CN102347257A - 离子供给装置和具有离子供给装置的被处理体的处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供离子供给装置和具有离子供给装置的被处理体的处理系统。离子供给装置(54)具有将离子和载气喷出到要除去静电的除电对象的离子供给喷嘴(58)。离子供给喷嘴(58)在其喷出口上设有狭缝(59)。狭缝(59)形成为在其与除电对象之间的距离变远时狭缝(59)的宽度变宽。在离子供给喷嘴(58)的喷出口附近的内部流路(60)中设有多个内部翅片(61)。内部翅片(61)配置为使从狭缝(59)喷出的离子和载气均匀地分散到狭缝(59)的长度方向的整个区域。

Description

离子供给装置和具有离子供给装置的被处理体的处理系统
技术领域
本发明涉及离子供给装置和被处理体的处理系统，该被处理体的处理系统具有该离子供给装置。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，在被处理体、例如半导体晶圆上进行用于形成薄膜等各种处理。在这样的处理的过程中，进行半导体晶圆的输送，由于该输送时的构件彼此之间的略微的接触、滑动接触，易于在半导体晶圆、用于收容半导体晶圆的晶圆舟皿等上产生静电。存在以下问题：在半导体晶圆等上产生静电而半导体晶圆等带电时，尘埃等微粒变得易于附着在半导体晶圆上，结果，制品的成品率下降。
因此，正在研究一种在处理装置内设置用于将在半导体晶圆等上带有的静电除去的除电装置。例如，日本特开2005-72559号公报中提出一种基板处理装置，其具有用于保持基板的基板保持部件、对基板保持部件所处于的气氛进行除电的除电部件。
然而，处理装置为如立式的批量式处理装置那样，存在多个除电对象、即半导体晶圆等而需要在大范围内进行除电的情况下，不易均匀地除电。因此，需要能够在大范围内得到均匀的除电效果的装置。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种能够在大范围内得到均匀的除电效果的离子供给装置。
本发明的另一个目的在于提供一种被处理体的处理系统，其具有能够在大范围内得到均匀的除电效果的离子供给装置。
为了达成上述目的，本发明的第1技术方案的离子供给装置，其特征在于，包括：离子产生器，其用于产生能够除去静电的离子；载气供给部，其用于将载气供给到上述离子产生器，该载气用于对在上述离子产生器中产生的离子进行输送；离子供给喷嘴，其经由喷出口将来自上述离子产生器的离子和载气喷出到要除去静电的除电对象，在上述喷出口上设有狭缝，该狭缝形成为其与上述除电对象之间的距离变远时该狭缝的宽度变宽；上述离子供给喷嘴具有被设在上述喷出口附近的内部流路中的多个内部翅片，该内部翅片配置为使从上述狭缝喷出的离子和载气均匀地分散在上述狭缝的长度方向的整个区域。
上述狭缝形成为例如该狭缝的宽度随着朝向上述离子供给喷嘴的顶端侧去而变宽的倒锥形状。
上述离子供给喷嘴由例如聚碳酸酯、石英或者聚醚醚酮(PEEK)形成。
作为上述离子产生器，例如有电离器。
本发明的第2技术方案的被处理体的处理系统是对被处理体进行处理的被处理体的处理系统，其特征在于，在对上述被处理体进行处理的处理区域内配置有本发明的第1技术方案的离子供给装置。
采用本发明能够在大范围内得到均匀的除电效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的处理装置的结构的主视图。
图2是表示图1的加载区域内的结构的俯视图。
图3是表示图1的加载区域内的结构的侧视图。
图4是表示离子供给装置的构成的图。
图5是表示图4的离子供给装置的离子供给喷嘴的形状的图。
图6是表示图1的控制部的构成例的图。
具体实施方式
下面，以将本发明的离子供给装置和被处理体的具有该离子供给装置的处理系统应用于图1所示的处理装置的情况为例说明本发明的离子供给装置和被处理体的具有该离子供给装置的处理系统。
如图1所示，本实施方式的处理装置1的处理室10被分隔壁11划分成作业区域S1、加载区域S2。作业区域S1是用于对收纳有多张、例如25张半导体晶圆W的密闭型的输送容器、即承载件C进行输送、对承载件C进行保管的区域，并保持成大气气氛。另一方面，加载区域S2是用于对半导体晶圆W进行热处理、例如成膜处理、氧化处理的区域，并保持成非活性气体、例如氮气(N2)气氛。
在作业区域S1中设有加载部21、承载件输送机22、转移台23、保管部24。
加载部21对被外部的未图示的输送机构从设在处理室10的侧方位置的输送口20输入的承载件C进行载置。在与该输送口20对应的位置的处理室10的外侧设有例如门D，输送口20利用门D而开闭自如。
承载件输送机22设在加载部21与转移台23之间，用于在作业区域S1中输送承载件C。承载件输送机22包括支柱25、设在支柱25的侧面的水平臂26。支柱25在处理室10内沿着铅垂方向延伸设置。水平臂26构成为能够利用设在支柱25的下方侧的电动机M进行升降。另外，在水平臂26上设有例如由关节臂构成的输送臂27，通过使水平臂26升降而使输送臂27升降。输送臂27构成为能够利用未图示的电动机在水平方向进行移动。这样，输送臂27利用水平臂26和未图示的电动机进行升降和水平移动，由此，进行承载件C的交接。
转移台23设在分隔壁11的作业区域S1侧，用于载置被承载件输送机22输送的承载件C。另外，在转移台23上，半导体晶圆W被下述的移载机构42从所载置的承载件C内取出到加载区域S2中。转移台23安装在例如上下两处。另外，转移台23的侧方位置的分隔壁11被开口。在分隔壁11的靠加载区域S2侧与各开口相对应地设有开闭器30，以便堵住该开口。
保管部24设在作业区域S1内的上方侧，用于保管承载件C。保管部24例如以纵4列、横2列排列的方式被分组地设置。该保管部24的组以隔着支柱25的方式设置。
图2是表示加载区域S2内的结构的俯视图。图3是表示加载区域S2内的结构的侧视图。如图1～图3所示，在加载区域S2内设有移载机构41、舟皿载置台45(45a、45b)、热处理炉46、舟皿移载机构51、过滤器52、气体吸入口53、离子供给装置54。
移载机构41设在开闭器30与舟皿载置台45a之间。移载机构41在被载置在转移台23上的承载件C与被载置在舟皿载置台45a上的晶圆舟皿42之间进行半导体晶圆W的交接。另外，移载机构41的例如能够一次性地移载多张半导体晶圆W的臂43被设为进退自如。移载机构41构成为利用未图示的电动机绕铅垂轴线旋转自如、并且构成为沿着升降轴44升降自如。
舟皿载置台45a、45b是用于载置晶圆舟皿42的台。在本实施方式中，设有移载用舟皿载置台45a、待机用舟皿载置台45b这两个舟皿载置台45，其中，移载用舟皿载置台45a用于对利用移载机构41进行半导体晶圆W的交接的晶圆舟皿42进行载置；待机用舟皿载置台45b用于对待机用的晶圆舟皿42进行载置。另外，晶圆舟皿42也设有多台、例如，设有2台晶圆舟皿42a、42b，该2台交替地使用。另外，也可以设置1台、或者3台以上的晶圆舟皿42。例如，晶圆舟皿42为1台时，不需要设置舟皿载置台45，在与相对于热处理炉46加载或者卸载的晶圆舟皿42之间进行半导体晶圆W的移载。
热处理炉46具有处理容器47，该处理容器47由在底部具有开口并且形成为有顶的石英制的圆筒体构成。在处理容器47的周围设有圆筒状的加热器48，加热器48构成为能够对处理容器47内的半导体晶圆W进行加热。在处理容器47的下方配置有能够利用升降机构49进行升降的盖50。另外，将收容有半导体晶圆W的晶圆舟皿42(在图1中的42b)载置在该盖50上而使该盖50上升，由此，半导体晶圆W(即、晶圆舟皿42b)被加载到处理容器47内。通过该加载使处理容器47的下端开口部被盖50气密地封闭。
舟皿移载机构51设在舟皿载置台45a、45b的附近。舟皿移载机构51具有能够进退的臂51a，在舟皿载置台45a、45b和盖50之间进行晶圆舟皿42的移载。
过滤器52设在加载区域S2的一个侧面上。在过滤器52上连接有未图示的气体供给源，来自气体供给源的气体、例如空气、N2气体等非活性气体经由过滤器52被供给到加载区域S2内。因此，清洁空气、非活性气体等从过滤器52向水平方向喷出，始终形成清洁气体的侧流(side flow)。
气体吸入口53设在与过滤器52的设置面相对的面上。气体吸入口53是用于吸入加载区域S2内的气体的吸入口，加载区域S2内的尘埃等微粒被来自过滤器52的清洁空气等经由该吸入口排出，从而将加载区域S2内保持成清洁。另外，在其他的实施方式中，也可以将被吸入气体吸入口53的侧流经由管道等送回过滤器52侧，从而循环使用。
如图2所示，在加载区域S2的一个侧面上设有过滤器52，离子供给装置54配置在该过滤器52之间。在图4中表示离子供给装置54的构成。
如图4所示，离子供给装置54包括该离子供给装置的主体、即离子产生器55；向该离子产生器55供给载气的载气供给流路56；从离子产生器55延伸出来的离子流路57；连接在该离子流路57的顶端部的离子供给喷嘴58。
离子产生器55由例如电离器构成。电离器是使阳离子和阴离子产生的电离器，有例如：使阳离子和阴离子同时产生的双DC式棒状的电离器、使阳离子和阴离子以恒定的间隔交替地产生的脉冲DC型电离器、使阳离子和阴离子以高速交替地产生的AC式棒状的电离器、通过照射X线使阳离子和阴离子产生的软X线电离器等。
载气供给流路56将离子产生器55与未图示的载气供给源连接起来。载气供给流路56构成为能够将来自载气供给源的载气供给到离子产生器55。使用非活性气体、例如N2气体作为输送离子的载气。
离子流路57与离子产生器55和离子供给喷嘴58连接。离子流路57构成为能够将在离子产生器55中产生的阳离子和阴离子与载气一起供给到离子供给喷嘴58。
离子供给喷嘴58将与载气一起供给的离子(阳离子和阴离子)喷出到除电对象(晶圆舟皿42、半导体晶圆W等)。图5A和图5B是表示离子供给喷嘴58的构成的图，图5A是离子供给喷嘴58的主视图，图5B是离子供给喷嘴58的侧视图。
如图5A和图5B所示，在离子供给喷嘴58的喷嘴开口部(喷出口)设有狭缝59。狭缝59形成为其与除电对象之间的距离变远时其宽度变宽。在本实施方式中，狭缝59形成为其宽度随着朝向离子供给喷嘴58的端部(图5A的上部)而变宽的倒锥形状。因此，离子供给喷嘴58从其上部侧喷出的离子的量最多，从其下部侧喷出的离子的量最少。在此，从离子供给喷嘴58的上部侧供给的离子被供给到距离子供给喷嘴58最远的位置的除电对象(晶圆舟皿42的上部)，从离子供给喷嘴58的下部侧供给的离子被供给到距离子供给喷嘴58最近的位置的除电对象(晶圆舟皿42的下部)。另外，从离子供给喷嘴58直至到达晶圆舟皿42的距离较长时，被供给的离子易于再结合。在本发明的离子供给喷嘴58中，向离子易于再结合的位置供给的离子的量最多，向离子不易再结合的位置供给的离子的量最少，因此，能够在作为除电对象的晶圆舟皿42等的整个区域得到均匀的除电效果。
另外，离子供给喷嘴58在喷嘴开口部付近的内部流路60中设有多个内部翅片(导向板)61。内部翅片61配置为使从狭缝59喷出的离子和载气均匀地分散到狭缝59的长度方向的整个区域。这样，因为在内部流路60中设有多个内部翅片61，所以压力沿着离子供给喷嘴58的长度方向(上下方向)均匀地分散。因此，能够在作为除电对象的晶圆舟皿42等的整个区域得到均匀的除电效果。
另外，在本实施方式中，离子供给喷嘴58的内部流路60为直线状，但是，例如，在内部流路60中不得不设置弯曲部分时，为了抑制离子在内部流路60内的再结合，优选使内部流路60舒缓且平滑地倾斜。
离子供给喷嘴58优选由难以消耗所产生的离子并且耐热性优异的材料、例如聚碳酸酯(PC)、石英、聚醚醚酮(PEEK)等形成。
在处理装置1的处理室10中配置有各种传感器。例如，在加载区域S2内设有带电量检测传感器。另外，在各种电动机、缸体上配置有用于检测电动机位置、缸体位置的限位传感器、基准位置传感器等位置传感器。在热处理炉46上配置有多个用于测量热处理炉46内的温度的温度传感器和用于测量热处理炉46内的压力的压力传感器。
另外，处理装置1与用于对其装置各部进行控制的控制部100连接。在图6中表示控制部100的构成。如图6所示，控制部100与操作面板121、带电量检测传感器等各种传感器122等连接。控制部100根据来自带电量检测传感器等各种传感器122的数据向例如离子供给装置54等输出控制信号。
操作面板121具有显示部(显示画面)和操作按钮，用于将操作者的操作指令传递到控制部100，或者，将来自控制部100的各种信息显示在显示画面上。
带电量检测传感器等各种传感器122将检测到的信息通知到控制部100。
如图6所示，控制部100由制程程序存储部101、ROM102、RAM103、I/O接口104、CPU105、将上述部分彼此连接的总线106构成。
在制程程序存储部101中与在该处理装置1中执行的处理的种类相对应地存储有用于确定控制过程的工艺用制程程序。工艺用制程程序是针对用户实际进行的处理(工艺)而准备的制程程序。在该制程程序中包括装置各部分的规定的动作程序。
ROM102包括E EPROM、闪存器、硬盘等，是用于存储CPU105的动作程序等的存储介质。
RAM103作为CPU105的工作区域而起作用。
I/O接口104用于例如将来自传感器的信息供给到CPU105，并且，将CPU105输出的控制信号输出到装置的各部分。
CPU(Central Processing Unit)105构成控制部100的中枢，用于执行被存储在ROM102中的动作程序。CPU105根据来自操作面板121的指令，按照被存储在制程程序存储部101中的工艺用制程程序对处理装置1的动作进行控制。另外，CPU105根据来自带电量检测传感器等各种传感器122的数据输出例如对离子供给装置54等各种装置的停止、运转进行指令的控制信号。例如，CPU105在带电量检测传感器的检测值比规定值低时，输出对离子供给装置54的停止进行指令的控制信号。总线106在各部分之间传递信息。
下面，对上述那样构成的处理装置1的动作(被处理体的处理方法)进行说明。另外，在本实施方式中，以下面的情况为例说明处理装置1的动作：将从作业区域S1外被载置到加载部21的承载件C内的未处理的半导体晶圆W收容到热处理炉46内，对半导体晶圆W进行热处理之后，将进行了热处理的半导体晶圆W输送到加载部21(作业区域S1外)。
首先，控制部100(CPU105)驱动承载件输送机22，使承载件输送机22将被载置在加载部21的承载件C输送到转移台23上。接着，CPU105打开开闭器30。然后，CPU105驱动移载机构41将被载置在转移台23上的承载件C内的半导体晶圆W收容到被载置在舟皿载置台45a上的晶圆舟皿42内。在将承载件C内的半导体晶圆W全部收容到晶圆舟皿42内时，CPU105驱动承载件输送机22，将被载置在转移台23上的承载件C输送到加载部21。然后，CPU105将该承载件C输送到作业区域S1外。例如，在能够收容到晶圆舟皿42内的半导体晶圆W为150张、承载件C内的半导体晶圆W为25张的情况下，CPU105重复进行6次上述的作业。另外，CPU105也可以将未收容有半导体晶圆W的承载件C保管在保管部24。
在将规定数量的半导体晶圆W收容到晶圆舟皿42内时，CPU105关闭开闭器30。接着，CPU105驱动舟皿移载机构51，将被载置在舟皿载置台45a上的晶圆舟皿42移动到盖50上。另外，利用热处理炉46进行的热处理完毕而进行卸载，并且收容进行了热处理的半导体晶圆W的晶圆舟皿42被载置在盖50上时，CPU105利用升降机构49将该晶圆舟皿42移载到预先准备的待机用舟皿载置台45b上。然后，将收容未处理的半导体晶圆W的晶圆舟皿42向盖50上移载完毕时，CPU105驱动升降机构49而使盖50上升，将该晶圆舟皿42加载到热处理炉46的处理容器47内。
在将未处理的半导体晶圆W加载到处理容器47内时，CPU105控制热处理炉46，使其对半导体晶圆W进行规定的热处理、例如成膜处理、氧化扩散处理等。然后，在结束热处理时，CPU105驱动升降机构49而使盖50下降，使收容有进行了热处理的半导体晶圆W的晶圆舟皿42从处理容器47内降下而进行卸载。
卸载晶圆舟皿42(进行了热处理的半导体晶圆W)时，CPU105驱动舟皿移载机构51，将被载置在盖50上的晶圆舟皿42移载到舟皿载置台45a上。另外，CPU105驱动承载件输送机22，将被载置在加载部21的未收容有半导体晶圆W的承载件C输送到转移台23上。其中，对于未收容有半导体晶圆W的承载件C的向加载部21的载置，利用未图示的输送机构进行输送。然后，CPU105打开开闭器30，并且驱动移载机构41，将进行了热处理的半导体晶圆W从被载置在舟皿载置台45a上的晶圆舟皿42内收容到被载置在转移台23上的承载件C内。
这样，在加载区域S2内，通过对移载机构41、舟皿移载机构51等进行驱动，半导体晶圆W、用于收容半导体晶圆W的承载件C、晶圆舟皿42(42a、42b)由于静电而易于带电。另外，存在于加载区域S2内的微量的微粒(灰尘)也由于静电而易于带电。然而，在本实施方式中，在加载区域S2内配置有离子供给装置54，并从离子供给装置54放出阳离子和阴离子，因此，带电位置、浮动的带电微粒被除电，能够防止微粒附着在半导体晶圆W上。
在此，因为在离子供给装置54的离子供给喷嘴58的喷嘴开口部上设有宽度随着朝向该喷嘴开口部的上部去而变宽的倒锥形状的狭缝59，所以能够在作为除电对象的晶圆舟皿42(42a、42b)等的整个区域得到均匀的除电效果。
另外，因为在离子供给喷嘴58中，在喷嘴开口部付近的内部流路60中设有多个内部翅片61，所以能够供给具有指向性的离子和载气。因此，能够在作为除电对象的晶圆舟皿42(42a、42b)等的整个区域得到均匀的除电效果。
另外，加载区域S2内的带电状况被未图示的带电量检测传感器始终检测。因为在带电量检测传感器的检测值低于规定值时，CPU105能够使离子供给装置54停止，所以能够防止浪费地耗费载气等。
将规定数量的进行了热处理的半导体晶圆W收容到承载件C内时，CPU105驱动承载件输送机22，将被载置在转移台23上的承载件C输送到加载部21。CPU105将该承载件C输送到作业区域S1外。并且，将被收容在晶圆舟皿42(42a、42b)内的所有半导体晶圆W输送到作业区域S1外时，CPU105关闭开闭器30，结束该处理。
如上面说明的那样，采用本实施方式，因为在离子供给喷嘴58的喷嘴开口部设有宽度随着朝向该喷嘴开口部的上部去而变宽的倒锥形状的狭缝59，所以能够在作为除电对象的晶圆舟皿42(42a、42b)等的整个区域得到均匀的除电效果。
另外，采用本实施方式，因为在离子供给喷嘴58中，在喷嘴开口部付近的内部流路60中设有多个内部翅片61，所以能够在作为除电对象的晶圆舟皿42(42a、42b)等的整个区域得到均匀的除电效果。
另外，本发明不限于上述的实施方式，能够进行各种变形、应用。下面，说明能够适用于本发明的其他的实施方式。
在上述实施方式中，以狭缝59被形成为宽度随着朝向离子供给喷嘴58的顶端侧去而变宽的倒锥形状的情况为例说明了本发明，但狭缝59只要形成为与除电对象之间的距离变远时其宽度变宽即可，能够根据除电对象的位置、大小等适当地进行变更。
在上述实施方式中，以离子产生器55使用电离器的情况为例说明了本发明，但只要离子产生器55是使能够除去静电的离子产生的离子产生器即可，能够使用各种离子产生器。
在上述实施方式中，以被处理体为半导体晶圆W的情况为例说明了本发明，但也能够应用于例如FPD基板、玻璃基板、PDP基板等的处理。
本发明的实施方式的控制部100不依赖专用的系统，能够利用通常的计算机系统实现。例如，能够通过从存储有用于执行上述的处理的程序的存储介质(软盘、CD-ROM等)将该程序安装在通用计算机中，构成用于执行上述的处理的控制部100。
另外，用于供给上述的程序的部件是任意的。除了能够如上述那样利用规定的存储介质进行供给之外，也可以利用例如通信线路、通信网络、通信系统等进行供给。在此情况下，例如也可以在通信网络的公告板(BBS：Bulletin Board System)上公告该程序，利用网络将该程序叠加于输送波进行提供。然后，启动这样被提供的程序，在OS的控制下，通过与其他的执行程序同样地执行，能够执行上述的处理。
本发明适用于被处理体的处理装置。
本发明基于在2010年7月21日提交的日本专利特愿2010-164107号申请的优先权的利益。因此，要求由此产生的优先权。在此引用上述日本申请的所有内容作为参照文献。

Claims (5)

1.一种离子供给装置，其特征在于，包括：
离子产生器，其用于产生能够除去静电的离子；
载气供给部，其用于将载气供给到上述离子产生器，该载气用于对在上述离子产生器中产生的离子进行输送；
离子供给喷嘴，其经由喷出口将来自上述离子产生器的离子和载气喷出到要除去静电的除电对象；
在上述喷出口上设有狭缝，该狭缝形成为在其与上述除电对象之间的距离变远时该狭缝的宽度变宽；
上述离子供给喷嘴具有被设在上述喷出口附近的内部流路中的多个内部翅片，该内部翅片配置为使从上述狭缝喷出的离子和载气均匀地分散在上述狭缝的长度方向的整个区域。
2.根据权利要求1所述的离子供给装置，其特征在于，
上述狭缝形成为该狭缝的宽度随着朝向上述离子供给喷嘴的顶端侧去而变宽的倒锥形状。
3.根据权利要求1所述的离子供给装置，其特征在于，
上述离子供给喷嘴由聚碳酸酯、石英或者聚醚醚酮即PEEK形成。
4.根据权利要求1所述的离子供给装置，其特征在于，
上述离子产生器为电离器。
5.一种被处理体的处理系统，其用于对被处理体进行处理，其特征在于，
该被处理体的处理系统包括被配置在对上述被处理体进行处理的处理区域内的离子供给装置；
上述离子供给装置包括：
离子产生器，其用于产生能够除去静电的离子；
载气供给部，其用于将载气供给到上述离子产生器，该载气用于对在上述离子产生器中产生的离子进行输送；
离子供给喷嘴，其经由喷出口将来自上述离子产生器的离子和载气喷出到要除去静电的除电对象。
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