後に改良型基板１７０１に対する機械的な支持を提供し得る。電気化学処理は、例えば、孔が内部に形成されたことで、改良型基板１７０１を劣化させる場合がある。他方の基板１７０２は、機械的支持を提供するものだが、支持基板１７０２としてこの後にふれていく。支持基板１７０２は、電気化学処理において使用される化学反応物質に対して化学的抵抗性があるべきである。

【0078】

例えば、支持基板１７０２は、フッ化水素酸に対して比較的抵抗性のあるＮドープされたシリコンを含み得る。支持基板１７０２は、改良型基板１７０１の後側に露出した区域を残して、そこで改良型基板１７０１が電気化学処理により部分的に変化させられるオリフィス１７０３を含む。支持基板１７０２は、よって、電気化学処理により部分的に変化することになる改良型基板１７０１における少なくとも１つの区域を確定するマスクとなり得る。支持基板１７０２は、例えば、接着によって改良型基板１７０１に固定可能である。

【0079】

図１８及び図１９は、代替の改良型基板１８００を概略図示している。図１８は、代替の改良型基板１８００の概略断面図を提供する。図１９は、代替の改良型基板１８００の概略後面図を提供する。

【0080】

以下の点で、代替の改良型基板１８００は、図１３に示した改良型基板１３００と同様である。代替の改良型基板１８００は、電気回路１８０２を備える前側１８０１も有する。代替の改良型基板１８００の後側１８０３は、電気回路１８０２に面する露出区域１８０４を含む。電極１８０５が、代替の改良型基板１８００の後側１８０３に配置されている。代替の改良型基板１８００は、前側１８０１に含まれる電気回路１８０２と、後側１８０３との間に配置された電気絶縁層１８０６も含み得る。代替の改良型基板１８００は、さらに、電気絶縁部と隣接して、電気絶縁層１８０６と、後側１８０３上の露出区域１８０３との間に配置された部分的変化停止層１８０７も含み得る。

【0081】

代替の改良型基板１８００は、基板１８００の後側１８０３上の露出区域１８０４に電気化学処理セル１８０８を備える。電気化学処理セル１８０８は、代替の改良型基板１８００の後側１８０３上の電極１８０４の周りに配置されたトレンチ形状の空洞１８０９の組を含む。トレンチ１８０９は、例えば、シリコン深掘りエッチング（ＤＲＩＥ）と言われる技術により形成可能である。トレンチ１８０９を形成するための別の技術は、ミクロ機械加工及びレーザー彫刻を必要とする場合がある。

【0082】

この実施形態では、代替の改良型基板１８００の後側１８０３は、犠牲誘電層１８１０を含む。犠牲誘電層１８１０は、例えば、窒化ケイ素を含み得る。後側１８０３から見ると、犠牲誘電層１８１０は、電極１８０４が一部をなす金属層１８１１により覆われている。トレンチ１８０９を形成するために、開口部を、最初に、金属層１８１１と、犠牲誘電層１８１０とに、従来のフォトリソグラフィー技術により、また、例えば、従来の湿式エッチング及びプラズマエッチング等のエッチング技術により作り出すことができる。

【0083】

電気化学処理において、代替の改良型基板１８００は、電気化学処理装置に結合することができ、当該装置は、上に提示した電気化学処理装置の任意のものと同様であってよい。電気化学処理装置は、よって、化学反応物質を収容する容器と、化学反応物質中の電極配列とを含み得る。電圧は、次いで、電極配列と、電気化学処理セル１８０８の電極１８０５との間にかけることができる。

【0084】

化学反応物質が、トレンチ１８０９に入り得る。電圧がかかると、トレンチ１８０９と、電気化学処理セル１８０８の電極１８０５との間を電流が横方向に流れることになる。一旦、電気化学処理が行われると、犠牲誘電層１８１０と金属層１８１１を除去することができる。

【0085】

代替の改良型基板１８００は、図１８及び図１９を参照して上述した電気化学処理セル１８０８と同様の複数の電気化学処理セルを含み得る。電気化学処理セルは、ハチの巣状の構造を形成するように構成し得る。

【0086】

図２０は、電気化学処理を施された基板２００１を含む集積回路デバイス２０００の概略を図示する。図２０は、集積回路デバイス２０００の概略図を提供する。集積回路デバイス２０００の基板２００１は、例えば、上述の例示的方法が適用された、上述の基板の任意の１つであり得る。基板２００１は、基板２００１を保護するパッケージ２００２内に収容し得る。パッケージ２００２は、それぞれの外部電気接点を含み得、外部電気接点は、基板２００１のそれぞれのコンタクトパッドに電気的に結合し得る。コンタクトパッドは、内部に含まれる電気回路のように基板２００１の前側に配置可能である。
［留意事項］

【0087】

図面を参照して上述した実施形態は、図示目的で提示している。本発明は、多数の異なる方法で実施可能である。これを図示するために、いくつかの代替物を簡単に示す。

【0088】

本発明は、電気化学処理により基板を部分的に変化させる必要のある多数のタイプの製品又は方法に適用し得る。提示した実施形態において、基板は、孔を基板に形成することにより部分的に変化する。他の実施形態において、異なるタイプの部分的変化を、例えば基板材料を局所的に除去する等で、達成し得る。さらに、提示した実施形態において、半導体基板にふれている。他の実施形態において、異なるタイプの基板を、電気化学処理により部分的に変化させることができる。

【0089】

「基板」という用語は、広い意味で理解すべきである。この用語には、電気回路のための支持を形成し得る任意の実在物を含み得る。基板は、モノリシックの実在物であってよいが、例えば、図１７に図示した基板アセンブリ１７００等の種々の実在物のアセンブリでもよい。「電気回路」という用語は、広い意味で理解すべきである。この用語は、例えば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、伝送線路、電気接続等、電気量を要する機能を有する任意の実在物を含んでいてもよい。その上、本発明の実施形態において、電気回路は、全体が基板の上又は前側に位置するというよりは、少なくとも一部分が基板内に含まれ得る。

【0090】

電位を、基板の後側の露出区域に横方向にかける種々の異なる方法がある。提示した実施形態において、基板の後側は、電極を含む。他の実施形態において、基板の後側の電極は、例えば、化学反応物質中において逆極性の電極が使用されているため、必要ではない場合がある。

【0091】

部分的変化停止層を含む基板は、必ずしも、上述の、電位が横方向にかけられて電流が横方向に生じる、電気化学処理を必要としない。基本的には、部分的変化停止層を含む基板に、電位が横断方向にかけられて電流が横断方向に流れる従来の電気化学処理を施してもよい。重要なことは、部分的変化停止層が、電気回路を含む前側と、化学反応物質と少なくとも部分的に接触している後側との間の基板に配置されることである。例えば、図１３に図示した改良型基板１３００は、このような従来の電気化学処理を可能とするように以下のように変更可能である。少なくとも１つの電気接点を、改良型基板１３００の前側１３０１と、バルク部分１３０９との間に設ける。

【0092】

一般に、本発明を実施する多数の異なる方法があり、これにより、実施が異なると、トポロジーが異なってくる。所定のいかなるトポロジーでも、単一の実在物が、いくつかの機能を実施可能であり、またはいくつかの実在物が、単一の機能をともに実施し得る。この点で、図面は、非常に図式的である。

【0093】

上に述べてきたことは、図面を参照して説明してきた実施形態が、本発明を、限定するというよりは説明していることを明らかにしている。本発明は、添付の特許請求の範囲内の多数の代替方法で実施可能である。特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲内のすべての変更は、その範囲内に含まれることとなる。ある請求項のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものと解釈すべきではない。請求項の中の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞は、その請求項に挙げられた以外の他の要素又はステップの存在を除外しない。同じことが、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」等の同様の動詞に当てはまる。製品に関する請求項の中の単数形の要素への言及は、その製品が複数のこのような要素を含み得ることを除外しない。同様に、方法に関する請求項の中の単数形のステップへの言及は、その方法が複数のこのようなステップを含み得ることを除外しない。それぞれの従属請求項が追加の特徴をそれぞれ定義するという単なる事実は、その請求項に反映される特徴以外の追加の特徴の組み合わせを除外しない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】