DE69333576T2

DE69333576T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigen Ionen unter Verwendung von Röntgenstrahlen

Info

Publication number: DE69333576T2
Application number: DE69333576T
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Sendai Shi Ohmi; Hitoshi Inaba; Tomoyuki Ikedo
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2013-08-14
Also published as: EP1448029A2; DE69333075T2; DE69333576D1; EP1448029A3; DE69333075D1; EP0792090B1; EP0792090A2; EP0671871A1; WO1994005138A1; KR950703269A; EP0671871A4; EP0792090A3; US5750011A; EP0671871B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im wesentlichen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Generierung positiver und negativer Ladungen in einem Gas; des weiteren betrifft sie ein Verfahren zur Neutralisierung eines elektrifizierten Objekts und eine Struktur zur Neutralisierung von Elektrizität sowie unterschiedliche Vorrichtungen und Strukturen, die diese benützen, wie beispielsweise eine Transfervorrichtung, einen Nassarbeitsplatz einen Reinraum und Ähnliches.
STAND DER TECHNIK
In einem Verfahren zur Herstellung beispielsweise einer LSI und eines Flüssigkristalls werden die Elektrifizierung eines Silicium-Wafers und eines Flüssigkristallsubstrats zu einem großen Problem, und die Schaffung einer Elektrifizierungspräventionstechnologie ist dringend geboten. Vor diesem Hintergrund wurde diese Vorrichtung zur Bildung von Gasmolekül-Ionen oder Elektronen entwickelt, mit der die elektrische Ladung eines elektrifizierten Objekts neutralisiert wird. Durch die Verwendung dieser Vorrichtung ist es möglich, die Oberflächenladung nicht nur eines Silicium-Wafers und eines Flüssigkristallsubstrats in kurzer Zeit zu neutralisieren, sondern darüber hinaus aller Objekte, die in positiver oder negativer Polarität elektrifiziert sind, und Schäden infolge statischer Elektrizität zu verhindern. Im folgenden wird als Beispiel eine Erklärung einer aktuellen Situation einer Elektrifizierung eines Wafers und dadurch bedingter Probleme gegeben. Zunächst werden die Probleme in der aktuellen Elektrifizierungspräventionstechnologie erörtert, und die Umstände, die zur gegenwärtigen Situation geführt haben, werden erklärt.
Elektrifizierung eines Wafers
Ein Wafer wird normalerweise mit Fluorethylenharz oder Quarz mit isolierender Eigenschaft behandelt, was an der Notwendigkeit, eine Kontaminierung durch Verunreinigungen zu verhindern und der Notwendigkeit einer chemischen Resistenz liegt. Deshalb ist ein Wafer geeignet, auf sehr hohem Potenzial elektrifiziert zu werden. Als Beispiel für eine tatsächliche Messung wird das Ergebnis einer Potenzialmessung eines elektrifizierten Wafers im Photolithographieprozess in einer Tabelle der 16 dargestellt. Wie in den Ergebnissen zu sehen ist, stellt sich heraus, dass ein Wafer im kV-Niveau elektrifiziert ist.
Probleme infolge der Elektrifizierung von Wafers
Die Wafer-Elektrifizierung führt zu schwerwiegenden Problemen im Herstellungsprozess. Die größten davon sind die Adhäsion schwebender Partikel durch elektrostatische Kräfte, die Zerstörung einer Vorrichtung durch die Entladung statischer Elektrizität und eine Gefahr in der Elektronenspur, die problematisch in der Elektronenstrahlexposition oder Ähnlichem ist. Im folgenden wird eine einfache Erklärung dieser Risiken gegeben.
Adhäsion von Partikeln durch elektrostatische Kräfte
Fünf Faktoren sind an der Adhäsion schwebender Partikel an einem Wafer beteiligt: Schwerkraft, Trägheit, elektrostatische Kraft, Brown'sche Diffusion und thermische Migrationskraft, und das Ausmaß der Beeinflussung ändert sich mit der Partikelgröße. Die letzteren drei Faktoren dominieren bei Partikeln mit einer Größe von 0,1 μm oder weniger, und hier ist wiederum der Einfluss elektrostatischer Kraft extrem groß.
1 zeigt ein tatsächlich gemessenes Ergebnis eines Verhältnisses zwischen einem Waferpotential und einer Adhäsionsrate schwebender Partikel. Die Partikelgröße ist in diesem Fall 0,5 μm oder mehr. Es ist offensichtlich, dass die Partikeladhäsionsrate unter dem Einfluss elektrostatischer Kraft zunimmt.
Als nächstes wird in 2 ein theoretisches Berechnungsergebnis dargestellt, um den Einfluss der elektrostatischen Kraft in einem Fall zu untersuchen, in dem die Partikelgrößen weiter reduziert werden. Die Partikelgrößen betragen in der vergleichenden Berechnung 2 μm, 0,5 μm und 0,1 μm, und das Waferpotential ist 1.000 V. In dieser Berechnung werden nur die Schwerkraft und die elektrostatische Kraft als Adhäsionskräfte betrachtet, und ein schwebender Bereich von Adhäsionspartikeln wird berechnet. Der Adhäsionsbereich von 2-μm-Partikeln ist sehr eng, und beinahe keine Partikel haften am Wafer.
Allerdings nimmt mit einer Verringerung in der Partikelgröße auf 0,5 μm oder 0,1 μm der Bereich der Adhäsion am Wafer rasch zu. Wenn die Partikelgröße der geladenen Partikel abnimmt, ist der Einfluss elektrostatischer Kraft in der Adhäsion stark erhöht. In einer Umgebung, wo die Partikelgröße – wie oben festgestellt – für ein Kontrollobjekt in einem Reinraum immer kleiner geworden ist, wird nicht nur die Prävention der Generierung von Partikeln, sondern auch Gegenmaßnahmen zur Minimierung statischer Elektrizität sehr wichtig für die Minimierung der Adhäsion.
Zerstörung von Geräten infolge Elektrifizierung
Mit der Verdünnung der Isolierschichten und der Miniaturisierung von Schaltkreisen wird die Zerstörung eines Geräts infolge Elektrifizierung zu einem zunehmend schwerwiegenden Problem. Die Zerstörung eines Geräts ist von einer Spannung und einer Stromstärke abhängig, und bei der Prävention derselben muss nicht nur die Reduzierung des Potentials geladener Elektrizität, sondern auch die Reduzierung elektrostatischer Energie berücksichtigt werden.
Die Spannung verursacht bei der Zerstörung eines Geräts hauptsächlich einen Isolierungsausfall von hauptsächlich Oxidisolierschichten oder Ähnlichen. In diesem Fall gilt, je dünner eine Oxidschicht, desto niedriger naturgemäß die Zerstörungsspannung. Im allgemeinen liegt der Widerstand gegen einen Isolierungsausfall der Oxidschicht bei etwa 10 MV/cm.
Zum anderen verursacht der Strom hauptsächlich eine Zunahme von Trennungsproblemen. Dies wird durch Schmelzen eines Stromkreises durch Joule-Wärme verursacht. Die Zerstörung eines Geräts durch Wafer-Elektrifizierung wird signifikanter Weise bei einem tiefen Elektrifizierungspotential verursacht, öfter als das Problem der Adhäsion schwebender Partikel infolge elektrostatischer Kraft. Wie die Verhinderung einer Elektrifizierung bei der Bearbeitung von Wafern in einem Gerät, wird die Verhinderung einer Elektrifizierung beim Wafer-Transfer sehr wichtig.
Konventionelle Technologie zur Prävention der Wafer-Elektrifizierung
Als konventionelle Wafer-Elektrifizierungs-Präventionstechnologie stehen folgende Methoden zur Verfügung.

i) Generierung von Ionen im Koronaentladungsverfahren, wobei die elektrische Ladung eines elektrifizierten Wafers neutralisiert wird.
ii) Die Ladung eines Wafers wird neutralisiert durch die Bearbeitung des Wafers mit einem geerdeten leitenden Material (Metall oder leitendes Harz).

Diese Neutralisierungsmethoden haben allerdings einige Nachteile, und sofern die Nachteile nicht ausgebessert werden, können diese Methoden zukünftig nicht als Maßnahmen zur Neutralisierung eines elektrifizierten Wafers verwendet werden.
Zunächst sind hauptsächlich vier Nachteile des Koronaentladungsverfahrens i) zu nennen.

1) Generierung kleiner Partikel von einer Entladungselektrode.
2) Generierung von Restpotential infolge einer Vorspannung der Ionenpolarität.
3) Generierung induktiver Spannung infolge einer Hochspannungs-Entladungselektrode.
4) Generierung von Ozon.

1) bringt die Stauberzeugung eines Elektrodenmaterials per se infolge Verschleißes eines distalen Endes der Entladungselektrode mit sich, verursacht durch eine Zerstäubungsoperation von Elektronen und Ionen im Entladungsvorgang und Ähnliches, und Stauberzeugung einer Substanz, die durch die Verfestigung von Verunreinigungen in der Luft im Zuge des Entladungsvorgangs mittels einer chemischen Reaktion oder Ähnlichem gebildet wurde, welche an der Oberfläche der Elektrode hafteten und sich dort anhäuften. Die erstere Stauberzeugung wurde gelöst durch Schutz der Entladungselektrode mit einem Quarzglas, das in den letzten Jahren entwickelt wurde. Das letztere Problem hat jedoch noch keine Lösung erfahren.
2) wird verursacht, wenn die Polarität der auf die Entladungselektrode angelegten Spannung abwechselnd in positive und negative Richtung wechselt. Wenn die Polarität der Entladungselektrode positiv ist, werden einem Objekt positive Ionen zur Beseitigung der Elektrizität zugeführt, wohingegen bei negativer Entladungselektrode negative Ionen oder Elektronen zugeführt werden. Auch nach Beseitigung der Elektrizität entsteht Restpotential, da elektrische Ladungen mit einer derart vorgespannten Polarität zugeführt werden. Je näher ein Ionengenerator sich am Objekt zur Entfernung von Elektrizität befindet, desto höher die Restelektrizität. zur Milderung dieses Problems sollten diese deshalb voneinander beabstandet sein, und die Ionen sollten mit einem Gasstrom transferiert werden.
In jüngster Zeit wurde ein Verfahren entwickelt, welches das Restpotential durch Anlegen eines Gleichstrompotentials in der Nähe einer Ionengenerierungseinheit abschwächt. Allerdings kann diese Methode nicht angewendet werden, da in der Nähe eines Objekts zur Beseitigung von Elektrizität eine induktive Spannung (vgl. unten) zu einem Problem wird. Der Zwischenraum ist ein Hauptgrund für die Herabsetzung der Neutralisierungsrate. Im Prinzip kann das Koronaentladungsverfahren das Problem nicht vollständig lösen.
3) Die Generierung der Induktionsspannung wird ein Problem, wenn die Entladungselektrode sich in der Nähe des Objekts zur Beseitigung der Elektrizität befindet. Zur Vermeidung der Gefahr sollten die Entladungseinheit und das Objekt zur Beseitigung der Elektrizität voneinander beabstandet sein. Wie beim Restpotential von 2) ist die Neutralisierungsrate mit zunehmendem Zwischenraum verzögert.
4) Bei der Generierung von Ozon sind Sauerstoffatomradikale, die durch zerfallende Sauerstoffmoleküle entstanden sind, die Hauptquelle für die Bildung von Ozon. Ein solches Zerfallsphänomen wird durch den Impakt mit Niedrigenergie-Elektronen von 10 eV oder weniger oder durch Lichtquantabsorption beschleunigt. Im Koronaentladungsverfahren wird dieses Phänomen im Koronabereich beobachtet, und als Ergebnis wird Ozon erzeugt. Obwohl die Ozonkonzentration von der Struktur der Entladungselektrode, der angelegten Spannung und der Luftstrommenge abhängig ist, erreicht sie in einem beinahe stagnierenden Raum maximal mehrere zig ppm. Da Ozon eine sehr hohe Oxidationsfähigkeit besitzt, beschleunigt es nicht nur die Bildung einer natürlichen Oxidschicht auf der Oberfläche eines Wafers, sondern beschleunigt zudem den Abbau des umgebenden makromolekularen Materials.
Als nächstes ist es durch ii) möglich, die Elektrifizierung eines Wafers vollständig zu verhindern. Es besteht allerdings eine große Gefahr eines ernsthaften Problems der Kontaminierung durch entstehende Verunreinigungen. Verunreinigungen nicht nur in Metallen, sondern auch in Fluorethylenharz und Ähnlichem zur Herstellung von Konduktivität kontaminieren einen Wafer durch Berührungsabrasion mit dem Wafer, die ein Hauptgrund für die Verschlechterung elektrischer Merkmale wird. Dieses Problem ist schwerwiegender als die statische Elektrizität. Und der aktuelle Stand ist, dass ein Wafer mit einem Harz mit isolierenden Eigenschaften behandelt wird, um das Problem zu vermeiden.
In Dokument JP 03155623 (veröffentlicht 03/07/91) wird eine Struktur zur Neutralisierung der Elektrizität eines elektrifizierten Objekts offenbart, in dem eine Xenonlampe oder Quecksilberlampe verwendet wird, um die Erzeugung von Ozon zu unterdrücken.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Generierung positiver und negativer Ladungen, die geeignet sind, die Ladung eines elektrifizierten Objekts in jeder Atmosphäre in kurzer Zeit zu neutralisieren, und betrifft zudem ein Verfahren und eine Struktur zur Neutralisierung der Elektrizität des elektrifizierten Objekts, die geeignet sind, die Generierung statischer Elektrizität vollständig zu vermeiden, ohne Begleitung durch alle erwähnten Nachteile, und unterschiedliche Vorrichtungen, die sich derselben bedienen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine grafische Darstellung eines Verhältnisses zwischen Waferpotential und Partikel-Adhäsion;
2 ist eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Adhäsion der Partikel durch elektrostatische Kraft von der Partikelgröße;
3 ist eine Seitenansicht eines Beispiels eines Röntgenapparats, wie er in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt;
4 ist eine konzeptuelle Ansicht einer Vorrichtung, wie sie für ein Neutralisierungsexperiment verwendet wird;
5 ist eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Ladungsbeseitigungsfunktion von einer Targetspannung;
6 ist eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Ladungsbeseitigungsfunktion von einer Targetstromstärke;
7 ist eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Ladungsbeseitigungsfunktion von einem atmosphärischen Druck;
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Reinraums gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Nassarbeitsbereichs mit Bezug auf das Beispiel;
10 ist eine Konzeptansicht eines Transfersystems von Wafers und Flüssigkristallsubstraten mit Bezug auf das Beispiel;
11 ist eine perspektivische Ansicht des Nassarbeitsbereichs mit Bezug auf das Beispiel;
12 ist eine perspektivische Ansicht einer Trockenschleuder mit Bezug auf das Beispiel;
13 ist eine perspektivische Ansicht eines geschlossenen Transfersystems und der Innenseite eines Produktionsgeräts mit Bezug auf das Beispiel;
14 ist eine Konzeptansicht eines Wohnraums, ein Beispiel darstellend;
15 ist eine Konzeptansicht einer Pflanzenkultivierungskammer, ein Beispiel darstellend.
16 zeigt eine Tabelle, in der die Ergebnisse der Messung eines Wafer-Elektrifizierungspotentials im Photolithographieprozess dargestellt sind;
17 ist eine Konzeptansicht, in der eine Methode zur Beseitigung der Elektrizität beim Transfer von Glassubstraten dargestellt ist;
18 ist eine grafische Darstellung, in der eine Änderung eines Oberflächenpotentials eines Glassubstrats dargestellt ist;
19 ist ein Konzeptdiagramm, in dem eine Methode zur Beseitigung der Elektrizität beim Aufziehen eines Glassubstrats dargestellt ist; und
20 ist eine grafische Darstellung, in der eine Änderung im Oberflächenpotential eines Glassubstrats dargestellt ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert, wobei die nachstehenden Stickstoffbezugnahmen nicht Teil der Erfindung sind.
Es ist vorzuziehen, einen Röntgenapparat zu verwenden, wie er beispielsweise in 3 als Röntgenapparat zur Generierung einer elektromagnetischen Welle in einem Weichröntgenstrahlbereich dargestellt ist. Es ist demnach vorzuziehen, einen Apparat zu verwenden (beispielsweise Ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2297850/1990), der ein Target 35 verwendet, das mit einer dünnen Targetschicht aus einem Material zur Abstrahlung eines Röntgenstrahls durch Aufnahme von Elektronen auf einer Röntgenstrahlsendebasis 34 gebildet ist, und wobei Gitterelektroden 32 zwischen einer Elektronenquelle (Filament 31) und dem Target 35 vorgesehen sind. Dieser Röntgenapparat 30 ist ein sogenannter Sendertyp, bei dem Röntgenstrahlen 37 von der Seite gegenüber der Elektronenquelle abgestrahlt werden, weil die Targetschicht 33 dünn ist. Er hat deshalb Vorteile, insofern als seine Verkleinerung möglich ist, und entsprechend kann er an einer beliebigen Stelle angeordnet werden. Außerdem kann, da die Gitterelektroden 32 zwischen der Elektronenquelle und dem Target 35 vorgesehen sind, die Steuerung der Targetstromstärke vorgenommen werden.
Die elektromagnetische Welle in einem Weichröntgenstrahlbereich kann auf einfache Weise durch Abstrahlen eines Elektronenstrahls mit einer bestimmten Energie auf eine spezifische Substanz gewonnen werden (z. B. W: Wolfram).
Bezüglich der Wellenlänge des generierten Röntgenstrahls – obwohl von dem mit Elektronen bestrahlten Target abhängig – wird vorzugsweise ein Weichröntgenstrahl in einem Wellenlängenbereich von 1 Å bis einige Hundert Å verwendet. Insbesondere vorzuziehen ist ein Weichröntgenstrahl von 1 Å bis mehrere zig Å.
Als elektromagnetische Welle in einem Weichröntgenstrahlbereich ist es insbesondere vorteilhaft, eine elektromagnetische Welle zu verwenden, die durch die Beschleunigung eines Elektronenstrahls auf 4 kV oder mehr durch Einstellung der Targetspannung (Beschleunigungsspannung) auf 4 kV oder mehr und Aufprallen auf ein Target generiert wird. Des weiteren wird vorzugsweise eine elektromagnetische Welle verwendet, die durch Einstellung des Targetstroms auf 60 μA oder mehr generiert wird.
Die Luft muss nicht strömen. Beispielsweise ist es im Fall der Neutralisierung der Elektrizität eines elektrifizierten Objekts eines der charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung, dass eine ausreichende Neutralisierungsoperation eines elektrifizierten Objekts auch ohne strömende Luft erfolgen kann.
Naturgemäß ist es im Falle der Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle im Röntgenbereich von einem Röntgenapparat an einer vom elektrifizierten Objekt entfernten Stelle vorzuziehen, dass die Luft gegen das elektrifizierte Objekt strömen gelassen wird. Des weiteren kann im Falle einer reinen Stickstoffgasatmosphäre mit einer Verunreinigungskonzentration von einigen ppb oder weniger ein besonders signifikanter Effekt erzielt werden.
Der Druck der atmosphärischen Luft sollte des weiteren vorzugsweise 1.000 Torr bis 1 Torr sein, insbesondere 1.000 Torr bis 20 Torr.
Die Luftionengenerierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise anwendbar beispielsweise auf einen Fall, in dem die Neutralisierung eines elektrifizierten Objekts beabsichtigt ist. Sie ist des weiteren anwendbar auf einen Fall mit anderen Intentionen als die Neutralisierung. Wenn es um die Neutralisierung geht, ist die Vorrichtung vorzugsweise anwendbar auf beispielsweise einen Reinraum, Wafer, Flüssigkristallsubstrate und Ähnliches, eine Transfervorrichtung, eine Nassverarbeitungsvorrichtung, ein Ionenimplantationsgerät, eine Plasmavorrichtung, ein Ionenätzgerät, ein Elektronenstrahlgerät, eine Filmherstellungsvorrichtung und Geräte und Vorrichtungen zur Bearbeitung anderer elektrifizierter Objekte und Ähnlichem. Anderseits ist diese Vorrichtung auf Lebens- und Wohnräume anwendbar, wie Gebäude, Fahrzeuge (beispielsweise ein Automobil, ein Flugzeug, eine Straßenbahn usw.) und ähnliche, oder auf eine Pflanzenkultivierungskammer oder ähnliche mit unterschiedlichen Zwecken.
Überdies haben die Erfinder entdeckt, dass es zweckmäßig ist, die Konzentrationen der entstandenen Ionenpaare auf 10⁴ bis 10⁸ Ionenpaare/cm³·Sek einzustellen, und insbesondere auf 10⁵ bis 10⁸ Ionenpaare/cm³·Sek. Sie haben zudem entdeckt, dass die Lebensdauer von Ionen in einer solchen Konzentration 10 bis 1.000 Sekunden beträgt. Wenn demnach Ionen mit einer Ionenkonzentration von 10³ bis 10⁴ Ionenpaare/cm³·Sek gebildet werden und die Distanz L zwischen der Position eines strömenden Gases, das mit der elektromagnetischen Welle in einem Weichröntgenstrahlbereich bestrahlt wird, und einem elektrifizierten Objekt durch die folgende Gleichung bestimmt ist, kann die Neutralisierung der Elektrizität eines elektrifizierten Objekts ausreichend durchgeführt werden.
L/v < 10 to 1.000
L: Distanz von einer Bestrahlungsposition und einem elektrifizierten Objekt (m);
v: Geschwindigkeit der strömenden Luft (m/Sek).
Des weiteren kann die vorliegende Erfindung naturgemäß und beispielsweise angewendet werden auf eine Transfervorrichtung, ein Ionenimplantationsgerät, ein Plasmareaktionsgerät, ein Ionenätzgerät, eine Elektronenstrahlvorrichtung, eine Filmherstellungsvorrichtung und andere Vorrichtungen und Geräte, welche die Neutralisierung eines elektrifizierten Objekts wie oben beschrieben verlangen.
FUNKTION
In der vorliegenden Erfindung werden positive Ionen und negative Ionen oder Elektronen gebildet, indem die Ionisierung von Luftmolekülen und Atomen durch Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einem Weichröntgenbereich genützt wird.
Mit Hilfe dieses Ionisierungsverfahrens können alle Probleme der oben erwähnten Koronaentladungsionisierungsmethode oder einer Ultraviolettstrahlungs-Ionisierungsmethode gelöst werden.
Im Koronaentladungsverfahren wird an einem Endabschnitt einer Entladungselektrode durch den Zerstäubungsvorgang der Entladung Staub verursacht, während in der vorliegenden Erfindung positive und negative Ladungen ohne Staubentstehung generiert werden können.
Des weiteren werden im Koronaentladungsverfahren positive und negative Raumpotentiale generiert, da positive und negative Ladungen in Übereinstimmung mit an die Entladungselektrode angelegten Polaritäten an die Umgebung abgegeben werden. Daraus folgt die Generierung eines Restpotentials in einem Objekt zur Beseitigung der Elektrizität (elektrifiziertes Objekt). Zur Absenkung des Restpotentials musste der Ionenerzeuger zur Beseitigung der Elektrizität vom Objekt beabstandet werden. Im Unterschied dazu werden in der vorliegenden Erfindung rund um das Objekt zur Beseitigung der Elektrizität immer positive und negative Ladungen mit der selben Zahl gebildet, und deshalb ist nach Entfernung der Elektrizität das Raumpotential nicht vorgespannt und es wird an einem Objekt zur Beseitigung der Elektrizität kein Restpotential gebildet. Dementsprechend kann der Röntgenapparat nahe am Objekt zur Beseitigung der Elektrizität bis zu jeder gewünschten Aufstellung angebracht sein, wodurch eine hohe Elektrizitätsbeseitigungsleistung erzielbar ist.
Obwohl des weiteren an die Innenseite des Röntgenapparats eine Hochspannung angelegt ist, dringt das elektrische Feld nicht an die Außenseite, da die Innenseite durch einen Mantel elektrostatisch abgeschirmt ist Deshalb wird von der Entladungselektrode keine Induktionsspannung ausgelöst, was sich im Koronaentladungsverfahren als Problem erweist. Demnach besteht kein Problem, den Röntgenapparat nahe am Objekt zur Beseitigung der Elektrizität bis hin zu einem gewünschten Aufstellungsort anzubringen.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Ionisierung von Luft ohne Begleitung durch Ozon. Es ist demnach möglich, die Probleme des herkömmlichen Verfahrens, wie etwa die Oxidation eines Halbleiter-Wafers oder den Abbau von makromolekularem Material, zu lösen.
In bezug auf die Generierung von Ozon ist die Energie eines Lichtquants bis 4 KeV, was sehr hoch ist, und deshalb können Gasmoleküle und Atome wirksam ionisiert werden. Daraus folgt, dass die Zahl neutraler Sauerstoffatomradikale, von denen angenommen wird, dass sie am meisten zur Bildung von Ozon beitragen, reduziert, und die Generierung von Ozon wird unterdrückt.
Luftmoleküle und Atome werden durch die Absorption der elektromagnetischen Welle in einem Weichröntgenbereich direkt ionisiert. Die Ionisierungsenergie der Luftmoleküle und Atome beträgt mindestens etwa 10 bis ungefähr 20 eV, das heißt eines in mehreren zig bis mehreren Hundert Teilen einer Lichtquantenergie in einem Weichröntgenbereich. Demnach kann die Ionisierung eines Moleküls mit einer Mehrzahl von Atomen und die Ionisierung eines zwei- oder mehrwertigen Moleküls durch einen Lichtquant ausgeführt werden.
Durch Abstrahlen einer Weichröntgenstrahlung in die Luftatmosphäre rund um ein elektrifiziertes Objekt werden Ionen und Elektronen hoher Konzentrationen gebildet, wodurch die Neutralisierung der Ladung des elektrifizierten Objekts durchgeführt werden kann. Des weiteren kann die Ionisierung der Luft in der Nähe des elektrifizierten Objekts durchgeführt werden, was sich von der Neutralisierung der Elektrizität im Koronaentladungs-Ionisierungsverfahren unterscheidet, und deshalb können die gebildeten Ionen und Elektronen wirksam zur Neutralisierung eingesetzt werden, woraus sich eine erhebliche Verstärkung der Elektrizitätsbeseitigungsfunktion ergibt. Im Vergleich mit einem Fall, in dem eine ionisierte Luft durch Röhren oder Ähnliches übertragen wird, wird die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion um den Faktor 100 bis 1.000 verstärkt.
BESTE AUSFÜHRUNGSART DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Es folgt eine Erklärung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung ist aber nicht auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschränkt, und alle Änderungen an der Konzeption, den numerischen Werten usw., die von einschlägigen Fachpersonen leicht vorgenommen werden können, sind naturgemäß in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einbezogen.
Ausführungsbeispiel 1
Es folgt eine Erklärung eines Experiments zur Neutralisierung der Elektrizität eines elektrifizierten Wafers gemäß der vorliegenden Erfindung mit Darstellung der ermittelten Daten.
Die für das Experiment verwendete Vorrichtung ist in 4 dargestellt. Eine Einfallöffnung 42 ist an einer Seitenwand einer SUS-Kammer 41 (Rostfreistahl) vorgesehen, so dass ein Weichröntgenstrahl von außen in die Kammer gestrahlt werden kann. Die Einfallöffnung 42 ist zudem mit einem Einlass 43 mit einem Durchmesser 50 mm und einer Länge I₂ versehen. Die Länge I₂ des Einlasses 43 ist so dimensioniert, dass ein elektrifiziertes Objekt (Wafer) 44 von einer Endöffnung des Einlasses 43 nicht gesehen werden kann (das heißt, der Wafer kann von der Endöffnung aus nicht gesehen werden), wodurch der Direkteinfall des Röntgenstrahls auf den Wafer 44 verhindert werden kann. Des weiteren ist der Einlass 43 in diesem Beispiel mit einer Doppelzylinderstruktur ausgestattet, und ein Außenzylinder 45 ist verschiebbar. Wenn sich demnach ein Abstand von I₁ zwischen dem Wafer 44 und der Einfallöffnung 42 durch eine Änderung der Größe des Wafers 44 und Ähnliches ändert, kann der Wafer 44 nach wie vor von der Endöffnung des Einlasses nicht gesehen werden, indem die Länge I₂ des Einlasses 43 durch Verschieben des Außenzylinders 45 frei geändert wird.
Zudem ist an der Endöffnung des Einlasses 43 ein Filter 46 angebracht, um das Innere der Kammer 41 von der Außenseite zu trennen. Von einem Gaseinlass 47 an einem Ende (in der Zeichnung rechts) der Kammer 41 wird Luft eingeführt. Des weiteren ist in diesem Beispiel ein Dreiwegventil 48a an einem Gaseinlass 47 vorgesehen, womit eine Regelung des eingeführten Gases erreicht werden kann. Das andere Ende (links in der Zeichnung) der Kammer 41 ist mit einem Gasauslass 49 versehen. Auch der Gasauslass 49 ist mit einem Dreiwegventil 48b ausgestattet, von dem ein Zweig mit einem Ozonmesser 50 verbunden ist. Die Ozon-Konzentration wird vom Ozonmesser 50 an der Auslassseite überwacht.
Zur Durchführung eines Evaluierungsexperiments ist in der Nähe des Wafers 44 eine Elektrode 51 vorgesehen, über die durch eine Gleichstromquelle ein bestimmtes Anfangspotential an den Wafer 44 angelegt werden kann. Des weiteren ist an den Wafer 44 ein Oberflächenpotentiometer angeschlossen. Die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion wurde durch Überwachung einer Dämpfungsdauer des Oberflächenpotentials des Wafers 44 durch das Oberflächenpotentiometer evaluiert.
Die Spezifikation eines in diesem Experiment verwendeten Röntgenapparats 52 war wie folgt:
Targetmaterial: W
Targetspannung: 2–9,7 kV
Targetstrom: 0–180 μA
Das Experiment wurde mit Hilfe der in 4 dargestellten Vorrichtung im Hinblick auf folgende Aspekte durchgeführt.
1) Abhängigkeit der Elektrizitätsbeseitigungsleistung von Targetspannung und Targetstrom
Zuerst wurde die Targetspannungsabhängigkeit unter folgenden experimentellen Bedingungen geprüft:
Elektrostatische Kapazität des Wafers: 10 pF
Atmosphärisches Gas: Luft, reiner Stickstoff (Stickstoff mit einer Verunreinigungskonzentration von einigen ppb oder weniger).
Targetspannung: 4–9,7 kV
Targetstrom: 120 μA konstant
I₁: 11 cm
I₂: 9 cm
Das Wafer-Anfangspotential wurde auf ±3 kV festgelegt, ein unter den oben genannten Bedingungen generierter Weichröntgenstrahl wurde auf das atmosphärische Gas gestrahlt, und die Dauer, bis das Waferpotential ±0,3 kV erreichte, wurde gemessen.
Die Ergebnisse sind in 5 dargestellt.
Als nächstes wurde unter folgenden experimentellen Bedingungen die Abhängigkeit vom Targetstrom untersucht:
Elektrostatische Kapazität des Wafers: 10 pF
Atmosphärisches Gas: Luft, reiner Stickstoff (Stickstoff mit einer Verunreinigungskonzentration von einigen ppb oder weniger).
Targetspannung: 8 kV
Targetstrom: Variierend in einem Bereich von 30 bis 180 μA.
I₁: 11 cm
l₂: 9 cm
Die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion wurde des weiteren evaluiert, indem das Wafer-Anfangspotential auf ±3 kV gesetzt wurde, indem der unter den genannten Bedingungen generierte Weichröntgenstrahl auf das atmosphärische Gas gestrahlt und die Dauer gemessen wurde, bis das Waferpotential ±0,3 kV erreichte.
Die Ergebnisse sind in 6 dargestellt.
Wie in 5 und 6 dargestellt, stellt sich heraus, dass die Dauer für die Elektrizitätsbeseitigung am elektrifizierten Objekt erheblich von der Targetspannung und dem Targetstrom abhängig ist. Insbesondere erstere Abhängigkeit ist extrem hoch. Wenn die Targetspannung nicht größer als 4 kV ist, liegt beinahe keine Elektrizitätsbeseitigungsfunktion vor, und die Ionisierungsrate des Gases ist sehr niedrig. In diesem Fall, wenn die Targetspannung nicht geringer als 6 bis 7 kV ist, kann die Elektrizitätsbeseitigung am elektrifizierten Objekt in einem extrem kurzen Zeitraum durchgeführt werden.
Obwohl die Stromabhängigkeit im Vergleich zur Spannungsabhängigkeit gering ist, ist es empfehlenswert, den Targetstrom auf 60 μA oder mehr festzulegen, um die Neutralisierung in kurzer Zeit durchführen zu können.
Übrigens ist sowohl in 5 wie in 6 die Elektrizitätsbeseitigungstendenz unterschiedlich zwischen Luft und reinem Stickstoff (Stickstoff hat eine Verunreinigungskonzentration von mehreren ppb oder weniger). In der Luft bleibt die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion bezüglich positiver und negativer Ladungen die selbe; in reinem Stickstoff ist die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion der positiven Ladung jedoch höher. Der Unterschied beruht auf einem Unterschied einer Existenzrate einer negativen Ionenquelle. Das heißt, in der Luft werden vergleichsweise stabile negative Ionen gebildet, indem Sauerstoff, CO₂, NO_X, SO_X und Ähnliche mit Elektronen kombiniert werden, die von Gasmolekülen ionisiert wurden. Was demnach die elektrifizierte Ladung neutralisiert, sind positive und negative Ionen mit annähernd äquivalenter Mobilität.
Anderseits gibt es in reinem Stickstoff beinahe keine derartige negative Ionenquelle (ppb gleich oder weniger), und deshalb tragen viele der von Gasmolekülen ionisierten Elektronen direkt zur Neutralisierung einer positiven Ladung ohne Bildung negativer Ionen bei. Die Mobilität der Elektronen in einem elektrischen Feld ist um einige Größenordnungen größer als diejenige der Ionen. Dementsprechend können die gebildeten Elektronen das elektrifizierte Objekt in sehr kurzer Zeit erreichen, und deren Verschwinden mittels Neutralisierung durch Wiederverbindung mit positiven Ionen und Diffusion wird beschränkt, was zur Neutralisierung des elektrifizierten Objekts beiträgt. Daraus folgt eine Steigerung der Elektrizitätsbeseitigungsrate der positiven Ladung.
2) Abhängigkeit der Elektrizitätsbeseitigungsleistung vom Material eines Bestrahlungsfensters
Der Weichröntgenstrahl wird leicht von Substanzen absorbiert, was ihn vom Hartröntgenstrahl unterscheidet. Beim Entfernen von Elektrizität in einer bestimmten Atmosphäre ist es deshalb möglich, dass die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion abgeschwächt wird, wenn der Weichröntgenstrahl durch ein Filterfenster abgestrahlt wird.
Dies wurde bestätigt mit der Durchführung eines Experiments unter folgenden Bedingungen. Die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion wurde verglichen zwischen einem Fall mit keinem Filter, einem Fall mit einer Polyimidschicht mit hoher Durchlässigkeit, der relativ stabil in bezug auf Strahlung ist, und einem Fall eines synthetisierten Quarzes mit einer Dicke von 2 mm.
Elektrostatische Kapazität des Wafers: 10 pF.
Atmosphärisches Gas: Luft
Waferpotential: ±300 V → ±30 V
Targetspannung: 8 kV
Targetstrom: 120 μA
I₁: 11 cm
I₂: 9 cm
Endöffnung des Einlasses

i) kein Filter
ii) Polyimidschicht mit 0,12 mm installiert.
iii) Synthetischer Quarz mit 2 mm installiert.

Die Messergebnisse sind wie folgt.
(Die Einheit ist Sek/10 pF, die Zahl in Klammern ist die Quote der Elektrizitätsbeseitigungszeit, die bei keinem Filter 1 ist).
Die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion ist im Falle des Filters aus einer Polyimidschicht mit 82% derjenigen ohne Filter vergleichsweise gut. Im Vergleich dazu ist im Fall des Fensters aus synthetischem Quarz der Elektrizitätsbeseitigungseffekt völlig verloren, und es stellte sich heraus, dass der Weichröntgenstrahl zu beinahe 100% absorbiert war.
Dieses Ergebnis legt die Verwendung eines Filters aus Material wie Polyimid nahe, das vergleichsweise transparent in bezug auf Strahlung ist, wenn der Weichröntgenstrahl durch den Filter in einer solchen spezifischen Atmosphäre abgestrahlt wird, beispielsweise in einem geschlossenen System, in dem das atmosphärische Gas sich in einem luftdichten Zustand befindet.
3) Abhängigkeit der Elektrizitätsbeseitigungsfunktion vom Druck eines atmosphärischen Gases
Als nächstes wurde die Abhängigkeit der Elektrizitätsbeseitigungsfunktion vom atmosphärischen Druck untersucht. Die experimentellen Bedingungen waren wie folgt:
Elektrostatische Kapazität des Wafers: 10 pF.
Atmosphärisches Gas: Luft
Targetspannung: 8 kV
Targetstrom: 120 μA
I₁: 11 cm
I₂: 9 cm
Des weiteren wurde die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion durch Abstrahlen des unter den genannten Bedingungen generierten Weichröntgenstrahls auf das atmosphärische Gas evaluiert, wobei das Ausgangs-Wafer-Potential ±300 V war, und durch Messen der Zeit, bis das Waferpotential ±30 V erreichte.
Die Ergebnisse sind in 7 dargestellt.
Die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion ändert sich eindeutig in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck. Die Funktion verbessert sich schrittweise bis zu 100 Torr, wobei die Elektrizitätsbeseitigung maximal annähernd zweimal so schnell durchgeführt werden kann. Danach ist sie aber immer mehr verzögert, bei annähernd 20 Torr ist sie etwa gleich wie unter atmosphärischem Druck, und bei 1 Torr ist sie um das 10-fache verzögert. Aus diesem Ergebnis lässt sich feststellen, dass die Elektrizitätsbeseitigung unter reduziertem Druck bis zu etwa 1 Torr möglich ist, danach ist aber die Elektrizitätsbeseitigungszeit stark verlängert, was nicht so wirksam ist.
4) Ozonkonzentration der Elektrizitätsbeseitigungsatmosphäre
Ein Experiment wurde betreffend Ozongenerierung durchgeführt, die bei der Elektrizitätsbeseitigung in der Luft oftmals problematisch ist.
Die experimentellen Bedingungen sind wie folgt:
Atmosphärisches Gas: Luft
Targetspannung: 9,7 kV
Targetstrom: 120 μA
I₂: 9 cm
Das Ausmaß der Ozongenerierung wurde mit dem Ozonmesser 50 in 4 gemessen. Wie in 4 dargestellt, wurde die Ozonkonzentration mit dem Ozonmesser 50 durch Einsaugen des Gases in die Kammer 41 im Ausmaß von 2 l/Min gemessen. Die Messung wurde 30 Minuten nach dem Abstrahlen einer elektromagnetischen Welle im Röntgenbereich durchgeführt.
Das Ergebnis ist unten dargestellt. Die Konzentration des Hintergrunds (BG) und die Ozonmenge im Fall von Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung) werden zu Vergleichszwecken ebenfalls angezeigt.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL: 8–10 ppb
B. G.: 8–10 ppb
UV-Strahlung: 20 ppm (nach 30 Minuten)
Als Ergebnis der Messung war keine Zunahme der Ozonkonzentration zu verzeichnen, auch beim Abstrahlen des Weichröntgenstrahls, wodurch die generierte Konzentration auf ppb-Niveau oder weniger bestätigt wurde.
Im Unterschied dazu wurde bei einer zu Vergleichszwecken durchgeführten Ultraviolettstrahlung die Ozonkonzentration auf bis zu 20 ppm (etwa 2.000 Mal der B. G.-Wert) angehoben.
Wie oben festgestellt, ist die Neutralisierungsfunktion der statischen Elektrizität mittels Weichröntgenstrahls ausgezeichnet. Es ist möglich, Ionenpaare mit hoher Konzentration zu bilden, ohne dass damit eine Generierung von Ozon einhergeht, und als Ergebnis kann die Ladung eines elektrifizierten Objekts in kurzer Zeit neutralisiert werden. Außerdem sind Abschirmungsmaßnahmen, bei denen die Strahlen nicht auf einen menschlichen Körper abgegeben werden, sehr einfach, zumal die Dämpfung derselben sehr schnell erfolgt.
Es ist im Sinne einer höheren Konzentration eines Strahlenbündels aus einer Weichröntgenlampe und der Bildung eines annähernd parallelen Strahls wirksam, auf der Strahlungsvorrichtung eine Abschirmplatte anzubringen (vorzugsweise eine Abschirmplatte, die zu einer vollkommenen Reflexion eines Röntgenstrahls fähig ist).
Ausführungsbeispiel 2
In 8 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem ein Röntgenapparat 81 in einem Reinraum 80 installiert ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Röntgenapparat 81 an einer Decke 82 befestigt, so dass ein Weichröntgentstrahl annähernd parallel zur Deckenfläche des Reinraums 80 abgestrahlt wird. Der Weichröntgenstrahl wird annähernd parallel zur Deckenfläche abgestrahlt, um zu verhindern, dass ein menschlicher Körper oder Wafers (oder Flüssigkristallsubstrate) 85 mit dem Röntgenstrahl bestrahlt werden.
Des weiteren ist ein Filter 83 an der Decke 82 zur Staubentfernung installiert, und eine sogenannte Abwärtsströmungsluft A wird generiert, die von der Decke 82 auf einen Boden 84 strömt. Des weiteren wird der vom Röntgenapparat 81 abgegebene Röntgenstrahl auf den stromaufwärtigen Abschnitt des Luftstroms abgegeben, und deshalb werden die von der Röntgenstrahlung gebildeten Ionen und Elektronen vom Luftstrom zum Wafer 85 an der stromabwärtigen Seite übertragen und neutralisieren die Elektrizität des Wafers 85.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Röntgenapparat 81 an der Decke 82 befestigt. Allerdings ist die Befestigung nicht auf die Decke 82 beschränkt, soweit sich der befestigte Apparat an einer Stelle befindet, an der die Strahlung auf einen menschlichen Körper oder den Wafer 85 im Reinraum 80 vermieden wird.
Ausführungsbeispiel 3
In 9 ist ein Beispiel dargestellt, in dem ein Röntgenapparat 91 an einem Nassarbeitsplatz 90 installiert ist.
In 10 ist wiederum ein Beispiel dargestellt, bei dem ein Röntgenapparat 102 an einer offenen Transfervorrichtung von Wafers oder Flüssigkristallsubstraten 101 installiert ist. In einer Transfervorrichtung 103, wie in 10 dargestellt, befindet sich der Röntgenapparat 102 so nahe wie möglich am Wafer 101, und eine Abschirmplatte 104 ist installiert, um die Röntgenstrahlen abzuschirmen und die Befeuerung eines menschlichen Körpers zu verhindern.
Ausführungsbeispiel 4
In 11 ist ein Beispiel einer Anwendung zur Elektrizitätsentfernung in einem Nassarbeitsschritt dargestellt, und 12 zeigt ein Beispiel einer Anwendung auf die Elektrizitätsentfernung beim Trocknen durch eine Trockenschleuder.
In 13 ist ein Beispiel dargestellt, in dem die Erfindung in auf ein geschlossenes Transfersystem angewendet wird. In diesem Beispiel werden Stickstoffgas (Stickstoffgas mit Verunreinigungskonzentrationen von einigen ppb oder weniger für die Verhinderung der Oberflächenoxidation eines Wafers) oder Luft mit der Feuchtigkeitskonzentration einiger ppb von der unteren Seite der Transferkammer ausgespritzt, wodurch es zur Ausführung eines schwebenden Wafer-Transfers kommt. Die Röntgenapparate sind, in Relation zur Transferrichtung, an der Seitenfläche vorgesehen. Die Transferkammer kann des weiteren aus einem Material gebildet sein, welches hinsichtlich des Weichröntgens transparent ist, beispielsweise aus Polyimid, und der Weichröntgenstrahl kann durch Polyimid in die Luft in der Transferkammer abgestrahlt werden.
Um die Oberflächenoxidation von Wafers zu verhindern, wurde des weiteren ein Versuch durchgeführt, bei dem die Transferkammer aus Rostfreistahl konstruiert ist, der eine durch Wärmeoxidation gebildete Passivschicht auf seiner Oberfläche aufweist, und Stickstoffgas mit einer Verunreinigungskonzentration von einigen ppb oder weniger wird als Transfergas benützt. Wenn ein Rostfreistahl verwendet wird, der an seiner Oberfläche mit einer Passivschicht gebildet ist, dessen Cr/Fe (Atomverhältnis) 1 oder mehr ist, ist dies insofern zweckmäßiger, als die Abgabe von Feuchtigkeit, von der Oberfläche verhindert werden kann.
Ausführungsbeispiel 5
In 14 ist ein Wohnraum in einem Gebäude dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist an der Decke des Wohnraums ein Luftzufuhrrohr installiert, und Luft, die von außen durch dieses Luftzufuhrrohr gesendet wird, wird durch einen Versorgungseinlass des Luftzufuhrrohrs in das Innere des Wohnraums eingeführt.
Des weitern ist im Luftzufuhrrohr ein Röntgenapparat installiert, und am Luftzufuhrrohr ist eine Öffnung vorgesehen, durch die der Weichröntgenstrahl vom Röntgenapparat auf Luft abgestrahlt wird, welche im Luftzufuhrrohr strömt. Das Luftzufuhrrohr kann auch aus einem Material konstruiert sein, welches transparent in bezug auf den Weichröntgenstrahl ist, wie etwa aus Polyimid, ohne dass die Öffnung vorgesehen ist.
Wenn der Weichröntgenstrahl abgestrahlt wird, werden positive Ionen und negative Ionen und/oder Elektronen in der Luft gebildet, und die positiven Ionen und negativen Ionen und/oder Elektronen werden auf dem Luftstrom ins Innere des Wohnraums übertragen.
Ein Wohnraum von etwa 5 Tsubo (1 Tsubo ist etwa 3,3 m²) wurde hergestellt, und der Röntgenapparat wurde in der in 14 dargestellten Konstruktion installiert. Es wurde ein Test bezüglich einem Fall (Ausführungsbeispiel) durchgeführt, bei dem ein Weichröntgenstrahl abgestrahlt wurde, und einem Fall (Vergleichsbeispiel), bei dem keine Strahlung stattfand.
Die Anzahl der Teilnehmer war 20, und die Evaluierung erfolgte nach Gefühl.
Die Anzahl der Personen, die zu Protokoll gaben, das Innere des Raums sei bei Bestrahlung mit dem Röntgenstrahl frischer als ohne Röntgen-Bestrahlung, war 15. Die Anzahl der Personen, die zu Protokoll gaben, sie hätten keinen Unterschied zwischen Bestrahlung und Nicht-Bestrahlung bemerkt, betrug 5.
Auf einem Tisch in 14 wurde ein Geigerzähler aufgestellt und das Ausmaß der Befeuerung mit Röntgenstrahlen gemessen. Die Zählungen für Röntgen-Bestrahlung und Nicht-Röntgenbestrahlung blieben auch in diesen Fällen dieselben.
Ausführungsbeispiel 6
In 15 ist ein Pflanzenkultivierungsraum (Blumen, Gemüse und Ähnliches) dargestellt.
Die Strahlung des Weichröntgenstrahls wurde in der Konstruktion der 15 eine Woche lang Tag und Nacht durchgeführt. Als nach einer Woche die Farbe von Blumenblättern beobachtet wurde, zeigte sich eine grüne Farbe, die frischer war als in den Fällen ohne Bestrahlung mit dem Weichröntgenstrahl.
Die Installation des Röntgenapparats kann naturgemäß auch so wie in 14 dargestellt ausgeführt werden.
Ausführungsbeispiel 7
In diesem Ausführungsbeispiel wurde die Elektrifizierung, welche beim Transfer und der Reinigung von Glassubstraten in einer Flüssigkristallproduktionsvorrichtung ausgelöst wurde, mit Hilfe der erfindungsgemäßen und einer konventionellen Elektrizitätsbeseitigungsvorrichtung beseitigt, und die Ergebnisse wurden verglichen.
In 17 ist ein Verhalten der Elektrizitätsbeseitigung dargestellt, die in einem Transfersystem von Glassubstraten durchgeführt wurde. Das Glassubstrat wurde in einem Träger auf der rechten Seite untergebracht, und nachdem er auf einer kreisförmigen Unterlage positioniert wurde, mittels eines Gummirings von der linken Seite übertragen. In diesem Beispiel wurde die Elektrizitätsbeseitigung an der Positioniereinheit durchgeführt, und die Elektrizitätsbeseitigungsmerkmale wurden bei einem Bestrahlungswinkel gegen das Substrat wie in 17 dargestellt gemessen. Die Messung wurde unter denselben Bedingungen auch mit einem Gebläse-Ionisierer unter Verwendung des Koronaladungsverfahrens als konventionelle Elektrizitätsbeseitigungsvorrichtung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in 18 dargestellt.
In 18 bezeichnet die x-Achse das Elektrifizierungspotential, und die y-Achse die Dauer. Die gepunktete Linie beschreibt die Merkmale der Elektrzitätsbeseitigung durch den Weichröntgenstrahl, und die fette Linie durch den Ionisierer. Das Elektrifizierungspotential ohne Elektrizitätsbeseitigung zeigt einen Wert, der immer über –3,3 kV liegt, dem Grenzwert des Oberflächenpotentiometers. Im Falle der Entfernung der Elektrizität durch den Weichröntgenstrahl dieses Ausführungsbeispiels lag das Spitzenpotential nach Beginn der Elektrizitätsbeseitigung bei maximal –0,4 kV, und die Elektrizitätsbeseitigungsdauer bis 0 V betrug nur etwa 2 Sekunden. Es stellte sich des weiteren heraus, dass die Änderung der Elektrizitätsbeseitigungsfunktion durch den Bestrahlungswinkel überhaupt nicht erkannt wurde. Anderseits ist bei Verwendung des konventionellen Ionisierers die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion in hohem Maße vom Bestrahlungswinkel abhängig, und die Elektrizitätsbeseitigungsfunktion war jener im Ausführungsbeispiel der Erfindung deutlich unterlegen. Es gab beispielsweise einen Fall, bei dem das Spitzenpotential –3 kV erreichte, und die Zeitdauer mindestens 5 Sekunden oder mehr.
Als nächstes ist in 19 das Verhalten der Elektrizitätsbeseitigung beim Reinigen des Glassubstrats dargestellt. Wenn das Substrat nach Überlaufreinigung durch ultrareines Wasser aus einem Tank hochgezogen wurde, erreichte das Potential des Substrats –3,3 kV oder mehr. 20 zeigt ein Ergebnis der Messung der Elektrizitätsbeseitigungsmerkmale in dem Fall, in dem die Elektrzitätsbeseitigung gleichzeitig mit dem Hochziehen durchgeführt wurde. Es stellte sich heraus, dass durch die Abstrahlung des Weichröntgenstrahls das maximale Elektrifizierungspotential auf 0,1 kV oder weniger beschränkt wurde; die Dauer, bis 0 V erreicht waren, betrug etwa 1 Sekunde, und die Elektrifizierung konnte wirksam verhindert werden.
Bei Verwendung des Ionisierers wurden demgegenüber maximal 1,7 kV erreicht, und die Elektrizitätsbeseitigungsdauer betrug 4 bis 5 Sekunden.
Wie oben festgestellt, kann die elektrifizierte Ladung auch beim Glassubstrat in kurzer Zeit vollständig beseitigt werden, und auch die Elektrifizierung lässt sich von der vorliegenden Erfindung verhindern.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Es ist durch Verwendung der erfindungsgemäßen Ionengenerierungsvorrichtung und der Weichröntgenbestrahlung möglich, positive und negative Ionen zu schaffen, ohne dass dies von Staubbildung begleitet wird.
Bei der Neutralisierung der Elektrizität eines elektrifizierten Objekts ist es des weiteren möglich, die Ladung des elektrifizierten Objekts in kurzer Zeit unter jeder Atmosphäre zu neutralisieren, und die Generierung statischer Elektrizität kann durch die Anwendung dieser Vorrichtung auf einen elektrifizierten Abschnitt vollständig verhindert werden.
Dies läuft auf die Verhinderung der Entstehung von Defekten durch statische Elektrizität und die Verhinderung von Zuverlässigkeitseinbußen eines Produkts bei der Herstellung von Halbleitern oder Flüssigkristallen hinaus, wodurch der Ertrag eines Produkts erhöht wird. Während bisher aufgrund dieses Problems der statischen Elektrizität insbesondere Probleme bei der Anwendung eines Waferträgers aus reinem Fluorethylenharz bestanden, wurden diese Bedenken durch die Anwendung dieser Elektrizitätsbeseitigungsmethode vollständig eliminiert.

Claims

Struktur zur Neutralisierung der Elektrizität eines elektrifizierten Objekts, umfassend 1.1 eine Kammer mit atmosphärischer Luft darin; 1.2 eine Target-Röntgeneinheit mit einer Target-Spannung von mindestens 4 kV; 1.3 wobei die Röntgeneinheit in der Kammer untergebracht ist und eine elektromagnetische Welle in einem Weichstrahl-Röntgenbereich in die atmosphärische Luft in der Kammer abstrahlt; 1.4 wobei die Wellenlänge des Weichstrahl-Röntgenbereichs mindestens 0,1 nm beträgt.
Struktur gemäß Anspruch 1, wobei die Kammer eine Transferkammer ist, die eine Transfervorrichtung für den Transfer des Objekts von einer Position zu einer anderen besitzt, insbesondere von der Transferkammer in eine Verarbeitungsvorrichtung.
Struktur gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kammer eine Transferkammer und eine Lastsperrkammer umfasst und die Röntgeneinheit so angeordnet ist, dass die elektromagnetische Welle in das atmosphärische Gas in der Lastsperrkammer abgestrahlt wird.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kammer aus einem Material gebildet ist, das bezüglich der elektromagnetischen Welle transparent ist.
Struktur gemäß Anspruch 4, wobei das Material, welches gegenüber der elektromagnetischen Welle transparent ist, Polyimid ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kammer aus rostfreiem Stahl gebildet ist, der auf einer seiner Oberflächen mit einer Thermooxidations-Passivschicht versehen ist, wobei das Atomverhältnis von Cr im Vergleich mit Fe nicht weniger als 1 ist, und wobei an einer passenden Stelle der Kammer eine Einfallöffnung zum Abstrahlen der elektromagnetischen Welle in einem Weichstrahlbereich vorgesehen ist und die elektromagnetische Welle in einem Weichwellenbereich durch die Einfallöffnung auf das atmosphärische Gas in der Kammer abgestrahlt wird.
Struktur nach Anspruch 6, wobei an der Einfallöffnung ein auswärts extrudierender Kanal vorgesehen ist und ein Abschnitt des Kanals auf eine Länge festgelegt ist, die nicht geeignet ist, von einer Endöffnung des Kanals einen Blick auf ein zu verarbeitendes Objekt in der Kammer zu gewähren, und des weiteren am Endöffnungsabschnitt des Kanals ein Filter vorgesehen ist, der aus einem Material gefertigt ist, das bezüglich der elektromagnetischen Welle in einem Weichwellenbereich transparent ist.
Struktur nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Transfervorrichtung schwebt und ein zu transferierendes Objekt durch Ausstoßen eines Gases von einem unteren Abschnitt der Transferkammer transferiert.
Struktur nach Anspruch 8, wobei das aus dem unteren Abschnitt der Transferkammer ausströmende Gas Stickstoff mit einer Verunreinigungskonzentration von einigen ppb oder weniger ist, oder Luft mit einer Feuchtigkeitskonzentration von einigen ppb oder weniger.