CN109643681B - 半导体制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够简便地防止水分附着于EFEM内的晶片表面的半导体制造装置。半导体制造装置(1)具备：对晶片(90)进行处理的工艺设备(30)；供给晶片(90)并且收纳工艺处理完成后的晶片(90)的FOUP(40)；在FOUP(40)与工艺设备(30)之间移送晶片(90)的EFEM(10)；从上侧向EFEM10输送空气流(72)的风机过滤机组(20)；产生高频电力的超声波振荡器(52)；以及振子(54)，其基于由超声波振荡器(52)产生的高频电力产生超声波(80)，向由EFEM(10)输送的工艺处理完成后的晶片(90)施加超声波(80)。

Description

半导体制造装置
技术领域
本发明涉及半导体制造装置。特别是，涉及一种防止水分附着于在EFEM内被输送的晶片的半导体制造装置。
背景技术
经由半导体制造装置的工艺设备处理后的晶片由EFEM(Equipment Front EndModule，设备前端模块)的机械手取出，收纳在作为晶片输送用密闭容器的FOUP(FrontOpening Unified Pod，前开式晶片传送盒)内。因此，提出了用惰性气体填充FOUP内部来防止腐蚀等的技术方案(参照专利文献1)。
另一方面，在EFEM内，通过设置在顶部的风机过滤机组将来自无尘洁净室的空气净化后吸入。风机过滤机组利用过滤器将来自无尘洁净室的空气除去颗粒、污染气体，在EFEM内向下吹出。无尘洁净室的空气的温度为22℃～23℃，湿度为45％左右。因此，在该EFEM内的移送期间，晶片表面暴露在温度为22℃～23℃、湿度为40％的气流中，有时晶片表面上会附着水分。
如果晶片表面上附着有水分，则即使用惰性气体填充FOUP内部，在FOUP内的保管期间附着的水分与残留物质发生反应或者与残留气体发生反应，其结果，产生酸性液，能够引起Al配线或Cu配线的腐蚀或者引起形成在晶片中的膜的性能下降。根据上述晶片表面的水分附着量，存在即使用惰性气体填充FOUP内部也无法使晶片表面处的反应停止的情况。设计规则为所谓的20nm世代，随着半导体制品微细化，工艺处理后的晶片表面的水分管理对成品率产生较大的影响。
作为防止水分附着于EFEM内的晶片表面的方法，考虑用冷热源将进行送风、循环的空气除湿，进一步用沸石等水分吸附材料除去水分使湿度降低来进行管理的方法。但是，如果使用冷热源和水分吸附材料，则存在设备规模变大、初始费用和运转成本增加的问题。
此外，还研究了用N2等惰性气体充满EFEM的方法。但是，如果用惰性气体充满EFEM内，则人的安全性成为问题。
因此，本发明的目的在于提供一种半导体制造装置，能够简便地防止水分附着于EFEM内的晶片表面。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2012-248887号公报
发明内容
本发明的第1方式涉及的半导体制造装置，例如如图1、图2及图3所示，具备：对晶片90进行处理的工艺设备30；供给晶片90并且收纳工艺处理完成后的晶片90的FOUP40；在FOUP40与工艺设备30之间移送晶片90的EFEM10；从上侧向EFEM10输送空气流72的风机过滤机组20；产生高频电力的超声波振荡器52；以及振子54，其基于由超声波振荡器52产生的高频电力产生超声波80，向由EFEM10输送的工艺处理完成后的晶片90施加超声波80。
采用这样的结构，能够向由EFEM输送的工艺处理完成后的晶片施加超声波。超声波从振子向晶片施加，由此在其间产生驻波，在晶片表面以超声波频率反复进行绝热膨胀和绝热压缩，水分子从晶片表面逸出。因此，能够防止水分附着于晶片表面。并且，通过使以往的EFEM具备超声波振荡器和振子能够防止水分附着于晶片表面，因此是简便的装置。
本发明的第2方式涉及的半导体制造装置，例如如图3及图4所示，在本发明的第1方式涉及的半导体制造装置1中，超声波振荡器52以规定的时间使超声波80的频率从某一频率下降至另一频率，以比规定的时间短的时间使超声波80的频率从另一频率上升至下降前的频率。采用这样的结构，水分子远离晶片表面而被除去。
本发明的第3方式涉及的半导体制造装置，例如如图2所示，在本发明的第1或第2方式涉及的半导体制造装置1中，具备多个振子54。采用这样的结构，由于能够在多个部位从晶片表面除去水分子，所以能够可靠地防止水分附着于晶片表面。
本发明的第4方式涉及的半导体制造装置，例如如图2所示，在本发明的第1至第3中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，振子54从晶片90的上方施加超声波。采用这样的结构，从晶片表面逸出的水分子因从上侧送来的空气流而向晶片侧方流动，容易除去。
本发明的第5方式涉及的半导体制造装置，例如如图7所示，在本发明的第1至第3中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，在EFEM10内，将晶片90载置在振子55上，在晶片90的上方具备反射超声波80的反射板60。采用这样的结构，晶片因振子而进行超声波振动来产生超声波，所产生的超声波由反射板反射，在晶片与反射板之间产生驻波。因此，使晶片表面的水分子逸出，能够防止水分附着。
本发明的第6方式涉及的半导体制造装置，在本发明的第1至第5中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，EFEM10在晶片90被施加有超声波80的位置暂时停止晶片90的输送。采用这样的结构，能够可靠地向停止输送的晶片施加超声波，因此容易从晶片表面除去水分。
本发明的第7方式涉及的半导体制造装置，例如如图5所示，在本发明的第1至第6中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，EFEM10在晶片90被施加有超声波80的位置调整晶片90的高度。采用这样的结构，在振子与晶片之间容易产生超声波的驻波，因此容易从晶片表面除去水分。
本发明的第8方式涉及的半导体制造装置，例如如图9所示，在本发明的第1至第7中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，还具备向晶片90照射脉冲光束86的光源66。采用这样的结构，在被照射有脉冲光束的晶片，由于其表面温度上升，所以容易从晶片表面除去水分。
本发明的第9方式涉及的半导体制造装置，例如如图14所示，在本发明的第1至第8中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，还具备使被施加有超声波80的晶片90旋转的旋转装置96、98。采用这样的结构，能够使用更小型的振子而非向晶片整个面施加超声波这样的振子，向晶片整个面施加超声波。
本发明的第10方式涉及的半导体制造装置，例如如图14所示，在引用本发明的第8方式的第9方式涉及的半导体制造装置1中，光源68配置在可对被施加有超声波80的晶片90的面进行照射的位置。采用这样的结构，由于向被施加有超声波的晶片照射脉冲光，所以能够效率良好地从晶片表面除去水分。
本发明的第11方式涉及的半导体制造装置，例如如图17所示，在本发明的第1至10中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，振子54、55包括：由压电元件形成的多个振动元件200、以及在振动方向的两端夹持多个振动元件200的一对振动板202、204。采用这样的结构，通过由振动板夹持多个振动元件来得到振子，因此能够容易地制造大小与晶片的大小相配的振子。进一步，由振动板夹持振动元件，因此能够防止工作时的振动元件的破损。
本发明的第12方式涉及的半导体制造装置，例如如图18所示，在本发明的第1至10中的任一方式涉及的半导体制造装置1中，振子54、55包括：由压电元件形成的多个振动元件210；被安装于多个振动元件210的振动方向的一端的振动板214；与多个振动元件210的振动方向的另一端分离地配置的振动板212；连接两个振动板212、214形成内含多个振动元件210的空间的振动侧板216；以及填充所述空间的液体218。采用这样的结构，使多个振动元件内置在由振动板和振动侧板形成的空间内，并向该空间内填充液体来得到振子，因此能够容易地制造大小与晶片的大小相配的振子。进一步，由于使振动元件在液体内工作，所以能够防止工作时的振动元件的破损。
如果使用本发明的半导体制造装置，由于具备向由EFEM输送的晶片施加超声波的振子，所以在振子与晶片之间形成驻波。在驻波产生波节和波腹，在波腹的部分以超声波频率反复进行绝热膨胀和绝热压缩。晶片表面处的绝热膨胀和绝热压缩使晶片表面的水分子逸出。因此，能够除去晶片表面的水分子。因此，能够提供一种可简便地防止水分附着于EFEM内的晶片表面的半导体制造装置。
本申请基于在日本2016年8月9日提出的专利申请特愿2016-156445号，其内容作为本申请的内容而构成其中一部分。
此外，本发明能够通过以下的详细说明来进一步完全理解。但是，详细说明及特定的实施例是本发明的优选实施方式，仅为了说明的目的而记载。这是由于基于该详细说明进行的各种变更、改变对本领域技术人员而言都是显而易见的。
申请人无意将所记载的任一实施方式贡献给公众，所公开的改变、替代案中有可能在语言上未包含在权利要求范围内的技术方案在等同原则下也属于发明的一部分。
在本说明书或权利要求范围的记载中，名词及同样的指示语的使用，只要没有特别指示或者根据上下文的逻辑明确地被否定，就应该解释为包含单数及多数两者。本说明书中提供的任一例示或例示性用语(例如“等”)的使用也不过仅仅为了容易地说明本发明，只要没有特别记载在权利要求范围内，就不对本发明的范围施加限制。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的半导体制造装置的整体的俯视图。
图2是图1所示的半导体制造装置的截面侧视图。
图3是表示由具有超声波振荡器和振子的超声波发生装置向晶片施加超声波来除去水分的状况的一个示例的图。
图4是表示本发明的实施方式所使用的超声波的频率变化的一个示例的图。
图5作为本发明的实施方式具备多个超声波发生装置的半导体制造装置的截面侧视图。
图6(A)示出将晶片载置于晶片设置台的状况，(B)是表示向被载置于晶片设置台的晶片施加超声波的状态的概念图。
图7是表示由本发明的另一实施方式的超声波发生装置向晶片施加超声波来除去水分的状况的一个示例的图。
图8是表示由本发明的又一实施方式的超声波发生装置向晶片施加超声波来除去水分的状况的一个示例的图。
图9是表示由本发明的实施方式的超声波发生装置向晶片施加超声波并且从光源照射脉冲光束来除去水分的状况的一个示例的图。
图10是表示由本发明的实施方式的超声波发生装置向晶片施加超声波并且从光源照射脉冲光束来除去水分的状况的另一示例的图。
图11是具备脉冲光发生装置的半导体制造装置的截面侧视图。
图12是表示向晶片照射脉冲光束来除去水分的状况的一个示例的图。
图13是表示向晶片照射脉冲光束来除去水分的状况的另一示例的图。
图14是表示向进行旋转的晶片同时照射超声波和脉冲光束来除去水分的状况的另一示例的图。
图15是表示锂离子电池的构造的概念图。
图16是表示作为本发明的另一实施方式具备向锂离子电池的制造装置发出超声波的振子和照射脉冲光束的光源来除去电极的水分的另一示例的图。
图17是表示振子的构造的构造图，(a)是与振动方向正交的面上的截面图，(b)示出与(a)正交的截面上的截面图和超声波振荡器。
图18是表示与图17不同的振子的构造的构造图，(a)是与振动方向正交的面上的截面图，(b)示出与(a)正交的截面上的截面图和超声波振荡器。
附图标记说明
以下，汇总表示本说明书及附图所使用的主要附图标记。
1、2 半导体制造装置
10 EFEM
12 框架
14 装载端口
16 装载锁定室
17 晶片设置台
18 机械手
19 臂部
20 风机过滤机组
22 驱动马达
24 风机
26 过滤器
30 工艺设备
40 FOUP(晶片输送用密闭型容器)
42 门
50、51 超声波发生装置
52 超声波振荡器
54、55 振子
56 开口
58、59 电缆
60 反射板
62 开口
65 脉冲光发生装置
66、68 光源
67 开口
69 反射板
70 无尘洁净室空气
72 洁净空气
74 空气边界层
80 超声波
82 驻波的波节
84 驻波的波腹
86、88 脉冲光束
90 晶片
96 旋转式晶片设置台(旋转装置)
98 旋转式晶片设置台马达(旋转装置)
100 水分子
102 反应生成物
150 锂离子电池
152 正电极导线
154 正电极
156 负电极导线
158 负电极
160 分隔件
170 锂离子电池的制造装置
172 输送辊
174 涂覆装置
176 干燥装置
178 压力装置
180 检査装置
182 标记器
184 卷绕辊
190 (片状的)电极
192 形成有分隔件的电极
194 浆料
196 分隔件
200、210 振动元件
202、212 (上)振动板
204、214 (下)振动板
216 振子侧板
218 液体
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中，对彼此相同或相当的装置标注相同的附图标记，并省略重复的说明。图1是作为本发明的实施方式的半导体制造装置1的概略俯视图。图2是半导体制造装置1的概略侧视图。半导体制造装置1具备：向晶片90进行处理的工艺设备30；作为晶片输送用密闭型容器的FOUP40，其供给要进行工艺处理的晶片90，并且收纳工艺处理完成后的晶片90；以及在FOUP40与工艺设备30之间移送晶片90的EFEM10。
这里所说的“工艺处理”可以包括：晶片90的表面研磨；氧化膜、氮化膜的形成；光阻剂的涂覆、曝光、显影、蚀刻；光阻剂的剥离、清洗；绝缘层形成、平坦化处理、栅极层形成、栅极层状的图案形成；离子注入、退火；层间绝缘膜形成、平坦化；配线形成、晶片检査等，是向晶片90进行处理的任意工序。
EFEM10设置在工艺设备30的前表面，是用于从FOUP40取出晶片90将其运输至工艺设备30并使由工艺设备30处理后的晶片90返回到FOUP40的装置。EFEM10具备：用于与周围隔离的框架12、以及设置在框架12的顶部的风机过滤机组20。风机过滤机组20利用驱动马达22使风机24旋转，将设置有半导体制造装置1的无尘洁净室(未图示)内的空气70吸入框架12内。此外，利用过滤器26从由风机24吸入到框架12内的空气中除去颗粒或污染气体。即，使框架12内产生洁净空气72的流动。EFEM10在框架12的外侧具备载置FOUP40的装载端口(load port)14。还具备在取出要由工艺设备30处理的晶片90或者放入处理后的晶片90时用于使工艺设备30内不向EFEM10开放的装载锁定室(load-lock chamber)16。
收纳有多个未处理的晶片90的FOUP40被载置于EFEM10的装载端口14。当被载置于装载端口14时，成为如下状态：FOUP40的门42打开，FOUP40内与EFEM10内连通，并且能够从FOUP40内取出晶片90。在FOUP40设置有用于收纳多个晶片90的架，能够从各架取出晶片90、向各架放置晶片90。由工艺设备30进行了工艺处理后的晶片90被返回到FOUP40内。当收纳了规定个数的工艺处理结束后的晶片90时，门42关闭，FOUP40内由氮气等惰性气体填充。然后，为了下一工序或者临时保管而从装载端口14被移送。
EFEM10具备用于将晶片90移送至框架12内的机械手18。机械手18固定于EFEM10的底面，具有臂部19，利用臂部19保持晶片90，将其从FOUP40内取出输送至装载锁定室16，或者从装载锁定室16输送至FOUP40内。臂部19既可以在臂部的顶端具有载置晶片90的晶片座(未图示)来保持晶片90，也可以在臂部的顶端具有握持晶片90的外周的晶片握持件(未图示)来保持晶片90，还可以利用其他的公知方式进行保持。
EFEM10具备用于对由机械手18输送的晶片90施加超声波80的超声波发生装置50(参照图3)。超声波发生装置50包括：产生高频电力的超声波振荡器52；基于由超声波振荡器52产生的高频电力产生超声波80向晶片90施加的振子54；以及将由超声波振荡器52产生的高频电力传输给振子54的电缆58。也可以是，具有一个超声波振荡器52和多个振子54，从多个振子54向晶片90施加超声波80。此外，也可以是，EFEM10具备多个超声波发生装置50，从多个振子54向晶片90施加超声波80。这里，“施加超声波”可以指在空气中产生超声波并将该超声波传递给晶片90，也可以指振子54与晶片90碰触来直接传递超声波振动。
工艺设备30将装载锁定室16的晶片90取进来，进行工艺处理，并使其返回到装载锁定室16。工艺设备30根据工艺处理被保持为真空、惰性气体环境等，可以说实质上没有水分附着于处理后的晶片90。
接着，对半导体制造装置1的晶片90的移送进行说明。收纳有多个要进行工艺处理的晶片90的FOUP40通过FOUP输送部件(未图示)被载置于装载端口14。FOUP40填充有惰性气体。当FOUP40被载置于装载端口14时，门42打开。使用机械手18进行门42的开闭即可。
当门42打开时，机械手18通过臂部19保持1个晶片90将其从FOUP40取出。然后，将晶片90输送至装载锁定室16。在该过程中，晶片90暴露在从上方的风机过滤机组20流出的洁净空气72中。载置于装载锁定室16的晶片90被送入工艺设备30进行工艺处理。由工艺设备30进行了工艺处理后的晶片90从工艺设备30返回到装载锁定室16。
机械手18将1个晶片90从FOUP40输送至装载锁定室16之后，保持装载锁定室16的已处理完的晶片90返回到FOUP40。装载锁定室16优选放置要进行工艺处理的晶片90和工艺处理完成后的晶片90等多个晶片90。在将晶片90从装载锁定室16输送至FOUP40的过程中，晶片90暴露在从上方的风机过滤机组20流出的洁净空气72中。
洁净空气72是无尘洁净室内的空气，多数情况下在22℃～23℃的温度且包含45％左右的湿度。因此，洁净空气72与晶片90的表面碰触，所以水分附着于晶片90的表面。为了除去该水分，从超声波发生装置50向晶片90的表面施加超声波80。典型而言，从设置在由机械手18输送的晶片90的上方的振子54向晶片90的上侧表面施加超声波80。
如图3所示，由于从振子54向晶片90施加超声波80，所以在振子54与晶片90的表面之间产生超声波80的驻波。即，在振子54及晶片90的表面产生驻波的波腹84，其间形成波节82和波腹84。另外，振子54与晶片90的表面间的波数(波节82和波腹84的个数)没有特别限定，也可以是一个波(即，仅一个波节82)。在作为波腹84的部分的晶片90的表面部分，以超声波频率反复进行绝热膨胀和绝热压缩。通过反复进行该超声波频率下的绝热膨胀和绝热压缩，水分子100从晶片90的表面逸出。逸出的水分子100向波节82的部分移动。
这里，优选如图4所示那样使超声波80的超声波频率变化。例如，使超声波80的频率以0.05秒间隔从38kHz变化至33kHz，使驻波的波长变长。由于驻波的波长变长，所以波节82的部分远离晶片90表面。于是，从晶片90表面逸出的水分子100跟随波节的移动。其结果，水分子100远离晶片90的表面。接着，使超声波80的频率瞬时返回38kHz。于是，位于驻波的波节82的水分子100无法跟随波节82的移动而留下来，位于驻波的波腹84或者靠近波腹84的部分。然后，由于水分子100向波节82移动，所以可以认为水分子100的一部分从晶片90的表面向第2个波节82移动。如果反复进行使该超声波的频率呈锯齿状地变化的操作，则水分子100远离晶片90的表面。因此，即使停止向晶片90施加超声波或者超声波的驻波变形，也能够防止水分子100立刻附着于晶片90的表面。即，其间将晶片90移动即可。这里，将频率瞬时提高时的“瞬时”例如是比降低频率所需要的时间短的时间即可。这是由于如果频率的变化速度很快，则相应地水分子100变得难以跟随波节82的移动。典型而言，是提高频率以使得水分子100几乎无法跟随因缩短波长而引起的波节82的移动这样的时间。以图4的波形的频率变化为例进行说明。例如，将音速设为340m/秒时，超声波的波长在3MHz下为113μm，在1MHz下为340μm。于是，使驻波的频率在3MHz与1MHz之间变化时波节82的移动距离为57μm。将从3MHz变化为1MHz的时间设为10msec、从1MHz返回到3MHz的时间设为10μsec时，该频率变化下的波节的移动速度分别为5.7mm/sec、5.7m/sec。汇聚在波节82的部分的水分子100在使频率从3MHz变化为1MHz时，以5.7mm/sec的速度远离晶片90的表面。此外，在使频率从1MHz变化为3MHz时，波节82的移动速度为5.7m/sec，是水分子100难以跟随的速度。因此，可以认为水分子100无法跟随波节82的移动而留下来。通过反复进行该频率变化，使水分子100远离晶片90的表面。优选上述的超声波频率的值、频率的变化时间根据晶片的表面状态、附着的水分子的量等来调整。
向晶片90施加超声波80的时间例如如图4所示那样可以是短时间。因此，在由机械手18输送晶片90的期间、即晶片90移动的期间施加超声波80即可。此时，如图5所示，臂部19也可以上下移动，调整振子54与晶片90的间隔。另外，振子54也可以上下移动，调整振子54与晶片90的间隔。通过调整振子54与晶片90的间隔，能够容易形成驻波，并且防止在通过施加超声波80来除去晶片90表面的水分之后水分重新附着于晶片90表面。另外，振子54与晶片90的距离只要为超声波的一个波长以上即可，如果考虑衰减，则距离越短越好。
此外，如图6所示，超声波发生装置50可以具有载置晶片90的晶片设置台17，臂部19将晶片90临时载置于晶片设置台17，从振子54向被载置于晶片设置台17的晶片90施加超声波80。通过载置于晶片设置台17，晶片90的位置稳定。此外，晶片设置台17可以使晶片90上下移动，从而调整振子54与晶片90的间隔。被施加有超声波80的晶片设置台17上的晶片90由臂部19保持，再次被输送。另外，在被施加有超声波的期间，臂部19也可以停止输送晶片90。此外，振子54也可以追随被输送的晶片90而移动，向其施加超声波80。但是，由于超声波80为高频，所以绝热膨胀和绝热压缩以短时间反复进行，通常可以一边输送晶片90一边施加超声波80，这样的作业效率更高。此外，在施加超声波80的期间，也可以使晶片设置台17旋转，从而使晶片90旋转(在图6(A)的纸面内的旋转)。由于晶片90进行旋转，所以从晶片90的表面逸出的水分子100的散逸也变得容易。此外，在晶片90进行旋转的情况下，不需要对整个表面施加超声波80，从而能够使用小型振子54。小型振子54例如是以规定幅度覆盖晶片90表面的半径的这样的细长形状。
另外，如图3所示，优选在振子54设置有多个开口56。这是由于从晶片90的表面逸出的水分子100通过开口56容易从晶片90与振子54之间的空间脱离。水分子100当然也从晶片90与振子54之间的侧面散逸，但是在间隔较窄时，优选不仅从侧面，还从振子54的开口56散逸。
如图5所示，优选具备多个振子54，从即将被输送至装载锁定室16之前的晶片90、以及即将被收纳于FOUP40之前的晶片90除去水分。此外，通过多次施加超声波80，也能够充分地除去晶片90的水分。
接收来自超声波发生装置50的超声波80而被除去水分的晶片90被输送至装载锁定室16或FOUP40。被输送至装载锁定室16的晶片90由工艺设备30进行工艺处理。当FOUP40收纳了规定个数的已处理完的晶片90时，门42关闭，填充惰性气体。然后，FOUP40被保管在FOUP暂存盒(stocker)中(未图示)，或者为了下一个工艺处理或出厂而被输送。
图7示出与图3所示的超声波发生装置50不同的超声波发生装置51。超声波发生装置51包括：超声波振荡器52；载置晶片90并且基于由超声波振荡器52产生的高频电力产生超声波80的振子55；以及将由超声波振荡器52产生的高频电力传递给振子55的电缆59。此外，以与振子55上的晶片90相对的方式具有反射板60。在超声波发生装置51中，振子55的超声波振动传递给晶片90，在晶片90与反射板60之间产生超声波频率的驻波。反射板60只要反射从振子55上的晶片90产生的超声波即可，与晶片90相向的面是平面，与晶片90平行地配置。反射板60的板厚或材质只要具有反射超声波80的刚性即可，没有特别限定。可以具有一个超声波振荡器52和多个振子55，这一点与超声波发生装置50相同。此外，优选在反射板60也设置开口62，以使水分散逸。在半导体制造装置1中，也可以具备超声波发生装置51来替代超声波发生装置50。
在图8所示的示例中，图3所示的超声波发生装置50和图7所示的超声波发生装置51相向地设置。即，在图7所示的超声波发生装置51中，设置图3所示的超声波发生装置50的振子54来替代反射板60。采用这样的结构，由于从振子55上的晶片90和振子54双方发出超声波80，所以在晶片90与振子54之间形成较强的驻波。另外，将从超声波发生装置50和超声波发生装置51产生的超声波80的频率和相位设为相同，以进行共振。
在图9所示的示例中，具备向从图3所示的超声波发生装置50被射有超声波80的晶片90照射脉冲光束86的光源66。采用这样的结构，由于向晶片90照射脉冲光束86，所以晶片90的表面升温，与晶片90的表面接触的空气边界层74(参照图12)被加热而温度上升。由于空气边界层74的温度上升，所以相对湿度下降，附着于晶片90表面的水分子100容易逸出。另外，空气边界层74是厚度为数μ～数10μm左右的层。因此，从超声波发生装置50施加超声波80并且向晶片90照射脉冲光束86，能够容易除去水分。这里，当从光源66连续照射光时，EFEM10内的晶片90以外的装置也会升温。因此，从光源66照射脉冲光束86。通过照射脉冲光束86，例如将晶片90的表面温度及空气边界层74的温度加热到80～100℃。当设洁净空气72在22～23℃下相对湿度为40％时，如果空气边界层74升温到80℃，则相对湿度为2.23％，如果升温到100℃，则相对湿度为1.04％，如果升温到105℃，则相对湿度为0.87％。这样，通过使空气边界层74升温，除去晶片90表面的水分的效率得以提高。
在图10所示的示例中，具备向从图7所示的超声波发生装置51被施加有超声波80的晶片90照射脉冲光束88的光源68。采用这样的结构，能够向被施加有超声波80的晶片90的表面照射脉冲光束88。另外，脉冲光束88通过设置于反射板60的开口62，由此从位于反射板60的背后的光源68到达晶片90。
以上，采用使用超声波发生装置50、51向由EFEM10输送的晶片90施加超声波80来除去水分的结构进行了说明。此外，进行了当照射脉冲光束88时除去水分的效率会提高的说明。但是，即使仅照射脉冲光束88，也能够除去晶片90的水分。
图11示出具备脉冲光发生装置65来替代超声波发生装置50的半导体制造装置2的截面图。半导体制造装置2除了具有脉冲光发生装置65来替代超声波发生装置50以外，其余结构与图1及图2所示的半导体制造装置1相同。脉冲光发生装置65既可以从上方向晶片90照射脉冲光束86，也可以从下方向晶片90照射脉冲光束86，并且半导体制造装置2可以具备多个脉冲光发生装置65。或者，一台脉冲光发生装置65也可以具有多个光源66。
如图12所示，当向晶片90照射脉冲光束86时，空气边界层74的温度上升，晶片90表面的水分子100逸出。然后，从风机过滤机组20流出的洁净空气72的流动碰上晶片90表面或者被阻碍，随着水分子100向侧方流出。因此，水分子100被除去。此外，附着于晶片90表面的酸等反应生成物102也气化，与水分子100一起被除去。因此，通过从光源66照射脉冲光束86，能够从晶片90的表面除去水分。
如图13所示，也可以从晶片90的下方照射脉冲光束86。晶片90因脉冲光束86的辐射热而升温，使水分子100或反应生成物102气化，并且使空气边界层74升温，除去晶片90的水分，且防止重新附着。如图13所示，也可以在空气边界层74的外侧与晶片90相对的位置设置反射板69。反射板69反射来自晶片90的辐射，使其再次照射到晶片90，从而有助于水分子100或反应生成物102的气化、以及空气边界层74的升温。另外，在反射板69设置有用于使洁净空气72通过的开口67。
即，本发明也能够由下述方式实施。
[方式1]
一种半导体制造装置，具备：
对晶片进行处理的工艺设备；
作为晶片输送用密闭型容器的FOUP，其供给所述晶片并且收纳工艺处理完成后的所述晶片；
在所述FOUP与所述工艺设备之间移送所述晶片的EFEM；
从上侧向所述EFEM输送空气流的风机过滤机组；以及
向由所述EFEM输送的所述工艺处理完成后的晶片照射光束的光源。
[方式2]
在方式1所述的半导体制造装置中，所述光束是脉冲光束。
[方式3]
在方式1或2所述的半导体制造装置中，在两个以上的位置向所述晶片照射光束。
[方式4]
在方式1至3中任一项所述的半导体制造装置中，所述光源从所述晶片的上方照射光束。
[方式5]
在方式1至3中任一项所述的半导体制造装置中，所述光源从所述晶片的下方照射光束。
[方式6]
在方式1至5中任一项所述的半导体制造装置中，所述EFEM在所述晶片被照射光束的位置暂时停止所述晶片的输送。
[方式7]
在方式1至6中任一项所述的半导体制造装置中，所述EFEM在所述晶片被照射光束的位置调整所述晶片的高度。
[方式8]
在方式1至7中任一项所述的半导体制造装置中，所述晶片被照射光束而被加热到80℃以上200℃以下。
此外，如图14所示，在半导体制造装置1中，光源68配置在可对超声波80所碰触的晶片90的面进行照射的位置，还可以具备使被施加有超声波80的晶片90旋转的旋转装置例如旋转式晶片设置台96和旋转式晶片设置台马达98。如前所述，通过使旋转式晶片设置台96旋转而使晶片90旋转，从晶片90的表面逸出的水分子100的散逸也变得容易。此外，能够使用小型振子54。小型振子54例如是以规定的幅度覆盖晶片90表面的半径这样的细长形状。即，振子54的最大长度(图14的左右的长度)可以比晶片90的直径短，能够减小振子54的面的尺寸。此外，能够使用小型光源68。小型光源68例如是以规定的幅度覆盖晶片90表面的半径这样的细长形状。即，光源68的最大长度(图14的左右的长度)可以比晶片90的直径短。此外，不需要扩大光源68的照射角。
使用如图14所示的振子54和光源68，通过使晶片90旋转，能够向晶片90的表面均匀地施加超声波80并且照射脉冲光88。另外，将使晶片90旋转的旋转装置设为旋转式晶片设置台96和旋转式晶片设置台马达98进行了说明，但是也可以构成为使设置在臂部顶端的晶片座旋转。此外，也可以构成为使晶片设置台沿着水平方向移动，由此使用图14所示的小型振子54和光源68向晶片90的整个面施加超声波80并且照射脉冲光88。
本发明所使用的振子54和光源68在锂离子电池的制造中也能够使用。图15是表示锂离子电池150的构造的概念图。锂离子电池150构成在与正极导线152连接的正极154和与负极导线156连接的负极158之间夹着分隔件(separator)160卷起几层的构造。这里，分隔件160例如使用包含LiPF6、LiBF4等的锂盐。当在正极154、负极158或者分隔件160的表面残留有水分时，与LiPF6、LiBF4等氟素发生反应来生成氢氟酸。氢氟酸腐蚀电极间的绝缘膜。于是，引起电极间的短路，有可能导致火灾。因此，以往在干燥室或手套箱内制造锂离子电池，处理环境在露点被管理为－50℃～－40℃。但是，为了使干燥室干燥要花费成本，并且在手套箱作业空间被限制而效率下降。
因此，例如如图16所示，锂离子电池的制造装置170具备发出超声波80的振子54和照射脉冲光束88的光源68。锂离子电池的制造装置170中，由输送辊172输送片状的电极190，形成分隔件196的电极192卷绕于卷绕辊184，输送到下一工序。从涂覆装置174对由输送辊172输送的电极190涂覆使LiPF6、LiBF4等溶解于有机溶剂而得到的浆料194。接着，通过干燥装置176使涂覆于电极190的浆料194干燥。干燥装置176例如可以是供暖设备或电气式加热器等公知的干燥装置。通过压力装置178按压干燥后的浆料194，形成分隔件196。通过检査装置180检査分隔件196，检测不良品。优选通过标记器182对被判断为不良品的部分进行标记。
向即将被涂覆浆料194之前的电极190的表面，从超声波发生装置50的振子54施加超声波80并且从光源68照射脉冲光88，由此能够除去表面的水分。即，不需要干燥室或手套箱，能够降低成本以及提高作业效率。另外，也可以仅施加超声波或者仅照射脉冲光，此外，也可以使用图7所示的超声波发生装置51，从电极192的背面施加超声波，也可以如图8所示那样使用超声波发生装置50从正面施加超声波，使用超声波发生装置51从背面施加超声波。进一步，也可以如图9及图10所示那样，施加超声波的位置和照射脉冲光的位置是相同位置的正背面。
以上，对锂离子电池的制造装置170在电极190例如正电极154形成分隔件196的结构进行了说明，但是也可以在形成分隔件的电极192进一步形成电极例如负电极158。此时，为了除去电极表面的水分并且除去分隔件表面的水分，能够使用超声波发生装置50、光源68等。
图17示出振子54、55的内部构造的一个示例。图17是表示振子54、55的构造的构造图，(a)示出与振动方向(例如图3的上下方向)正交的面上的截面图，(b)示出与(a)正交的截面(例如图3的纸面)上的截面图和超声波振荡器52。
图17所示的振子54、55包括：多个振动元件200、以及被安装于多个振动元件200的上下两端的振动板202、204。振动元件200例如可以是当施加电压时被转换为力即位移的压电元件。如果振动元件200的成形尺寸增大，则在工作时特别是空中的工作时，容易破损，难以制作与直径300mm的半导体晶片的表面积对应的振动元件200。因此，将多个小尺寸的振动元件200由上振动板202和下振动板204夹持压接，形成振子54、55。振动板202、204由刚性较高的材料形成，例如能够使用金属或陶瓷等。通过由一对振动板202、204夹持振动元件200，能够抑制工作时的振动元件200的破损。
在图17所示的振子54、55中，由振动元件200产生的超声波振动传递至上振动板202、下振动板204，在振动板202、204上被均匀化。因此，能够得到呈面状而被均匀化的超声波80。此外，通过由上振动板202、下振动板204夹持，能够防止振动元件200在工作时的破损。另外，在图17中，示出了具有5个振动元件200的结构，但是振动元件200的个数没有特别限定。此外，各振动元件200的直径例如设为10mm～20mm时，能够容易制造并且防止工作时的破损，故优选。
图18示出与图17不同的振子54、55的内部构造。图18是表示振子54、55的构造的构造图，(a)示出与振动方向(例如图3的上下方向)正交的面上的截面图，(b)示出与(a)正交的截面(例如图3的纸面)上的截面图和超声波振荡器52。
在图18所示的振子54、55中，包括：多个振动元件210；被安装于多个振动元件210的单端(图18中的下端)的下振动板214；与多个振动元件210的单端分离(图18中的振动元件210的上端的上方)地配置的上振动板212；以及连接上振动板212和下振动板214而形成内含多个振动元件210的空间的振动侧板216。进一步，在由上振动板212、下振动板214和振动侧板216围成的空间内填充液体218。
振动元件210可以与振动元件200同样是压电元件。此外，振动板212、214也可以与振动板202、204同样。振动侧板216与振动板212、214同样地由金属或陶瓷材料形成，但是不必须由相同的材料形成。作为被填充的液体218，采用难以因超声波80产生气泡且容易将超声波振动能量传递给上振动板214的液体，优选粘度、动粘度较大的液体。例如能够使用以聚甲基硅氧烷为主成分的液体。以聚甲基硅氧烷为主成分的液体的粘度、动粘度较大，热稳定性、氧化稳定性优异，蒸气压力较低且具有阻燃性。由于振动元件210在填充有液体218的空间内工作，所以能够抑制工作时的振动元件200的破损。
在图18所示的振子54、55中，由振动元件210产生的超声波振动经由所填充的液体218传递至上振动板212及下振动板214，呈面状而被均匀化。从上振动板212产生的超声波80到达上方的半导体晶片90。另外，振子54、55的构造不限于这里所说明的构造。

Claims (11)

1.一种半导体制造装置，其特征在于，具备：
对晶片进行工艺处理的工艺设备；
供给所述晶片并且收纳工艺处理完成后的所述晶片的前开式晶片传送盒；
在所述前开式晶片传送盒与所述工艺设备之间移送所述晶片的设备前端模块；
从上侧向所述设备前端模块输送空气流的风机过滤机组；
产生高频电力的超声波振荡器；以及
振子，其基于由所述超声波振荡器产生的高频电力产生超声波，向由所述设备前端模块输送的所述工艺处理完成后的晶片施加超声波，
所述超声波振荡器以规定的时间使所述超声波的频率从某一频率下降至另一频率，以比所述规定的时间短的时间使所述超声波的频率从所述另一频率上升至下降前的频率。
2.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于：
具备多个所述振子。
3.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于：
所述振子从所述晶片的上方施加超声波。
4.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于：
在所述设备前端模块，将晶片载置在振子上，在所述晶片的上方具备反射超声波的反射板。
5.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于：
所述设备前端模块在所述晶片被施加有超声波的位置暂时停止所述晶片的输送。
6.根据权利要求5所述的半导体制造装置，其特征在于：
所述设备前端模块在所述晶片被施加有超声波的位置调整所述晶片的高度。
7.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于：
还具备向所述晶片照射脉冲光束的光源。
8.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于：
还具备使被施加有所述超声波的所述晶片旋转的旋转装置。
9.根据权利要求7所述的半导体制造装置，其特征在于：
还具备使被施加有所述超声波的所述晶片旋转的旋转装置，
所述光源配置在可对被施加有所述超声波的所述晶片的面进行照射的位置。
10.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于：
所述振子包括：由压电元件形成的多个振动元件、以及在振动方向的两端夹持所述多个振动元件的一对振动板。
11.根据权利要求1或2所述的半导体制造装置，其特征在于：
所述振子包括：由压电元件形成的多个振动元件；被安装于所述多个振动元件的振动方向的一端的振动板；与所述多个振动元件的振动方向的另一端分离地配置的振动板；连接被安装于所述多个振动元件的振动方向的一端的振动板和与所述多个振动元件的振动方向的另一端分离地配置的振动板形成内含所述多个振动元件的空间的振动侧板；以及填充所述空间的液体。
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