本发明专利技术涉及真空处理装置、真空处理方法以及微细加工装置。在真空室(31)内设置有喷嘴部(5)，按照与喷嘴部(5)的喷出口对置的方式保持硅基板(W)。以0.3MPa～2.0MPa从喷嘴部(5)的基端侧供给例如ClF3气体以及Ar气体，使该混合气体从喷嘴部(5)的顶端侧向1Pa～100Pa的真空气氛喷出。由此混合气体进行绝热膨胀，Ar原子、ClF3的分子结合在一起成为气体团簇(C)。在该气体团簇(C)未离子化的情况下，向硅基板(W)的表面部喷射，使该表面部多孔质化。而且在不破坏真空的情况下，在其它的真空室(41)中对该硅基板(W)的表面进行锂的溅射成膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在真空气氛下使硅基材的表面部多孔质化的技术。
技术介绍
近些年，对硅基材进行纳米级的微细加工的技术在热超声(Thermosonic)元件、 太阳能电池、生物基材等各种领域受到注目，作为其中之一现正研究锂离子二次电池的负电极材料的应用。作为锂离子二次电池的负电极材料，一直以来使用的是碳。但是最近，要求锂离子二次电池更进一步的高容量化，作为取代碳的负电极材料，能够实现容量密度比碳还高一个数量级的更高容量化的硅受到注目。但是，硅在与锂离子形成合金时具有膨胀的性质，因此在将硅作为负电极材料使用的情况下，还需要克服如下的耐久性的问题如由于膨胀引起的电池的破坏、充放电的反复引起的体积变化而产生的负电极的劣化等。另外，存在通过在硅表面上形成锂膜可以实现更高容量化。但是，为此需要形成高品质的锂薄膜，以使其可跟随充放电时的硅负电极的体积变化。作为该耐久性问题的解决方法研究了以下的方法通过在作为负电极材料的硅基材上实施多孔质加工，设置微细的空隙使该空隙吸收充电时的体积的增加量，实现负电极的内部应力的缓和。一般地作为对基材进行多孔质加工的方法，公知有阳极氧化法。但是阳极氧化法是在基材与电解液接触的状况下进行的，因此必须将基材暴露于大气气氛下。从而，通过大气中的水分、氧气，使硅基材的表面氧化，另外电解液或电极材料中的杂质、甚至大气中的杂质的附着可产生污染，可能无法得到在后面的工序中的形成高品质的锂膜所需要的硅基材表面的洁净度。在专利文献1中记载了利用激光光束对硅基板表面进行纳米级微细加工的方法， 但是对上述提及的课题未作任何的讨论。专利文献1 日本特开2006-231376号公报
技术实现思路
本专利技术是基于这样的背景而做出的，其目的在于提供一种能够通过微细加工使硅基材的表面部多孔质化，且还能够使表面部维持高洁净度的技术。本专利技术的真空处理装置的特征在于，具备第1真空室，其在内部配置有用于保持硅基材的第1保持部；喷嘴部，其用于通过将压力比该第1真空室内的压力高的处理气体向该第1真空室内喷出而使该处理气体绝热膨胀来形成作为处理气体的原子或者分子的集合体的气体团簇，为了使所述第1保持部所保持的硅基材多孔质化，对该硅基材上喷射所述气体团簇；第2真空室，其经由隔离阀与所述第1真空室连接，该第2真空室的内部配置有用于保持硅基材的第2保持部；3成膜处理部，其用于在该第2真空室内对多孔质化的硅基材在真空气氛下进行成膜处理；和真空搬送区域，其具备搬送机构，该搬送机构在不破坏真空气氛的情况下将在所述第1真空室内多孔质化后的硅基材从所述第1真空室搬送到第2真空室，所述气体团簇未被离子化。另外，本专利技术的真空处理方法的特征在于，包含使真空室内的保持部保持硅基材的步骤，和通过使压力比该真空室内的压力高的处理气体从喷嘴部向该真空室内喷出，而使该处理气体绝热膨胀来形成作为处理气体的原子或者分子的集合体的气体团簇，该气体团簇在未离子化的情况下，被喷射到所述硅基材喷射而使所述硅基材多孔质化的步骤。而且，本专利技术的微细加工装置的特征在于，具备第1真空室，其在内部配置有用于保持硅基材的第1保持部；和喷嘴部，其用于通过将压力比该第1真空室内的压力高的处理气体向该第1真空室内喷出，而使该处理气体绝热膨胀来形成作为处理气体的原子或者分子的集合体的气体团簇，为了使所述第1保持部所保持的硅基材多孔质化，对该硅基材喷射所述气体团簇；所述气体团簇未被离子化。本专利技术利用在真空气氛下气体团簇的微细加工，对硅基材的表面部进行多孔质化，所以不必担忧硅的氧化或杂质的残渣附着之类，能够对表面部维持高洁净度。另外，而且还存在下述效果通过保持真空气氛连续地对该表面部进行成膜处理，可抑制成膜的加工品的劣化，得到希望的材料特性。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的真空处理装置的整体的俯视图。图2是表示在上述实施方式中使用的微细加工装置的概要的纵剖面图。图3是表示团簇喷嘴的概要的纵剖面图。图4是表示成膜装置的概要的纵剖面图。图5是表示本专利技术的实施方式中，负电极材料的制造步骤的概要的说明图。图6是表示本专利技术的实施方式中，对硅基材喷射气体团簇的方法的一个例子的说明图。图7是表示上述实施方式的变形例有关的微细加工装置的纵剖面图。图8是表示使用上述实施方式的变形例有关的微细加工装置进行了加工的硅基板的纵剖面图。图9是表示上述实施方式的变形例有关的微细加工装置的一部分的纵剖面图。图10是表示本专利技术的其它的实施方式的真空处理装置的概要的纵剖面图。图11是本专利技术的多孔质加工后的硅基板表面的SEM(扫描电子显微镜)照片。附图文字说明C气体团簇，W硅基板，1大气搬送室，15装载互锁室，2真空搬送室，22真空搬送室内的搬送机构，3微细加工模块，31第1真空室，32微细加工模块的载置台，4成膜模块，41 第2真空室，42成膜模块的载置台，5喷嘴部，51喷嘴部的内部(压力室)，52C1F3供给系统，53Ar供给系统，62线圈，64靶，81微细孔，82薄膜。 具体实施例方式如图1所示，作为本专利技术的实施方式的真空处理装置7具备平面形状是长方形的大气搬送室1。在大气搬送室1的一方的长边侧设置有用于搬入搬出作为硅基材的例如形成为圆形的晶片的硅基板W的搬入搬出口 11。搬入搬出口 11具备载置搬送容器12的多个搬入搬出台13和在各搬入搬出台13上设置的门14，该搬送容器12由容纳了多个硅基板 W的例如前端开口片盒(FOUP)构成。另外，在大气搬送室1的搬入搬出台13的相反侧，经由在左右配置的2个装载互锁室15 (预备真空室)与构成例如平面形状是6边形的真空搬送区域的真空搬送室2连接， 在短边侧还连接有定位模块16，其具备进行硅基板W的位置对准用的定向器(orient)。在大气搬送室1内具备搬送机构12，其用于将硅基板W在搬入搬出台13、装载互锁室15以及定位模块16之间交换。真空搬送室2通过未图示的真空泵将室内保持在真空气氛，与构成微细加工模块 3的处理气氛的第1真空室31以及构成成膜模块4的处理气氛的第2真空室41连接。另外，在该真空搬送室2中具备搬送机构22，其由在装载互锁室15、定位模块16、微细加工模块3以及成膜模块4之间交换硅基板W用的转动伸缩自如的搬送手臂构成。此外，图1中的Gl G3是构成隔离阀的闸阀。另外，该真空处理装置7具备控制部10，通过在该控制部10的存储部中存储的程序以及包含处理配方的软件的执行，进行硅基板W的搬送、各闸阀Gl G3以及门14的开闭，而且进行各真空室31、41中的处理以及真空度的调整。如图2所示，微细加工模块3的第1真空室31使扁平的圆筒部39a的上面中央部向上侧突出，形成比所述圆筒部分的口径小的圆筒状的小筒部39b。另外，第1真空室31具备载置台32，该载置台32为在水平方向上载置保持硅基板W用的第1保持部。该载置台 32能够通过由未图示的升降机构进行升降，经由未图示的支撑销，进行由搬送机构22通过搬入口 38搬送来的硅基板W的交换。该载置台32内置有未图示的温度调整部，可对保持的硅基板W的温度进行调整。 另外，在第1真空室31的底部设置有在X方向上水平地伸展的X导向装置37，并且设置有一边被该X导向装置37导向，一边移动的X移动体36。在X移动体36的上部，设置有在Y 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：土桥和也，布濑晓志，星野聪彦，妹尾武彦，吉野裕，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，岩谷产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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