(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解溶液により充たされるとともに、少なくとも側面および底面に設けられたガイド溝により二つ以上の電解溶液室に分割され、前記各電解溶液室に電極を有する電解溶液槽と、前記ガイド溝に対して挿入または取り出し可能であるとともに、処理対象基板を保持する基板保持部材とを備え、
前記基板保持部材は、それぞれ円盤状の処理対象基板を電解溶液に接触させるための円形の開口部が設けられた第１のカセットおよび第２のカセットを有し、
前記第１のカセットの前記開口部の周縁部に、前記処理対象基板を保持する係止部が設けられ、
前記第２のカセットの前記開口部に、前記処理対象基板を押止する環状押止部材が嵌め込まれ、
前記第１のカセットの係止部と前記第２のカセットの環状押止部材との間に処理対象基板を挟むようにしており、
前記第１のカセットおよび前記第２のカセットと前記処理対象基板との間に形成される第１の隙間が、前記処理対象基板の周縁部全体にわたって均等である
陽極化成装置。
【請求項２】
前記基板保持部材の外形は、矩形の短辺において二つの隣り合う角を丸めた形状の外形を有し、
前記ガイド溝の内壁面は、前記基板保持部材の外形に沿って形成され、
前記基板保持部材の外形と前記ガイド溝の内壁面との間に形成される第２の隙間が、前記ガイド溝の全体にわたって均等である
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項３】
前記第１の隙間が電解溶液により充たされたときに、前記第１の隙間の抵抗が前記処理対象基板の抵抗よりも高い
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項４】
前記前記第２の隙間が電解溶液により充たされたときに、前記第２の隙間の抵抗が前記処理対象基板の抵抗よりも高い
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項５】
前記第１の隙間の抵抗ＲＧ１は下記の式（１）により表され、前記処理対象基板の抵抗ＲＳ は下記の式（２）により表され、前記第１の隙間の抵抗ＲＧ１および前記処理対象基板の抵抗ＲＳ は下記の式（３）を満たす
ＲＧ１＝（ρＥ ・ＬＧ１）／ＡＧ１                                    （１）
（ただし、ρＥ は前記第１の隙間を満たす電解溶液の抵抗率、ＬＧ１は前記第１の隙間の長さ、ＡＧ１は前記第１の隙間の断面積を表す）
ＲＳ ＝（ρＳ ・ＴＳ ）／ＡＳ                                     （２）
（ただし、ρＳ は前記処理対象基板の抵抗率、ＴＳ は前記処理対象基板の厚み、ＡＳ は前記処理対象基板の処理対象領域の断面積を表す）
ＲＧ１＞ＲＳ                                                     （３）
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項６】
前記第２の隙間の抵抗ＲＧ２は下記の式（４）により表され、前記処理対象基板の抵抗ＲＳ は下記の式（５）により表され、前記第２の隙間の抵抗ＲＧ２および前記処理基板の抵抗ＲＳ は下記の式（６）を満たす
ＲＧ２＝（ρＥ ・ＬＧ２）／ＡＧ２                                    （４）
（ただし、ρＥ は前記第２の隙間を満たす電解溶液の抵抗率、ＬＧ２は前記第２の隙間の長さ、ＡＧ２は前記第２の隙間の断面積を表す）
ＲＳ ＝（ρＳ ・ＴＳ ）／ＡＳ                                     （５）
（ただし、ρＳ は前記処理対象基板の抵抗率、ＴＳ は前記処理対象基板の厚み、ＡＳ は前記処理対象基板の処理対象領域の断面積を表す）
ＲＧ２＞ＲＳ                                                     （６）
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項７】
前記係止部は、前記処理対象基板の周縁部を一様に押止する環状フランジである
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項８】
前記係止部は、前記処理対象基板の周縁部を局所的に押止する爪である
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項９】
前記環状押止部材は、放射状に交互に配置された凸部および凹部を有し、前記凹部により前記処理対象基板の周縁部を局所的に押止する
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項１０】
前記環状押止部材は、凹凸がない平板状であり、前記処理対象基板の周縁部を一様に押止する
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項１１】
前記基板保持部材は、前記ガイド溝に対する密着性を有する
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項１２】
前記基板保持部材の外形寸法は、前記電解溶液室の内径よりも大きい
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項１３】
前記電解溶液槽および前記基板保持部材は、耐薬品性材料から構成されている
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項１４】
前記電解溶液槽および前記基板保持部材は、フッ素含有樹脂または塩化ビニールを含む材料から構成されている
請求項１３記載の陽極化成装置。
【請求項１５】
前記電解溶液室の上部は閉じられており、電解溶液は前記電解溶液室内に密閉されている
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項１６】
前記処理対象基板は、単結晶シリコン（Ｓｉ），多結晶シリコン，ゲルマニウム（Ｇｅ），シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ），ガリウムヒ素（ＧａＡｓ），ガリウムリン（ＧａＰ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）のいずれかからなる
請求項１記載の陽極化成装置。
【請求項１７】
陽極化成装置を用いて処理対象基板の一面に多孔質層を形成するための多孔質層の形成方法であって、前記陽極化成装置が、
電解溶液により充たされるとともに、少なくとも側面および底面に設けられたガイド溝により二つ以上の電解溶液室に分割され、前記各電解溶液室に電極を有する電解溶液槽と、
前記ガイド溝に対して挿入または取り出し可能であるとともに、処理対象基板を保持する基板保持部材と
を備え、
前記基板保持部材は、それぞれ円盤状の処理対象基板を電解溶液に接触させるための円形の開口部が設けられた第１のカセットおよび第２のカセットを有し、
前記第１のカセットの前記開口部の周縁部に、前記処理対象基板を保持する係止部が設けられ、
前記第２のカセットの前記開口部に、前記処理対象基板を押止する環状押止部材が嵌め込まれ、
前記第１のカセットの係止部と前記第２のカセットの環状押止部材との間に処理対象基板を挟むようにしており、
前記第１のカセットおよび前記第２のカセットと前記処理対象基板との間に形成される第１の隙間が、前記処理対象基板の周縁部全体にわたって均等である
多孔質層の形成方法。
【請求項１８】
陽極化成装置を用いて半導体基板の一面に多孔質半導体層を形成する工程を含む半導体薄膜の製造方法であって、前記陽極化成装置が、
電解溶液により充たされるとともに、少なくとも側面および底面に設けられたガイド溝により二つ以上の電解溶液室に分割され、前記各電解溶液室に電極を有する電解溶液槽と、
前記ガイド溝に対して挿入または取り出し可能であるとともに、処理対象基板を保持する基板保持部材と
を備え、
前記基板保持部材は、それぞれ円盤状の処理対象基板を電解溶液に接触させるための円形の開口部が設けられた第１のカセットおよび第２のカセットを有し、
前記第１のカセットの前記開口部の周縁部に、前記処理対象基板を保持する係止部が設けられ、
前記第２のカセットの前記開口部に、前記処理対象基板を押止する環状押止部材が嵌め込まれ、
前記第１のカセットの係止部と前記第２のカセットの環状押止部材との間に処理対象基板を挟むようにしており、
前記第１のカセットおよび前記第２のカセットと前記処理対象基板との間に形成される第１の隙間が、前記処理対象基板の周縁部全体にわたって均等である
半導体薄膜の製造方法。
【請求項１９】
前記半導体基板としてシリコン基板を用い、前記多孔質半導体層として多孔質シリコン層を形成し、前記半導体薄膜として単結晶シリコン薄膜を形成する
請求項１８記載の半導体薄膜の製造方法。
【請求項２０】
前記半導体基板の表面側に多孔質シリコン層を形成する工程と、
前記多孔質シリコン層の表面に半導体薄膜を形成する工程と、
前記多孔質シリコン層を利用して前記シリコン基板から前記半導体薄膜を剥離する工程と、
前記半導体薄膜が剥離された後の前記半導体基板から前記多孔質シリコン層を除去して前記半導体基板を再利用可能とする工程と
を含む請求項１９記載の半導体薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシリコン基板からエピタキシャル層を剥離するための剥離層として用いられる多孔質シリコン層などの多孔質層を形成するための陽極化成装置およびこれを用いた多孔質層の形成方法、ならびに半導体薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコン基板からエピタキシャルシリコン層を剥離する技術として、陽極化成装置を用いてシリコン基板に多孔質シリコン層を形成し、この多孔質シリコン層を剥離層として用いる方法が知られている（例えば特開平５−１９８５５７号公報および特開平５−１９８５５８号公報など）。
【０００３】
多孔質シリコン層の形成は、例えば伊東らによる「表面技術 Vol. 46, No. 5, pp.8-13, 1995［多孔質シリコンの陽極化成］」に示された２重セル法により行うことができる。この方法では、２つの電解溶液槽の間に多孔質シリコン層を形成すべきシリコン基板を設置し、両方の電解溶液槽には直流電源と接続された白金（Ｐｔ）電極を設置する。そして、両電解溶液槽に電解溶液を入れ、両白金電極間に直流電圧を印加する。これによりシリコン基板の一方の面が浸食されて多孔質化する。
【０００４】
具体的には、例えば、電解溶液（陽極化成溶液）として例えばＨＦ（フッ化水素）：Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ（エタノール）＝１：１の電解溶液を用い、例えば０．５〜３ｍＡ／ｃｍ2 程度の小電流密度で８分間、第１段階の陽極化成を行い、これにより多孔率が小さい第１の多孔質層を形成する。続いて、例えば３〜２０ｍＡ／ｃｍ2 の中電流密度で８分間、第２段階の陽極化成を行い、これにより多孔率が中程度の第２の多孔質層を形成する。更に、例えば４０〜３００ｍＡ／ｃｍ2 の大電流密度で数秒間、第３段階の陽極化成を行うことにより多孔率が大きな第３の多孔質層を形成する。この第３の多孔質層は、エピタキシャルシリコン層をシリコン基板から剥離する際の剥離層の元になるものである。
【０００５】
このような多孔質シリコン層の形成に用いられる陽極化成装置は、例えば、２槽構造を有している。陽極化成装置は、大きく分けて密閉型とオーバーフロー型の２種類がある。密閉型では、各電解溶液槽の上部が閉じられており、薬液が電解溶液槽内に密閉される。オーバーフロー型では、各電解溶液槽の上部が開放されており、各電解溶液槽の下部から、高濃度のフッ化水素酸溶液などの薬液が送り込まれ、開放された上部でオーバーフローする。
【０００６】
図１７は、従来のオーバーフロー型陽極化成装置の概略構成を表す断面図である。この従来の陽極化成装置１００は、一対の電解溶液槽１０１Ａ，１０１Ｂおよび一対のオーバーフロー槽１０２Ａ，１０２Ｂを有している。電解溶液槽１０１Ａ，１０１Ｂは電解溶液１０３で満たされており、電解溶液槽１０１Ａ，１０１Ｂの側壁には電極１０４Ａ，１０４Ｂがそれぞれ設けられている。シリコン基板Ｓは、二つの電解溶液槽１０１Ａ，１０１Ｂの間に挟まれるように配置される。シリコン基板Ｓの周縁部は、例えば、耐酸性を有するゴム、またはゴムのような柔軟性を有するフッ素樹脂からなる治具１０５により固定されている。なお、この治具１０５は、電解溶液１０３の液漏れを防ぐ封止部材としての役割も果たしている。
【０００７】
上述したような従来のオーバーフロー型の陽極化成装置の例が、例えば、特開平５−１９８５５７号公報または特開平５−１９８５５８号公報に開示されている。特開平５−１９８５５７号公報においては、被処理基板は四フッ化エチレン樹脂製の基板支持治具およびシール材により槽内に装着される。また、特開平５−１９８５５８号公報においては、電極上に四フッ化エチレン樹脂製の基板支持部材を設け、この基板支持部材により被処理基板を電極上に押圧して保持する。これらの例においてはいずれも、被処理基板の装着の原理は上述の従来の陽極化成装置１００の場合と同様である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来の陽極化成装置１００を用いて、多段階の陽極化成によりシリコン基板Ｓの一面に多孔質シリコン層を形成すると、以下のような問題が生じる。まず、大電流密度で電流を流すことによって多孔質シリコン層内部に歪みが発生しやすく、この歪みが後続の工程において多孔質シリコン層の上に成膜されるエピタキシャルシリコン層に影響を及ぼす。
【０００９】
また、大電流密度で通電するためには容量の大きな電流電源が必要となるという別の問題もある。
【００１０】
加えて、電流密度を大きくすると、電流密度分布が現れる場合がある。シリコン基板Ｓの面内において不均一な電流が流れると、剥離層としての多孔質シリコン層が不均一に形成される。つまり、同一のシリコン基板Ｓ内に、剥離強度の強い部分と剥離強度の弱い部分とが形成される。そのため、剥離強度の弱い部分の上に成膜されたエピタキシャルシリコン層が部分的に剥離されてしまう虞が生じる。エピタキシャルシリコン層を成長させた後にシリコン基板Ｓから均一に剥離するためには、シリコン基板Ｓを流れる電流密度分布を面内において均一とし、面内における多孔質シリコン層の剥離強度を均一にすることが要求される。
【００１１】
しかしながら、従来の陽極化成装置は、面内における均一な電流密度分布に対する要求に応えることができなかった。その原因として、従来の陽極化成装置は、本来シリコン基板Ｓを流れるべき電流がシリコン基板Ｓを避けて流れる現象、すなわちリーク電流を減少ないし制御することが大変困難であることが挙げられる。
【００１２】
リーク電流の発生の原因として、シリコン基板Ｓと電解溶液１０３との間に発生する電気２重層による電位障壁があげられる。シリコン基板Ｓの抵抗は、例えばホウ素（Ｂ）を添加したｐ型（１００）シリコン基板で比抵抗が０．０１〜０．０２Ωｃｍ、６インチサイズ、膜厚６２５μｍの場合、０．０００３６〜０．０００７１Ωとほとんど０Ωに近い値である。しかしながら、シリコン基板Ｓと電解溶液１０３との界面では、電気２重層が形成され、電位の障壁が存在する。この電位障壁の値は、陽極化成条件により異なるが、ＨＦ（フッ化水素；５０％）：Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ（エタノール；９５％）＝１：１の電解溶液１０３を用いた場合、約３Ｖである。したがって、シリコン基板Ｓの周縁部に３Ｖ以下の電圧しかかからない場合、電流はシリコン基板Ｓを流れず、リーク電流としてシリコン基板Ｓ以外を流れることになる。
【００１３】
例えば、図１７に示した陽極化成装置１００においては、リーク電流ＬＣ１１１が、シリコン基板Ｓと治具１０５との間の隙間で発生する。この治具１０５は、上述のように、耐酸性を有するゴム、またはゴムのような柔軟性を有するフッ素樹脂を用いている。したがって、何回かの繰り返し使用により治具１０５の形状が変形し、シリコン基板Ｓと治具１０５との間に隙間が発生しやすい。この隙間は陽極化成工程ごとに大きさが異なり、リーク電流ＬＣ１１１の部分的、局所的な発生の原因の一つとなる。
【００１４】
また、電解溶液槽１０１Ａ，１０１Ｂと治具１０５との間の隙間でもリーク電流１１２が発生する。電解溶液槽１０１Ａ，１０１Ｂと治具１０５との境界部分においても、耐酸性を有するゴム、またはゴムのような柔軟性を有するフッ素樹脂が用いられており、繰り返し使用による形状変化により隙間が発生しやすい。この隙間が、リーク電流ＬＣ１１２の部分的、局所的な発生の原因の一つとなる。
【００１５】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、リーク電流の大きさや分布を制御して電流密度分布を均一化することにより、基板の表面全体にわたり均一に多孔質層を形成することができる陽極化成装置およびこれを用いた多孔質層の形成方法、ならびに半導体薄膜の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明による陽極化成装置は、電解溶液により充たされるとともに、少なくとも側面および底面に設けられたガイド溝により二つ以上の電解溶液室に分割され、各電解溶液室に電極を有する電解溶液槽と、ガイド溝に対して挿入または取り出し可能であるとともに、処理対象基板を保持する基板保持部材とを備え、基板保持部材は、それぞれ円盤状の処理対象基板を電解溶液に接触させるための円形の開口部が設けられた第１のカセットおよび第２のカセットを有し、第１のカセットの開口部の周縁部に、処理対象基板を保持する係止部が設けられ、第２のカセットの開口部に、処理対象基板を押止する環状押止部材が嵌め込まれ、第１のカセットの係止部と第２のカセットの環状押止部材との間に処理対象基板を挟むようにしており、第１のカセットおよび第２のカセットと処理対象基板との間に形成される第１の隙間が、この処理対象基板の周縁部全体にわたって均等であるように構成されたものである。
【００１７】
本発明による多孔質層の形成方法は、陽極化成装置を用いて処理対象基板の一面に多孔質層を形成するためのものであって、陽極化成装置が、電解溶液により充たされるとともに、少なくとも側面および底面に設けられたガイド溝により二つ以上の電解溶液室に分割され、各電解溶液室に電極を有する電解溶液槽と、ガイド溝に対して挿入または取り出し可能であるとともに、処理対象基板を保持する基板保持部材とを備え、基板保持部材は、それぞれ円盤状の処理対象基板を電解溶液に接触させるための円形の開口部が設けられた第１のカセットおよび第２のカセットを有し、第１のカセットの開口部の周縁部に、処理対象基板を保持する係止部が設けられ、第２のカセットの開口部に、処理対象基板を押止する環状押止部材が嵌め込まれ、第１のカセットの係止部と第２のカセットの環状押止部材との間に処理対象基板を挟むようにしており、第１のカセットおよび第２のカセットと処理対象基板との間に形成される第１の隙間が、この処理対象基板の周縁部全体にわたって均等であるように構成されたものである。
【００１８】
本発明による半導体薄膜の製造方法は、陽極化成装置を用いて半導体基板の一面に多孔質半導体層を形成する工程を含むものであって、陽極化成装置が、電解溶液により充たされるとともに、少なくとも側面および底面に設けられたガイド溝により二つ以上の電解溶液室に分割され、各電解溶液室に電極を有する電解溶液槽と、ガイド溝に対して挿入または取り出し可能であるとともに、処理対象基板を保持する基板保持部材とを備え、基板保持部材は、それぞれ円盤状の処理対象基板を電解溶液に接触させるための円形の開口部が設けられた第１のカセットおよび第２のカセットを有し、第１のカセットの開口部の周縁部に、処理対象基板を保持する係止部が設けられ、第２のカセットの開口部に、処理対象基板を押止する環状押止部材が嵌め込まれ、第１のカセットの係止部と第２のカセットの環状押止部材との間に処理対象基板を挟むようにしており、第１のカセットおよび第２のカセットと処理対象基板との間に形成される第１の隙間が、この処理対象基板の周縁部全体にわたって均等であるように構成されているものである。
【００１９】
本発明による陽極化成装置および本発明による多孔質層の形成方法によれば、第１のカセットおよび第２のカセットと処理対象基板との間に形成される第１の隙間が、この処理対象基板の周縁部全体にわたって均等であるように構成されているので、第１の隙間を流れるリーク電流の大きさや分布を自由に制御できる。
【００２０】
本発明による半導体薄膜の製造方法によれば、本発明による陽極化成装置を用いるようにしたので、半導体基板内の電流密度分布を均一にすることができ、多孔質半導体層の面内均一性の向上が実現される。したがって、多孔質半導体層の上に成膜される単結晶シリコン薄膜などの半導体薄膜を均一に剥離することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
〔陽極化成装置〕
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る陽極化成装置の概略構成を表すものである。図２はこの陽極化成装置の一部を切り欠いて示す右側面図であり、図１は、図２の１−１線に沿った断面図である。図１および図２に示した陽極化成装置１０は、例えば、シリコン基板を陽極としてフッ化水素酸溶液中で通電を行う陽極化成方法によりシリコン基板の一方の面に多孔質シリコン層を形成するために用いられるものである。この陽極化成方法については後述するが、例えば伊東等による「表面技術Vol.46.No.5.p8〜13,1995  [多孔質シリコンの陽極化成] 」に示された２重セル法により行うことができる。
【００２３】
この陽極化成装置１０は、電解溶液槽１１を有している。電解溶液槽１１の側面および底面にはガイド溝１６が形成されている。ガイド溝１６には、処理対象基板として例えばシリコン基板Ｓを保持した基板保持部材１５が挿入されている。電解溶液槽１１は、ガイド溝１６およびガイド溝１６に挿入された基板保持部材１５）により二つの電解溶液室１１Ａ，１１Ｂに分割されている。
【００２４】
電解溶液室１１Ａ，１１Ｂには、電解溶液１３が注入されているとともに、図示しない直流電源と接続された白金（Ｐｔ）からなる電極１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ設置されている。電極１４Ａ，１４Ｂの間に直流電圧を印加すると、シリコン基板Ｓの一方の面が浸食されて多孔質化する。電界溶液１３としては、例えば、フッ化水素（ＨＦ）：エタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ）＝１：１の電解溶液を用いることができる。電解溶液室１１Ａ，１１Ｂの上部は閉じられており、電解溶液１３は電解溶液室１１Ａ，１１Ｂ内に密閉されている。すなわち、陽極化成装置１０はいわゆる密閉型の構成を有している。
【００２５】
電解溶液槽１１および基板保持部材１５は、耐薬品性材料から構成されている。この耐薬品性材料としては、例えばフッ素含有樹脂、または塩化ビニールを含む材料を用いることができる。
【００２６】
ガイド溝１６の内壁面１６Ｗは、基板保持部材１５の外形に対応して形成されている。基板保持部材１５の外形は、例えば本実施の形態においては、図２に示すように、矩形の短辺において二つの隣り合う角を丸めた形状となっている。なお、図２においては、電界溶液室１１Ａおよび電極１４Ａは一部切り欠いて示されている。
【００２７】
基板保持部材１５の外形寸法は、図１および図２からわかるように、電解溶液室１１Ａ，１１Ｂの内径よりも大きくなっている。したがって、ガイド溝１６に基板保持部材１５を挿入するだけで、電解溶液室１１Ａと電解溶液室１１Ｂとを簡単かつ確実に分離することができる。
【００２８】
電解溶液室１１Ａの底面には、電解溶液１３を注入するための注入孔１７Ａと、電解溶液１３を排出するための排出孔１８Ａとが設けられている。電解溶液室１１Ｂの底面にも、同様に、電解溶液１３を注入するための注入孔１７Ｂと、電解溶液１３を排出するための排出孔１８Ｂとが設けられている。
【００２９】
基板保持部材１５は、図１および図３に示すように、第１のカセット２１と第２のカセット２２との間にシリコン基板Ｓを挟むようにしている。第１のカセット２１には、シリコン基板Ｓを電解溶液１３に接触させるための開口部２１Ａが設けられている。第２のカセット２２にも同じく、シリコン基板Ｓを電解溶液１３に接触させるための開口部２２Ａが設けられている。開口部２１Ａ，２２Ａの直径はシリコン基板Ｓの直径にほぼ等しくなっている。
【００３０】
第１のカセット２１の開口部２１Ａの周縁部には、シリコン基板Ｓを保持するために、係止部３１が形成されている。本実施の形態においては、係止部３１は、開口部２１Ａの周縁部全体にわたって形成された環状フランジとなっており、この環状フランジによりシリコン基板Ｓの周縁部を一様に押止して係止する。係止部３１の内周はシリコン基板Ｓの直径よりも少し小さく設定されているので、係止部３１は、シリコン基板Ｓが脱落しないよう係止することができる。係止部３１の形状は、図１のように断面矩形であってもよいが、図４に示したカセット２３の係止部３２のように、シリコン基板Ｓに対向しない側を斜面とし、断面三角形としてもよい。
【００３１】
また、係止部３１は、図１に示した環状フランジに限らず、図５に示したカセット２４の係止部３３のように、前記処理対象基板の周縁部を局所的に押止する爪として形成されていてもよい。係止部３３は、図５に示した円錐状の爪のほか、角錐状の爪、矩形、三角形または半円形の平板状の爪などとすることができる。なお、係止部３３のシリコン基板Ｓに接する面は、シリコン基板Ｓを安定して保持するため、平坦面とされている。係止部３３は少なくとも３箇所に設けられていればよいが、シリコン基板Ｓを正しい向きおよび位置に保持するためには、係止部３３は図５のように６箇所設けてもよい。
【００３２】
第２のカセット２２の開口部２２Ａには、シリコン基板Ｓを押止するとともに第１の隙間Ｇ１をシリコン基板Ｓの周縁部全体にわたって均等にするために、環状押止部材４１が嵌め込まれている。本実施の形態においては、環状押止部材４１は、放射状に交互に配置された凸部４１Ａと凹部４１Ｂとを有しており、凹部２２Ｂによりシリコン基板Ｓの周縁部を局所的に押止するようになっている。なお、環状押止部材４１は、図６に示すカセット２５の環状押止部材４２のように、凹凸がない平板状とし、シリコン基板Ｓの周縁部を一様に押止するようにしてもよい。
【００３３】
基板保持部材１５にシリコン基板Ｓを保持させるには、図３に示すように、第１のカセット２１の係止部３１にシリコン基板Ｓを載せて、第２のカセット２２を重ねる。これにより係止部３１と環状押止部材４１との間にシリコン基板Ｓが挟まれて固定される。なお、重ね合わされた第１のカセット２１と第２のカセット２２とは、図示しないがフックなどの係止機構、ネジや段差等の機械的手段により、または磁石等により確実に固定される。こうしてシリコン基板Ｓを基板保持部材１５に設置した後は、基板保持部材１５の把持部１５Ａを手で持って図１または図２に示されたようにガイド溝１６に挿入すれば、シリコン基板Ｓを陽極化成装置１０に設置することができる。このように、本実施の形態の基板保持部材１５を用いることにより、シリコン基板Ｓの取り扱いが極めて簡単になる。
【００３４】
ここで、図１に示したように、基板保持部材１５、すなわち第１のカセット２１および第２のカセット２２と、シリコン基板Ｓとの間には、第１の隙間Ｇ１が形成される。この第１の隙間は、電解溶液１３により充たされ、リーク電流ＬＣ１が流れる。本実施の形態においては、この第１の隙間Ｇ１は、シリコン基板Ｓの周縁部全体にわたって均等であるようになっている。
【００３５】
このように、第１の隙間Ｇ１が均等になるようにしたので、第１の隙間Ｇ１が電解溶液１３によって充たされたときに、第１の隙間Ｇ１の抵抗は均等になる。したがって、リーク電流ＬＣ１の電流密度も均一になる。このように、リーク電流ＬＣ１がシリコン基板Ｓの周辺を均一に流れるようにしたので、円形のシリコン基板Ｓを用いる場合、同心円状に電流が流れることになり、より均一な多孔質シリコン層を形成することが可能となる。
【００３６】
また、基板保持部材１５とガイド溝１６の内壁面１６Ｗとの間には、図１または図２に示したように、第２の隙間Ｇ２が形成される。第２の隙間Ｇ２は、電解溶液１３により充たされ、リーク電流ＬＣ２が流れる。本実施の形態においては、第２の隙間Ｇ２は、ガイド溝１６の全体にわたって均等であるようになっている。これにより、第２の隙間Ｇ２が電解溶液１３によって充たされたときに、第２の隙間Ｇ２の抵抗は均等になり、リーク電流ＬＣ２の電流密度も均一になる。したがって、多孔質シリコン層の形成をより均一に行うことができる。
【００３７】
更に、第１の隙間Ｇ１の長さおよび幅は、第１の隙間Ｇ１が電解溶液１３により充たされたときに、第１の隙間Ｇ１の抵抗がシリコン基板Ｓの抵抗よりも高くなるように定められる。また、第２の隙間Ｇ２の長さおよび幅は、第２の隙間Ｇ２が電解溶液１３により充たされたときに、第２の隙間Ｇ２の抵抗がシリコン基板Ｓの抵抗よりも高くなるように定められる。以下、第１の隙間Ｇ１の抵抗ＲG1および第２の隙間Ｇ２の抵抗ＲG2とシリコン基板Ｓの抵抗ＲS との関係について、図６および図７を用いて説明する。
【００３８】
まず、第１の隙間Ｇ１の抵抗ＲG1とシリコン基板Ｓの抵抗ＲS との関係について説明する。図７および図８は、それぞれ、図１に示した基板保持部材１５の要部を拡大して示す斜視図および断面図である。図７から分かるように、第１の隙間Ｇ１は、環状押止部材４１の凸部４１Ａまたは凹部４１Ｂとシリコン基板Ｓとの間に形成される隙間Ｇ１１、第１のカセット２１の開口部２１Ａとシリコン基板Ｓとの間に形成される隙間Ｇ１２、および第１のカセット２１の係止部３１とシリコン基板Ｓとの間に形成される隙間Ｇ１３とからなっている。
【００３９】
隙間Ｇ１１の抵抗ＲG11 は、以下の式（７）により求めることができる。
ＲG11 ＝（ρE ・ＬG11 ）／ＡG11                               （７）
ここで、ρE は電解溶液１３の抵抗率、ＬG11 は隙間Ｇ１１の長さである。また、ＡG11 は隙間Ｇ１１の断面積を表し、次の式（８）により求められる。
ＡG11 ＝ＷG11 ・２πｒ                                        （８）
なお、ＷG11 は隙間Ｇ１１の幅、ｒはシリコン基板Ｓの半径を表す。
【００４０】
隙間Ｇ１２の抵抗ＲG12 は、以下の式（９）により求めることができる。
ＲG12 ＝（ρE ・ＬG12 ）／ＡG12                               （９）
ここで、ρE は電解溶液１３の抵抗率、ＬG12 は隙間Ｇ１２の長さである。ＬG12 は、シリコン基板Ｓの厚みＴS に等しい。また、ＡG12 は隙間Ｇ１２の断面積であり、次の式（１０）により求められる。
ＡG12 ＝ＷG12 ・２πｒ                                      （１０）
なお、ＷG12 は隙間Ｇ１２の幅を表す。
【００４１】
隙間Ｇ１３の抵抗ＲG13 は、以下の式（１１）により求めることができる。
ＲG13 ＝（ρE ・ＬG13 ）／ＡG13                             （１１）
ここで、ρE は電解溶液１３の抵抗率、ＬG13 は隙間Ｇ１３の長さである。また、ＡG13 は、以下の式（１２）により求められる。
ＡG13 ＝ＷG13 ・２πｒ                                      （１２）
なお、ＷG13 は隙間Ｇ１３の幅を表す。
【００４２】
本実施の形態では、抵抗ＲG11 ，ＲG12 ，ＲG13 はそれぞれ、いずれも、シリコン基板Ｓの抵抗ＲS より高くなるようにしている。これにより、第１の隙間Ｇ１のどの場所においても、第１の隙間Ｇ１の抵抗ＲG1はシリコン基板Ｓの抵抗ＲS より高くなる。すなわち、
ＲG1＞ＲS                                                     （１３）
これにより、第１の隙間Ｇ１を流れるリーク電流ＬＣ１（図１参照）を大幅に減らすことができ、より均一な多孔質シリコン層の形成が可能となる。
【００４３】
なお、シリコン基板Ｓの抵抗ＲS は、次の式（１４）により求められる。
ＲS ＝（ρS ・Ｔs ）／ＡS                                   （１４）
ここで、ρS はシリコン基板Ｓの抵抗率、ＴS はシリコン基板Ｓの厚みを表す。また、ＡS はシリコン基板Ｓの処理対象領域、すなわち多孔質シリコン層を形成すべき領域の断面積を表す。
【００４４】
次に、第２の隙間Ｇ２の抵抗ＲG2とシリコン基板Ｓの抵抗ＲS との関係について、図８を用いて説明する。図８は、図１に示した基板保持部材１５の要部を拡大して示す断面図である。第２の隙間Ｇ２は、第２のカセット２２とガイド溝１６の内壁面１６Ｗとの間に形成される隙間Ｇ２１、第１のカセット２１および第２のカセット２２と内壁面１６Ｗとの間に形成される隙間Ｇ２２、および第１のカセット２１と内壁面１６Ｗとの間に形成される隙間Ｇ２３とからなっている。
【００４５】
隙間Ｇ２１の抵抗ＲG21 は、以下の式（１５）により求めることができる。
ＲG21 ＝（ρE ・ＬG21 ）／ＡG21                             （１５）
ここで、ρE は電解溶液１３の抵抗率、ＬG21 は隙間Ｇ２１の長さ、ＡG21 は隙間Ｇ２１の断面積を表す。
【００４６】
隙間Ｇ２２の抵抗ＲG22 は、以下の式（１６）により求めることができる。
ＲG22 ＝（ρE ・ＬG22 ）／ＡG22                             （１６）
ここで、ρE は電解溶液１３の抵抗率、ＬG22 は隙間Ｇ２２の長さ、ＡG12 は隙間Ｇ２２の断面積である。
【００４７】
隙間Ｇ２３の抵抗ＲG23 は、以下の式（１７）により求めることができる。
ＲG23 ＝（ρE ・ＬG23 ）／ＡG23                             （１７）
ここで、ρE は電解溶液１３の抵抗率、ＬG23 は隙間Ｇ２３の長さ、ＡG23 は、隙間Ｇ２３の断面積である。
【００４８】
第１の隙間Ｇ１の場合と同様に、抵抗ＲG21 ，ＲG22 ，ＲG23 はそれぞれ、いずれも、シリコン基板Ｓの抵抗ＲS より高くなるようにしている。これにより、第２の隙間Ｇ２のどの場所においても、第２の隙間Ｇ２の抵抗ＲG2はシリコン基板Ｓの抵抗ＲS より高くなる。すなわち、
ＲG2＞ＲS                                                     （１８）
これにより、第２の隙間Ｇ２を流れるリーク電流ＬＣ２（図１参照）を大幅に減らすことができ、より均一な多孔質シリコン層の形成が可能となる。
【００４９】
さらに、基板保持部材１５がガイド溝１６に対する密着性を有するようにすれば、第２の隙間Ｇ２はほとんど零となり、更にリーク電流ＬＣ２を減らすことができるので好ましい。
【００５０】
〔多孔質層の形成方法および半導体薄膜の製造方法〕
以下、図９ないし図１０を参照して、本実施の形態に係る陽極化成装置１０を用いた半導体薄膜の製造方法を、多孔質層の形成方法を中心にして説明する。
【００５１】
まず、図９（Ａ）に示したように、半導体薄膜を形成するためのシリコン基板Ｓを用意する。このシリコン基板Ｓとしては、例えば、ホウ素などのｐ型不純物が高濃度に添加され、約０．０１Ω・ｃｍ〜約０．０２Ω・ｃｍの範囲内の比抵抗を有する単結晶シリコン基板を用いる。
【００５２】
次に、シリコン基板Ｓを上述のように陽極化成装置１０に設置し、例えば約１ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で約８分間通電させることにより、第１段階の陽極化成を行い、シリコン基板Ｓの一方の面（表側の面）に、図９（Ｂ）に示したような例えば厚さが１．７μｍ程度で多孔率が小さい（例えば１６％程度）低多孔率多孔質層５１Ａを形成する。この低多孔率多孔質層５１Ａは、微細孔の口径が小さいので、後続の水素アニール工程によりシリコン基板Ｓの表面が更に平坦で滑らかになり、その上にエピタキシャル成長する半導体薄膜の結晶性が向上する。
【００５３】
続いて、一旦通電を止めた後、例えば約７ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で約８分間通電させることにより、第２段階の陽極化成を行い、図９（Ｃ）に示したような例えば厚さが６．３μｍ程度で多孔率が中程度（例えば２６％程度）の中多孔率多孔質層５１Ｂを形成する。更に、一旦通電を止めた後、例えば約２００ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で３秒間通電させることにより、第３段階の陽極化成を行い、図９（Ｄ）に示したような例えば厚さが０．０５μｍ程度で多孔率が大きな（６０〜７０％程度）の高多孔率多孔質層５１Ｃを形成する。この高多孔率多孔質層５１は、シリコン基板Ｓの最表面に形成されている低多孔率多孔質層５１Ａと、半導体薄膜のシリコン基板Ｓからの分離が行われる中多孔率多孔質層５１Ｂとの間にかかる大きな歪みを緩和するバッファ層としての役割をもっている。低多孔率多孔質層５１Ａの表面は、この歪みによる影響を極めて受けやすいが、高多孔率多孔質層５１Ｃによりこの歪みをいくらか緩和させることができる。
【００５４】
こうして、多孔率の異なる三つの多孔質層５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃからなる厚さ約８μｍの多孔質層５１が形成される。この多孔質層５１は、本実施の形態の陽極化成装置１０を用いて形成されているので、面内均一性が高く、後続工程において成膜される半導体薄膜５２（図１０（Ａ）参照）をシリコン基板Ｓから均一に剥離することができる。
【００５５】
その後、例えば常圧シリコンエピタキシャル装置を用いて、シリコン基板Ｓを水素（Ｈ2 ）雰囲気中で例えば１１００℃の温度で加熱する。室温から１１００℃までの加熱時間は例えば約２０分、その後、例えば約３０分間この一定温度で熱アニールを行う。これにより、多孔質層５１の表面に存在する穴が塞がれ、表面が平坦で滑らかになる。また、この水素アニールを行っている間に、多孔質層５１の内部では、中多孔率多孔質層５１Ｂと高多孔率多孔質層５１Ｃとの界面付近において、分離強度がより一層弱くなる。
【００５６】
続いて、例えば１０６０℃に降温し、シラン（ＳｉＨ4 ）ガスを用いたシリコンエピタキシャル成長を例えば１７分間行い、図１０（Ａ）に示したように、多孔質層５１の上に結晶性の優れた単結晶シリコンからなる半導体薄膜５２を形成する。半導体薄膜５２の厚さは例えば約５μｍとする。
【００５７】
その後、半導体薄膜５２をシリコン基板Ｓから分離させる。ここでは、本実施の形態の陽極化成装置１０を用いて多孔質層５１を形成しているので、多孔質層５１がシリコン基板Ｓの表面に均一に形成されており、この多孔質層５１を用いて半導体薄膜５２を均一にシリコン基板Ｓから分離させることができる。分離の方法としては、例えば、図１０（Ｂ）に示したように半導体薄膜５２の表面にフッ素樹脂，ポリカーボネートあるいはポリエチレンテレフタレートなどからなるプラスチックフィルム５３を接着剤５４を用いて接着し、シリコン基板Ｓとプラスチックフィルム５３とに互いを引き離す方向の外力を加えるようにすることができる。なお、接着剤５４としては、多孔質層５１の分離強度よりも強い強度をもつものを使用する。
【００５８】
こうして、図１０（Ｃ）に示したように、プラスチックフィルム５３上に転写された単結晶シリコンからなる半導体薄膜５２を得ることができる。一方、半導体薄膜５２を剥離した後のシリコン基板Ｓは、表面に残存している多孔質層５１Ｂを除去して、再度半導体薄膜の製造に再利用することができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、陽極化成装置１０において、基板保持部材１５と、シリコン基板Ｓとの間に形成される第１の隙間Ｇ１が、シリコン基板Ｓの周縁部全体にわたって均等であるようにしたので、第１の隙間Ｇ１が電解溶液１３によって充たされたときに、第１の隙間Ｇ１の抵抗ＲG1も均等になる。したがって、リーク電流ＬＣ１の電流密度も均一になる。このように、陽極化成装置１０では、リーク電流ＬＣ１がシリコン基板Ｓの周辺を均一に流れるようになるので、円形のシリコン基板Ｓを用いる場合、同心円状に電流が流れることになり、より均一な多孔質シリコン層を形成することが可能となる。
【００６０】
本実施の形態では、更に、基板保持部材１５とガイド溝１６の内壁面１６Ｗとの間に形成される第２の隙間Ｇ２も、ガイド溝１６の全体にわたって均等であるようにしたので、第２の隙間Ｇ２が電解溶液１３によって充たされたときに、第２の隙間Ｇ２の抵抗ＲG2も均等になる。したがって、リーク電流ＬＣ２の電流密度も均一になり、形成される多孔質シリコン層の均一性をより向上させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、第１の隙間Ｇ１の抵抗ＲG1がシリコン基板Ｓの抵抗ＲS より高いので、リーク電流ＬＣ１を大幅に減らすことができ、より均一な多孔質シリコン層の形成が可能となる。このように、陽極化成装置１０においては、従来では制御が困難であったリーク電流ＬＣ１の分布および大きさを制御することができる。
【００６２】
更に、第２の隙間Ｇ２の抵抗ＲG2をもシリコン基板Ｓの抵抗ＲS より高くしたので、リーク電流ＬＣ２を大幅に減らすことができる。
【００６３】
これに加えて、基板保持部材１５がガイド溝１６に対する密着性を有するようにすれば、第２の隙間Ｇ２はほとんど零となり、更にリーク電流ＬＣ２を減らすことができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、第１のカセット２１の係止部３１にシリコン基板Ｓを載せて、第２のカセット２２を重ねれば、第１のカセット２１の係止部３１と第２のカセット２２の環状押止部材４１との間にシリコン基板Ｓが挟まれて固定されるので、基板保持部材１５にシリコン基板Ｓを簡単に装着することができる。そして、基板保持部材１５の把持部１５Ａを手で持って陽極化成装置１０のガイド溝１６に挿入すれば、シリコン基板Ｓを陽極化成装置１０に設置することができ、シリコン基板Ｓの取り扱いが極めて簡単になり、スループットが著しく向上する。
【００６５】
さらに、基板保持部材１５の外形寸法は、電解溶液室１１Ａ，１１Ｂの内径よりも大きくなっているので、基板保持部材１５をガイド溝１６に挿入するだけで、何ら他の治具等を必要とせずに、電解溶液室１１Ａ，１１Ｂを確実に分離することができ、治具の劣化によるリーク電流が発生する虞がない。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、上述の陽極化成装置１０を用いて、シリコン基板Ｓの表側の面に多孔質層５１を形成して、その上に半導体薄膜５２を形成するようにしたので、多孔質層５１がシリコン基板Ｓの表面に均一に形成されており、この多孔質層５１を利用して半導体薄膜５２をシリコン基板Ｓから均一に剥離することができる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る陽極化成装置について説明する。本実施の形態に係る陽極化成装置は、図１１および図１２に示したような第１のカセット２６および第２のカセット２７とから構成される基板保持部材１９を備えていること、第２のカセット２７には環状押止部材が嵌め込まれておらず、第１および第２のカセットともに係止部が設けられていることのみにおいて第１の実施の形態に係る陽極化成装置１０と異なっており、その他は、第１の実施の形態と同一の構成、作用および効果を有している。よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６８】
基板保持部材１９は、第１のカセット２６および第２のカセット２７の形状構成が異なる以外は、第１の実施の形態における基板保持部材１５と同様である。したがって、ここでは、図１１ないし図１３を参照して第１および第２のカセット２６，２７の形状構成について説明する。
【００６９】
第１のカセット２６と第２のカセット２７との間には、シリコン基板Ｓが挟まれて保持されている。第１および第２のカセット２６，２７には、シリコン基板Ｓを電解溶液１３に接触させるための開口部２６Ａ，２７Ａがそれぞれ設けられている。開口部２６Ａ，２７Ａの直径はシリコン基板Ｓの直径とほぼ等しく設定されているが、開口部２６Ａの周縁には係止部２６Ｂ、開口部２７Ａの周縁には係止部２７Ｂがそれぞれ形成され、シリコン基板Ｓを保持することができる。
【００７０】
第１のカセット２６と第２のカセット２７とは、段差を利用して機械的に固定されている。すなわち、第１のカセット２６に設けられた凸状の段差部２６Ｃを第２のカセット２７に設けられた凹状の段差部２７Ｃに嵌め込むことにより固定されている。ただし、段差部２６Ｃ，２７Ｃのみによらず、第１の実施の形態において例示した他の固定方法を併用してもよい。
【００７１】
第１のカセット２６の係止部２６Ｂは、段差部２６Ｃの内側の周縁部から突出するように設けられており、図１３（Ｂ）に示したようにその内周はシリコン基板Ｓの直径よりも少し小さく設定されている。係止部２６Ｂの形状は、シリコン基板Ｓに対向する側は平面、対向しない側が斜面であり、したがって断面三角形となっている。係止部１３は、図１２および図１３（Ｂ）に示したようにシリコン基板Ｓの周縁部を一様に押止する環状フランジとなっているが、図１４に示したように、シリコン基板Ｓの周縁部を局所的に押止する複数の爪として形成してもよい。
【００７２】
第２のカセット２７の係止部２７Ｂは、段差部２７Ｃとは反対側に設けられており、図１３（Ａ）に示したように、その内周はシリコン基板Ｓの直径よりも少し小さく設定されている。係止部２７Ｂはシリコン基板Ｓの周縁部を一様に押止する環状フランジとなっているが、シリコン基板Ｓに対向する側には複数の溝２７Ｄが放射状に設けられている。この溝２７Ｄにより、シリコン基板Ｓと基板保持部材１９との間に第１の隙間Ｇ１が形成される。
【００７３】
本実施の形態に係る基板保持部材１９も、第１の実施の形態における基板保持部材１５と同様に陽極化成装置１０において使用することができ、同様に多孔質層の形成および半導体薄膜の製造に使用することができる。
【００７４】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態においては、いわゆる密閉型の陽極化成装置１０の場合について説明したが、本発明は、図１５に示すオーバーフロー型の陽極化成装置にも適用可能である。図１５に示した陽極化成装置６０は、電解溶液槽６１の電解溶液室６１Ａ，６１Ｂの上部が開放されており、一対のオーバーフロー槽６２Ａ，６２Ｂを有すること、排出孔１８Ａ，１８Ｂがオーバーフロー槽６２Ａ，６２Ｂに設けられていることを除いては、図１に示した陽極化成装置１０と同様である。ただし、電解溶液１３の攪拌をより円滑に行うことができるので密閉型の陽極化成装置１０が好ましい。
【００７５】
また、本発明は、図１６に示したような、一度に複数のシリコン基板Ｓを処理できる陽極化成装置７０の場合にも適用できる。陽極化成装置７０は、電解溶液槽７１が複数のガイド溝１６により電解溶液室７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃに分割されていること、両端の電解溶液室７１Ａ，７１Ｃに一対の電極７４Ａ，７４Ｃが設けられていることを除いては、図１に示した陽極化成装置１０と同様である。
【００７６】
また、上述の第１の実施の形態においては、基板保持部材１５が、第１のカセット２１および第２のカセット２２から構成されている場合について説明した。しかしながら、第１のカセットと第２のカセットの組合せは、以上の第１の実施の形態の場合に限られない。例えば、下記のような組合せが考えられる。
（１）第１のカセットとしてカセット２４、第２のカセットとしてカセット２２を用いる。
（２）第１のカセットとしてカセット２１またはカセット２３、第２のカセットとしてカセット２５を用いる。
（３）第１のカセットとしてカセット２４、第２のカセットとしてカセット２５を用いる。
（４）第１のカセットとしてカセット２１またはカセット２３、第２のカセットとしてカセット２４を用いる。
【００７７】
また、上述の実施の形態においては、処理対象基板としてｐ型単結晶シリコンからなるシリコン基板Ｓを用いる場合について説明したが、処理対象基板は、その他、多結晶シリコン，ゲルマニウム（Ｇｅ），シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ），ガリウムヒ素（ＧａＡｓ），ガリウムリン（ＧａＰ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）などの化合物半導体基板であってもよい。シリコン基板Ｓを用いる場合は、ホウ素が添加されたｐ型シリコン基板であることが望ましいが、陽極化成条件によってはｎ型のシリコン基板を用いてもよい。また、基板の比抵抗は低い方がより好ましい。
【００７８】
さらに、上述の実施の形態においては、陽極化成装置１０を用いてシリコン基板Ｓに多孔質層５１を形成する場合について説明したが、本発明は、電解溶液１３を変えることにより例えば電解めっきにも適用することが可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし１６のいずれか１に記載の陽極化成装置によれば、電解溶液槽に設けられたガイド溝に、第１のカセットおよび第２のカセットの間に処理対象基板を保持した基板保持部材を挿入するようにし、第１のカセットおよび第２のカセットと処理対象基板との間に形成される第１の隙間を処理対象基板の周縁部全体にわたって均等であるようにしたので、第１の隙間が電解溶液によって充たされたときに、第１の隙間の抵抗の抵抗は均等になる。したがって、リーク電流の電流密度も均一になる。このように、本発明による陽極化成装置では、従来制御が困難であったリーク電流の大きさや分布を制御することが可能になるという優れた効果を奏する。リーク電流が処理対象基板の周辺を均一に流れるようになるので、より均一な多孔質層を形成することが可能となる。
【００８０】
特に、請求項３ないし６のいずれか１に記載の陽極化成装置によれば、第１の隙間の抵抗または第２の隙間の抵抗が処理対象基板の抵抗より高いので、リーク電流を大幅に減らすことができ、より均一な多孔質層の形成が可能となるという効果を奏する。
【００８１】
また、請求項１記載の陽極化成装置によれば、第１のカセットと第２のカセットとの間に処理対象基板を挟んで保持するようにしたので、基板保持部材に処理対象基板を簡単に装着することができる。そして、基板保持部材の把持部を手で持って陽極化成装置のガイド溝に挿入すれば、処理対象基板を陽極化成装置に設置することができ、処理対象基板の取り扱いが極めて簡単になり、スループットが著しく向上するという効果を奏する。
【００８２】
加えて、特に、請求項１１記載の陽極化成装置によれば、基板保持部材がガイド溝に対する密着性を有するようにしたので、第２の隙間はほとんど零となり、更にリーク電流を減らすことができるという効果を奏する。
【００８３】
さらに、特に、請求項１２記載の陽極化成装置によれば、基板保持部材の外形寸法は、電解溶液室の内径よりも大きくなっているので、基板保持部材をガイド溝に挿入するだけで、何ら他の治具等を必要とせずに、電解溶液室を確実に分離することができ、治具の劣化によるリーク電流が発生する虞をなくすことができるという効果を奏する。
【００８４】
また、請求項１７記載の多孔質層の形成方法、または請求項１８ないし請求項２０のいずれか１に記載の半導体薄膜の製造方法によれば、本発明の陽極化成装置を用いて、処理対象基板に多孔質層を形成するようにしたので、多孔質層が処理対象基板の表面に均一に形成され、半導体薄膜を処理対象基板から均一に剥離することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る陽極化成装置の概略構成を示す図であり、図２の１−１線に沿った断面図である。
【図２】図１に示した陽極化成装置の一部を切り欠いて示す右側面図である。
【図３】図１に示した基板保持部材の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図３に示した第１のカセットの他の構成例を示す正面図および断面図である。
【図５】図４に示した第１のカセットのさらに他の構成例を示す正面図および断面図である。
【図６】図３に示した第２のカセットの他の構成例を示す正面図および断面図である。
【図７】図１に示した基板保持部材の要部を拡大して示す斜視図である。
【図８】図１に示した基板保持部材の要部を拡大して示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る多孔質層の製造方法および半導体薄膜の製造方法を工程順に説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る陽極化成装置に用いられる基板保持部材の斜視図である。
【図１２】図１１の１２−１２線に沿った断面図である。
【図１３】図１２に示した第１および第２のカセットのシリコン基板に対向する面から見た正面図である。
【図１４】図１２に示した第１のカセットの他の例を示す正面図および断面図である。
【図１５】本発明に係る陽極化成装置の他の例を示す断面図である。
【図１６】本発明に係る陽極化成装置のさらに他の例を示す断面図である。
【図１７】従来の陽極化成装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，６０，７０…陽極化成装置、１１，６１，７１…電解溶液槽、１１Ａ，１１Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ…電解溶液室、１３…電解溶液、１４Ａ，１４Ｂ…電極、１５…基板保持部材、１５Ａ…把持部、１６…ガイド溝、１６Ｗ…内壁面、２１，２６…第１のカセット、２１Ａ，２２Ａ，２６Ａ，２７Ａ…開口部、２２，２７…第２のカセット、２３，２４，２５…カセット、２６Ｂ，２７Ｂ，３１，３２，３３…係止部、２６Ｃ，２７Ｃ…段差部、２７Ｄ…溝、４１，４２…環状押止部材、Ｇ１…第１の隙間、Ｇ２…第２の隙間、ＬＣ１，ＬＣ２…リーク電流、Ｓ…シリコン基板（処理対象基板）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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