JPH04218941A - 帯電物の中和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電物、例えば半導体
デバイスの製造工程における基体（ウェハ）やそのキャ
リアのように極めて帯電し易く、また、帯電を回避する
必要があるものの帯電電荷を中和させるための装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば半導体デバイスの製造にお
いてはウェハに所定の処理を順次行なうべく、専用通路
を介して、あるいは直接的にーの処理室から他の処理室
への移送等が行なわれることが多い。この場合、ウェハ
については掴持、移動等各種のハンドリングが行なわれ
る機会が多く、特にそのハンドリング時にウェハと接触
する器具等は、ウェハの金属汚染を回避すべく、通常、
フッ素系樹脂や石英等により形成されているので、ウェ
ハはその接触等により当該器具に対する帯電序列の関係
から正に帯電し、かつ、高電位になり易い。

【０００３】例えば、フッ素系樹脂から成るピンセット
による掴持時には＋５００〜＋３３００［Ｖ］、ポリプ
ロピレンから成るスタンド上への載置時には＋６００〜
＋２０００［Ｖ］、フッ素系樹脂から成るピンセットを
用いての石英プレート上への載置時には＋１０００〜＋
１５００［Ｖ］、超純水による洗浄時には＋５００〜＋
３３００［Ｖ］、窒素ガスの吹き付け時には−２００〜
−１０００［Ｖ］、という具合に、ウェハに対する接触
物の帯電序列に応じて正負に帯電する。

【０００４】しかしながら、ウェハやそのキャリアが帯
電した場合、ウェハやそのキャリアに静電気力による浮
遊粒子が付着したり、あるいは製造中の半導体デバイス
が静電気放電により破壊したりする。

【０００５】図９は、クリーンルーム内でのウェハにお
ける静電気力による浮遊粒子の付着量をウェハの表面電
位に対して示したものであり、ウェハとして５インチウ
ェハを用い、これを導電性のグレーチング床上に絶縁ス
タンドを介して垂直に設置した場合の実験結果を表して
いる。同図において、横軸はウェハ電位を、縦軸は付着
粒子数を示している。ここで、該付着粒子数とは、ウェ
ハの有効面積（５インチウェハの場合６９．４［ｃｍ２
］）　に付着する粒子の数であり、単位体積（キュービ
ックフィート）当り粒径が０．５［μｍ］以上の粒子が
１０個含まれる雰囲気中にウェハを５時間放置したとし
て、前記有効面積に付着する数に換算したものである。

【０００６】同図によれば、ウェハを垂直に設置した場
合、重力沈降による堆積がほとんどないので、ウェハ電
位が０〜５０［Ｖ］と低いときには粒子付着が無くなる
。ただし、ウェハ電位が３００〜１８００［Ｖ］と上昇
するに従い、静電気力の影響により付着粒子数は急激に
増大する。

【０００７】図１０は、ウェハＷに高電圧（１０００［
Ｖ］）を印加し、静電気力による浮遊粒子の付着範囲を
粒子径をパラメータとして示したものである。この場合
、粒子密度は１［ｇ／ｃｍ３］に設定している。なお、
同図中、長方形の枠線は０電　位を示しており、該枠線
内の破線で示す線は等電位線を、実線で示す線は電気力
線を示している。

【０００８】これによると、粒子の粒径が２［μｍ］の
ときはウェハに付着する粒子は殆どなく、０．５［μｍ
］、０．１［μｍ］と小さくなるに応じて、付着範囲は
急激に広がる。すなわち、浮遊粒子が小さいほど静電気
力の影響を受けてウェハに付着し易いことが理解できる
。

【０００９】ところで、上記のようなウェハあるいはウ
ェハキャリアへの帯電の防止手段としては、第１に、い
わゆるイオナイザを用いる手法、すなわちウェハあるい
はウェハキャリアが置かれる大気雰囲気内でコロナ放電
を発生させ、これにより生じたイオンと帯電電荷とを中
和させる手法、第２に、接地された金属体、あるいは接
地された導電性物質（カーボン、金属等）を混在させて
成る樹脂材料によりウェハをハンドリングして帯電電荷
を放電させる手法、等が知られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第１の手法によれば大気中でのコロナ放電を利用し
ているので、発生するイオンのうち、正イオンは水のイ
オン（Ｈ２　Ｏ）ｎ　Ｈ＋　が主たるものであり、該水
のイオン（Ｈ２　Ｏ）ｎ　Ｈ＋　は、ウェハ表面で自然
酸化膜の成長を助長させることになる一方、負イオンは
ＣＯ３￣、ＮＯｘ￣、ＳＯｘ￣が主たるものであり、こ
れらはいずれも酸化力が強く、前記正イオンの場合と同
様に自然酸化膜形成の要因となる。

【００１１】一方、上記従来の第２の方法では、金属あ
るいは導電性材料と直接的に接触するので、これらの粒
子がウェハに付着することとなり暗電流やリーク電流を
生じさせる要因となる。

【００１２】本発明は上記従来技術の課題を解決するべ
くなされたものであり、容易に帯電し易いウェハのよう
な帯電物における、自然酸化膜の形成あるいは汚染によ
る暗電流やリーク電流の発生を未然に防止できる中和装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
請求項１の発明は、所定の電荷を帯びた帯電物を収納可
能な筺体と、少なくとも前記帯電物に対して非反応性の
ガスを前記筺体内に導入するためのガス導入手段と、前
記筺体内に前記所定の電荷と中和可能なイオンを選択的
に発生させるための中和電荷発生手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、前記中和電荷発生手段
は、筐体内にイオン及び電子を発生させるべく紫外線を
筐体内に投光するための光源から成ることを特徴とする
。

【００１５】請求項３の発明は、前記中和電荷発生手段
は、紫外線を前記筺体内に投光するための光源と、前記
筺体内に設けられ前記紫外線を受けて外部光電効果を生
じさせる光電陰極部材とから成るイオン及び電子発生手
段であることを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記中和電荷発生手段は、紫外線を前記筺体内に投
光するための光源と、前記筺体内に設けられ前記紫外線
を受けて外部光電効果を生じさせる光電陰極部材とから
成る第１の中和電荷発生手段、及び前記筺体内でコロナ
放電をさせるための放電装置から成る第２の中和電荷発
生手段とを備えて成り、該第１及び第２の中和電荷発生
手段は選択的に作動可能であることを特徴とする。

【００１７】請求項５又は請求項６の発明は、請求項１
乃至は請求項４の発明において、前記非反応性のガスが
、高純度の窒素又は高純度のアルゴンであることを特徴
とする。

【００１８】

【作用】例えば各種プロセスを施すべくウェハのような
容易帯電物を移送する場合（例えば前処理室から酸化プ
ロセス室への移送）、該帯電物が配される筺体内に、該
帯電物に対して非反応性のガス（窒素、アルゴン等）を
導入しておき、該帯電物が正に帯電しているときは、中
和電荷発生手段を構成する光源から紫外線を筐体内に投
光して筐体内雰囲気を励起し、そのうちの電子あるいは
負イオンを帯電物の正電荷と中和させる。

【００１９】一方、前記移送物が負に帯電した場合は、
前記励起により筺体内で発生した正イオンを帯電物の負
の電荷と中和させる。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明に係る中和装置のー実施例を
示すものであり、直方体状の筺体１は導体（ＳＵＳ等）
である６枚のパネル１ａ〜１ｆを接合して成り、その上
面パネル１ａの中央部には、略四角穴状の開口部１ａ０
　が形成され、該開口部１ａ０　上には４枚の導体（Ｓ
ＵＳ等）である三角パネル１Ａａ〜１Ａｄから成る四角
錐体状の筺体突部１Ａが形成されている。なお、前記パ
ネル１ｂ〜１ｆは接地され、上面パネル１ａと他のパネ
ル１ｂ〜１ｆとの間には絶縁物１ｍが介在しており、そ
の結果、前記筺体突部１Ａは、パネル１ｂ〜１ｆとは電
気的に絶縁されている。

【００２１】前記筺体１の底面パネル１ｂの中央部上に
は、４本の直立した支持スタンド２ａ〜２ｄが設けられ
、該支持スタンド２ａ〜２ｄの上部に形成される支持部
には、ウェハ３が載置されるようになっている（図２参
照）。なお、前記支持部に支持されたウェハ３には、帯
電試験用の電圧供給手段を接続するように構成してもよ
い。

【００２２】また、前記筺体突部１Ａの頂部にはガス導
入管４が連結され、該ガス導入管４はバルブ４ａを介し
て図示しないガス供給源に接続されている。ここで、該
ガス供給源からバルブ４Ｂ及び流量計４Ａを介して供給
されガスは、前記ウェハ３に対して非反応性のガス、す
なわちウェハ３を汚染しない窒素Ｎ２　ガス（あるいは
アルゴンＡｒガス等）が選ばれる。

【００２３】なお、前記筺体突部１Ａには後記イオン発
生の制御用の直流電源１５（例えば、−１０００［Ｖ］
〜＋１０００［Ｖ］）が高抵抗１６を並列に接続して設
けられている一方、前記側方パネル１ｂ、１ｄには夫々
バルブ２３を有する排気管２２が取付けられている。

【００２４】さらに、前記筺体突部１Ａの相対向する三
角パネル１Ａａ、１Ａｃの内面側には、円板状の光電陰
極部材５ａ、５ｂが夫々取付けられている（図３参照）
一方、前記筺体１の側面パネル１ｆ、１ｅには、フード
６ｂ、６ａが夫々取付けられており、該フード６ａ、６
ｂには少なくとも紫外線に対して透明な透過窓７ａ、７
ｂが夫々固定されている（図４参照）。また、前記フー
ド６ａ、６ｂの近傍には、夫々前記透過窓７ａ、７ｂを
介し前記光電陰極部材５ａ、５ｂに向けて紫外線を投光
するための光源（紫外線ランプ、水銀ランプ等）８ａ、
８ｂが設けられている。なお、必要に応じて該光源８ａ
、８ｂには熱遮断用のフィルタを設けてもよい。

【００２５】前記光電陰極部材５ａ、５ｂ、光源８ａ、
８ｂ等は、第１の中和電荷発生手段を構成する。

【００２６】一方、前記筺体突部１Ａの相対向する三角
パネル１Ａｂ、１Ａｄには、夫々円板状の絶縁部材９ａ
、９ｂが取付けられており（図３参照）、該絶縁部材９
ａ、９ｂには、その中心部に石英コーティングした針状
電極１０ａ、１０ｂが筺体１内に向かって突設されてい
ると共に、該両針状電極１０ａ、１０ｂと夫々対になる
対向電極１１ａ、１１ｂが取付けられている。なお、前
記針状電極１０ａ、１０ｂは夫々電線１２ａ、１２ｂを
介して図示しない高圧電源に接続されている一方、前記
対向電極１１ａ、１１ｂは夫々電線１３ａ、１３ｂを介
して接地されている。前記対向電極１１ａ、１１ｂは、
図６によりその構成をさらに明確に示すように、前記針
状電極１０ａ（電極１０ｂについても同様）を中心とす
る環状の部分１１ａ０　と、前記電線１３ａに接続され
る支持線の部分１１ａ１　とから成る。また、図７に示
すように、前記絶縁部材９ｂ（９ａも同様である。）は
その外周部に形成された取付孔９ｂ０　を介してビス１
４によりパネル１Ａｂのフランジ開口部に固定される。

【００２７】放電装置としての前記針状電極１０ａ、１
０ｂや前記対向電極１１ａ、１１ｂ等は第２の中和電荷
発生手段を構成する。

【００２８】他方、図４に示すように、前記支持スタン
ド２ａ〜２ｄ上に支持されたウェハ３の下方には、電圧
プローブ１７が設けられており、該プローブ１７には表
面電位計１８が接続され、該表面電位計１８はランプ制
御ユニット１９に接続され、該ランプ制御ユニット１９
は前記光源８ａ（光源８ｂも同様）に接続されている。 さらに、前記側方パネル１ｆには絶縁管２０が嵌挿され
、該絶縁管２０の一端は筺体１内に臨まされ、その他端
はイオンアナライザー２１に接続されている。

【００２９】なお、図示は省略されているが、前記表面
電位計１８は、前記針状電極１０ａ、１０ｂに接続され
た放電制御ユニットに接続されている。また、図示は省
略されているが、前記筺体突部１Ａの外表面には、水冷
式、空冷式等の放熱手段が設けられている。

【００３０】本実施例は上記のように構成されているの
で、窒素ガスを導入した筺体１内に置かれたウェハ３が
、フッ素系樹脂製の器具によるハンドリング等により、
正に帯電するとプローブ１７がこれを検知し、前記表面
電位計１８は所定の正電位を表示する。該電位計１８の
表示が所定値を越えると、前記ランプ制御ユニット１９
が作動し、前記光源８ａ、８ｂが点灯し、前記光電陰極
部材５ａ、５ｂに紫外線が照射され、電子が前記筺体突
部１Ａに発生し、該電子は筺体突部１Ａの上部から流入
する窒素ガスの流れ（例えば、最大流速が１０［ｍ／ｓ
ｅｃ］）により、あるいは筺体突部１Ａの上部から筺体
１の底部に向かう電界により下方のウェハ３に移行する
。この場合、電子の発生量は、前記直流電源１５を調整
することにより制御できる。該ウェハ３の表面上に達し
た電子はウェハ３の正電荷と中和し、該中和により前記
表面電位計１８が前記所定値以下（数１０［Ｖ］以下）
になると、前記光源８ａ、８ｂは消灯する。

【００３１】一方、例えば高速の窒素ガス流との接触等
により、前記ウェハ３が負に帯電したときには、前記表
面電位計１８の表示が負となり、該表示値が所定値を越
えると、前記放電制御ユニットが作動し、前記針状電極
１０ａ、１０ｂへの電圧供給によりコロナ放電が開始し
、筺体１内に電子と共に窒素ガスの正イオンが発生する
。この場合、正イオンの発生量は、前記直流電源１５を
調整することにより制御できる。該発生した正イオンは
窒素ガスの流れに沿ってウェハ３の表面に達し、ウェハ
３に帯電した負電荷と中和し、該中和により前記表面電
位計１８が前記所定値以下になると、前記針状電極１０
ａ、１０ｂへの電圧供給が停止する。筺体１の内部のイ
オンの濃度は前記イオンアナライザー２１により監視す
ることができる。

【００３２】なお、ウェハに特に有害な水（Ｈ２　Ｏ）
は、筺体１内への高純度窒素ガス又はアルゴンガスの導
入により、ウェハの汚染に影響のない２０［ｐｐｂ］以
下の濃度に設定することができる。

【００３３】ウェハが高速の窒素ガス流により吹きつけ
られると、上述したようにウェハには負の電荷が帯電し
高電位になるが、例えば１０［ｍ／ｓｅｃ］未満の低速
の窒素ガス流と接触した場合には、ウェハは高々数十［
Ｖ］以下程度の低電位になるに過ぎないので、例えばウ
ェハがこのような低速窒素ガス流と接触する前に、ハン
ドリング等により正に帯電していた場合、その正の帯電
状態が負に変わるような事態は生じない。

【００３４】上記実施例の説明においては、ウェハが正
又は負に帯電した場合、夫々の帯電電荷を中和させるた
めの中和電荷発生手段を用いるようにしたが、例えばウ
ェハの帯電が常に正に帯電するべくハンドリングを行な
うように規制しておけば、負イオン（あるいは電子）を
発生させる中和電荷発生手段を設けるだけで対応できる
。

【００３５】図１１は、上記実施例を簡略した構成とし
た他の実施例、換言すれば上記実施例における第１の中
和電荷発生手段を構成する光電陰極部材５ａ、５ｂを省
略し、光源８ａ、８ｂのみにより構成された第３の中和
電荷発生手段を設けるようにしたものを示すものである
。すなわち、本実施例の場合、前記光源８ａ、８ｂは最
短波長が、例えば１４５［ｎｍ］である紫外線を照射し
得るものを用い、例えば常温の筐体内温度下でＨ２Ｏ濃
度が９．３［ｐｐｍ］である筐体１内に窒素ガス　を導
入すると、前記照射された紫外線により前記筐体１内に
導入された窒素ガス分子やＨ２Ｏ分子が励起してイオン
化するのを利用したものである。

【００３６】図１２は本実施例の実験結果を示すもので
あり、具体的には、筐体１内に導入される窒素ガスの流
量を１［ｌ／ｍｉｎ］とし、該筐体１内を常温下に置い
た場合におけるウェハ３に帯電された電荷の徐電時間［
ｓｅｃ］との関係を示すものである。

【００３７】これによると、本実施例の構成の場合、ウ
ェハ３を正負の高電位（例えば±３０００［Ｖ］）に帯
電させた場合でも、該ウェハ３の残留電位を、常に、最
終的にゼロ電位にすることが可能であることが理解でき
る。このゼロ電位になる理由は、前記紫外線のみの照射
の場合、ウェハ近傍のガス分子が等量の正負の電荷に電
離することによるものと説明できる。

【００３８】また、図１２からはウェハの当初の帯電極
性が正であるか負であるかにより徐電時間が異なること
も理解できる。例えば、ウェハを＋３０００［Ｖ］に帯
電させたときに＋３００［Ｖ］に達するまでの時間は０
．３〜０．４［ｓｅｃ］であるのに対し、−３０００［
Ｖ］に帯電させたときに−３００［Ｖ］に達するまでの
時間は約５秒である等のごとくである。この理由は、正
の電荷を中和する負イオンはほとんどが移動度の大きい
電子により構成され、負の電荷を中和する正イオンは移
動度の小さいＮ２＋、（Ｈ２Ｏ）ｎＨ＋（ハイドロニウ
ムイオン）等で構成されるので、中和のためにウェハに
到達する時間が異なることによる。

【００３９】なお、筐体１内に導入される窒素ガスの流
量を増大させると、イオンあるいは電子の移動度を増大
させることになるので、徐電時間は短くなるものと推測
される。

【００４０】図１３は筐体１内のＨ２Ｏ濃度と前記徐電
時間との関係を示すものである。な　お、この場合、Ｈ
２Ｏ濃度は２〜１００［ｐｐｍ］の範囲で行　い、窒素
ガス流量は１［ｌ／ｍｉｎ］に設定し、筐体１内は常温
の室温下に設定した。

【００４１】これによると、ウェハを正に帯電させた場
合、Ｈ２Ｏ濃度が９．３［ｐｐｍ］　であるとき徐電時
間が　最も短くなるという傾向を示すのに対して、ウェ
ハを負　に帯電させたときはＨ２Ｏ濃度が２［ｐｐｍ］
　のとき徐電時間が最も長くなる。これは、徐電時間が
単純にイオン濃度のみに関係するものではないことを示
唆するものである。すなわち、Ｈ２Ｏ　分子と窒素分子
とではＨ２Ｏの方がイオン化が　容易であり、Ｈ２Ｏ濃
度が高いときの方が生成されるイオン総数が大きいが、
徐　電時間は必然的に短くなるものではない。すなわち
、除電時間はイオンの総数のみならず、移動度の大きさ
にも関係するので、イオンの組成が徐電時間について支
配的になると考えるべきである。

【００４２】一方、同図に示すように、ウェハが正に帯
電した場合、Ｈ２Ｏ濃度が１００［　ｐｐｍ］であると
きに、徐電時間が最も長くなることが理解できる。これ
は、筐体１の内壁から水分以外の他の不純物が放出され
、その不純物の中に負イオン化し易いものが多く含まれ
ているからであると考えられる。すなわち、負イオンの
総数が多くなると、負イオンと電子の総和が同じでも負
イオンの数が多くなるに従い移動度は負イオンによるも
のが支配的となるため、ウェハにイオンが到達する時間
が長くなるからである。

【００４３】他方、ウェハが正に帯電した場合、Ｈ２Ｏ
濃度　が小さいときに徐電時間が短くなるのは、移動度
が電子によるものが支配的となるためであると考えられ
る。

【００４４】なお、図１３によると、ウェハを正に帯電
したとき（＋３０００［Ｖ］に帯電したとき）からウェ
ハ電位が＋５０［Ｖ］になるまでの時間は、Ｈ２Ｏ濃度
が２　［ｐｐｍ］のときの方が９．３［ｐｐｍ］の　と
きよりも若干長くなっている。　これは、Ｈ２Ｏ　濃度
が小さくなると生成されるイオンの総数が少なくなるた
めであると考えられる。Ｈ２Ｏ濃度が　２［ｐｐｍ］よ
りもさらに小さくなった場合については、あくまでも推
測ではあるが、生成されるイオンの総数が一定となり徐
電時間も一定になると考えられる。

【００４５】また、図１３から理解できるように、ウェ
ハが負に帯電した場合、Ｈ２Ｏ濃度　が２［ｐｐｍ］の
とき徐電時間が最も長く、９．３［ｐｐｍ］のとき最も
短くなるが、両者の差はあまりない。これは、該Ｈ２Ｏ
　濃度の変化の間にイオンの組成変化が生じたためであ
ると考えられる。すなわち、高Ｈ２Ｏ濃度下　ではハイ
ドロニウムイオンが多く存するので、複数個の水分子が
結合したクラスターが多くなるからである。

【００４６】なお、イオンの移動度はそのｍａｓｓが大
きくなる程、具体的には（Ｈ２Ｏ）　Ｈ＋（ｍａｓｓ：
１９）、Ｎ２＋（ｍａｓｓ：２８）、（Ｈ２　Ｏ）ｎＨ
＋（ｍａｓｓ：３７）の順序で大きくな　る。従って、
徐電時間は（Ｈ２Ｏ）Ｈ＋のイオンを含　む割合が多く
なる程短くなり、（Ｈ２Ｏ）ｎＨ＋が多くなる程長くな
る。

【００４７】これについては、本発名者により仮想的に
描かれた図１４から、Ｈ２Ｏ濃度に　対する各イオンの
組成の関係を知ることによりさらに理解が深められる。 すなわち、同図に示すように、例えばＨ２Ｏ濃度が１０
０［ｐｐｍ］である場合、（Ｈ２Ｏ）Ｈ＋が７０〜８０
％を占めており残りは（Ｈ２Ｏ）Ｈ＋により占められ、
結果　として平均ｍａｓｓは２４程度になり、Ｈ２Ｏ濃
度が９．３［ｐｐｍ］である場　合、（Ｈ２Ｏ）Ｈ＋と
Ｎ２＋が同程度の割合で占められており、結果として平
均ｍａｓｓは２３程度になり、そして、Ｈ２Ｏ濃度が２
［ｐｐｍ］である場合、そのほ　とんどがＮ２＋で占め
られ結果として平均ｍａｓｓは２８程度となる。換言す
れば、平均ｍａｓｓと徐電時間との間には一定の相関性
が見られると理解できる。

【００４８】図１５は、筐体１内を高温度（より具体的
には１００［℃］でベーキング）雰囲気下に置いた場合
と常温下に置いた場合における徐電性能の比較を示した
ものである。これによると、徐電時間は前記ベーキング
時の方が常温下の場合の半分近くに短くなる。これは第
１に、雰囲気温度が上昇すると、分子の自由行程が長く
なり、その結果、イオン（電子を含む）の移動度が大き
くなり中和に要する時間が短縮されること、第２に、前
述したように、Ｈ２Ｏ濃度の変化によりイオン　の組成
が変化することにより生じるものと思われる。なお、第
１４図に示す内容のみから推測すると、Ｈ２Ｏ濃度が２
０〜４０［ｐｐｍ］のとき正イオンのｍａ　ｓｓが最小
となるので徐電時間も最短となると考えられるが、実際
は前記第１及び第２の原因が複合して作用するので、前
記ベーキング時には徐電性能が向上するものと考えられ
る。

【００４９】図１６は上記実施例のように紫外線をＡｌ
の光電陰極部材に照射した場合において、筐体１内をＨ
２Ｏ濃度が９［ｐｐｍ］で常温下に保ち、窒素ガスを所
定の　流量（１［ｌ／ｍｉｎ］）で流し、上記実施例の
ように紫外線をＡｌの光電陰極部材に照射したときの結
果を示すものである。なお、同図の上側の各プロットは
ウェハを正に帯電した場合であり、下側の各プロットは
負に帯電させた場合であり、前者の方が後者の方に比べ
て除電時間が長くなっている。なお、窒素ガスの流量を
増大させると、徐電時間が短くなることは上記図１２に
おいて説明した通りである。

【００５０】図１７及び図１８は、上述した実施例のよ
うに紫外線を光電陰極部材に照射した場合と本実施例の
ように直接紫外線を筐体内に照射する場合とにおいて、
窒素ガス流量に対する徐電時間の変化を比較すべく示し
たものであり、なお、図１７は筐体１内のＨ２Ｏ濃度が
９［ｐｐｍ］であるとき、図１８は２［ｐｐｍ］であ　
るときのものであり、光電陰極部材５ａ（５ｂも同様で
ある）としてＡｌから成るものを用いた。

【００５１】これによると、いずれの場合も光電陰極部
材５ａに紫外線を照射した方、すなわち上記実施例の場
合の方が徐電時間は短くなることが理解できる。また、
ウェハを負に帯電させた場合の方が正に帯電させた場合
に比べて徐電時間は長いがその差は著しく大きいという
ものではない。

【００５２】ここで、光電陰極部材５ａを取り付けた場
合の実施例のとき、該光電陰極部材５ａから電子が放出
されているか否かを確認すべく行われた実験例につき説
明する。本実験例では、光電陰極部材５ａを取り付けて
いる筐体１の上部を電気的に絶縁した状態で紫外線を照
射したときの筐体１の電位変化を検証してみた。電子が
放出されていれば筐体１は正に帯電するはずであるが筐
体１の電位には変化が見られなかった。この結果は光電
陰極部材を取り外した場合でも、また、ウェハの電位を
種々変化させた場合いずれにおいても同様であった。な
お、この結果については他の実験条件、例えば光学フィ
ルタを用いて照射する紫外線の波長を変えたり、ウェハ
のイオン電流を測定する等によりさらに精度良い検証を
行う必要がある。

【００５３】さらに、図１７及び図１８からは窒素ガス
流量と除電時間との所定の相関性は見られないが、これ
は実験条件の設定に改善の余地があるだけであり、相関
性がないということではない。付言すれば、上記したよ
うに流量を増大すれば除電時間が短縮するという相関性
が成立することには変わらない。

【００５４】なお、イオナイザを取り付けた従来の手法
の場合と、光電陰極部材を省略した構成の本実施例の場
合とで、徐電時間を比較すると、本実施例の方が約１０
分の１に短縮できることが実証された。しかも、ウェハ
への残留電位を常にゼロにすることができるという優れ
た効果を有している。

【００５５】図８はもう一つの他の実施例を示すもので
あり、トンネル筺体３０内は一定の搬送雰囲気を確保す
べく、窒素ガス（あるいはアルゴンガス等）が常時搬送
方向（同図の右方向）に所定の気流速度で流れている。 そして、該トンネル筺体３０内には搬送コンベア３４が
設けられ、該搬送コンベア３４上に設けられた多数の支
持台３５上に夫々ウェハ３３を載置する一方、前記トン
ネル筺体３０の上部に所定間隔を置いてトンネル筺体突
部３１を設け、該各トンネル筺体突部３１の上部からは
窒素ガスを導入するようにしている。また、各トンネル
筺体突部３１の近傍には、夫々表面電位計３２を設け、
各表面電位計３２は制御ユニット３６に接続され、該制
御ユニット３６は、各トンネル筺体突部３１に設けられ
た中和電荷発生手段（図示省略）に接続されている。こ
こで、中和電荷発生手段は、選択的に正又は負のイオン
を発生するように構成されており、上記実施例における
第１、第２の中和電荷発生手段と同様な構成のものであ
る。

【００５６】本実施例は上記のように構成されているの
で、前記トンネル筺体３０内を通過するウェハ３３が例
えば窒素ガス気流との接触により負に帯電し、表面電位
計３２の表示値が所定値を越えると、前記制御ユニット
３６の作動により中和電荷発生手段が選択的に正のイオ
ンを発生するように作動し、当該ウェハの帯電を中和さ
せる。

【００５７】なお、各トンネル筺体突部３１の上部から
トンネル筺体３０内に導入される窒素ガスは、ウェハ３
３の搬送方向に流される窒素ガスに比べて少ないので、
搬送雰囲気用の窒素ガスの気流速度に影響を与えること
はない。

【００５８】本実施例の場合も、例えばウェハが正にの
み帯電するように規制されている場合、負イオン（電子
）のみを発生する中和電荷発生手段を設けるだけで対応
できることは上記実施例と同様である。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
、所定の電荷を帯びた帯電物を収納可能な筺体と、少な
くとも前記帯電物に対して非反応性のガスを前記筺体内
に導入するためのガス導入手段と、前記筺体内に前記所
定の電荷と中和可能なイオンを選択的に発生させるため
の中和電荷発生手段とを備えたことを特徴とするので、
筺体内における容易帯電物の帯電を回避することができ
、容易帯電物に対して非反応性のガス雰囲気内で中和が
行なわれることから、自然酸化膜の形成あるいは暗電流
やリーク電流の発生というような不所望の事態を未然に
防止することができる。

【００６０】請求項２の発明によれば、前記中和電荷発
生手段は、少なくとも前記筐体内の雰囲気を励起可能な
紫外線を前記筐体内に投光するための光源から成るよう
に構成されており、少なくともイオナイザによる除電に
比べて１０分の１の時間で除電できる他、帯電物（ウェ
ハ）の残留電位を常にゼロにできるという優れた効果で
ある。

【００６１】このように請求項２の発明の場合、少なく
とも従来のイオナイザを用いた構成に比べて、完全無発
塵、電磁ノイズフリー、オゾンフリー（窒素雰囲気中）
、等を実現でき、極めて優れた除電性能（除電時間、残
留電位等を評価対象とするもの）を有し、除電システム
の容易化が行え、各種分野における広汎な活用が十分に
期待できる。

【００６２】請求項３の発明によれば、前記中和電荷発
生手段は、紫外線を前記筺体内に投光するための光源と
、前記筺体内に設けられ前記紫外線を受けて外部光電効
果を生じさせる光電陰極部材とから成る中和電荷発生手
段であることを特徴とするので、帯電物が常に正に帯電
するものに限られる場合、中和のためのイオン発生の選
択を一本化でき、装置全体構成の簡略化を図ることがで
きる。

【００６３】請求項４の発明によれば、請求項１記載の
帯電物の中和装置において、前記中和電荷発生手段は、
紫外線を前記筺体内に投光するための光源と、前記筺体
内に設けられ前記紫外線を受けて外部光電効果を生じさ
せる光電陰極部材とから成る第１の中和電荷発生手段、
及び前記筺体内でコロナ放電をさせるための放電装置か
ら成る第２の中和電荷発生手段とを備えて成り、該第１
及び第２の中和電荷発生手段は選択的に作動可能である
ことを特徴とするので、中和電荷発生手段を簡単な手法
で容易に構成することができる。

【００６４】請求項５の発明によれば、請求項１乃至請
求項４の発明において、前記非反応性のガスは、高純度
の窒素であるので、安価に入手可能である。

【００６５】請求項６の発明によれば、請求項１乃至請
求項４の発明において、前記非反応性のガスは、高純度
のアルゴンであるので、あらゆる帯電物に対し不活性な
ガスとして有効に作用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例を示す斜視図である。

【図２】図１のＩＩーＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】図１の上面図である。

【図４】図３のＩＶーＩＶ線に沿う縦断面図である。

【図５】図３のＶーＶ線に沿う縦断面図である。

【図６】図５のＶＩーＶＩ線に沿う正面図である。

【図７】図５のＶＩＩーＶＩＩ線に沿う平面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す概略構成図である。

【図９】ウェハの表面電位と付着粒子数との関係を示す
グラフである。

【図１０】帯電ウェハにおける浮遊粒子の付着範囲を示
す模式図である。

【図１１】本発明の実施例であり、中和電荷発生手段を
紫外線の照射光源のみにより構成したものを示す斜視図
である。

【図１２】所定の窒素ガス流量下におけるウェハ電位の
時間変化を示す図である。

【図１３】Ｈ２Ｏ濃度に対する除電時間の変化を示すグ
ラフである。

【図１４】Ｈ２Ｏ濃度に対するイオン組成の変化を仮想
的に示すグラフである。

【図１５】筐体の高温雰囲気下におけるＨ２Ｏ濃度に対
する除電時間の変化を示すグラフ　である。

【図１６】所定の窒素ガス流量におけるウェハ電位の時
間変化を示す図である。

【図１７】所定のＨ２Ｏ濃度下において光電陰極部材で
構成される中和電荷発生手段を用　いた場合と、光電陰
極部材を省略した構成の中和電荷発生手段を用いた場合
の比較を示すグラフである。

【図１８】他の所定のＨ２Ｏ濃度下における図１７と同
様なグラフである。

【符号の説明】

１　　筐体、 ３、３３　　ウェハ（帯電物）、 ３０　　トンネル筺体、 ５ａ、５ｂ　　光電陰極部材（第１の中和電荷発生手段
）、 ８ａ、８ｂ　　光源（第１の中和電荷発生手段、第３の
中和電荷発生手段）、 １０ａ、１０ｂ　　針状電極（第２の中和電荷発生手段
）、 １１ａ、１１ｂ　　対向電極（第２の中和電荷発生手段
）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の電荷を帯びた帯電物を収納可能
   な筺体と、少なくとも前記帯電物に対して非反応性のガ
   スを前記筺体内に導入するためのガス導入手段と、前記
   筺体内に前記所定の電荷と中和可能なイオン及び電子を
   選択的に発生させるための中和電荷発生手段とを備えた
   ことを特徴とする帯電物の中和装置。
2. 【請求項２】　　前記中和電荷発生手段は、少なくとも
   前記筐体内の雰囲気を励起可能な紫外線を前記筐体内に
   投光するための光源から成ることを特徴とする請求項１
   に記載の帯電物の中和装置。
3. 【請求項３】　　前記中和電荷発生手段は、紫外線を前
   記筺体内に投光するための光源と、前記筺体内に設けら
   れ前記紫外線を受けてイオン及び電子を発生させるべく
   外部光電効果を生じさせる光電陰極部材とから成ること
   を特徴とする請求項１に記載の帯電物の中和装置。
4. 【請求項４】　　前記中和電荷発生手段は、紫外線を前
   記筺体内に投光するための光源と、前記筺体内に設けら
   れ前記紫外線を受けて外部光電効果を生じさせる光電陰
   極部材とから成る第１の中和電荷発生手段、及び前記筺
   体内でコロナ放電をさせるための放電装置から成る第２
   の中和電荷発生手段とを備えて成り、該第１及び第２の
   中和電荷発生手段は選択的に作動可能であることを特徴
   とする請求項１に記載の帯電物の中和装置。
5. 【請求項５】　　前記非反応性のガスは、高純度の窒素
   である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の帯
   電物の中和装置。
6. 【請求項６】　　前記非反応性のガスは、高純度のアル
   ゴンである請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載
   の帯電物の中和装置。