陽極化成装置
【課題】基板を保持する機構を工夫することにより、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を提供する。
【解決手段】貯留槽９内に配置されている第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とが離反され、複数枚の基板が第１支持ユニット５７に載置されることにより、前記基板の周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７に対して連結されると、前記基板の周面の残り部分が前記電解質溶液に対して液密にされた状態で前記複数枚の基板が支持され、これにより前記基板の周面が全周にわたって前記電解質溶液に対して液密にされる。第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とを着脱自在な基板ホルダー４１とすることによって前記複数枚の基板を機械的に搬入搬出させ、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を得る。
【解決手段】貯留槽９内に配置されている第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とが離反され、複数枚の基板が第１支持ユニット５７に載置されることにより、前記基板の周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７に対して連結されると、前記基板の周面の残り部分が前記電解質溶液に対して液密にされた状態で前記複数枚の基板が支持され、これにより前記基板の周面が全周にわたって前記電解質溶液に対して液密にされる。第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とを着脱自在な基板ホルダー４１とすることによって前記複数枚の基板を機械的に搬入搬出させ、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬデバイス用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板、Micro-electro-mechanical system(MEMS)用基板などの各種基板に対して、電解エッチング処理を行う陽極化成装置に係り、特に、複数枚の基板を同時に高スループットで処理するバッチ処理の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置（第１の装置）として、フッ素樹脂化成槽（２）と、一対の白金電極（３ａ、３ｂ）と、基板（１）を保持する基板支持具（４）とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
フッ素樹脂化成槽（２）は、電解液（６ａ、６ｂ）を貯留する。一対の白金電極（３ａ、３ｂ）は、フッ素樹脂化成槽（２）内で離間された状態で配置される。基板支持治具（４）は、基板（１）の外形寸法と同様の開口を有し、切り欠き部を拡げて基板（１）を基板支持治具（４）に挿入し、シール材（５ａ）を介して一枚の基板（１）を電解液（６ａ、６ｂ）に対して液密に保持する。基板支持治具（４）を基板（１）とともにフッ素樹脂化成槽（２）内の電解液（６ａ、６ｂ）に浸漬させ、一対の白金電極（３ａ、３ｂ）に対して通電することで、化成反応が始まり、開口を通して基板（１）に対して多孔質化処理が行われる。
【０００４】
また、この種の他の装置（第２の装置）として、電解溶液槽（１１）と、一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）と、基板（Ｓ）を保持する基板保持部材（１５）とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
電解溶液槽（１１）は、電解液を貯留する。一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）は、電解溶液槽（１１）の対向する内壁に取り付けられている。基板保持部材（１５）は、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）とを備え、これらで基板（Ｓ）を挟持する。第１のカセット（２１）は、基板（Ｓ）の直径とほぼ等しい開口部（２１Ａ）を備え、第２のカセット（２２）は、同様の開口部（２２Ａ）を備えている。基板保持部材（１５）は、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）で基板（Ｓ）を挟み込み、基板（Ｓ）の周縁部を押圧して基板（Ｓ）を係止する。基板保持部材（１５）を電解溶液槽（１１）のガイド溝（１６）に挿入し、一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）に通電することにより、化成反応が生じ、開口部（２１Ａ、２２Ａ）を通して基板（Ｓ）に対して多孔質処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９８５５６号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開２００３−４５８６９号公報（図１，図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の第１の装置において、基板支持治具（４）に基板（１）を支持させるには、基板支持治具（４）の切り欠き部を拡げてから基板（１）を開口に挿入する必要がある。したがって、機械的な機構により基板（１）を基板支持治具（４）に自動で支持させることが困難であり、さらに、複数枚の基板（１）を同時に処理するバッチ処理に適用する場合、自動化して好適に処理することはより困難となる。
【０００８】
また、従来の第２の装置は、基板保持部材（１５）に基板（Ｓ）を保持させるには、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）で基板（Ｓ）を挟持する必要がある。したがって、第１の装置と同様に、自動化できないという問題がある。また、二枚の基板（Ｓ）を処理する実施例が開示されてはいるものの、基板保持部材（１５）がかなりの厚みを有する構造であるので、より多くの基板（Ｓ）を処理するバッチ処理には不適であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板を保持する機構を工夫することにより、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、電解質溶液に基板を浸漬させて陽極化成反応を行う陽極化成装置において、電解質溶液を貯留する貯留槽と、基板の周面のうち下部のみを当接して液密に支持する第１支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有する第１支持ユニット、及び前記第１支持部で支持される基板の周面の残り部分を当接して液密に支持する第２支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有し、前記第１支持ユニットに対して着脱自在に構成されている第２支持ユニットを備えた、前記貯留槽内に配置されている基板ホルダーと、前記基板ホルダーに複数枚の基板を載置する際、及び前記基板ホルダーに載置されている複数枚の基板を搬出する際には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを離反させ、前記基板ホルダーに複数枚の基板が載置された後には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを連結させる駆動機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、貯留槽内に配置されている基板ホルダーの第１支持ユニットと第２支持ユニットとが駆動機構により離反される。この状態で、複数枚の基板が第１支持ユニットの第１支持部に載置され、基板の周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットに対して連結されると、基板の周面の残り部分が第２支持部によって電解質溶液に対して液密にされた状態で複数枚の基板が支持される。これにより基板の周面が全周にわたって電解質溶液に対して液密にされる。陽極化成反応が終了すると、駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットから離反され、第１支持ユニットに支持されている複数枚の基板が搬出される。したがって、基板ホルダーの第１支持ユニットと第２支持ユニットとが、駆動機構により、着脱自在な構成とされることによって、複数枚の基板を機械的に貯留槽に対して搬入搬出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記基板ホルダーは、前記第１支持ユニットと前記第２支持ユニットとが連結された際に外観が筒状を呈し、基板の整列方向に相当する一端側と他端側とにイオンの流通を許容するとともに、内部の電解質溶液と前記貯留槽中の電解質溶液との流通を遮断するイオン交換膜を備えていることが好ましい（請求項２）。基板ホルダーの第１支持ユニットと第２支持ユニットが連結された際に貯留槽の電解質溶液と、基板ホルダー中の電解質溶液とが遮断されているので、陽極化成反応中における基板の周囲濃度を一定にすることができる。したがって、同時に処理されている複数の基板において陽極化成反応を均一化することができる。また、複数枚の基板を入れ替える際には、第１支持ユニットと第２支持ユニットとが離反されるので、基板ホルダー内の電解質溶液と貯留槽内の電解質溶液とが入れ替わり、異なるロット間において電解質溶液の濃度を同じにすることができる。したがって、ロット間における処理の均一化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記第２支持ユニットは、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの左側を支持する左第２支持部を備えた左第２支持ユニットと、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの右側を支持する右第２支持部を備えた右第２支持ユニットとを備えていることが好ましい（請求項３）。第２支持ユニットが左第２支持ユニットと右第２支持ユニットに分割されているので、これらが第１支持ユニットから離反した際に、第１支持ユニットに支持されている複数枚の上方を容易に開放にすることができる。したがって、基板ホルダーに対して複数枚の基板の受け渡しを行う搬送機構の進退を容易に行うことができる。
【００１４】
また、本発明において、前記第１支持部は、基板の下部のうち、直径よりも短い弦に相当する周面を支持することが好ましい（請求項４）。基板ホルダーとの間で受け渡しを行う搬送機構が、基板の最大径部分よりも下部を保持することができるので、基板に対してストレスを加えることなく基板を確実に保持することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記左第２支持ユニット及び前記右第２支持ユニットは、前記貯留槽の底部かつ、前記第１支持ユニットを挟んだ位置にそれぞれ支点を備えるとともに、前記第１支持ユニットから離反する際に、互いに離反する方向に回動することが好ましい（請求項５）。左第２支持ユニット及び右第２支持ユニットがそれぞれの支点で回動して第１支持ユニットに連結すると、基板の周面から基板の中心に向けて力を加えることになり、基板に余分なストレスを与えることなく基板の周面を液密に支持することができる。また、離反すると、左第２支持ユニット及び右第２支持ユニットが内面を上方に向ける姿勢となるので、化成反応で生じた気泡を離脱させることができ、後続するロットの処理に気泡による処理ムラが生じるのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記貯留槽の上部開口を開閉する一対のカバーを備え、前記駆動機構は、前記一対のカバーを開閉駆動するカバー駆動機構と兼用されていることが好ましい（請求項６）。一対のカバーを駆動するカバー駆動機構と駆動機構とを兼用するので、構成を簡易化することができ、基板の搬送時における各部の制御を容易にすることができる。また、カバー駆動機構によってカバーが閉められた時は、基板ホルダーによって基板の全周面をさらに確実に液密に支持でき、カバーが開かれた時は、基板ホルダーの上部が開くので、基板の均一な処理を維持しつつ、処理槽に対する基板の搬入、搬出時間を短縮することができる。
【００１７】
また、本発明において、前記第２支持部は、内面から外面に連通し、上部開口部が前記貯留槽の液面より上に位置する排気通路を備えていることが好ましい（請求項７）。陽極化成反応により気体が発生し、基板ホルダー内に気泡として滞留すると、反応ムラが生じる恐れがある。しかし、排気通路を設けているので、発生した気体が基板ホルダー内に滞留せず、外部に排出される。したがって、気泡に起因する処理ムラを防止することができる。
【００１８】
また、本発明において、前記第１支持部は、内面に弾性部材を備え、基板の下面が載置される位置には凹部が形成されていることが好ましい（請求項８）。第１支持部に基板が載置され、第２支持部で基板の上部周面が支持されると、基板の下部の周面が弾性部材を押圧するとともに、凹部にまで入り込む。したがって、基板の周面を含む基板の表裏面の一部を支持することができ、隣接する基板間の電解質溶液が流通することがない。その結果、基板に作用する電解質溶液の濃度が安定して処理を安定的に行うことができる。
【００１９】
また、本発明において、前記第１支持部は、前記凹部を挟む位置に、基板が載置される際の案内を行うとともに、基板の倒れを防止するガイドピンを備えていることが好ましい（請求項９）。第１支持部に基板が載置される際に、所定の位置に確実に案内させることができるとともに、基板を載置しただけの状態で基板が倒れるのを防止することができる。
【００２０】
また、本発明において、前記ガイドピンは、前記弾性部材から突出して設けられた基部と、前記基部の上部に形成され、前記基部よりも基板側へ突出して形成されている案内部とを備えていることが好ましい（請求項１０）。案内部で基板の案内と位置の安定化を図るとともに、基部と基板面との間に電解質溶液が滞留するのを許容する。したがって、案内部周辺において化成反応が生じない部分を少なくすることができる。
【００２１】
また、本発明において、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとの接合部は、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットの内面に設けられた弾性部材を介して基板のノッチを押圧するノッチ押圧機構を備えていることが好ましい（請求項１１）。ノッチ押圧機構により弾性部材が基板のノッチに押圧されるので、ノッチ部分を通して基板の表裏面側の電解質溶液が流通し、濃度変動が生じるのを防止できる。
【００２２】
また、本発明において、前記ノッチ押圧機構は、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの一方に配置され、基板の中心に向かって摺動可能なスライド部材と、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの他方に配置され、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとが接合する際に、前記スライド部材を押圧する押圧部材と、を備えていることが好ましい（請求項１２）。左第２支持ユニットと右第２支持ユニットとが接合する際に、スライド部材が押圧部材によって押圧されることにより、基板のノッチが弾性部材で押圧される。したがって、左第２支持ユニットと右第２支持ユニットとを接合する動作に連動してノッチ押圧機構が作動するので、特別な制御を行う必要がない。
【００２３】
また、本発明において、前記第１支持部の内面に備えられた弾性部材は、前記第２支持部の内面に備えられた弾性部材より固いことが好ましい（請求項１３）。第２支持部で基板を支持した際に、基板の位置が第１支持部側に移動し過ぎないようにできる。したがって、基板の周面の下部とともに残りの周面をほぼ均等に支持できる。
【００２４】
また、本発明において、前記左第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部、及び前記右第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部は、発泡材を備えていることが好ましい（請求項１４）。連結時における衝撃を和らげるとともに、接合部における密閉度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る陽極化成装置によれば、貯留槽内に配置されている第１支持ユニットと第２支持ユニットとが駆動機構により離反される。この状態で、複数枚の基板が第１支持ユニットの第１支持部に載置され、基板の周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットに対して連結されると、基板の周面の残り部分が第２支持部によって電解質溶液に対して液密にされた状態で複数枚の基板が支持される。これにより基板の周面が全周にわたって電解質溶液に対して強固に液密にされる。陽極化成反応が終了すると、駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットから離反され、第１支持ユニットに支持されている複数枚の基板が貯留槽から搬出される。したがって、駆動機構で第１支持ユニットと第２支持ユニットとが着脱自在な基板ホルダーとすることにより、貯留槽に対して複数枚の基板を機械的に搬入搬出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例に係る陽極化成装置の概略構成を正面から見た縦断面図である。
【図２】実施例に係る陽極化成装置の概略構成を側面から見た縦断面図である。
【図３】実施例に係る陽極化成装置の概略構成の平面図である。
【図４】基板ホルダーを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】第１支持ユニットの正面図である。
【図６】第１支持ユニットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】第２支持ユニットを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左第２支持ユニット、（ｂ）は右第２支持ユニットである。
【図８】第１支持ユニットと第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【図９】左第２支持ユニットと右第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【図１０】第１支持ユニットへ基板を載置した際の状態を示す模式図であり、（ａ）は基板を載置した状態、（ｂ）は第２支持ユニットにより基板を押圧した状態を示す。
【図１１】化成反応時の状態を示す模式図である。
【図１２】第１支持ユニットの変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図１３】第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【図１４】第１支持ユニット及び第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【図１５】第１支持ユニット及び第２支持ユニットの他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を正面から見た縦断面図であり、図２は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を側面から見た縦断面図であり、図３は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成の平面図である。
【００２８】
実施例に係る陽極化成装置は、複数枚の基板に対して同時に陽極化成反応を生じさせて、例えば、シリコン基板に対して多孔質化の処理を行う機能を備えている。この陽極化成装置は、外容器１と、内容器３とを備えている。内容器３は、外容器１の内部に収容されている。なお、図１は、図示の関係上、外容器１及び内容器３を図示省略している。
【００２９】
内容器３は、一対の電極槽５，７と、一つの貯留槽９とを備えている。貯留槽９は、電解質溶液を貯留する。貯留槽９は、内槽１１と外槽１３とを有する。電解質溶液としては、例えば、フッ化水素酸の混合液が挙げられる。電解質溶液は、図示しない秤量槽から内槽１１の底部に供給され、余剰分が外槽１３に溢れて回収される。
【００３０】
貯留槽９は、その上部開口を開閉する一対のカバー１５を備えている。一対のカバー１５は、平面視で長方形状を呈する（図３に二点鎖線で示す）。それぞれのカバー１５は、貯留槽９の長辺側に沿って、支持アーム１７に取り付けられている。支持アーム１７は、その先端側がカバー１５に取り付けられ、基端部側が外容器１から延出されている。
【００３１】
外容器１の一方の側面側（図３の左側面）には、一対のエアシリンダ１９が取り付けられている。これらの一対のエアシリンダ１９は、水平姿勢で外容器１に取り付けられ、作動片が進退する側を互いに対向された状態とされている。また、一対のエアシリンダ１９は、図２に示すように、高さ方向にて段違いとなる位置に取り付けられている。一対のエアシリンダ１９は、それぞれの作動片が各支持アーム１７の基端部側に連結されている。一対のエアシリンダ１９が作動され、作動片が進出されると、支持アーム１７に連動して一対のカバー１５が互いに接近し、一対のカバー１５が内槽１１の上方中央を覆う（図１において実線で示す）。また、一対のエアシリンダ１９が非作動とされ、作動片が退出されると、支持アーム１７に連動して一対のカバー１５が互いに離反し、一対のカバー１５が内槽１１の上方から外槽１３の上方へ移動する（図１及び図３において二点鎖線で示す）。
【００３２】
なお、一対のエアシリンダ１９が本発明における「カバー駆動機構」に相当する。
【００３３】
内槽１１の一方側（図２、図３の左側）には、電極槽５が設けられている。この電極槽５は、電解質溶液を貯留し、電解質溶液に浸漬する位置に電極２１が配置されている。また、内槽１１の他方側（図２、図３の右側）には、電極槽７が設けられている。この電極槽７も電解質溶液を貯留し、電解質溶液に浸漬する位置に電極２３が設けられている。これらの一対の電極槽５，７は、内槽１１に供給される電解質溶液と同種のものを貯留している。但し、濃度が内槽１１のものよりも低く設定されていることが好ましい。例えば、内槽１１の電解質溶液を、フッ化水素酸溶液：イソプロピルアルコール：純水＝１：１：１とした場合、電解槽５，７の電解質溶液は、内槽１１の電解質溶液を５０倍に薄めたものとすることが好ましい。
【００３４】
電極２１は、例えば、図示しない電源の負極が接続され、電極２３は、図示しない電源の正極が接続されているものとする。また、電極２１，２３は、図示省略しているが、例えば、図示しない電源に接続される金属と、電解質溶液に触れる側にシリコン基板とを備えた二重構造であることが好ましい。金属としては、電解質溶液に耐性を有するものであれば何でもよいが、例えば、白金、パラジウム、金、銀、銅が挙げられる。電解質溶液として例示したものには、フッ化水素酸が含まれており、たとえ、ある程度の耐性を有しても金属成分が溶出する。しかし、電解質溶液側にシリコン基板を備えているので、処理対象の基板が異種の金属によって汚染されるのを防止できる。
【００３５】
電極槽５の内槽１１側にある隔壁２５は、円形状の開口部２７を有する。この開口部２７には、イオン交換膜２９が取り付けられている。電極槽７の内槽１１側にある隔壁３１は、同様に開口部３３を備え、イオン交換膜３５が取り付けられている。イオン交換膜２９，３５としては、例えば、デュポン社のナフィオン（登録商標）が挙げられる。なお、好ましくは、イオン交換膜２９，３５を、複数個の穴を有するパンチングプレートで挟持して用いる。これにより浸透圧によりイオン交換膜２９，３５が膨張し、イオン交換作用の変動に起因する濃度変動を防止することができ、その結果、処理ムラを抑制することができる。
【００３６】
ここで、さらに図４〜図７を参照する。なお、図４は、基板ホルダーを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。図５は、第１支持ユニットの正面図である。図６は、第１支持ユニットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図７は、第２支持ユニットを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左第２支持ユニット、（ｂ）は右第２支持ユニットである。
【００３７】
貯留槽９内の内槽１１には、基板ホルダー４１が配置されている。この基板ホルダー４１は、ホルダー基部４３と、ホルダー端部４５，４７とを備えている。ホルダー基部４３は、複数枚の基板を収容する空間を備えている。ホルダー端部４５，４７は、貫通口４９，５１が形成されている。ホルダー端部４５，４７は、円筒状の外観を呈し、円筒状の外周部にＯリング５３，５５が取り付けられている。これらのＯリング５３，５５は、図示しない取付部材により、隔壁２５，３１に対して液密に基板ホルダー４１を取り付けるために設けられている。
【００３８】
ホルダー基部４３は、図５，図６に示す第１支持ユニット５７を備えている（図４では不図示）。第１支持ユニット５７は、図５に示すように、正面から見て、基板Ｗの直径より短い弦を有する円弧状を呈する。第１支持ユニット５７は、第１支持部５９を複数個備えている。例えば、一度に処理する基板Ｗの枚数が２５枚であれば、第１支持ユニット５７は、２５個の第１支持部５９を基板Ｗの整列方向に備える。第１支持ユニット５７は、基板Ｗの直径より短い弦を有する円弧状であるので、図５に示すリフタＬＦにより、基板Ｗの最大直径部分より下の部分を係止することができる。したがって、搬送時に基板Ｗに対してストレスを与えにくく、基板Ｗの破損等を防止できる。
【００３９】
第１支持部５９は、基板Ｗの周面のうち下部のみを当接して液密に支持する。第１支持部５９は、上面に凹部６１が形成されている。凹部６１は、基板Ｗの厚さよりも若干幅が広く設定されている。凹部６１を挟んで対向する位置には、ガイドピン６３が取り付けられている。ガイドピン６３は、図５に示すように、基板Ｗの面方向から見て、中央付近と左右の三カ所に設けられている。各ガイドピン６３は、各中心軸が基板Ｗの中心に向けられている。ガイドピン６３は、基部６５と、案内部６７とを備えている。また、第１支持部５９の表面には、弾性部材６９が貼り付けられている。ガイドピン６３の基部６５は、弾性部材６９の表面から突出しており、その上部に案内部６７が形成されている。案内部６７は、凹部６１側に傾斜面７１を備え、基部６５から凹部６１側に突出している。弾性部材６９は、電解質溶液に対して耐性を有する部材で構成され、例えば、四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。
【００４０】
第１支持部５９は、基板Ｗの配列方向に隣接して設けられ、隣接する第１支持部５９のガイドピン６３は、互い違いの位置（千鳥）となるように取り付けられている。これにより、基板Ｗの整列方向における第１支持ユニット５７の長さを短縮することができ、装置のコンパクト化を図ることができる。第１支持ユニット５７、第２支持ユニット７３、ガイドピン６３は、電解質溶液に耐性を有する合成樹脂であり、例えば、塩化ビニル樹脂（polyvinyl chloride、PVC）が挙げられる。
【００４１】
基板ホルダー４１は、その上部に、図７に示す第２支持ユニット７３を備えている。第２支持ユニット７３は、左第２支持ユニット７５と、右第２支持ユニット７７とを備えている。左第２支持ユニット７５と、右第２支持ユニット７７は、正面から見てＣの字状と、逆Ｃの字状を呈する。第２支持ユニット７３は、第１支持ユニット５７により液密に支持された基板Ｗの外周面のうちの残りの外周面を液密に当接支持する。左第２支持ユニット７５は、一枚の基板Ｗを支持する左第２支持部７９を基板Ｗの整列方向に複数個隣接して備えている。また、右第２支持ユニット７７は、一枚の基板Ｗを支持する右第２支持部８１を基板Ｗの整列方向に複数個隣接して備えている。各左第２支持部７９が隣接する境界であって内面上部には、排気通路８３が形成されている。排気通路８３は、基板Ｗの周面に沿って二カ所に形成されている。排気通路８３の上部開口は、貯留槽９に貯留されている電解質溶液の液面（図１の符号ＳＬ）から上方に位置する。また、各右第２支持部８１が隣接する境界には、各左第２支持部７９と同様に、排気通路８５が内面の二カ所に形成されている。また、左第２支持ユニット７５は、内面に弾性部材８７が貼り付けられ、右第２支持ユニット７７は、同様に弾性部材８９が貼り付けられている。但し、弾性部材８７，８９は、排気通路８３，８５を塞がないようにしてある。
【００４２】
上述した弾性部材８７，８９は、電解質溶液に対して耐性を有する部材である。例えば、四フッ化エチレン樹脂が挙げられるが、第１支持ユニット５７の弾性部材６９よりも柔らかいことが好ましい。換言すると、第１支持ユニット５７の弾性部材６９は、弾性部材８７，８９よりも固いことが好ましい。
【００４３】
第２支持ユニット７３は、図１に示すように開閉可能に構成され、第１支持ユニット５７に対して着脱される。具体的には、左第２支持ユニット７５は、基台部９１と、支点９３と、揺動アーム９５と、連結部９７とを備えている。基台部９１は、第１支持ユニット５７を挟んで、内槽１１の底部に固定されて取り付けられている。支点９３は、揺動アーム９５の一方側が基台部９１に取り付けられた部分に設けられている。揺動アーム９５の他方側は、左第２支持ユニット７５の外周部に固定されている。また、右第２支持ユニット７７は、左第２支持ユニット７５と同様に、基台部９９と、支点１０１と、揺動アーム１０３と、連結部１０５とを備えている。
【００４４】
連結部９７は、懸垂部材１０７と、摺動ピン１０９と、固定部材１１１とを備えている。懸垂部材１０７は、カバー１５の下面に懸垂姿勢で取り付けられている。この懸垂部材１０７には、図１において紙面方向に貫通した長穴１１３が形成されている。固定部材１１１は、左第２支持ユニット７５の上部外周面に固定され、長穴１１３に挿通された摺動ピン１０９を備えている。摺動ピン１０９は、長穴１１３内にて移動自在である。なお、符号を省略してあるが、連結部１０５も連結部９７と同様の構成である。したがって、一対のエアシリンダ１９が作動されて一対のカバー１５が開放されると、図１における二点鎖線で示すように、支点９３，１０１廻りに左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とが離反し、第１支持ユニット５７を残して、基板ホルダー４１の上部及び両側面部が開放される。また、一対のエアシリンダ１９が作動されて一対のカバー１５が閉止されると、支点９３，１０１廻りに左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とが接近し、基板ホルダー４１の上部及び両側面部が閉止され、内槽１１の電解質溶液に対して基板ホルダー４１内に基板Ｗが密閉状態とされる。なお、このとき、左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とによる力は、図１の二点鎖線矢印で示すように、基板の中心に向かう。
【００４５】
このように、第２支持ユニット７３の開閉を、一対のカバー１５を駆動する一対のエアシリンダ１９で兼用して駆動しているので、駆動に係る構成を簡易化することができ、基板Ｗの搬送時における各部の制御を容易にすることができる。なお、一対のエアシリンダ１９が本発明における「駆動機構」に相当する。
【００４６】
ここで図８を参照する。なお、図８は、第１支持ユニットと第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【００４７】
第１支持ユニット５７の側面部１１５には、緩衝部材１１７が取り付けられている。緩衝部材１１７は、例えば、電解質溶液に対して耐性を備えたスポンジ材が挙げられる。この緩衝部材１１７は、第１支持ユニット５７に対して、第２支持ユニット７３が当接される際の衝撃を弱めるとともに、接合部における液密度合いを維持する。また、第１支持ユニット５７の弾性部材６９は、端部が緩衝部材１１７よりも長く延出されている。したがって、図８（ａ）に示すように第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３が離反した状態から、図８（ｂ）に示す連結状態とされた際に、接合部における液密度合いを維持することができる。
【００４８】
ここで、図９を参照する。なお、図９は、左第２支持ユニットと右第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【００４９】
左第２支持ユニット７５は、スライド部材１１９を備えている。このスライド部材１１９は、弾性部材８７の外面に当接し、左第２支持ユニット７５の上部右側面部に、左第２支持ユニット７５が閉止された状態における高さ方向（基板Ｗの中心方向）に摺動自在に取り付けられている。スライド部材１１９は、右第２支持ユニット７７側に傾斜した傾斜面１２１を備えている。右第２支持ユニット７７は、押圧部材１２３を備えている。この押圧部材１２３は、右第２支持ユニット７７の上部左側面部に固定して取り付けられている。押圧部材１２３には、押圧部材１２３の傾斜面１２１よりも傾斜角度が緩やかな傾斜面１２５が形成されている。上記のスライド部材１１９と押圧部材１２３とがノッチ押圧機構１２７を構成している。したがって、図９（ａ）に示す左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７が離反した状態から、図９（ｂ）に示す連結状態とされた際に、押圧部材１２３がスライド部材１１９を基板Ｗの中心方向に移動するので、左第２支持ユニット７５の弾性部材８７が基板ＷのノッチＮに向けて移動される。その結果、基板ＷのノッチＮが弾性部材８７により覆われ、基板Ｗの両面にある電解質溶液がノッチＮを通って流通するのを防止できる。よって、電解質溶液の濃度変動を抑制して、処理の均一性を向上させることができる。
【００５０】
なお、ノッチ押圧機構１２７は、左第２支持ユニット７５に押圧部材１２３を備え、右第２支持ユニット７７にスライド部材１１９を備える構成としてもよい。
【００５１】
ここで、図１０を参照する。なお、図１０は、第１支持ユニットへ基板を載置した際の状態を示す模式図であり、（ａ）は基板を載置した状態、（ｂ）は第２支持ユニットにより基板を押圧した状態を示す。
【００５２】
第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７から離反した状態で、図示しないリフタにより基板Ｗが第１支持ユニット５７に載置されると、図１０（ａ）のように、ガイドピン６３で基板Ｗの下面が案内されて、凹部６１の上部に位置される。そして、上記のように第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７に連結されると、基板Ｗの上部左右から基板Ｗが押圧される。すると、図１０（ｂ）に示すように、弾性部材６９が基板Ｗの下面で押圧され、凹部６１側に入り込む。第１支持ユニット５７の弾性部材６９は、第２支持ユニット７３の弾性部材８７，８９よりも固く設定されており、これにより第２支持ユニット７３で基板Ｗを支持して押圧した際に、基板Ｗの位置が第１支持ユニット５７側に移動し過ぎないようにできる。したがって、基板Ｗの周面の下部とともに、残りの周面を含めた全周面についてほぼ均等、かつ電解質液に対して液密に支持できる。
【００５３】
また、凹部６１にまで基板Ｗの周面が入り込むので、基板Ｗの周面を含む基板Ｗの表裏面の一部を支持することができ、隣接する基板Ｗの間の電解質溶液が流通することがない。その結果、基板Ｗに作用する電解質溶液の濃度が安定して処理を安定的に行うことができる。
【００５４】
また、図１１に示すように、ガイドピン６３の基部６５と基板Ｗの面との間には、空間ｓｐが生じる。この空間ｓｐは、基部６５と基板Ｗの面との間に電解質溶液が滞留するのを許容する。したがって、電解陽極処理を行う際に化成反応が生じにくい部分を極力小さくすることができる。
【００５５】
上述したように構成された陽極化成装置は、まず貯留槽９に所定濃度の電解質溶液を供給し、一対の電極槽５，７に所定濃度の電解質溶液を供給しておく。次に、一対のエアシリンダ１９の作動させて一対のカバー１５を開放させる（図１の二点鎖線を参照）。このとき連動して左第２支持ユニット７５及び右第２支持ユニット７７が離反し、貯留槽９の電解質溶液が基板ホルダー４１内に流入する。次に、複数枚の基板Ｗをリフタで搬送し、第１支持ユニット５７に複数枚の基板Ｗを載置する（図１０（ａ）参照）。次に、一対のエアシリンダ１９を作動させて、一対のカバー１５を閉止させる（図１の実線を参照）。このとき、連動して左第２支持ユニット７５及び右第２支持ユニット７７が第１支持ユニット５７に連結するとともに（図８（ａ）、（ｂ）参照）、ノッチ押圧機構１２７が作動する（図９（ａ）、（ｂ）参照）。これにより、複数枚の基板ＷがノッチＮを含む全周面をシールされた状態とされ、貯留槽９の電解質溶液に対して液密な状態で基板ホルダー４１に収容される。この状態で、電極２１及び電極２３に通電すると、化成反応が生じて複数枚の基板Ｗがポーラス化（多孔質化）される。陽極化成反応によりガスが発生するが、第２支持ユニット７３は、排気通路８３，８５を備えているので、ここから気泡が基板ホルダー４１外部に排出される。したがって、気泡に起因して処理ムラが生じるのを防止することができる。
【００５６】
所定時間の化成反応処理が終了すると、電極２１及び電極２３への通電を停止するとともに、一対のエアシリンダ１９を作動させて一対のカバー１５を開放させる。すると、これに連動して左第２支持ユニット７５及び右第２支持ユニット７７が離反し、貯留槽９の電解質溶液が基板ホルダー４１内に流入する。これにより次の複数枚の基板Ｗが処理される際の電解質溶液がリフレッシュされる。次に、リフタで処理済の複数枚の基板Ｗを挟持して基板ホルダー４１の外部へ搬出する。
【００５７】
本実施例装置によると、貯留槽９内に配置されている第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とが一対のエアシリンダ１９により離反される。この状態で、複数枚の基板Ｗが第１支持ユニット５７の第１支持部５９に載置され、基板Ｗの周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。一対のエアシリンダ１９により第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７に対して連結されると、基板Ｗの周面の残り部分が左第２支持部７９及び右第２支持部８１によって電解質溶液に対して液密にされた状態で複数枚の基板Ｗが支持される。これにより基板Ｗの周面が全周にわたって電解質溶液に対して液密にされる。陽極化成反応が終了すると、一対のエアシリンダ１９により第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７から離反され、第１支持ユニット５７に支持されている複数枚の基板Ｗが搬出される。したがって、一対のエアシリンダ１９で第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とが着脱自在な基板ホルダー４１とすることにより、複数枚の基板Ｗを機械的に貯留槽に対して搬入搬出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現できる。
【００５８】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５９】
（１）上述した実施例では、第１支持部５９においてガイドピン６３を基板Ｗの表裏面に一対で備え、基板Ｗの整列方向において千鳥となる配置の第１支持ユニット５７としている。しかし、本発明の第１支持ユニット５７はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すような構成としてもよい。なお、図１２は、第１支持ユニットの変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【００６０】
この第１支持部５９Ａは、凹部６１の両側にガイドピン６３Ａを備えている。ガイドピン６３Ａは、基部６５Ａの上部に、凹部６１側へ張り出した案内部６７Ａを備えている。この案内部６７Ａは、案内面７１Ａを基板Ｗの整列方向の両側に備えている。また、ガイドピン６３Ａは、千鳥配置ではなく、基板Ｗの整列方向に直線状に配置されている。ガイドピン６３Ａが両側に案内面７１Ａを備えているので、隣接する第１支持部５９Ａでガイドピン６３Ａを兼用することができ、第１支持ユニット５７Ａの基板Ｗの整列方向における長さを短くすることができ、装置のコンパクト化に貢献できる。
【００６１】
（２）上述した実施例では、左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とが貯留槽９の底部の支点９３，１０１で回動されたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図１３に示す構成としてもよい。なお、図１３は、第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【００６２】
この変形例は、左第２支持ユニット７５Ａと右第２支持ユニット７７Ａとが上部に支点１２９を備えた第２支持ユニット７３Ａで構成されている。また、基板Ｗの搬入出時において、第２支持ユニット７３Ａを待避させる機構が必要となるが、貯留槽９内に機構が不要となって、貯留槽９の構成を簡易化できる。
【００６３】
（３）上述した実施例では、第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３を備え、さらに第２支持ユニット７３を左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とで構成した。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、図１４に示すような構成を採用してもよい。なお、図１４は、第１支持ユニット及び第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【００６４】
この第１支持ユニット５７Ｂと第２支持ユニット７３Ｂは、第２支持ユニット７３Ｂが分割されていない。また、第１支持ユニット５７Ｂと第２支持ユニット７３Ｂは、基板Ｗの最大径付近にて上下に分割されている。第１支持ユニット５７Ｂと第２支持ユニット７３Ｂは、支点１３１で第１支持ユニット５７Ｂに対して第２支持ユニット７３Ｂが回動可能に構成されている。このように構成することにより、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。また、装置の構成の簡易化を図ることもできる。
【００６５】
（４）上述した実施例では、円形状の基板Ｗを対象にして説明したが、本発明は円形状の基板Ｗ以外の、例えば、角形の基板Ｗを処理することもできる。そのためには、例えば、図１５のように構成すればよい。なお、図１５は、第１支持ユニット及び第２支持ユニットの他の変形例を示す図である。
【００６６】
この変形例では、対向する角部を上下方向（水平方向）に向けた姿勢で角形の基板Ｗを処理する。この場合には、第１支持ユニット５７ＣをＶの字状に構成する。さらに、第２支持ユニット７３Ｃを左第２支持ユニット７５Ｃと右第２支持ユニット７７Ｃの二分割とする。このような構成とすることで、上述した実施例と同様の構成により角形の基板Ｗを処理することができる。
【００６７】
なお、角形の基板Ｗであっても、上記（２）、（３）のような構成を併せて採用してもよい。
【００６８】
（５）上述した実施例では、ノッチ押圧機構１２７を備えているが、本発明はノッチ押圧機構１２７を必ずしも必要としない。
【００６９】
（６）上述した実施例では、排気通路８３，８５を備えているが、処理により発生した気泡の影響が小さい場合や無視できる場合には、排気通路８３，８５を備える必要はない。
【００７０】
（７）上述した実施例では、一対のカバー１５を開閉駆動する一対のエアシリンダ１９により第２支持ユニット７３を駆動したが、第２支持ユニット７３に専用の駆動機構を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
Ｗ … 基板
１ … 外容器
３ … 内容器
５，７ … 電極槽
９ … 貯留槽
１１ … 内槽
１３ … 外槽
１５ … カバー
１７ … 支持アーム
１９ … エアシリンダ
２１，２３ … 電極
２５，３１ … 隔壁
２９，３５ … イオン交換膜
４１ … 基板ホルダー
５７ … 第１支持ユニット
５９ … 第１支持部
６１ … 凹部
６３ … ガイドピン
６５ … 基部
６７ … 案内部
７３ … 第２支持ユニット
７５ … 左第２支持ユニット
７７ … 右第２支持ユニット
７９ … 左第２支持部
８１ … 右第２支持部
８３，８５ … 排気通路
９３，１０１ … 支点
１１９ … スライド部材
１２３ … 押圧部材
１２７ … ノッチ押圧機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬデバイス用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板、Micro-electro-mechanical system(MEMS)用基板などの各種基板に対して、電解エッチング処理を行う陽極化成装置に係り、特に、複数枚の基板を同時に高スループットで処理するバッチ処理の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置（第１の装置）として、フッ素樹脂化成槽（２）と、一対の白金電極（３ａ、３ｂ）と、基板（１）を保持する基板支持具（４）とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
フッ素樹脂化成槽（２）は、電解液（６ａ、６ｂ）を貯留する。一対の白金電極（３ａ、３ｂ）は、フッ素樹脂化成槽（２）内で離間された状態で配置される。基板支持治具（４）は、基板（１）の外形寸法と同様の開口を有し、切り欠き部を拡げて基板（１）を基板支持治具（４）に挿入し、シール材（５ａ）を介して一枚の基板（１）を電解液（６ａ、６ｂ）に対して液密に保持する。基板支持治具（４）を基板（１）とともにフッ素樹脂化成槽（２）内の電解液（６ａ、６ｂ）に浸漬させ、一対の白金電極（３ａ、３ｂ）に対して通電することで、化成反応が始まり、開口を通して基板（１）に対して多孔質化処理が行われる。
【０００４】
また、この種の他の装置（第２の装置）として、電解溶液槽（１１）と、一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）と、基板（Ｓ）を保持する基板保持部材（１５）とを備えたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
電解溶液槽（１１）は、電解液を貯留する。一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）は、電解溶液槽（１１）の対向する内壁に取り付けられている。基板保持部材（１５）は、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）とを備え、これらで基板（Ｓ）を挟持する。第１のカセット（２１）は、基板（Ｓ）の直径とほぼ等しい開口部（２１Ａ）を備え、第２のカセット（２２）は、同様の開口部（２２Ａ）を備えている。基板保持部材（１５）は、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）で基板（Ｓ）を挟み込み、基板（Ｓ）の周縁部を押圧して基板（Ｓ）を係止する。基板保持部材（１５）を電解溶液槽（１１）のガイド溝（１６）に挿入し、一対の電極（１４Ａ、１４Ｂ）に通電することにより、化成反応が生じ、開口部（２１Ａ、２２Ａ）を通して基板（Ｓ）に対して多孔質処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９８５５６号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開２００３−４５８６９号公報（図１，図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の第１の装置において、基板支持治具（４）に基板（１）を支持させるには、基板支持治具（４）の切り欠き部を拡げてから基板（１）を開口に挿入する必要がある。したがって、機械的な機構により基板（１）を基板支持治具（４）に自動で支持させることが困難であり、さらに、複数枚の基板（１）を同時に処理するバッチ処理に適用する場合、自動化して好適に処理することはより困難となる。
【０００８】
また、従来の第２の装置は、基板保持部材（１５）に基板（Ｓ）を保持させるには、第１のカセット（２１）と第２のカセット（２２）で基板（Ｓ）を挟持する必要がある。したがって、第１の装置と同様に、自動化できないという問題がある。また、二枚の基板（Ｓ）を処理する実施例が開示されてはいるものの、基板保持部材（１５）がかなりの厚みを有する構造であるので、より多くの基板（Ｓ）を処理するバッチ処理には不適であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板を保持する機構を工夫することにより、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、電解質溶液に基板を浸漬させて陽極化成反応を行う陽極化成装置において、電解質溶液を貯留する貯留槽と、基板の周面のうち下部のみを当接して液密に支持する第１支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有する第１支持ユニット、及び前記第１支持部で支持される基板の周面の残り部分を当接して液密に支持する第２支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有し、前記第１支持ユニットに対して着脱自在に構成されている第２支持ユニットを備えた、前記貯留槽内に配置されている基板ホルダーと、前記基板ホルダーに複数枚の基板を載置する際、及び前記基板ホルダーに載置されている複数枚の基板を搬出する際には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを離反させ、前記基板ホルダーに複数枚の基板が載置された後には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを連結させる駆動機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、貯留槽内に配置されている基板ホルダーの第１支持ユニットと第２支持ユニットとが駆動機構により離反される。この状態で、複数枚の基板が第１支持ユニットの第１支持部に載置され、基板の周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットに対して連結されると、基板の周面の残り部分が第２支持部によって電解質溶液に対して液密にされた状態で複数枚の基板が支持される。これにより基板の周面が全周にわたって電解質溶液に対して液密にされる。陽極化成反応が終了すると、駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットから離反され、第１支持ユニットに支持されている複数枚の基板が搬出される。したがって、基板ホルダーの第１支持ユニットと第２支持ユニットとが、駆動機構により、着脱自在な構成とされることによって、複数枚の基板を機械的に貯留槽に対して搬入搬出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記基板ホルダーは、前記第１支持ユニットと前記第２支持ユニットとが連結された際に外観が筒状を呈し、基板の整列方向に相当する一端側と他端側とにイオンの流通を許容するとともに、内部の電解質溶液と前記貯留槽中の電解質溶液との流通を遮断するイオン交換膜を備えていることが好ましい（請求項２）。基板ホルダーの第１支持ユニットと第２支持ユニットが連結された際に貯留槽の電解質溶液と、基板ホルダー中の電解質溶液とが遮断されているので、陽極化成反応中における基板の周囲濃度を一定にすることができる。したがって、同時に処理されている複数の基板において陽極化成反応を均一化することができる。また、複数枚の基板を入れ替える際には、第１支持ユニットと第２支持ユニットとが離反されるので、基板ホルダー内の電解質溶液と貯留槽内の電解質溶液とが入れ替わり、異なるロット間において電解質溶液の濃度を同じにすることができる。したがって、ロット間における処理の均一化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記第２支持ユニットは、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの左側を支持する左第２支持部を備えた左第２支持ユニットと、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの右側を支持する右第２支持部を備えた右第２支持ユニットとを備えていることが好ましい（請求項３）。第２支持ユニットが左第２支持ユニットと右第２支持ユニットに分割されているので、これらが第１支持ユニットから離反した際に、第１支持ユニットに支持されている複数枚の上方を容易に開放にすることができる。したがって、基板ホルダーに対して複数枚の基板の受け渡しを行う搬送機構の進退を容易に行うことができる。
【００１４】
また、本発明において、前記第１支持部は、基板の下部のうち、直径よりも短い弦に相当する周面を支持することが好ましい（請求項４）。基板ホルダーとの間で受け渡しを行う搬送機構が、基板の最大径部分よりも下部を保持することができるので、基板に対してストレスを加えることなく基板を確実に保持することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記左第２支持ユニット及び前記右第２支持ユニットは、前記貯留槽の底部かつ、前記第１支持ユニットを挟んだ位置にそれぞれ支点を備えるとともに、前記第１支持ユニットから離反する際に、互いに離反する方向に回動することが好ましい（請求項５）。左第２支持ユニット及び右第２支持ユニットがそれぞれの支点で回動して第１支持ユニットに連結すると、基板の周面から基板の中心に向けて力を加えることになり、基板に余分なストレスを与えることなく基板の周面を液密に支持することができる。また、離反すると、左第２支持ユニット及び右第２支持ユニットが内面を上方に向ける姿勢となるので、化成反応で生じた気泡を離脱させることができ、後続するロットの処理に気泡による処理ムラが生じるのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記貯留槽の上部開口を開閉する一対のカバーを備え、前記駆動機構は、前記一対のカバーを開閉駆動するカバー駆動機構と兼用されていることが好ましい（請求項６）。一対のカバーを駆動するカバー駆動機構と駆動機構とを兼用するので、構成を簡易化することができ、基板の搬送時における各部の制御を容易にすることができる。また、カバー駆動機構によってカバーが閉められた時は、基板ホルダーによって基板の全周面をさらに確実に液密に支持でき、カバーが開かれた時は、基板ホルダーの上部が開くので、基板の均一な処理を維持しつつ、処理槽に対する基板の搬入、搬出時間を短縮することができる。
【００１７】
また、本発明において、前記第２支持部は、内面から外面に連通し、上部開口部が前記貯留槽の液面より上に位置する排気通路を備えていることが好ましい（請求項７）。陽極化成反応により気体が発生し、基板ホルダー内に気泡として滞留すると、反応ムラが生じる恐れがある。しかし、排気通路を設けているので、発生した気体が基板ホルダー内に滞留せず、外部に排出される。したがって、気泡に起因する処理ムラを防止することができる。
【００１８】
また、本発明において、前記第１支持部は、内面に弾性部材を備え、基板の下面が載置される位置には凹部が形成されていることが好ましい（請求項８）。第１支持部に基板が載置され、第２支持部で基板の上部周面が支持されると、基板の下部の周面が弾性部材を押圧するとともに、凹部にまで入り込む。したがって、基板の周面を含む基板の表裏面の一部を支持することができ、隣接する基板間の電解質溶液が流通することがない。その結果、基板に作用する電解質溶液の濃度が安定して処理を安定的に行うことができる。
【００１９】
また、本発明において、前記第１支持部は、前記凹部を挟む位置に、基板が載置される際の案内を行うとともに、基板の倒れを防止するガイドピンを備えていることが好ましい（請求項９）。第１支持部に基板が載置される際に、所定の位置に確実に案内させることができるとともに、基板を載置しただけの状態で基板が倒れるのを防止することができる。
【００２０】
また、本発明において、前記ガイドピンは、前記弾性部材から突出して設けられた基部と、前記基部の上部に形成され、前記基部よりも基板側へ突出して形成されている案内部とを備えていることが好ましい（請求項１０）。案内部で基板の案内と位置の安定化を図るとともに、基部と基板面との間に電解質溶液が滞留するのを許容する。したがって、案内部周辺において化成反応が生じない部分を少なくすることができる。
【００２１】
また、本発明において、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとの接合部は、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットの内面に設けられた弾性部材を介して基板のノッチを押圧するノッチ押圧機構を備えていることが好ましい（請求項１１）。ノッチ押圧機構により弾性部材が基板のノッチに押圧されるので、ノッチ部分を通して基板の表裏面側の電解質溶液が流通し、濃度変動が生じるのを防止できる。
【００２２】
また、本発明において、前記ノッチ押圧機構は、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの一方に配置され、基板の中心に向かって摺動可能なスライド部材と、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの他方に配置され、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとが接合する際に、前記スライド部材を押圧する押圧部材と、を備えていることが好ましい（請求項１２）。左第２支持ユニットと右第２支持ユニットとが接合する際に、スライド部材が押圧部材によって押圧されることにより、基板のノッチが弾性部材で押圧される。したがって、左第２支持ユニットと右第２支持ユニットとを接合する動作に連動してノッチ押圧機構が作動するので、特別な制御を行う必要がない。
【００２３】
また、本発明において、前記第１支持部の内面に備えられた弾性部材は、前記第２支持部の内面に備えられた弾性部材より固いことが好ましい（請求項１３）。第２支持部で基板を支持した際に、基板の位置が第１支持部側に移動し過ぎないようにできる。したがって、基板の周面の下部とともに残りの周面をほぼ均等に支持できる。
【００２４】
また、本発明において、前記左第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部、及び前記右第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部は、発泡材を備えていることが好ましい（請求項１４）。連結時における衝撃を和らげるとともに、接合部における密閉度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る陽極化成装置によれば、貯留槽内に配置されている第１支持ユニットと第２支持ユニットとが駆動機構により離反される。この状態で、複数枚の基板が第１支持ユニットの第１支持部に載置され、基板の周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットに対して連結されると、基板の周面の残り部分が第２支持部によって電解質溶液に対して液密にされた状態で複数枚の基板が支持される。これにより基板の周面が全周にわたって電解質溶液に対して強固に液密にされる。陽極化成反応が終了すると、駆動機構により第２支持ユニットが第１支持ユニットから離反され、第１支持ユニットに支持されている複数枚の基板が貯留槽から搬出される。したがって、駆動機構で第１支持ユニットと第２支持ユニットとが着脱自在な基板ホルダーとすることにより、貯留槽に対して複数枚の基板を機械的に搬入搬出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例に係る陽極化成装置の概略構成を正面から見た縦断面図である。
【図２】実施例に係る陽極化成装置の概略構成を側面から見た縦断面図である。
【図３】実施例に係る陽極化成装置の概略構成の平面図である。
【図４】基板ホルダーを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】第１支持ユニットの正面図である。
【図６】第１支持ユニットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】第２支持ユニットを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左第２支持ユニット、（ｂ）は右第２支持ユニットである。
【図８】第１支持ユニットと第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【図９】左第２支持ユニットと右第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【図１０】第１支持ユニットへ基板を載置した際の状態を示す模式図であり、（ａ）は基板を載置した状態、（ｂ）は第２支持ユニットにより基板を押圧した状態を示す。
【図１１】化成反応時の状態を示す模式図である。
【図１２】第１支持ユニットの変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図１３】第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【図１４】第１支持ユニット及び第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【図１５】第１支持ユニット及び第２支持ユニットの他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を正面から見た縦断面図であり、図２は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成を側面から見た縦断面図であり、図３は、実施例に係る陽極化成装置の概略構成の平面図である。
【００２８】
実施例に係る陽極化成装置は、複数枚の基板に対して同時に陽極化成反応を生じさせて、例えば、シリコン基板に対して多孔質化の処理を行う機能を備えている。この陽極化成装置は、外容器１と、内容器３とを備えている。内容器３は、外容器１の内部に収容されている。なお、図１は、図示の関係上、外容器１及び内容器３を図示省略している。
【００２９】
内容器３は、一対の電極槽５，７と、一つの貯留槽９とを備えている。貯留槽９は、電解質溶液を貯留する。貯留槽９は、内槽１１と外槽１３とを有する。電解質溶液としては、例えば、フッ化水素酸の混合液が挙げられる。電解質溶液は、図示しない秤量槽から内槽１１の底部に供給され、余剰分が外槽１３に溢れて回収される。
【００３０】
貯留槽９は、その上部開口を開閉する一対のカバー１５を備えている。一対のカバー１５は、平面視で長方形状を呈する（図３に二点鎖線で示す）。それぞれのカバー１５は、貯留槽９の長辺側に沿って、支持アーム１７に取り付けられている。支持アーム１７は、その先端側がカバー１５に取り付けられ、基端部側が外容器１から延出されている。
【００３１】
外容器１の一方の側面側（図３の左側面）には、一対のエアシリンダ１９が取り付けられている。これらの一対のエアシリンダ１９は、水平姿勢で外容器１に取り付けられ、作動片が進退する側を互いに対向された状態とされている。また、一対のエアシリンダ１９は、図２に示すように、高さ方向にて段違いとなる位置に取り付けられている。一対のエアシリンダ１９は、それぞれの作動片が各支持アーム１７の基端部側に連結されている。一対のエアシリンダ１９が作動され、作動片が進出されると、支持アーム１７に連動して一対のカバー１５が互いに接近し、一対のカバー１５が内槽１１の上方中央を覆う（図１において実線で示す）。また、一対のエアシリンダ１９が非作動とされ、作動片が退出されると、支持アーム１７に連動して一対のカバー１５が互いに離反し、一対のカバー１５が内槽１１の上方から外槽１３の上方へ移動する（図１及び図３において二点鎖線で示す）。
【００３２】
なお、一対のエアシリンダ１９が本発明における「カバー駆動機構」に相当する。
【００３３】
内槽１１の一方側（図２、図３の左側）には、電極槽５が設けられている。この電極槽５は、電解質溶液を貯留し、電解質溶液に浸漬する位置に電極２１が配置されている。また、内槽１１の他方側（図２、図３の右側）には、電極槽７が設けられている。この電極槽７も電解質溶液を貯留し、電解質溶液に浸漬する位置に電極２３が設けられている。これらの一対の電極槽５，７は、内槽１１に供給される電解質溶液と同種のものを貯留している。但し、濃度が内槽１１のものよりも低く設定されていることが好ましい。例えば、内槽１１の電解質溶液を、フッ化水素酸溶液：イソプロピルアルコール：純水＝１：１：１とした場合、電解槽５，７の電解質溶液は、内槽１１の電解質溶液を５０倍に薄めたものとすることが好ましい。
【００３４】
電極２１は、例えば、図示しない電源の負極が接続され、電極２３は、図示しない電源の正極が接続されているものとする。また、電極２１，２３は、図示省略しているが、例えば、図示しない電源に接続される金属と、電解質溶液に触れる側にシリコン基板とを備えた二重構造であることが好ましい。金属としては、電解質溶液に耐性を有するものであれば何でもよいが、例えば、白金、パラジウム、金、銀、銅が挙げられる。電解質溶液として例示したものには、フッ化水素酸が含まれており、たとえ、ある程度の耐性を有しても金属成分が溶出する。しかし、電解質溶液側にシリコン基板を備えているので、処理対象の基板が異種の金属によって汚染されるのを防止できる。
【００３５】
電極槽５の内槽１１側にある隔壁２５は、円形状の開口部２７を有する。この開口部２７には、イオン交換膜２９が取り付けられている。電極槽７の内槽１１側にある隔壁３１は、同様に開口部３３を備え、イオン交換膜３５が取り付けられている。イオン交換膜２９，３５としては、例えば、デュポン社のナフィオン（登録商標）が挙げられる。なお、好ましくは、イオン交換膜２９，３５を、複数個の穴を有するパンチングプレートで挟持して用いる。これにより浸透圧によりイオン交換膜２９，３５が膨張し、イオン交換作用の変動に起因する濃度変動を防止することができ、その結果、処理ムラを抑制することができる。
【００３６】
ここで、さらに図４〜図７を参照する。なお、図４は、基板ホルダーを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。図５は、第１支持ユニットの正面図である。図６は、第１支持ユニットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図７は、第２支持ユニットを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左第２支持ユニット、（ｂ）は右第２支持ユニットである。
【００３７】
貯留槽９内の内槽１１には、基板ホルダー４１が配置されている。この基板ホルダー４１は、ホルダー基部４３と、ホルダー端部４５，４７とを備えている。ホルダー基部４３は、複数枚の基板を収容する空間を備えている。ホルダー端部４５，４７は、貫通口４９，５１が形成されている。ホルダー端部４５，４７は、円筒状の外観を呈し、円筒状の外周部にＯリング５３，５５が取り付けられている。これらのＯリング５３，５５は、図示しない取付部材により、隔壁２５，３１に対して液密に基板ホルダー４１を取り付けるために設けられている。
【００３８】
ホルダー基部４３は、図５，図６に示す第１支持ユニット５７を備えている（図４では不図示）。第１支持ユニット５７は、図５に示すように、正面から見て、基板Ｗの直径より短い弦を有する円弧状を呈する。第１支持ユニット５７は、第１支持部５９を複数個備えている。例えば、一度に処理する基板Ｗの枚数が２５枚であれば、第１支持ユニット５７は、２５個の第１支持部５９を基板Ｗの整列方向に備える。第１支持ユニット５７は、基板Ｗの直径より短い弦を有する円弧状であるので、図５に示すリフタＬＦにより、基板Ｗの最大直径部分より下の部分を係止することができる。したがって、搬送時に基板Ｗに対してストレスを与えにくく、基板Ｗの破損等を防止できる。
【００３９】
第１支持部５９は、基板Ｗの周面のうち下部のみを当接して液密に支持する。第１支持部５９は、上面に凹部６１が形成されている。凹部６１は、基板Ｗの厚さよりも若干幅が広く設定されている。凹部６１を挟んで対向する位置には、ガイドピン６３が取り付けられている。ガイドピン６３は、図５に示すように、基板Ｗの面方向から見て、中央付近と左右の三カ所に設けられている。各ガイドピン６３は、各中心軸が基板Ｗの中心に向けられている。ガイドピン６３は、基部６５と、案内部６７とを備えている。また、第１支持部５９の表面には、弾性部材６９が貼り付けられている。ガイドピン６３の基部６５は、弾性部材６９の表面から突出しており、その上部に案内部６７が形成されている。案内部６７は、凹部６１側に傾斜面７１を備え、基部６５から凹部６１側に突出している。弾性部材６９は、電解質溶液に対して耐性を有する部材で構成され、例えば、四フッ化エチレン樹脂が挙げられる。
【００４０】
第１支持部５９は、基板Ｗの配列方向に隣接して設けられ、隣接する第１支持部５９のガイドピン６３は、互い違いの位置（千鳥）となるように取り付けられている。これにより、基板Ｗの整列方向における第１支持ユニット５７の長さを短縮することができ、装置のコンパクト化を図ることができる。第１支持ユニット５７、第２支持ユニット７３、ガイドピン６３は、電解質溶液に耐性を有する合成樹脂であり、例えば、塩化ビニル樹脂（polyvinyl chloride、PVC）が挙げられる。
【００４１】
基板ホルダー４１は、その上部に、図７に示す第２支持ユニット７３を備えている。第２支持ユニット７３は、左第２支持ユニット７５と、右第２支持ユニット７７とを備えている。左第２支持ユニット７５と、右第２支持ユニット７７は、正面から見てＣの字状と、逆Ｃの字状を呈する。第２支持ユニット７３は、第１支持ユニット５７により液密に支持された基板Ｗの外周面のうちの残りの外周面を液密に当接支持する。左第２支持ユニット７５は、一枚の基板Ｗを支持する左第２支持部７９を基板Ｗの整列方向に複数個隣接して備えている。また、右第２支持ユニット７７は、一枚の基板Ｗを支持する右第２支持部８１を基板Ｗの整列方向に複数個隣接して備えている。各左第２支持部７９が隣接する境界であって内面上部には、排気通路８３が形成されている。排気通路８３は、基板Ｗの周面に沿って二カ所に形成されている。排気通路８３の上部開口は、貯留槽９に貯留されている電解質溶液の液面（図１の符号ＳＬ）から上方に位置する。また、各右第２支持部８１が隣接する境界には、各左第２支持部７９と同様に、排気通路８５が内面の二カ所に形成されている。また、左第２支持ユニット７５は、内面に弾性部材８７が貼り付けられ、右第２支持ユニット７７は、同様に弾性部材８９が貼り付けられている。但し、弾性部材８７，８９は、排気通路８３，８５を塞がないようにしてある。
【００４２】
上述した弾性部材８７，８９は、電解質溶液に対して耐性を有する部材である。例えば、四フッ化エチレン樹脂が挙げられるが、第１支持ユニット５７の弾性部材６９よりも柔らかいことが好ましい。換言すると、第１支持ユニット５７の弾性部材６９は、弾性部材８７，８９よりも固いことが好ましい。
【００４３】
第２支持ユニット７３は、図１に示すように開閉可能に構成され、第１支持ユニット５７に対して着脱される。具体的には、左第２支持ユニット７５は、基台部９１と、支点９３と、揺動アーム９５と、連結部９７とを備えている。基台部９１は、第１支持ユニット５７を挟んで、内槽１１の底部に固定されて取り付けられている。支点９３は、揺動アーム９５の一方側が基台部９１に取り付けられた部分に設けられている。揺動アーム９５の他方側は、左第２支持ユニット７５の外周部に固定されている。また、右第２支持ユニット７７は、左第２支持ユニット７５と同様に、基台部９９と、支点１０１と、揺動アーム１０３と、連結部１０５とを備えている。
【００４４】
連結部９７は、懸垂部材１０７と、摺動ピン１０９と、固定部材１１１とを備えている。懸垂部材１０７は、カバー１５の下面に懸垂姿勢で取り付けられている。この懸垂部材１０７には、図１において紙面方向に貫通した長穴１１３が形成されている。固定部材１１１は、左第２支持ユニット７５の上部外周面に固定され、長穴１１３に挿通された摺動ピン１０９を備えている。摺動ピン１０９は、長穴１１３内にて移動自在である。なお、符号を省略してあるが、連結部１０５も連結部９７と同様の構成である。したがって、一対のエアシリンダ１９が作動されて一対のカバー１５が開放されると、図１における二点鎖線で示すように、支点９３，１０１廻りに左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とが離反し、第１支持ユニット５７を残して、基板ホルダー４１の上部及び両側面部が開放される。また、一対のエアシリンダ１９が作動されて一対のカバー１５が閉止されると、支点９３，１０１廻りに左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とが接近し、基板ホルダー４１の上部及び両側面部が閉止され、内槽１１の電解質溶液に対して基板ホルダー４１内に基板Ｗが密閉状態とされる。なお、このとき、左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とによる力は、図１の二点鎖線矢印で示すように、基板の中心に向かう。
【００４５】
このように、第２支持ユニット７３の開閉を、一対のカバー１５を駆動する一対のエアシリンダ１９で兼用して駆動しているので、駆動に係る構成を簡易化することができ、基板Ｗの搬送時における各部の制御を容易にすることができる。なお、一対のエアシリンダ１９が本発明における「駆動機構」に相当する。
【００４６】
ここで図８を参照する。なお、図８は、第１支持ユニットと第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【００４７】
第１支持ユニット５７の側面部１１５には、緩衝部材１１７が取り付けられている。緩衝部材１１７は、例えば、電解質溶液に対して耐性を備えたスポンジ材が挙げられる。この緩衝部材１１７は、第１支持ユニット５７に対して、第２支持ユニット７３が当接される際の衝撃を弱めるとともに、接合部における液密度合いを維持する。また、第１支持ユニット５７の弾性部材６９は、端部が緩衝部材１１７よりも長く延出されている。したがって、図８（ａ）に示すように第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３が離反した状態から、図８（ｂ）に示す連結状態とされた際に、接合部における液密度合いを維持することができる。
【００４８】
ここで、図９を参照する。なお、図９は、左第２支持ユニットと右第２支持ユニットの連結時の動作を示す模式図であり、（ａ）は離反時、（ｂ）は連結時を示す。
【００４９】
左第２支持ユニット７５は、スライド部材１１９を備えている。このスライド部材１１９は、弾性部材８７の外面に当接し、左第２支持ユニット７５の上部右側面部に、左第２支持ユニット７５が閉止された状態における高さ方向（基板Ｗの中心方向）に摺動自在に取り付けられている。スライド部材１１９は、右第２支持ユニット７７側に傾斜した傾斜面１２１を備えている。右第２支持ユニット７７は、押圧部材１２３を備えている。この押圧部材１２３は、右第２支持ユニット７７の上部左側面部に固定して取り付けられている。押圧部材１２３には、押圧部材１２３の傾斜面１２１よりも傾斜角度が緩やかな傾斜面１２５が形成されている。上記のスライド部材１１９と押圧部材１２３とがノッチ押圧機構１２７を構成している。したがって、図９（ａ）に示す左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７が離反した状態から、図９（ｂ）に示す連結状態とされた際に、押圧部材１２３がスライド部材１１９を基板Ｗの中心方向に移動するので、左第２支持ユニット７５の弾性部材８７が基板ＷのノッチＮに向けて移動される。その結果、基板ＷのノッチＮが弾性部材８７により覆われ、基板Ｗの両面にある電解質溶液がノッチＮを通って流通するのを防止できる。よって、電解質溶液の濃度変動を抑制して、処理の均一性を向上させることができる。
【００５０】
なお、ノッチ押圧機構１２７は、左第２支持ユニット７５に押圧部材１２３を備え、右第２支持ユニット７７にスライド部材１１９を備える構成としてもよい。
【００５１】
ここで、図１０を参照する。なお、図１０は、第１支持ユニットへ基板を載置した際の状態を示す模式図であり、（ａ）は基板を載置した状態、（ｂ）は第２支持ユニットにより基板を押圧した状態を示す。
【００５２】
第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７から離反した状態で、図示しないリフタにより基板Ｗが第１支持ユニット５７に載置されると、図１０（ａ）のように、ガイドピン６３で基板Ｗの下面が案内されて、凹部６１の上部に位置される。そして、上記のように第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７に連結されると、基板Ｗの上部左右から基板Ｗが押圧される。すると、図１０（ｂ）に示すように、弾性部材６９が基板Ｗの下面で押圧され、凹部６１側に入り込む。第１支持ユニット５７の弾性部材６９は、第２支持ユニット７３の弾性部材８７，８９よりも固く設定されており、これにより第２支持ユニット７３で基板Ｗを支持して押圧した際に、基板Ｗの位置が第１支持ユニット５７側に移動し過ぎないようにできる。したがって、基板Ｗの周面の下部とともに、残りの周面を含めた全周面についてほぼ均等、かつ電解質液に対して液密に支持できる。
【００５３】
また、凹部６１にまで基板Ｗの周面が入り込むので、基板Ｗの周面を含む基板Ｗの表裏面の一部を支持することができ、隣接する基板Ｗの間の電解質溶液が流通することがない。その結果、基板Ｗに作用する電解質溶液の濃度が安定して処理を安定的に行うことができる。
【００５４】
また、図１１に示すように、ガイドピン６３の基部６５と基板Ｗの面との間には、空間ｓｐが生じる。この空間ｓｐは、基部６５と基板Ｗの面との間に電解質溶液が滞留するのを許容する。したがって、電解陽極処理を行う際に化成反応が生じにくい部分を極力小さくすることができる。
【００５５】
上述したように構成された陽極化成装置は、まず貯留槽９に所定濃度の電解質溶液を供給し、一対の電極槽５，７に所定濃度の電解質溶液を供給しておく。次に、一対のエアシリンダ１９の作動させて一対のカバー１５を開放させる（図１の二点鎖線を参照）。このとき連動して左第２支持ユニット７５及び右第２支持ユニット７７が離反し、貯留槽９の電解質溶液が基板ホルダー４１内に流入する。次に、複数枚の基板Ｗをリフタで搬送し、第１支持ユニット５７に複数枚の基板Ｗを載置する（図１０（ａ）参照）。次に、一対のエアシリンダ１９を作動させて、一対のカバー１５を閉止させる（図１の実線を参照）。このとき、連動して左第２支持ユニット７５及び右第２支持ユニット７７が第１支持ユニット５７に連結するとともに（図８（ａ）、（ｂ）参照）、ノッチ押圧機構１２７が作動する（図９（ａ）、（ｂ）参照）。これにより、複数枚の基板ＷがノッチＮを含む全周面をシールされた状態とされ、貯留槽９の電解質溶液に対して液密な状態で基板ホルダー４１に収容される。この状態で、電極２１及び電極２３に通電すると、化成反応が生じて複数枚の基板Ｗがポーラス化（多孔質化）される。陽極化成反応によりガスが発生するが、第２支持ユニット７３は、排気通路８３，８５を備えているので、ここから気泡が基板ホルダー４１外部に排出される。したがって、気泡に起因して処理ムラが生じるのを防止することができる。
【００５６】
所定時間の化成反応処理が終了すると、電極２１及び電極２３への通電を停止するとともに、一対のエアシリンダ１９を作動させて一対のカバー１５を開放させる。すると、これに連動して左第２支持ユニット７５及び右第２支持ユニット７７が離反し、貯留槽９の電解質溶液が基板ホルダー４１内に流入する。これにより次の複数枚の基板Ｗが処理される際の電解質溶液がリフレッシュされる。次に、リフタで処理済の複数枚の基板Ｗを挟持して基板ホルダー４１の外部へ搬出する。
【００５７】
本実施例装置によると、貯留槽９内に配置されている第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とが一対のエアシリンダ１９により離反される。この状態で、複数枚の基板Ｗが第１支持ユニット５７の第１支持部５９に載置され、基板Ｗの周面のうちの下部だけが電解質溶液に対して液密に支持される。一対のエアシリンダ１９により第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７に対して連結されると、基板Ｗの周面の残り部分が左第２支持部７９及び右第２支持部８１によって電解質溶液に対して液密にされた状態で複数枚の基板Ｗが支持される。これにより基板Ｗの周面が全周にわたって電解質溶液に対して液密にされる。陽極化成反応が終了すると、一対のエアシリンダ１９により第２支持ユニット７３が第１支持ユニット５７から離反され、第１支持ユニット５７に支持されている複数枚の基板Ｗが搬出される。したがって、一対のエアシリンダ１９で第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３とが着脱自在な基板ホルダー４１とすることにより、複数枚の基板Ｗを機械的に貯留槽に対して搬入搬出させることができる。その結果、自動化及びバッチ処理に好適な陽極化成装置を実現できる。
【００５８】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５９】
（１）上述した実施例では、第１支持部５９においてガイドピン６３を基板Ｗの表裏面に一対で備え、基板Ｗの整列方向において千鳥となる配置の第１支持ユニット５７としている。しかし、本発明の第１支持ユニット５７はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すような構成としてもよい。なお、図１２は、第１支持ユニットの変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【００６０】
この第１支持部５９Ａは、凹部６１の両側にガイドピン６３Ａを備えている。ガイドピン６３Ａは、基部６５Ａの上部に、凹部６１側へ張り出した案内部６７Ａを備えている。この案内部６７Ａは、案内面７１Ａを基板Ｗの整列方向の両側に備えている。また、ガイドピン６３Ａは、千鳥配置ではなく、基板Ｗの整列方向に直線状に配置されている。ガイドピン６３Ａが両側に案内面７１Ａを備えているので、隣接する第１支持部５９Ａでガイドピン６３Ａを兼用することができ、第１支持ユニット５７Ａの基板Ｗの整列方向における長さを短くすることができ、装置のコンパクト化に貢献できる。
【００６１】
（２）上述した実施例では、左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とが貯留槽９の底部の支点９３，１０１で回動されたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図１３に示す構成としてもよい。なお、図１３は、第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【００６２】
この変形例は、左第２支持ユニット７５Ａと右第２支持ユニット７７Ａとが上部に支点１２９を備えた第２支持ユニット７３Ａで構成されている。また、基板Ｗの搬入出時において、第２支持ユニット７３Ａを待避させる機構が必要となるが、貯留槽９内に機構が不要となって、貯留槽９の構成を簡易化できる。
【００６３】
（３）上述した実施例では、第１支持ユニット５７と第２支持ユニット７３を備え、さらに第２支持ユニット７３を左第２支持ユニット７５と右第２支持ユニット７７とで構成した。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、図１４に示すような構成を採用してもよい。なお、図１４は、第１支持ユニット及び第２支持ユニットの変形例を示す図である。
【００６４】
この第１支持ユニット５７Ｂと第２支持ユニット７３Ｂは、第２支持ユニット７３Ｂが分割されていない。また、第１支持ユニット５７Ｂと第２支持ユニット７３Ｂは、基板Ｗの最大径付近にて上下に分割されている。第１支持ユニット５７Ｂと第２支持ユニット７３Ｂは、支点１３１で第１支持ユニット５７Ｂに対して第２支持ユニット７３Ｂが回動可能に構成されている。このように構成することにより、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。また、装置の構成の簡易化を図ることもできる。
【００６５】
（４）上述した実施例では、円形状の基板Ｗを対象にして説明したが、本発明は円形状の基板Ｗ以外の、例えば、角形の基板Ｗを処理することもできる。そのためには、例えば、図１５のように構成すればよい。なお、図１５は、第１支持ユニット及び第２支持ユニットの他の変形例を示す図である。
【００６６】
この変形例では、対向する角部を上下方向（水平方向）に向けた姿勢で角形の基板Ｗを処理する。この場合には、第１支持ユニット５７ＣをＶの字状に構成する。さらに、第２支持ユニット７３Ｃを左第２支持ユニット７５Ｃと右第２支持ユニット７７Ｃの二分割とする。このような構成とすることで、上述した実施例と同様の構成により角形の基板Ｗを処理することができる。
【００６７】
なお、角形の基板Ｗであっても、上記（２）、（３）のような構成を併せて採用してもよい。
【００６８】
（５）上述した実施例では、ノッチ押圧機構１２７を備えているが、本発明はノッチ押圧機構１２７を必ずしも必要としない。
【００６９】
（６）上述した実施例では、排気通路８３，８５を備えているが、処理により発生した気泡の影響が小さい場合や無視できる場合には、排気通路８３，８５を備える必要はない。
【００７０】
（７）上述した実施例では、一対のカバー１５を開閉駆動する一対のエアシリンダ１９により第２支持ユニット７３を駆動したが、第２支持ユニット７３に専用の駆動機構を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
Ｗ … 基板
１ … 外容器
３ … 内容器
５，７ … 電極槽
９ … 貯留槽
１１ … 内槽
１３ … 外槽
１５ … カバー
１７ … 支持アーム
１９ … エアシリンダ
２１，２３ … 電極
２５，３１ … 隔壁
２９，３５ … イオン交換膜
４１ … 基板ホルダー
５７ … 第１支持ユニット
５９ … 第１支持部
６１ … 凹部
６３ … ガイドピン
６５ … 基部
６７ … 案内部
７３ … 第２支持ユニット
７５ … 左第２支持ユニット
７７ … 右第２支持ユニット
７９ … 左第２支持部
８１ … 右第２支持部
８３，８５ … 排気通路
９３，１０１ … 支点
１１９ … スライド部材
１２３ … 押圧部材
１２７ … ノッチ押圧機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質溶液に基板を浸漬させて陽極化成反応を行う陽極化成装置において、
電解質溶液を貯留する貯留槽と、
基板の周面のうち下部のみを当接して液密に支持する第１支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有する第１支持ユニット、及び前記第１支持部で支持される基板の周面の残り部分を当接して液密に支持する第２支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有し、前記第１支持ユニットに対して着脱自在に構成されている第２支持ユニットを備えた、前記貯留槽内に配置されている基板ホルダーと、
前記基板ホルダーに複数枚の基板を載置する際、及び前記基板ホルダーに載置されている複数枚の基板を搬出する際には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを離反させ、前記基板ホルダーに複数枚の基板が載置された後には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを連結させる駆動機構と、
を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の陽極化成装置において、
前記基板ホルダーは、前記第１支持ユニットと前記第２支持ユニットとが連結された際に外観が筒状を呈し、基板の整列方向に相当する一端側と他端側とにイオンの流通を許容するとともに、内部の電解質溶液と前記貯留槽中の電解質溶液との流通を遮断するイオン交換膜を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の陽極化成装置において、
前記第２支持ユニットは、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの左側を支持する左第２支持部を備えた左第２支持ユニットと、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの右側を支持する右第２支持部を備えた右第２支持ユニットとを備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部は、基板の下部のうち、直径よりも短い弦に相当する周面を支持することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の陽極化成装置において、
前記左第２支持ユニット及び前記右第２支持ユニットは、前記貯留槽の底部かつ、前記第１支持ユニットを挟んだ位置にそれぞれ支点を備えるとともに、前記第１支持ユニットから離反する際に、互いに離反する方向に回動することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記貯留槽の上部開口を開閉する一対のカバーを備え、
前記駆動機構は、前記一対のカバーを開閉駆動するカバー駆動機構と兼用されていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記第２支持部は、内面から外面に連通し、上部開口部が前記貯留槽の液面より上に位置する排気通路を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部は、内面に弾性部材を備え、基板の下面が載置される位置には凹部が形成されていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部は、前記凹部を挟む位置に、基板が載置される際の案内を行うとともに、基板の倒れを防止するガイドピンを備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の陽極化成装置において、
前記ガイドピンは、前記弾性部材から突出して設けられた基部と、前記基部の上部に形成され、前記基部よりも基板側へ突出して形成されている案内部とを備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１１】
請求項３から１０のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとの接合部は、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットの内面に設けられた弾性部材を介して基板のノッチを押圧するノッチ押圧機構を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の陽極化成装置において、
前記ノッチ押圧機構は、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの一方に配置され、基板の中心に向かって摺動可能なスライド部材と、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの他方に配置され、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとが接合する際に、前記スライド部材を押圧する押圧部材と、を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部の内面に備えられた弾性部材は、前記第２支持部の内面に備えられた弾性部材より固いことを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１４】
請求項３に記載の陽極化成装置において、
前記左第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部、及び前記右第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部は、発泡材を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１】
電解質溶液に基板を浸漬させて陽極化成反応を行う陽極化成装置において、
電解質溶液を貯留する貯留槽と、
基板の周面のうち下部のみを当接して液密に支持する第１支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有する第１支持ユニット、及び前記第１支持部で支持される基板の周面の残り部分を当接して液密に支持する第２支持部を、複数枚の基板の整列方向に沿って複数個有し、前記第１支持ユニットに対して着脱自在に構成されている第２支持ユニットを備えた、前記貯留槽内に配置されている基板ホルダーと、
前記基板ホルダーに複数枚の基板を載置する際、及び前記基板ホルダーに載置されている複数枚の基板を搬出する際には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを離反させ、前記基板ホルダーに複数枚の基板が載置された後には、前記第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとを連結させる駆動機構と、
を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の陽極化成装置において、
前記基板ホルダーは、前記第１支持ユニットと前記第２支持ユニットとが連結された際に外観が筒状を呈し、基板の整列方向に相当する一端側と他端側とにイオンの流通を許容するとともに、内部の電解質溶液と前記貯留槽中の電解質溶液との流通を遮断するイオン交換膜を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の陽極化成装置において、
前記第２支持ユニットは、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの左側を支持する左第２支持部を備えた左第２支持ユニットと、前記第２支持部として、基板の周面の残りのうちの右側を支持する右第２支持部を備えた右第２支持ユニットとを備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部は、基板の下部のうち、直径よりも短い弦に相当する周面を支持することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の陽極化成装置において、
前記左第２支持ユニット及び前記右第２支持ユニットは、前記貯留槽の底部かつ、前記第１支持ユニットを挟んだ位置にそれぞれ支点を備えるとともに、前記第１支持ユニットから離反する際に、互いに離反する方向に回動することを特徴とする陽極化成装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記貯留槽の上部開口を開閉する一対のカバーを備え、
前記駆動機構は、前記一対のカバーを開閉駆動するカバー駆動機構と兼用されていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記第２支持部は、内面から外面に連通し、上部開口部が前記貯留槽の液面より上に位置する排気通路を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部は、内面に弾性部材を備え、基板の下面が載置される位置には凹部が形成されていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部は、前記凹部を挟む位置に、基板が載置される際の案内を行うとともに、基板の倒れを防止するガイドピンを備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の陽極化成装置において、
前記ガイドピンは、前記弾性部材から突出して設けられた基部と、前記基部の上部に形成され、前記基部よりも基板側へ突出して形成されている案内部とを備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１１】
請求項３から１０のいずれかに記載の陽極化成装置において、
前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとの接合部は、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットの内面に設けられた弾性部材を介して基板のノッチを押圧するノッチ押圧機構を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の陽極化成装置において、
前記ノッチ押圧機構は、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの一方に配置され、基板の中心に向かって摺動可能なスライド部材と、前記左第２支持ユニットまたは前記右第２支持ユニットの他方に配置され、前記左第２支持ユニットと前記右第２支持ユニットとが接合する際に、前記スライド部材を押圧する押圧部材と、を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の陽極化成装置において、
前記第１支持部の内面に備えられた弾性部材は、前記第２支持部の内面に備えられた弾性部材より固いことを特徴とする陽極化成装置。
【請求項１４】
請求項３に記載の陽極化成装置において、
前記左第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部、及び前記右第２支持ユニットと前記第１支持ユニットとの接合部は、発泡材を備えていることを特徴とする陽極化成装置。
【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】
【公開番号】特開２０１２−１１９５７０（Ｐ２０１２−１１９５７０Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９４１６（Ｐ２０１０−２６９４１６）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【出願人】（５１０３１８７２３）ソレクセル インコーポレーテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｏｌｅｘｅｌ， Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１５３０ ＭｃＣａｒｔｈｙ Ｂｌｖｄ Ｍｉｌｉｐｉｔａｓ， ＣＡ ９５０３５
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【出願人】（５１０３１８７２３）ソレクセル インコーポレーテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｏｌｅｘｅｌ， Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１５３０ ＭｃＣａｒｔｈｙ Ｂｌｖｄ Ｍｉｌｉｐｉｔａｓ， ＣＡ ９５０３５
【Ｆターム（参考）】
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