特許 7536676 陽極化成装置及び陽極化成方法

(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】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】陽極化成装置及び陽極化成方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3063 20060101AFI20240813BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 L

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021019756

(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公開番号】P2022122494

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2023-09-19

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】松尾 美恵

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１３１９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１４７２６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６９６４７９２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の陽極化成処理が可能な第１処理槽と、
前記基板を保持可能なホルダーと、
前記第１処理槽に第１電解液を供給可能な第１電解液供給システムと、
前記ホルダー内に設けられた陽電極と、
前記第１処理槽内に設けられた第２処理槽と、
前記第２処理槽内に設けられた陰電極と、
前記第２処理槽の一端に、前記第１処理槽の底面に対して傾斜した状態で設置された拡散板と
を備え、前記ホルダーは、前記基板が前記第１電解液の液面に対して傾斜した状態で、前記基板を前記第１電解液に浸漬させ、
前記基板が前記第１電解液の前記液面に対して傾斜した状態で前記陽極化成処理が実行される、
陽極化成装置。

【請求項2】

前記陽極化成処理の際、前記ホルダーは回転する、
請求項１に記載の陽極化成装置。

【請求項3】

前記陽極化成処理の際、前記基板と前記拡散板はともに前記第１処理槽の底面に対して傾斜した状態に配置される、
請求項１に記載の陽極化成装置。

【請求項4】

前記陽極化成処理の際、前記基板と前記拡散板とは平行に配置される、
請求項１に記載の陽極化成装置。

【請求項5】

前記陽電極と前記基板との間に第２電解液を供給可能な第２電解液供給システムを更に備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の陽極化成装置。

【請求項6】

処理槽に第１電解液を供給する工程と、
ホルダー内に設けられた陽電極と対向するように基板を前記ホルダーにセットする工程と、
前記陽電極と前記基板との間を、第２電解液で満たす工程と、
前記ホルダーにセットされた前記基板を、前記第１電解液の液面に対して傾斜させた状態で、前記第１電解液に浸漬させる工程と、
前記基板及び前記ホルダーを傾斜させた状態で回転させる工程と、
前記陽電極と前記処理槽内に設けられた陰電極との間に電流を流す工程と
を含む、陽極化成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、陽極化成装置及び陽極化成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

陽極化成により基板表面に多孔質膜を形成にする技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２１４２３７号公報

【文献】特開２００６－１３１９６９号公報

【文献】特開２００６－１１４７８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

基板表面に、面内均一性が優れた多孔質膜を形成できる陽極化成装置及び陽極化成方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る陽極化成装置は、基板の陽極化成処理が可能な第１処理槽と、基板を保持可能なホルダーと、第１処理槽に第１電解液を供給可能な第１電解液供給システムと、ホルダー内に設けられた陽電極と、第１処理槽内に設けられた第２処理槽と、第２処理槽内に設けられた陰電極と、第２処理槽の一端に、前記第１処理槽の底面に対して傾斜した状態で設置された拡散板と、を含む。ホルダーは、基板が第１電解液の液面に対して傾斜した状態で、基板を第１電解液に浸漬させる。基板が第１電解液の液面に対して傾斜した状態で陽極化成処理が実行される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１実施形態に係る陽極化成装置の構成図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る陽極化成装置における陽極ホルダーの回転状態を説明する図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る陽極化成装置における陽極化成処理のフローチャートである。

【図4】図４は、第２実施形態に係る陽極化成処理システムの全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。また、以下に示す各実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。

【0008】

１．第１実施形態
第１実施形態に係る陽極化成装置について説明する。本実施形態では、半導体基板（以下、単に「基板」と表記する）の表面にシリコンの多孔質層（例えば、ポーラスＳｉ層）を形成する陽極化成装置について説明する。

【0009】

１．１ 陽極化成装置の基本的な構成
まず、陽極化成装置の基本的な構成の一例について図１を用いて説明する。図１は、陽極化成装置の構成図である。

【0010】

図１に示すように、陽極化成装置１は、陽極化成槽１０、陽極ホルダー１１、第１電解液供給システム１３、濃度調整部１４、温度調整部１５、第２電解液供給システム１６、電流源１７、及び制御回路１８を含む。

【0011】

陽極化成槽１０は、陽極化成処理に用いられる処理槽である。陽極化成槽１０は、例えば円筒形状を有している。陽極化成槽１０の内径は、陽極ホルダー１１の外径よりも大きい。陽極化成槽１０には、絶縁材料が用いられる。

【0012】

陽極化成槽１０には、配管２０１及び配管２０２が接続されている。配管２０１は、第１電解液供給システム１３から陽極化成槽１０に第１電解液を供給する際に用いられる。第１電解液は、陽極化成処理に用いられる液体であり、少なくともフッ化水素（ＨＦ）を含む電解液である。配管２０２は、陽極化成槽１０から第１電解液供給システム１３に第１電解液を還流する際に用いられる。

【0013】

陽極化成槽１０の槽内には、陰電極槽１０１、陰電極(カソード)１０２、フィルタ１０３、及び拡散板１０４が設けられている。

【0014】

陰電極槽１０１は、陽極化成槽１０に第１電解液を供給する際、拡散板１０４と組み合わせることでシャワーヘッドの筐体として機能する。陰電極槽１０１は、例えば、円筒形状を有している。陰電極槽１０１の内径は、例えば、陽極化成処理の対象である基板１１０の外径と同じかそれ以上である方が好ましい。陰電極槽１０１には、絶縁材料が用いられる。陰電極槽１０１の底面は、陽極化成槽１０内の底面に接している。陰電極槽１０１の上端の開口部は、拡散板１０４が第１電解液の液面に対して傾斜して取り付けられるように、陰電極槽１０１の底面に対して傾斜している。

【0015】

陰電極１０２は、陽極化成処理におけるカソードとして機能する。陰電極１０２は、例えば円盤形状を有している。陰電極１０２は、陰電極槽１０１内の底面に接している。陰電極１０２の直径は、例えば陰電極槽１０１の内径と同じである。陰電極１０２は、導電材料により構成され、第１電解液に対する反応性が低い（第１電解液にほとんど溶解しない）材料が用いられる。陰電極１０２には、例えば、コート材として、カーボン、ダイヤモンド、Ｐｔ、Ａｕ等が用いられた導電材料であってもよい。また、コート材は、ガラス状繊維カーボン、ダイヤモンドコートシリコン等であってもよい。

【0016】

フィルタ１０３は、陰電極槽１０１内において、陰電極１０２の上方に設けられる。換言すれば、フィルタ１０３は、陰電極１０２と拡散板１０４との間に設けられる。フィルタ１０３は、陽極化成処理の際、陰電極１０２で発生したパーティクルを除去する。例えば、陰電極１０２の電極材料に第１電解液に溶解し難い材料を用いても、経年劣化等により、電極の酸化が進み、パーティクルが発生する可能性がある。パーティクルが発生すると、陽極化成処理による多孔質シリコンの形成が阻害される可能性がある。フィルタ１０３により除去可能なパーティクルのサイズは、任意に設計可能である。例えば、フィルタ１０３として、粒径０．０１μｍ以上のパーティクルが除去可能なフィルタが用いられてもよい。

【0017】

本実施形態では、配管２０１の一端が、陽極化成槽１０の底部、陰電極槽１０１の底部、陰電極１０２、及びフィルタ１０３を貫通するように設けられており、陰電極槽１０１内に、第１電解液供給システム１３から第１電解液が供給される。

【0018】

拡散板１０４は、陰電極槽１０１の上端の開口部に、第１電解液の液面（あるいは陽極化成槽１０及び陰電極槽１０１の底面）に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）傾いた状態で固定されている。拡散板１０４には、第１電解液を拡散させるため複数の孔が設けられており、孔の直径及び配置は、任意に設計可能である。第１電解液は、拡散板１０４によって拡散された後、陽極ホルダー１１に固定された基板１１０の表面（陽極化成される面）に供給される。以下では、陽極化成処理により多孔質層が形成される面を基板１１０の表面と表記し、多孔質層が形成されない面を基板１１０の裏面と表記する。拡散板１０４は、絶縁材料により構成され、第１電解液に対する反応性が低い（ほとんど溶解しない）材料が用いられる。例えば、拡散板１０４には、ＰＴＦＥ（Poly-Tetra-Fluoro-Ethylene）、ポリ塩化ビニル、または帯電防止対策が施された材料を用いることが好ましい。

【0019】

陽極ホルダー１１は、基板１１０を固定させるホルダーとして機能する。陽極ホルダーは、陽極化成処理の際、基板１１０とともに第１電解液に浸漬される。

【0020】

陽極ホルダー１１は、ベース１１１、陽電極（アノード）１１２、及びウェハクランプ１１３を含む。

【0021】

ベース１１１は、例えば、円盤形状を有する。ベース１１１の直径は、例えば基板１１０の直径以上である。ベース１１１には、例えば絶縁材料が用いられる。

【0022】

陽電極１１２は、陽極化成処理におけるアノードとして機能する。陽電極１１２は、例えば円盤形状を有している。陽電極１１２の直径は、例えばベース１１１の直径と同じである。陽電極１１２は、陽極ホルダー１１の少なくとも一部及び基板１１０が陽極化成槽１０内の第１電解液に浸漬されている状態において、ベース１１１の底面に接している。陽電極１１２は、導電材料により構成され、例えば、後述する第２電解液に対する反応性の低い材料が用いられる。陽電極１１２には、例えばコート材として、カーボン、ダイヤモンド、Ｐｔ、Ａｕ等が用いられた導電材料であってもよい。また、コート材は、ガラス状繊維カーボン、ダイヤモンドコートシリコン等であってもよい。

【0023】

ウェハクランプ１１３は、円筒形状を有している。例えば、ウェハクランプ１１３の側面には、ベース１１１及び陽電極１１２を固定するための溝が設けられている。また、ウェハクランプ１１３の下端には、基板１１０を固定するためのエッジシールが設けられている。ウェハクランプ１１３の外径は、基板１１０、ベース１１１、及び陽電極１１２の外径よりも大きい。ウェハクランプ１１３のエッジシールは、陽極ホルダー１１の少なくとも一部及び基板１１０が陽極化成槽１０内の第１電解液に浸漬されている状態において、基板１１０の表面が、下側（拡散板１０４側）を向くように、基板１１０の外周全面に接して、基板１１０を固定する。

【0024】

ウェハクランプ１１３は、基板１１０の裏面（陽極化成されない面）と陽電極１１２とが接触せずに、且つ基板１１０と陽電極１１２とが平行になるように、基板１１０と陽電極１１２とを固定する。ウェハクランプ１１３は、絶縁材料により構成され、第１電解液及び第２電解液に対する反応性が低い（ほとんど溶解しない）材料が用いられる。例えば、拡散板１０４には、ＰＴＦＥ、ポリ塩化ビニル、または帯電防止対策が施された材料が好ましい。

【0025】

本実施形態では、基板１１０と陽電極１１２との間で導通をとるために、基板１１０の裏面と、陽電極１１２と、ウェハクランプ１１３とにより構成される空間内に、第２電解液供給システムから導電性の第２電解液が供給される。より具体的には、陽極ホルダー１１には、第２電解液供給システム１６から陽極ホルダー１１に第２電解液を供給するための配管２０３、及び第２電解液供給システム１６に第２電解液を還流するための配管２０４が接続されている。配管２０３及び２０４は、ベース１１１及び陽電極１１２を貫通するように設けられており、上述の空間内に、第２電解液供給システムから第２電解液が供給される。換言すれば、陽電極１１２と基板１１０との間が第２電解液で満たされる。

【0026】

陽極化成処理の際、第２電解液が電気分解されて、上述の空間内に気体が発生する場合があるので、その場合は、気体を放出する経路が陽極ホルダー１１内に設けられていてもよい。

【0027】

なお、本例では、基板１１０と陽電極１１２との間に第２電解液を供給して基板１１０と陽電極１１２との導通をとる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、基板１１０の裏面と陽電極１１２とが接していてもよい。陽電極１１２の基板１１０と接する面に、高濃度のドーパントを注入された低抵抗層または基板１１０に対してオーミックコンタクトが取れる金属が設けられてもよい。

【0028】

陽極ホルダー駆動機構１２は、ベース１１１の上面の中心部に固定されている。陽極ホルダー１１の少なくとも一部及び基板１１０が陽極化成槽１０内の第１電解液に浸漬されている状態において、ベース１１１は陽極ホルダー駆動機構１２によって回転可能である。換言すれば、陽極ホルダー駆動機構１２は、ベース１１１の陽電極１１２が設置されている面と対向する面の中心部に、ベース１１１を回転可能に固定されている。陽極ホルダー駆動機構１２は、ベース１１１を角度θ傾斜させた状態でベース１１１の少なくとも一部を陽極化成槽１０に浸漬させ且つその状態で回転させるための機構を有する。これにより、本実施形態の陽極ホルダー１１の少なくとも一部及び基板１１０は、陽極化成槽１０の第１電解液に液面に対して角度θ傾斜させた状態で第１電解液に浸漬される。陽極ホルダー駆動機構１２が、基板１１０及び陽電極１１２を、角度θ傾斜させることにより、基板１１０及び陽電極１１２と拡散板１０４とは、陽極化成処理の際、平行状態に配置される。基板１１０及び陽電極１１２と拡散板１０４が平行状態に配置されることにより、基板１１０に係る電流密度の面内均一性が向上する。なお、陽電極１１２と拡散板１０４とは、平行状態に配置されていてもよいし、平行状態に配置されていなくてもよい。陽電極１１２と陰電極１０２が平行状態に配置されておらず、陽電極１１２と陰電極１０２間の距離が不均一な場合であっても、基板１１０と拡散板１０４が平行状態に配置されることにより、基板１１０に係る電流密度の面内均一性を向上させることができる。さらに、陽極化成槽１０の底面または第１電解液の液面に対して、拡散板１０４が基板１１０と同じ向きに傾斜していることで、基板１１０に係る電流密度の面内均一性が向上する。

【0029】

陽極ホルダー１１の回転状態の具体例について、図２を用いて説明する。図２は、回転状態における陽極ホルダー１１の断面及びベース１１１の上面を示す図である。

【0030】

図２に示すように、陽極ホルダー駆動機構１２は、ベース１１１を、角度θ傾斜させた状態で陽極ホルダー駆動機構１２を回転軸として、回転させている。なお、ベース１１１を角度θ傾斜させることで、基板１１０及び陽電極１１２も角度θ傾斜した状態となる。例えば、陽極ホルダー駆動機構１２は、ベース１１１及び基板１１０を１０～１００ｒｐｍの範囲で回転させる。

【0031】

次に、第１電解液供給システム１３について、図１を用いて説明する。第１電解液供給システム１３は、陽極化成槽１０に、第１電解液を供給する。第１電解液は、陽極化成処理に用いられる液体である。第１電解液としては、例えば、フッ化水素（ＨＦ）を含む液体が用いられる。より具体的には、例えば、第１電解液には、ＨＦ溶液と、エタノールまたはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）との混合液が用いられる。本実施形態の第１電解液供給システム１３は、陽極化成槽１０と第１電解液供給システム１３との間で、第１電解液を循環させるための機能を有する。第１電解液供給システム１３は、配管２０１を介して、陰電極槽１０１内に濃度調整された第１電解液を供給し、配管２０２を介して、陽極化成槽１０から第１電解液を回収する。なお、第１電解液供給システム１３は、第１電解液の循環機能を有していなくてもよい。この場合、配管２０２は廃され、陽極化成槽１０内の第１電解液は、廃液として処理される。

【0032】

第１電解液供給システム１３は、原料供給部１３１、混合槽１３２、及びポンプ１３３を含む。

【0033】

原料供給部１３１は、制御回路１８及び濃度調整部１４の制御に基づいて、混合槽１３２に、第１電解液の原料を供給する。原料は、例えば、ＨＦ溶液、アルコール、及びＤＩＷ（Deionized Water）等であってもよい。なお、原料には、液体以外の材料が用いられてもよい。

【0034】

混合槽１３２は、配管２０２を用いて陽極化成槽１０から回収した第１電解液に、原料供給部１３１から供給された原料を混合させ、陽極化成処理に使用可能な第１電解液を生成するための槽である。

【0035】

ポンプ１３３は、混合槽１３２で生成された第１電解液を、配管２０１を介して、陰電極槽１０１内に圧送する。なお、ポンプ１３３は、混合槽１３２内の第１電解液を図示せぬ廃液ラインに送る際にも用いられてもよい。また、廃液ライン用に別のポンプが設けられていてもよい。

【0036】

濃度調整部１４は、第１電解液の濃度を調整する。濃度調整部１４は、濃度センサ１４１を含む。濃度センサ１４１は、配管２０１に接続される。濃度センサ１４１は、第１電解液供給システム１３から供給された第１電解液のイオン濃度を測定する。濃度調整部１４は、濃度センサ１４１の測定結果を原料供給部１３１にフィードバックして、原料供給部１３１における原料の供給量を調整する。これにより、陽極化成槽１０に供給される第１電解液の濃度が一定に保たれ、陽極化成処理の副生成物であるＨ_２ＳｉＦ_６等がフィルタリングされる。なお、濃度調整部１４は、第１電解液供給システム１３内に設けられてもよい。

【0037】

温度調整部１５は、第１電解液の温度を調整する。温度調整部１５は、温度センサ１５１を含む。温度センサ１５１は、配管２０１に接続され、第１電解液の温度をモニタする。例えば、温度調整部１５はチラーまたはヒーターを含み、温度モニタの結果に応じて、第１電解液の冷却及び加熱を行う。これにより、温度調整部１５は、陽極化成槽１０内の第１電解液の温度を一定に保つ。なお、温度調整部１５は、第１電解液供給システム１３内に設けられてもよい。

【0038】

第２電解液供給システム１６は、陽極ホルダー１１内に、第２電解液を供給する。第２電解液は、陽電極１１２と基板１１０との間で導通をとるために用いられる。第２電解液には、導電性を有する材料を少なくとも含む液体が用いられる。より具体的には、例えば、導電性を有する材料として、ＨＦ、ＨＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＫＯＨ、Ｈ_３ＰＯ_４、及びＴＭＡＨ（Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxide）の少なくとも１つが含まれていてもよい。

【0039】

本実施形態の第２電解液供給システム１６は、陽極ホルダー１１と混合槽１６２との間で、第２電解液を循環させるための機能を有する。第２電解液供給システム１６は、配管２０３を介して、陽極ホルダー１１内に濃度調整された第２電解液を供給し、配管２０４を介して、陽極ホルダー１１から第２電解液を回収する。なお、第２電解液供給システム１６は、第２電解液の循環機能を有していなくてもよい。この場合、配管２０４は廃され、陽極ホルダー１１内の第２電解液は、廃液として処理される。

【0040】

第２電解液供給システム１６は、原料供給部１６１、混合槽１６２、及びポンプ１６３を含む。

【0041】

原料供給部１６１は、制御回路１８の制御に基づいて、混合槽１６２に、第２電解液の原料を供給する。原料は、ＨＦ、ＨＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＫＯＨ、Ｈ_３ＰＯ_４、及びＴＭＡＨ等の溶液、及びＤＩＷ（Deionized Water）等であってもよい。なお、原料には、液体以外の材料が用いられてもよい。

【0042】

混合槽１６２は、配管２０４を用いて陽極ホルダー１１から回収した第２電解液に、原料供給部１６１から供給された原料を混合させ、第２電解液を生成するための槽である。

【0043】

ポンプ１６３は、混合槽１６２で生成された第２電解液を、配管２０３を介して、陽極ホルダー１１内に圧送する。なお、ポンプ１６３は、混合槽１６２内の第２電解液を廃液ラインに送る際にも用いられてもよい。また、廃液ライン用に別のポンプが設けられていてもよい。なお、ポンプ１６３は、基板１１０の外周全面がウェハクランプ１１３のエッジシールに押し当てられるように、第２電解液の供給圧を、第１電解液の供給圧より高くしてもよい。

【0044】

電流源１７は、陽電極１１２及び陰電極１０２に接続され、陽極化成処理の際に陽電極１１２に任意の電流を供給する。

【0045】

制御回路１８は、陽極化成装置１の全体を制御する。より具体的には、制御回路１８は、陽極ホルダー駆動機構１２、第１電解液供給システム１３、濃度調整部１４、温度調整部１５、第２電解液供給システム１６、及び電流源１７を制御する。

【0046】

１．２ 陽極化成処理の流れ
次に、陽極化成処理の流れの一例について、図３を用いて説明する。図３は、陽極化成のフローチャートである。

【0047】

図３に示すように、まず、第１電解液供給システム１３は、陽極化成槽１０への第１電解液の供給を開始する（ステップＳ１）。

【0048】

基板１１０の裏面（陽極化成処理をしない面）が陽電極１１２と対向するように、基板１１０が陽極ホルダー１１にセットされる（ステップＳ２）。

【0049】

第２電解液供給システム１６は、陽極ホルダー１１への第２電解液の供給を開始する（ステップＳ３）。これにより、基板１１０と陽電極１１２との間の空間が第２電解液により満たされる。

【0050】

陽極ホルダー駆動機構１２は、基板１１０がセットされ且つ第２電解液が供給された状態の陽極ホルダー１１（ベース１１１）を角度θ傾ける。そして、陽極ホルダー駆動機構１２は、陽極化成槽１０内の第１電解液に、陽極ホルダー１１の少なくとも一部及び基板１１０を液面に対して角度θ傾斜させて浸漬する（ステップＳ４）。陽極ホルダー１１を傾斜させることにより、浸漬の際の空気（気泡）の巻き込みを抑制できる。なお、第１電解液は、陽極化成槽１０と第１電解液供給システム１３との間で循環されている。

【0051】

次に、陽極ホルダー駆動機構１２は、陽極ホルダー１１の回転を開始する（ステップＳ５）。陽極ホルダー１１は液面に対して角度θ傾斜した状態で回転する。また、陽極ホルダーは液面に対して傾斜した状態で回転すれば良く、浸漬時と同じ傾斜角度に限定されない。

【0052】

電流源１７は、陽電極１１２と陰電極１０２との間に電流を供給する（ステップＳ６）。電流源１７が電流を供給している間、陽極化成処理が実行される。これにより、基板１１０の表面に多孔質層が形成される。

【0053】

電流源１７が電流の供給を停止した後、陽極ホルダー駆動機構１２は、陽極ホルダー１１の回転を停止する（ステップＳ７）。

【0054】

次に、陽極ホルダー駆動機構１２は、陽極ホルダー１１を、陽極化成槽１０から取り出す（ステップＳ８）。

【0055】

第２電解液供給システム１６は、陽極ホルダー１１への第２電解液の供給を停止する（ステップＳ９）。

【0056】

基板１１０が陽極ホルダー１１から回収される（ステップＳ１０）。

【0057】

１．３ 本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、基板表面に、面内均一性が優れた多孔質膜を形成できる陽極化成装置を提供できる。本効果につき詳述する。

【0058】

例えば、陽極化成処理の際、電解液中のＨＦとシリコン基板とが反応すると、電解液中のＨＦ濃度が減少し、水素ガスや、Ｈ_２ＳｉＦ_６（ＳｉＦ_６ ^２－イオン）が副生成物として生成される。このため、電解液の組成（イオン濃度）が変化して、基板面内、または基板毎の多孔質層の均一性が悪くなる場合がある。また、陽極化成処理の際に、基板表面に正負の荷電粒子が対を形成して層状に並んだ電界二重層が発生することにより、基板表面へのイオンの供給と、副生成物の排出が滞る場合がある。

【0059】

これに対し、本実施形態に係る構成であれば、陽極化成装置１は、基板１１０を、第１電解液に対して傾斜させた状態で浸漬させることができる。更に、陽極化成装置１は、基板１１０を傾斜させた状態で回転させながら陽極化成処理を実行できることができる。これにより、陽極化成装置１は、基板１１０を第１電解液に浸漬させる際に空気（気泡）の巻き込みを抑制できる。また、陽極化成装置１は、陽極化成処理の際に、基板表面で発生した気体（例えば水素）や副生成物（例えばＳｉＦ_６ ^２－）を基板表面から効率よく排出できる。更に、陽極化成装置１は、基板１１０を回転させることにより、基板表面における第１電解液の流速を増加させ、基板１１０の表面近傍に形成される電界二重層の厚みを薄くすることができる。従って、陽極化成装置１は、基板表面に供給されるイオンの均一性を向上でき、形成される多孔質層の面内均一性（多孔質層の膜厚均一性及びポーラス度（空孔率）の面内均一性）を向上できる。

【0060】

更に、本実施形態に係る構成であれば、陽極化成装置１は、陽極化成処理の際に、陽電極１１２と陰電極１０２との間に、基板１１０と平行となるように拡散板１０４を配置できる。これにより、基板１１０の面内における電流密度の均一性を向上できる。よって、形成される多孔質層の面内均一性を向上できる。

【0061】

更に、本実施形態に係る構成であれば、陽極化成装置１は、第１電解液供給システムを有する。これにより、陽極化成槽１０内の第１電解液の濃度を一定に保つことができるので、陽極化成処理中、及び基板毎の第１電解液の濃度の変化を抑制できる。よって、基板１１０に形成された多孔質層の深さ方向の膜質の均一性、及び基板間の膜質均一性を向上できる。

【0062】

更に、本実施形態に係る構成であれば、陽極化成装置１は、陽電極１１２と基板１１０との間に第２電解液を供給できる。これにより、陽電極１１２と基板１１０との接触を防止できる。従って、陽電極１１２による基板１１０の金属汚染を低減できる。

【0063】

更に、本実施形態に係る構成であれば、陽電極１１２と基板１１０との間に第２電解液を供給することにより、陽電極１１２または基板１１０の反り等に起因する陽電極１１２と基板１１０との間の導通不良を抑制できる。

【0064】

２．第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態で説明した陽極化成槽１０を複数搭載した陽極化成処理システムの具体例について説明する。

【0065】

２．１ 陽極化成処理システムの構成
陽極化成処理システムの一例について、図４を用いて説明する。図４は、陽極化成処理システム３００の構成を示す平面図である。

【0066】

図４に示すように、陽極化成処理システム３００は、プロセスモジュール３０１、トランスファーモジュール３０２、ロードポート３０３、及びロードモジュール３０４を含む。

【0067】

プロセスモジュール３０１は、基板１１０の各種処理を行うためのモジュールである。図４の例では、例えば、プロセスモジュール３０１は、３つの陽極化成槽３１０～３１２及び２つの洗浄槽３１３及び３１４を含む。陽極化成槽３１０～３１２は、第１実施形態で説明した陽極化成槽１０に相当する。例えば、異なる条件で陽極化成処理が実行できるように陽極化成槽３１０～３１２内の第１電解液の組成はそれぞれ異なっていてもよい。洗浄槽３１３及び３１４は、陽極化成処理の前洗浄または後洗浄に用いられる。例えば、洗浄槽３１３及び３１４は、枚葉式のスピン洗浄装置であってもよい。なお、プロセスモジュール３０１の構成は、これに限定されない。例えば、陽極化成槽及び洗浄槽とは異なる処理ユニットが搭載されていてもよい。なお、陽極化成槽及び洗浄槽の個数は任意である。

【0068】

トランスファーモジュール３０２は、プロセスモジュール３０１内に配置される。トランスファーモジュール３０２は、ハンドラ３２０を含む。ハンドラ３２０は、プロセスモジュール３０１内の各槽へ基板１１０を搬送できるように駆動可能に構成されている。

【0069】

ロードポート３０３は、例えば、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）３３０の開閉を行う。ロードポート３０３上には、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）がセットされる。ＦＯＵＰ３３０は、基板１１０搬送用の密閉容器である。ＦＯＵＰ３３０は、複数の基板１１０を収納可能である。なお、図４の例は、ロードポート３０３が４つ配置されている場合を示しているが、ロードポートの個数は１個以上であればよい。

【0070】

ロードモジュール３０４は、ハンドラ３４０を含む。ハンドラ３４０は、ＦＯＵＰ３３０とトランスファーモジュール３０２との間で基板１１０を搬送できるように駆動可能に構成されている。

【0071】

２．２ 本実施形態に係る効果
本実施形態の陽極化成処理システムに、第１実施形態で説明した陽極化成処理装置を適用できる。

【0072】

３．変形例
上記実施形態に係る陽極化成装置は、基板の陽極化成処理が可能な第１処理槽１０と、基板を保持可能なホルダー１１と、第１処理槽に第１電解液を供給可能な第１電解液供給システム１３と、を含む。ホルダーは、基板が第１電解液の液面に対して傾斜した状態で、基板を第１電解液に浸漬させる。基板が第１電解液の液面に対して傾斜した状態で陽極化成処理が実行される。

【0073】

なお、実施形態は上記説明した形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

【0074】

例えば、基板は、半導体ウェハ、ヘテロジニアスコンピューティング用基板、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）用基板、三次元集積回路用半導体ウェハ、生体・医療用基板、光導波路用基板等であってもよい。

【0075】

また、上記実施形態における「接続」とは、他の何かを介在させて間接的に接続されている状態も含む。

【0076】

また、上記実施形態における「概略同じ」または「平行」とは、陽極化成処理を実行するにあって、多孔質層の形成に影響を与えない程度の誤差を含む。

【0077】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0078】

１…陽極化成装置、１０…陽極化成槽、１１…陽極ホルダー、１２…陽極ホルダー駆動機構、１３…第１電解液供給システム、１４…濃度調整部、１５…温度調整部、１６…第２電解液供給システム、１７…電流源、１８…制御回路、１０１…陰電極槽、１０２…陰電極、１０３…フィルタ、１０４…拡散板、１１０…基板、１１１…ベース、１１２…陽電極、１１３…ウェハクランプ、１３１…原料供給部、１３２…混合槽、１３３…ポンプ、１４１…濃度センサ、１５１…温度センサ、１６１…原料供給部、１６２…混合槽、１６３…ポンプ、２０１～２０４…配管、３００…陽極化成処理システム、３０１…プロセスモジュール、３０２…トランスファーモジュール、３０３…ロードポート、３０４…ロードモジュール、３１０～３１２…陽極化成槽、３１３、３１４…洗浄槽、３２０、３４０…ハンドラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】