(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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
を具備することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項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
を具備することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項１または２記載の陽極化成装置。
【請求項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カソード電極移動機構をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の陽極化成装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項３記載の陽極化成装置。
【請求項６】
前記カ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ことを特徴とする請求項４記載の陽極化成装置。
【請求項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ことを特徴とする陽極化成方法。
【請求項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ことを特徴とする請求項７記載の陽極化成方法。
【請求項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カソード電極の位置が移動されてなされることを特徴とする請求項７または８記載の陽極化成方法。
【請求項１０】
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
を具備することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１１】
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
を具備することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１２】
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ことを特徴とする請求項１０または１１記載の陽極化成装置。
【請求項１３】
前記カ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ことを特徴とする請求項１２記載の陽極化成装置。
【請求項１４】
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ことを特徴とする陽極化成方法。
【請求項１５】
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カソード電極の位置が移動されてなされることを特徴とする請求項１４記載の陽極化成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
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、例えばプ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。
【０００３】
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。
Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｅ＋→ＳｉＦ２＋２Ｈ＋＋ｎｅ−
ＳｉＦ２＋２ＨＦ→ＳｉＦ４＋Ｈ２
ＳｉＦ４＋２ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６
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。
【０００４】
このようして生成されたポーラスシリコンのナノレベル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２０００−１６４１１５号公報、特開２０００−１００３１６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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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、２００ｍｍ角の被処理基板で５Ａ程度の処理電流とすると、１０００ｍｍ角の被処理基板では、その２５倍の１００Ａの電流を流す必要がある。なお、１０００ｍｍ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。
【０００６】
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、カソー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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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ことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
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っている。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、例えば切替えスイ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イッ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。
【００１１】
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ことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
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っている。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。
【００１３】
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。
【００１４】
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カソード電極を対向させることを可能とするものである。
【００１５】
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。
【００１６】
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、前記カ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、カ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。
【００１７】
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ことを特徴とする（請求項７）。
【００１８】
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、パターニ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。
【００１９】
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。
【００２０】
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カ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カ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、カ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。
【００２１】
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。
【００２２】
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ことを特徴とする陽極化成装置である。
【００２３】
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ことを特徴とする陽極化成装置である。
【００２４】
また、ここで、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ようにしてもよい。
【００２５】
また、ここで、前記カ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ようにしてもよい。
【００２６】
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ことを特徴とする陽極化成方法である。
【００２７】
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カ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。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１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（ｃ）の順序に動作することを示している。図２は、図１の続図であって、同様に図２（ａ）から（ｃ）の順序に動作することを示す。
【００３０】
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、カソード電極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。
【００３１】
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アームロボットを円滑に用いることできる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、カソード電極７の水平部分が薬液に浸漬されるに十分な量、枠体３の内部になされる。
【００３６】
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。カソード電極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。
【００３７】
ランプユニット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。
【００３８】
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）〜（ｃ）、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００３９】
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１０を搬入し、図２（ｂ）に示すように、基板リフタ２上に受け渡す。
【００４０】
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１０を載置、保持する。ステージ１上に被処理基板１０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１０に押しつけるように接触させる。このとき、複数のコンタクト部材５が、被処理基板１０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１０の被処理部を底部とする処理槽が形成される。
【００４１】
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）１１を処理槽内に導入し、図２（ｂ）に示すように、カソード電極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１０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。
【００４２】
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１１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１０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１０上に残留液１１ａ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。
【００４３】
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３３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。
【００４４】
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１０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１０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。
【００４５】
対向して対となるコンタクト部材５は、それぞれ導線３１により電気的接続され、さらに、切替えスイッチ３２の別々の切替え端子に接続される。切替えスイッチ３２の共通端子は、電流源３３の正極側に接続される。電流源３３の負極側は、この図では図示していないカソード電極に接続される。
【００４６】
このような構成において、切替えスイッチ３２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、切替えスイッチ３２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カソード電極との間が電流駆動される。同様に、切替えスイッチ３２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、切替えスイッチ３２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。
【００４７】
なお、このような電流駆動の切替えは制御部３４を備えることで、自動的に順次行うことができる。制御部３４には、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）などのハードウエアと基本ソフトウエアやアプリケーションプログラムなどのソフトウエアとを備えた処理装置を用いることができる。
【００４８】
図４は、被処理基板１０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１０は、例えばガラス基板上に導電パターン４２ａ、４２ｂ、４２ｃ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４２ａ、４２ｂ、４２ｃの両端部は、それぞれ電極パッド４１ａ、４１ｂ、電極バッド４１ｃ、４１ｄ、電極パッド４１ｅ、４１ｆ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４２ａ、４２ｂ、４２ｃ上には、多結晶シリコン層が形成されている。
【００４９】
このような被処理基板１０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４２ａ、４２ｂ、４２ｃへの電流は、まず導電パターン４２ｃに対してなされ、次に導電パターン４２ｂに対してなされ、最後に導電パターン４２ａ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パターン４２ａ、４２ｂ、４２ｃ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。
【００５０】
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イッチ３２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３３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１０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１０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。
【００５１】
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１０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１０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。
【００５２】
次に、図１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を参照して説明する。図５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３３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、図２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。
【００５３】
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５１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５１は、導線３１により電気的に接続され、さらに電流源３３の正極側に接続されている。電流源３３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。
【００５４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＡ−Ａａ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５１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５２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１０の周縁部を回転して移動し、被処理基板１０との接触位置を変えることができる。
【００５５】
したがって、コンタクト部材５１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１０を用いることで、被処理部に形成された導電パターン４２ａ、４２ｂ、４２ｃ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５１を被処理基板１０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３３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。
【００５６】
なお、このようなコンタクト部材５１の回転、移動は、回転機構を制御する制御部５３を備えることで、自動的に順次行うことができる。制御部５３には、例えば、ＣＰＵなどのハードウエアと基本ソフトウエアやアプリケーションプログラムなどのソフトウエ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５１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。
【００５７】
次に、図１、図２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、図２中に示したランプユニット８を示す平面図である。このランプユニット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１０の被処理部を照射することができる。
【００５８】
図７は、図６に示したランプユニット８に代えて用いることができるランプユニットおよびその周辺を示す平面図である。このランプユニット８ａ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７１に架設されて図の上下方向に移動可能になっている。
【００５９】
ランプユニット８ａの移動は、照射される被処理基板１０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１０上で実際に陽極化成がされる部位に必要な光を、より小さなランプユニット８ａ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。
【００６０】
なお、ランプ移動機構７１によるランプユニット８ａの移動は、照射される被処理基板１０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３４（あるいは５３）によれば、同期がとれて好都合である。
【００６１】
次に、図１、図２中に示したカソード電極７について、さらにその構成を説明する。図８は、図１、図２中に示したカソード電極７を示す平面図である。このカソード電極７は、枠体３の内部全体において被処理基板１０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。
【００６２】
図９は、図８に示したカソード電極７に代えて用いることができるカソード電極およびその周辺を示す平面図である。このカソード電極７ａは、図の上下方向には短く構成され、また、カソード電極移動機構９１に架設されて図の上下方向に移動可能になっている。
【００６３】
カソード電極７ａの移動は、被処理基板１０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１０上で実際に陽極化成がされる部位に対向して必要なカソード電極を、より小さなカソード電極７ａ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、カソード電極７ａの被処理基板１０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。
【００６４】
なお、カソード電極移動機構９１によるカソード電極７ａの移動は、被処理基板１０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３４（あるいは５３）によれば、同期がとれて好都合である。また、この例では、カソード電極移動機構９１にカソード電極７ａを架設して移動可能に構成しているが、カソード電極７ａを、図７で説明したランプユニット８ａに吊設して、ランプユニット８ａと一体として移動するように構成してもよい。
【００６５】
また、図７、図９にそれぞれ示した、ランプ移動機構７１、カソード電極移動機構９１は、ランプユニット８ａ、カソード電極７ａ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１０に対して最も適切な距離を隔ててランプユニット８ａ、カソード電極７ａを位置させることができる。
【００６６】
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。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、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っており、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組み合わせによれば、例えば切替えスイッ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。
【００６８】
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っており、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】図１の続図であって、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。
【図３】図１、図２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３３までの電気的接続関係を示す図。
【図４】図１、図２中に示した被処理基板１０の構成例を示す平面図。
【図５】図１、図２中に示した枠体３の平面図と部分的断面図、およびコンタクト部材５１から電流源３３までの電気的接続関係を示す図であって、図３に示したものとは異なるものを示す図。
【図６】図１、図２中に示したランプユニット８を示す平面図。
【図７】図６に示したランプユニット８に代えて用いることができるランプユニットおよびその周辺を示す平面図。
【図８】図１、図２中に示したカソード電極７を示す平面図。
【図９】図８に示したカソード電極７に代えて用いることができるカソード電極およびその周辺を示す平面図。
【符号の説明】
１…ステージ  ２…基板リフタ  ３…枠体  ４…シール部材  ５…コンタクト部材  ６…薬液供給排出ポート  ７、７ａ…カソード電極  ８、８ａ…ランプユニット  ９…ランプ  １０…被処理基板  １１…薬液  １１ａ…残留薬液または希釈洗浄液  ３１…導線  ３２…切替えスイッチ  ３３…電流源  ３４…制御部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ…電極パッド  ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…導電パターン  ５１…コンタクト部材  ５２…ガイド機構  ５３…制御部  ７１…ランプ移動機構  ９１…カソード電極移動機構
【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】
0003759043.tif 000008
【図８】
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【図９】
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