JP2598363B2 - 静電気除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造工程（プ
ロセス）などに利用し、紫外線を照射して気体のガス分
子をイオン化して、静電気を中和して除去する静電気除
去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、帯電した静電気を除去するコロナ
放電装置が知られている。このコロナ放電装置を用いた
静電気の除去、いわゆる、除電は、金属の針電極、例え
ばタングステン針に高電圧を印加してコロナ放電を発生
させている。このコロナ放電によって気体分子を分解し
てイオンを発生させ、このイオンで帯電した静電気を中
和して除去している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来例の静
電気除去装置では、コロナ放電の発生の際に、高電圧を
印加する金属の針電極（例えば、タングステン）が金属
微粒子として発生する。この金属微粒子が空気中に飛散
して浮遊する。すなわち、塵芥が発生する。さらに、コ
ロナ放電の発生の際にオゾンが発生してしまい、また、
電磁ノイズも発生し易い等々の欠点がある。このような
コロナ放電装置を静電気除去に用いた半導体製造工程で
は、半導体基板又は半導体素子に製造欠陥が多発し易
く、製造の歩留り低下の一因となっている。

【０００４】この発明は、このような従来の技術におけ
る欠点を解決するものであり、極めて清浄な雰囲気を保
持し、効果的に静電気を中和して除去できる静電気除去
装置を提供することを一目的とする。さらに、半導体製
造工程における静電気を中和して除去し、半導体基板な
どの製造欠陥の発生を効果的に阻止できる静電気除去装
置を提供することを他の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明の静電気除去装置では、半導
体基板にレジスト液を配置するスピンコート装置と、紫
外線を気体に放射して分子を構成原子に分解し、イオン
を発生させる紫外線放射手段と、気体を送風して移動さ
せるとともにスピンコート装置の回転盤に送風する送風
手段と、紫外線放射手段及び送風手段の電源となる電力
供給手段とを備え、発生したイオンにより静電気を中和
して静電気の除去を行う構成としている。

【０００６】さらに、請求項２記載の発明の静電気除去
装置では、半導体基板の熱処理を行う電気炉と、電気炉
から突出して設けられるとともにガスが通流する石英管
と、石英管に接し又は近傍に配置されて、紫外線を気体
に放射して分子を構成原子に分解し、イオンを発生させ
る紫外線放射手段と、紫外線放射手段及び送風手段の電
源となる電力供給手段とを備え、発生したイオンにより
静電気を中和して静電気の除去を行う構成としている。

【０００７】

【作用】このような請求項１記載の静電気除去装置で
は、半導体基板にレジスト液を塗布するスピンコート装
置の近傍で、紫外線を気体に放射して分子を構成原子に
分解し、イオンを発生させる。この発生したイオンによ
り静電気を中和し、極めて清浄な雰囲気を保持し、静電
気が除去されてスピンコート装置での半導体基板の製造
欠陥の発生が低減する。

【０００８】請求項２記載の静電気除去装置では、半導
体基板の熱処理を行う電気炉から突出して設けられた石
英管内の気体に紫外線を放射し、分子を構成原子に分解
してイオンを発生させる。この発生したイオンにより静
電気を中和して静電気を除去し、熱処理を行う電気炉で
の半導体基板の製造欠陥の発生が低減する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の静電気除去装置の実施例を図
面を参照して詳細に説明するが、これに先立って、先
ず、本発明の原理を説明するため参考例を説明する。こ
の参考例は風道での静電気除去を行うものである。

【００１０】図１は参考例の構成を示す図である。図１
において、この構成は、風道２内に設けられ、紫外線を
照射する水銀灯の光源４と、この光源４に接続される電
源６と、風道２内に送風し、ファンＦとモータＭとから
なる送風機８と、送風機８と接続される電源１０とを有
している。

【００１１】次に、この参考例の構成における動作及び
機能について説明する。風道２を流れる気体に光源４か
ら紫外線Ｌを照射する。この紫外線Ｌにより気体のガス
分子をイオン化する。これによって静電気が中和して除
去される。

【００１２】以下、この静電気除去について詳細に説明
する。空気中に存在する気体は、周知のように窒素（Ｎ
_２）、酸素（Ｏ_２）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、水（Ｈ_２
Ｏ）、メタン（ＣＨ_４）等である。表１は、このガス分
子の持つ化学結合エネルギーと、その波長の関係を示し
たものである。

【００１３】

【表１】

【００１４】また、図２は、水銀灯と水素放電の紫外光
源の分光エネルギーの一例を示したものである。図２に
おいて、横軸は紫外光源の分光エネルギー、縦軸は強度
の相対値を示している。

【００１５】ここでの静電気除去方法では、表１に示し
た分子が、図２に示すように各種波長の持つエネルギー
によって化学結合が解離し、この解離で発生したイオン
によって静電気を中和して除去している。

【００１６】次に、この作用を詳細に説明する。例えば
酸素（Ｏ_２）の結合エネルギーは、表１に示すように４
９４ｋＪ／ｍｏ１であり、波長は２２５ｎｍである。こ
の波長２２５ｎｍより短い図２に示す波長領域では、酸
素分子を構成原子に分解するエネルギーとなる。したが
って、分子が解離してイオンとなり、この発生したイオ
ンによって高電圧に帯電した静電気を中和し、電位を低
下させて、その結果電位が零になり静電気が除去され
る。

【００１７】図３は、このようにして静電気除去を行な
った結果を示している。図３において、横軸は紫外線照
射時間であり、縦軸は静電気の帯電電位を示している。
図３において、帯電電位が約２．０ｋＶの場合、自然放
電では紫外線照射時間である除電時間が５分経ても、帯
電電位は、ほとんど低減しない。ここで図１に示すよう
に、光源４から紫外線Ｌを照射し、さらに送風機８で送
風を行うと紫外線照射時間である除電時間が２分で略
０．２ｋＶまで低減し、帯電した静電気が効果的に除去
されている。

【００１８】なお、ここでの紫外線とは通常区分されて
いる近紫外線領域（波長３１４〜４００ｎｍ）や遠紫外
線（波長１００〜３１４ｎｍ）を含むとともに、ガス分
子が解離するエネルギーの範囲にある真空紫外領域（波
長０．２〜２００ｎｍ）や真空紫外領域と重畳する軟Ｘ
線（波長３０ｎｍ以下）などを含めて紫外線と定義す
る。

【００１９】この参考例では図１に示す光源４に水銀灯
を用いたが、この水銀灯に代えて水素放電管を使用すれ
ば、さらに効率の良いイオン化が行なわれて静電気の除
去効果が向上する。また、この参考例では、従来行なわ
れていたコロナ放電による静電気の除去に比較して、金
属の微粒子の塵芥、オゾン、電磁ノイズなどの発生がな
くなり、極めて清浄な状態を保持して静電気の除去が可
能となる。

【００２０】次に、本発明の第１の実施例について説明
する。この第１の実施例では、半導体製造工程における
スピンコート装置での静電気除去を行うものである。図
４は、この第１の実施例の構成を示す図である。図４に
おいて、この構成では送風装置２０内に、空気を吸入す
るための吸入孔２０ａが設けられている。さらに、送風
装置２０内の吸入孔２０ａの近傍にファンＦとモータＭ
とからなる送風機２２が設けられている。

【００２１】さらに、この構成は、紫外線を照射する水
銀灯の光源２４と、この光源２４に接続される電源２６
と、送風機２２の回転を通じて吸入孔２０ａから吸入し
た気体ｔが光源２４を通じて送出孔２０ｂから送風され
るスピンコート装置３０とを有している。この送出孔２
０ｂから送出される気体ｔは、半導体基板が配置される
スピンコート装置３０の回転盤３０ａに送風される。

【００２２】次に、この第１の実施例の構成における動
作及び機能について説明する。スピンコート装置３０の
回転盤３０ａ上の半導体基板が２０００〜１００００ｒ
ｐｍで回転する。この際、静電気が発生して半導体基板
に塵芥が付着する。この状態でホトレジスト液などを塗
布し、かつ、回転させてレジスト膜を形成すると塵芥が
付着した部分がピンホールとなって製造欠陥が発生す
る。

【００２３】ここで、送風装置２０内の光源２４で発生
した紫外線によりイオンが作られ、送風機２２によりス
ピンコート装置３０の回転盤３０ａに送風される。した
がって、静電気が除去された状態で、スピンコート装置
３０の回転盤３０ａ上の半導体基板にホトレジスト液を
塗布することが出来る。この場合、光源２４から照射さ
れる紫外線は、スピンコート装置３０に直接照射されな
いため、半導体基板上のホトレジスト液の硬化に悪影響
を与えない。ここでの静電気の除去作用は、参考例で説
明した動作及び機能と同様である。また、スピンコート
装置３０に代えて、脱イオン水や有機溶媒などで濡れた
半導体基板を回転して乾燥するためのスピンドライ装置
に適用しても同一の作用効果が得られる。

【００２４】次に、第２の実施例について説明する。こ
の第２の実施例では、半導体製造工程における半導体基
板の熱処理を行う電気炉での静電気除去を行うものであ
る。図５はこの第２の実施例の構成を示す図である。図
５において、この構成は、半導体基板を熱処理するため
の電気炉３４と、この電気炉３４を挟んで設けられた石
英管３６ａ，３６ｂと、石英管３６ａ，３６ｂに接して
配置され、紫外線を照射する水銀灯の光源３８ａ，３８
ｂ，３８ｃ，３８ｄと、この光源３８ａ〜３８ｄに接続
される電源４０とを有している。

【００２５】この第２の実施例の構成における動作及び
機能について説明する。電気炉３４に備える石英管３６
ａ，３６ｂの内部はガスｇが流れている。ガスｇが流れ
ることで発生した静電気によって、塵芥が半導体基板に
付着し、製造欠陥として歩留りの低下が生じる。この静
電気による塵芥の付着は特に乾燥ガスで熱処理を行う場
合に顕著である。

【００２６】この第２の実施例では、電気炉３４の入口
側に紫外線を照射する光源３８ａ，３８ｂを設けて電気
炉の内部に配置された半導体基板の静電気の除去を行
う。さらに、出口側に設けた光源３８ｃ，３８ｄで半導
体基板の取出し時の静電気の除去を行う。この二度の静
電気の除去によって効果的に半導体基板の製造欠陥を無
くすことが出来る。ここでの静電気の除去作用は、参考
例で説明した動作及び機能と同様である。

【００２７】なお、この実施例の他に、半導体基板を乾
燥する高圧の気体をノズルから吹き出してゴミを除去す
るエアガンにも同様に適用できる。また、光源は、水銀
灯にかかわらず紫外線の発生するものであれば、水素放
電管、希ガス放電管、ヘリウム放電管、ネオン放電管等
のいずれを用いても同様の作用効果が得られる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明の静電気除去装置では、半導体基板にレジ
スト液を塗布するスピンコート装置の近傍で紫外線を気
体に放射して分子を構成原子に分解し、イオンを発生さ
せる。この発生したイオンにより静電気を中和し、極め
て清浄な雰囲気を保持して効果的に静電気が除去される
ため、半導体製造工程におけるスピンコート装置での半
導体基板の製造欠陥の発生を効果的に阻止できる。

【００２９】請求項２記載の発明の静電気除去装置で
は、半導体基板の熱処理を行う電気炉から突出して設け
られた石英管内の気体に紫外線を放射して分子を構成原
子に分解してイオンを発生させる。この発生したイオン
により静電気を中和し、極めて清浄な雰囲気を保持して
効果的に静電気が除去されるため、半導体製造工程にお
ける熱処理を行う電気炉での半導体基板の製造欠陥の発
生を効果的に阻止できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電気除去装置にあって風道での静電
気除去を行う参考例の構成を示す図である。

【図２】参考例における紫外光源の分光エネルギーを示
す図である。

【図３】参考例における静電気除去の結果を示す図であ
る。

【図４】本発明の静電気除去装置におけるスピンコート
装置での静電気除去する第１の実施例の構成を示す図で
ある。

【図５】本発明の静電気除去装置における半導体基板の
熱処理を行う電気炉での静電気除去を行う第２の実施例
の構成を示す図である。

【符号の説明】

２ 風道 ４，２４，３８ａ〜３８ｄ 光源 ８，２２ 送風機 ２０ 送風装置 ３０ スピンコート装置 ３４ 電気炉 ３６ａ，３６ｂ 石英管

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板にレジスト液を塗布するスピ
   ンコート装置と、紫外線を気体に放射して分子を構成原
   子に分解し、イオンを発生させる紫外線放射手段と、上
   記気体を送風して移動させるとともに上記スピンコート
   装置の回転盤に送風する送風手段と、上記紫外線放射手
   段及び送風手段の電源となる電力供給手段とを備え、 発生したイオンにより静電気を中和して静電気の除去を
   行うことを特徴とする静電気除去装置。
2. 【請求項２】 半導体基板の熱処理を行う電気炉と、上
   記電気炉から突出して設けられるとともにガスが通流す
   る石英管と、上記石英管に接し又は近傍に配置されて、
   紫外線を気体に放射して分子を構成原子に分解し、イオ
   ンを発生させる紫外線放射手段と、上記紫外線放射手段
   及び送風手段の電源となる電力供給手段とを備え、 発生したイオンにより静電気を中和して静電気の除去を
   行うことを特徴とする静電気除去装置。