JPH09251936A - ワークの電荷の消去中和装置およびその方法 - Google Patents
ワークの電荷の消去中和装置およびその方法Info
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- JPH09251936A JPH09251936A JP8057765A JP5776596A JPH09251936A JP H09251936 A JPH09251936 A JP H09251936A JP 8057765 A JP8057765 A JP 8057765A JP 5776596 A JP5776596 A JP 5776596A JP H09251936 A JPH09251936 A JP H09251936A
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Abstract
できるが、半導体メモリの浮遊ゲートに帯電した電子の
消去ができなかった。また、EPROMのように透明窓
から半導体メモリの浮遊ゲートの帯電したエネルギーを
消去する手段もあるが、消去時間が2〜3時間かかっ
た。プローブによる浮遊ゲート内の帯電エネルギー消去
方法では、表面に接触して行うため、傷を付けたり破損
の原因を与えるなどの問題があった。 【解決手段】ワークの収納部2と、この収納部のワーク
を取り出し移動させる受渡機構4と、この受渡機構で受
け渡されるワークを載置し搬送する搬送機構7と、前記
搬送機構上のワークに所定波長の紫外線を照射する放電
灯8と、前記放電灯の点灯中に上昇するワークの温度を
制御するワークの冷却機構9、10とを備え、前記放電
灯の点灯中に、搬送機構を作動させワークの照射位置を
少なくとも1回以上変える半導体記憶素子のワークの電
荷の消去中和装置として構成した。
Description
PROM,EEPROMなどの半導体記憶素子、およ
び、PN接合ダイオード、トランジスタ、ICなどの半
導体のワークの検査工程を含む製造工程で、検査のため
の外部からの接触あるいは摩擦などで帯電する電荷の消
去中和装置に係り、特に、製造工程の所定位置で、無接
触で、かつ、短時間で処理することが可能で、電場によ
り付着する不純物による障害や、放電障害を防止するこ
とができるワークの電荷の消去中和装置およびその方法
に関する。
(erasable and programmable read on-ly memory )な
どの記憶回路は、浮遊ゲートに電子の注入あるいは注入
した電子の消去を行うことによりデータの書き込みおよ
び消去を行うことが知られている。このEPROMは、
完成したチップに窓が形成されており、必要に応じて低
圧水銀灯などにより所定波長の紫外線を、その窓からE
PROMに照射し、電子の消去を行っている。前記電子
の消去作業時間は、2時間前後かかっているのが現状で
ある。
EPROMと、記憶容量が大きい新たなメモリとして不
揮発性メモリが台頭している。この不揮発性メモリは、
トンネル効果を利用したトンネル酸化膜(結晶膜あるい
は障壁膜)や、そのトンネル膜を酸化膜と窒化膜の2層
構造としたメモリ素子や、酸化膜の代わりに強誘電体膜
を用い、自発分極などの分極効果を利用した強誘電体メ
モリなどが発表されている。
度が大きくなると、極めて微細加工技術を必要とし、形
成されるL/S(ラインアンドスペース)も、0.28
5μm〜0.25μmと極めて小さな寸法のものも発表
されている。そのため、製造工程間で導通検査が行われ
る度合いが多くなっている。
させ回路部分の導通の検査を行うことになるが、この導
通検査の際に、その検査部分に電子を蓄積させることに
なる。そのため、その検査部分に蓄積された電子を消去
するために、蓄積電子消去用のプローブを用いて行うこ
とも知られている。
問題も発生し、その一つに静電気の帯電現象がある。こ
の静電気は、数百から数千ボルトに達し、静電気力によ
り浮遊粒子の吸引を引き起こし、回路などにその浮遊粒
子を付着させたり、静電気力によりメモリ内蓄積電子と
呼応し放電障害による破損などの内部回路破壊を引き起
こす。そのため、ウエハに帯電した帯電エネルギーによ
る問題を解決するため中和電荷発生手段を備える装置な
どの技術が提案されている。
記憶素子の製造工程では以下のような問題が存在してい
た。
は、半導体などの表面に帯電した帯電エネルギーは消去
できるが、イオンは電子と比較して重く、電子速度に追
いつけないため、半導体記憶素子や半導体の内部に蓄積
した電荷、例えば浮遊ゲートの障壁膜(酸化膜あるいは
結晶膜)内に蓄積した電子の消去ができなかった。ま
た、ワーク内に電場が発生するため、不純物を引き寄せ
ることがあり、この不純物による不具合が起こることも
あった。
定波長の紫外線の照射により、半導体記憶素子の浮遊ゲ
ート内に蓄積したエネルギーを消去する手段もあるが、
消去時間が2時間前後という長い時間がかかっていた。
部に蓄積した電荷を短時間で消去するため、大容量低圧
放電灯を使用することも考えられるが、半導体記憶素子
自体を加熱することとなり、その熱に伴う結晶(酸化膜
あるいは結晶膜)の激しい分子運動が障害となる。その
ため、紫外線照射により蓄積した電子を短時間で消去す
ることが適切にできなかった。
ネルギー消去方法では、半導体記憶素子の表面に接触し
て行うため、そのプローブが接触した部分を傷つけた
り、半導体記憶素子表面を破損することで、浮遊ゲート
側にも悪影響を与える可能性があった。また、検査後の
プローブによる電荷の消去を行う場合、一箇所について
2秒間程度の時間がかかるとすると、64Kビットの半
導体素子の検査では36時間かかることになった。その
ため、検査工程後の電荷消去作業の簡易化や省力化およ
び高速化が求められていた。
であるDCテストなども知られているが、ワーク内に電
荷が蓄積され、検査工程の後工程である切断工程などの
際に、放電破壊を起こし、ワークの歩留りの低下を招い
ていた。
案されたもので、半導体記憶素子および半導体などのワ
ークにに蓄積したエネルギーを無接触で短時間で消去で
き、電場を消去中和することで、電場に引き寄せられる
不純物を防ぐと共に、放電破壊などが起きないように
し、また、ワークに帯電する摩擦電気をも消去中和する
ことが可能なワークの電荷の消去中和装置およびその方
法を提供することを目的とする。
め、この発明は、半導体記憶素子および半導体などのワ
ークが、検査工程を含む製造工程中に帯電する電荷の消
去中和装置であって、前記ワークに所定波長の紫外線を
照射する放電灯と、この放電灯により照射されたワーク
を冷却する冷却機構とからなるワークの電荷の消去中和
装置として構成した。
ワークが、検査工程を含む製造工程中に帯電する電荷の
消去中和装置であって、前記ワークに所定波長の紫外線
を照射する放電灯と、この放電灯により照射されたワー
クを冷却する冷却機構と、前記ワークの搬送機構とを備
え、前記ワークに照射される光量分布の強弱により、前
記搬送機構によりワークの照射位置を変えるワークの電
荷の消去中和装置として構成した。
のワークが、検査工程を含む製造工程中に帯電する電荷
の消去中和装置であって、前記ワークを収納する収納部
と、この収納部のワークを保持して取り出し処理室内に
移動させる受渡機構と、この受渡機構で受け渡されるワ
ークを載置し所定位置まで搬送する搬送機構と、前記搬
送機構上のワークに所定波長の紫外線を照射する放電灯
と、前記放電灯の点灯照射中に上昇するワークの温度を
制御する冷却機構とから構成され、前記放電灯の点灯照
射中に、搬送機構を作動させワークの照射位置を少なく
とも1回以上変えるワークの電荷の消去中和装置として
構成した。
ークの表面側を冷却する空冷冷却機構からなり、前記空
冷冷却機構は、ワークに空冷気体を送る給気部と、前記
給気部から送られた空冷気体の温度を検知する温度検知
手段と、前記給気部から送られワークの熱を奪った空冷
気体を排出する排出部とを有する前記ワークの電荷の消
去中和装置として構成した。
クの裏面側に当接して冷却する液冷冷却機構からなり、
前記液冷冷却機構は、ワークの裏面側に当接する当接冷
却槽と、この当接冷却槽内に冷却液を循環させる循環部
と、前記冷却液の循環路内に設けた冷却液の温度検知手
段とからなる前記ワークの電荷の消去中和装置。
ークの裏面側を冷却する液冷冷却機構とからなり、前記
液冷冷却機構は、ワークの裏面側に当接する当接冷却槽
と、この当接冷却槽を上下動させる昇降駆動部と、前記
当接冷却槽に冷却液を制御しながら循環させる循環部
と、前記冷却液の循環路内に設けた温度検知手段とを有
する前記ワークの電荷の消去中和装置として構成した。
能に載置する載置部と、この載置部を制御して駆動する
駆動機構とからなり、液冷冷却機構の当接冷却槽を、前
記載置部に昇降駆動部を介して当接離間自在に設けた前
記ワークの電荷の消去中和装置として構成した。
に設けたランプベースと、このランンプベースに設けた
放電灯冷却機構とを備え、前記放電灯冷却機構は、ラン
プベースに設けた冷却通路に空冷気体を吹きつける吹付
ノズルと、前記空冷気体を供給する供給部と、前記冷却
通路に設けた温度検知手段とからなる前記ワークの電荷
の消去中和装置として構成した。
側に設けたランプベースと、このランンプベースに設け
た放電灯冷却機構とを備え、前記放電灯冷却機構は、前
記ランプベースに当接する冷却槽と、この冷却槽に冷却
液を循環させる冷却液の循環部と、前記冷却液の流路内
に設けた温度検知手段とを有する前記ワークの電荷の消
去中和装置として構成した。
位置に温度検知手段を設け、前記放電灯に設けた冷却機
構の温度検知手段および、前記ワークの温度検知手段と
を接続する制御機構とを備え、前記放電灯の点灯照射中
に前記温度検知手段からの温度情報が所定温度の範囲に
なるように各冷却機構の作動制御を行う前記ワークの電
荷の消去中和装置として構成した。
ウエハ(ワーク)であって、ウエハ製造工程と、ウエハ
処理工程と、組立工程および検査工程により形成され、
前記ウエハ処理工程は、薄膜形成工程と、酸化工程と、
ドーピング工程と、アニール工程と、レジスト処理工程
と、露光工程と、エッチング工程と、洗浄および乾燥工
程とから構成され、これらウエハ処理工程の所定の工程
前または工程後で前記ウエハに帯電した電荷を、所定波
長の紫外線を照射すると共に、照射中のウエハの温度を
所定温度に制御することで中和するワークの電荷の消去
中和方法として構成した。
した電荷を消去する中和方法において、ウエハを搬送機
構により所定位置に搬送する搬送工程と、この搬送工程
により搬送されたウエハの上面および下面を冷却すると
共に、ウエハに所定波長の紫外線を照射する光照射工程
と、この光照射工程中に前記搬送機構を作動させウエハ
に照射される積算光量を均等にするウエハ移動工程とか
らなるワークの電荷の消去中和方法として構成した。
図面に基づいて説明する。図1は、ワーク内電荷消去中
和装置の要部を示す縦断面図、図2はワーク内電荷消去
中和装置の平断面図、図3は搬送機構の作動状態を示す
側面図、図4は放電灯の冷却機構の要部を示す斜視図、
図5は各冷却機構を温度制御を行う制御機構の原理図、
図6は紫外線照射中のワークの作動状態を示す原理図、
図7はウエハ製造工程を示すブロック図、図8は浮遊ゲ
ート内部の構造を示す原理図、図9はワーク内電荷消去
中和装置の応用例を示す斜視図、図10は他の形態を示
すワーク内電荷消去中和装置の構成を表す原理図、図1
1は他の形態を示すワーク内電荷消去中和装置の構成を
示す原理図である。
荷消去中和装置1は、半導体記憶回路を有するウエハ
(以下ワークという)Wの収納部としての収納カセット
2と、この収納カセット2を所定位置に移動する駆動部
3と、前記収納カセット2内のワークWを取り出し受け
渡す受渡機構としてのハンドラ4およびその駆動部5
と、前記ハンドラ4から受け取ったワークを載置して搬
送する搬送機構7と、この搬送機構7を収納設置してい
る処理室6と、この処理室6内に設け、前記搬送機構7
上の配置した所定波長の紫外線を照射する放電灯8と、
前記ワークの冷却機構としての空冷冷却機構9および液
冷冷却機構10などを備えている。
は、ワークWを一枚一枚高さ方向に収納する収納棚2a
を備えており、後述するハンドラ4の載置保持部4aが
進入できる間隔を開けてその収納棚2aが設けられてい
る。この収納カセット2は、支持部2bを介して駆動部
3に支持されている。前記収納カセット2の駆動部3
は、前記支持部2bを上下の所定位置に移動自在に支持
する上下移動部3aと、この上下移動部3aを保持し左
右方向に移動する左右移動部3bとから構成されてい
る。なお、図2で示すように、収納棚2aは、ハンドラ
4の載置保持部4aがワークWを保持した状態で上昇で
きるように、切欠部分を形成すると都合が良い。また、
収納カセット2は、支持部2bに着脱自在に支持するよ
うにしても構わない。
は、送りネジ3a1 と、この送りネジを回動させる回動
部3a2 と、この回動部3a2 を駆動制御する駆動制御
部(図示せず)などから構成されている。また、前記左
右移動部3bは、シリンダ装置や送りネジ機構が用いら
れ、前記上下移動部3aを保持した状態で、所定位置に
移動自在に駆動制御部を介して移動制御されている。
は、ワークWを真空吸着して保持する吸着穴4dを有す
る載置保持部4aと、この載置保持部4aを水平方向に
前後移動させる移動アーム4bと、この移動アーム4b
を回動自在に支持する回動支持部4cとから構成されて
いる。そして前記ハンドラ4を駆動する駆動部5は、前
記ハンドラ4を上下方向に移動させる昇降部5aと、こ
の昇降部5aを保持し左右方向に移動する左右移動部5
bとから構成されている。
すように、シリンダ装置5a1 と、このシリンダ装置5
a1 を制御する駆動制御部(図示せず)とから構成され
ている。また、前記昇降部5aを左右方向に移動させる
左右移動部5bは、図2で示すように、送りネジ5b1
と、この送りネジ5b1 を回動させる移動部5b2 と、
この移動部5b2 を駆動制御する駆動制御部(図示せ
ず)などから構成されている。
の搬入口6aに設けたシャッタ機構6bと、ワークWの
搬出口6cに設けたシャッタ機構6dと、処理室6内を
冷却する冷却機構9などを備えている。前記シャッタ機
構6b,6dは、放電灯8が点灯照射中に外部に紫外線
が漏れないような紫外線遮断部材で形成されたシャッタ
6e,6fを有しており、これらシャッタ6e,6f
は、紫外線を遮断し内部が視認できるようなシートを貼
付した透明プラスチックや硝子などであっても構わな
い。
構7は、ワークを載置する載置部としての無端ベルト7
a,7aと、この無端ベルト7a,7aを駆動させる駆
動機構7Aとを備えている。前記駆動機構7Aは、前記
無端ベルト7a,7aを所定の張力を掛けた状態で係合
する駆動プーリ7bおよび従動プーリ7cと、前記駆動
プーリ7bに掛け渡した駆動ベルト7dと、この駆動ベ
ルト7dを駆動する駆動モータ7eとから構成されてい
る。そして、前記ハンドラ4により無端ベルト7a,7
a上に載置されたワークWを所定位置まで送ることがで
きるように制御駆動される構成としている。
7aの下側には、図3で示すように、液冷冷却機構とし
ての冷却機構10が設置されている。この冷却機構10
は、無端ベルト7a,7aが停止している際にその無端
ベルト7a、7aに当接する当接冷却槽10aと、この
当接冷却槽10aを昇降駆動させる昇降駆動部10b
と、前記当接冷却槽10aに冷却液を供給する供給部1
0cと、当接冷却槽10aの冷却液を排出する排出部1
0dと、前記冷却液の濾過および循環を行う循環部10
eと、前記当接冷却槽10a内の冷却水の温度を検知す
る温度検知手段としての温度センサ10f(図5参照)
とから構成されている。
ト7a,7aの当接位置に、凹溝を形成し、その当接冷
却槽10aが無端ベルト7a,7aに当接する際、前記
凹溝内にその無端ベルト7a,7aを入り込ませる構成
としても良い。
8は、ワークWの搬送方向に直交する方向に設置され、
その放電管8aをU字形に構成し、その放電灯8の電極
側に設けたランプベース8Aと、前記ランプベース8A
に設けた第1冷却機構11および第2冷却機構12とを
有している。なお、前記放電灯8の放電管8aは、その
放電管8a、8aの間よりその直径が大きくなるように
形成されていると都合が良い。
ランプベース8Aが、一方と他方の支持金具8b,8c
により構成されている。前記一方の支持金具8bは、放
電灯8の両放電管8aの円周形状に沿って凹状の当接部
8b1 ,8b1 を形成した肉厚の金属から構成され、前
記当接部8b1 ,8b1 の間に他方の支持金具8bの止
付部8b2 などを有している。
ット状に形成され、前記一方の支持金具8b1 の当接部
分に当接支持する当接支持部8c1 と、この当接支持部
8c 1 の両端から立ち上げて形成した立上部8c2 、8
c2 と、これら立上部8c2、8c2 の下端を折り曲げ
形成した下端板部8c3 、8c3 と、前記当接支持部8
c1 の所定位置に設けた温度検知手段取付部(温度セン
サ11cの位置)とから構成されている。
び下端板部8c3 、8c3 とにより放電管8a,8aの
間に凹状の後述する第1冷却機構11の冷却流路を形成
し、その冷却流路の位置に温度検知手段としての温度セ
ンサ11cが設置されている。
第1冷却機構11は、前記当接支持部8c1 および立上
部8c2 、8c2 により形成される冷却流路内に空冷気
体を吹き付ける吹付ノズル11aと、この吹付ノズル1
1aに空冷気体を送る送風装置11bとから構成されて
いる。そして、前記温度センサ11cは、前記送風装置
11bを駆動制御する中央制御部18に接続されてい
る。
持金具8bに当接して設けた冷却槽12aと、この冷却
槽12aに冷却液を供給する供給部としての供給パイプ
12bと、前記冷却槽12a内の冷却液を排出する排出
部としての排出パイプ12cと、前記冷却液を循環させ
るポンプやフィルタなどを有する循環部12dとから構
成されている。さらに、前記冷却機構12の冷却槽12
a内に設けた温度検出手段としての温度センサ12eと
を有している。そして、前記温度センサ12eは、前記
循環部12dを駆動制御する中央制御部18(図5参
照)に接続されている。
9は、処理室6の上部に設けた吸気部9aと、この吸気
部9aから吸気された空気を除塵するフィルタ9bと、
このフィルタ9bから送られてきた空気が処理室6内に
分散して送配される仕切り板9cと、前記処理室内の床
部側に設けた排出穴を有する排出部9dと、この排出部
9d内に排出された空気を外部に送る排出パイプ9eと
から構成されている。
気体は、クリーンルーム内の空気を使用しても良く、さ
らに、前記吸気部9aに図5で示すように、送付パイプ
9fを接続して空冷気体である窒素ガスを処理室6内に
供給する構成としても良い。また、前記仕切り板9c
は、所定波長の紫外線を反射する反射面を備える構成と
すると都合が良い。
は、前記吸気部9aを駆動する送風駆動部9gと、処理
室6内の所定位置に温度検出手段としての温度センサ9
Bと、積算光量計の受光センサーとを有している。そし
て、前記温度センサ9Bおよび受光センサーは、その送
付駆動部9gを制御する中央制御部18に接続されてい
る。なお、温度センサ9Bおよび受光センサーは、ワー
クWと同一高さに配置されると都合が良い。
は、メモリ、演算部および制御部などを有しており、前
記積算光量計の受光センサーや各温度センサ9B,10
f,11c,12eからの検知温度を認識して各冷却機
構9、10、11、12の駆動部9g、10e,11
b,12dを適正に駆動制御している。
側に設けた冷却機構10の当接冷却槽10aと、処理室
6内の冷却機構9により、放電灯8の点灯照射中に無端
ベルト7a、7a上のワークWが100°C以下の所定
温度まで調整されることが望ましい。
は、253.7nmの紫外線を照射できるように管内温
度を調整している。例えば、管内温度を40°C前後に
設定すると、253.7nmの紫外線が効率良く照射で
きるのであれば、第1および第2冷却機構11、12
を、調節して40°C前後に維持できるようにしてい
る。前記放電灯8の電極部分は大きな電流が流れるため
に高温となり、放電灯内の温度を上昇させるとになる
が、紫外線波長は温度依存性が高く、253、7nmの
紫外線を効率よく照射するためには、その放電灯8の構
成に応じて適正温度を維持する必要がある。なお、放電
灯8の構成が異なる場合は、253.7の紫外線を効率
良く照射する放電灯内の所定温度に維持することが望ま
しい。
は、冷却機構10であれば、その当接冷却槽10a内に
流れる冷却液の流速を速くすることや、冷却液の温度を
下げることで、冷却機構10側の調整をしている。ま
た、処理室6内の冷却機構9であれば、吸気部9aの送
風量が大きくなるように調節することや、窒素ガスなど
の空冷気体を使用して冷却を行っている場合は、その空
冷気体の温度を下げることや、供給量を増やすことで温
度調節を行っている。
れば、吹付ノズル11aからの吹付流量を大きくする
か、吹き付ける空冷気体の温度を下げることで、温度調
節を行う。また放電灯8の第2冷却機構12であれば、
循環する冷却液の流速を速くするか、その冷却液の温度
を下げることで温度調節を行う。なお、放電灯8の場合
は、必要に応じて冷却機構11、12のどちらか一方を
使用することや、冷却機構11、12を両方使用して温
度調節を行っても構わない。
多くすることと、第2冷却機構12の冷却液の流速を速
くするか、または、冷却液の温度を下げることで調整を
行っている。そして、前記第1および第2冷却機構1
1、12をバランスよく中央制御部18により制御して
いる。
下方には電源室が設置され、この電源室内に電源装置1
3などが設置されている。そして、前記電源装置13
が、熱を持ち温度上昇することを防ぐために、送風機構
などにより内部の空気を循環させその後外部に放出して
いる。
去中和装置1を使用してワークWを処理する場合は、つ
ぎのような作用を有する。すなわち、図1および図2で
示すように、ワークWを収納する収納カセット2を支持
部2bに装着する。そして、駆動部3を駆動させ、ハン
ドラ4の載置保持部4aが収納カセット2の最上部に位
置するワークWに進入できる位置に移動させる。また、
必要があれば左右駆動部を駆動させ、作業がし易い位置
に収納カセット2を移動させる。
ドラ4を作動させ、その移動アーム4bを伸長させ、載
置保持部4aを取り出すワークWの下面側に位置させ
る。そして、載置保持部4aの吸着穴4dから、空気ポ
ンプ(図示せず)の作動により真空吸引すると共に、シ
リンダ装置5a1 の駆動により、ワークWを載置保持部
4aで上昇させ、移動アーム4bを伸縮することでワー
クWを収納棚2aから取り出す。
は、必要があれば、左右移動部5bを作動させ、ワーク
Wを載置する位置の搬送機構7の正面に移動させる。そ
の後、ハンドラ4の回動支持部4cにより載置保持部4
aを回転させ、搬送機構7の無端ベルト7a,7a上に
ワークWを到来させる。さらに、シリンダ装置5aを作
動させてハンドラ4を降下させ、無端ベルト7a,7a
上にワークWを載置する。このとき載置保持部4aの真
空吸着を解除することで、無端ベルト7a、7aにワー
クWを受け渡す。
aは、所定位置に設けたセンサ(図示せず)がワークの
有無を確認して駆動モータ7eを作動させる。駆動モー
タ7eが作動すると、無端ベルト7a,7a上のワーク
Wを、そのワークWのほぼ寸法分だけ搬出口6c側に送
り停止する。そのため、無端ベルト7a,7a上の搬入
口6a側には、つぎのワークWを載置するスペースが確
保される。
は、移動アーム4bを伸縮させると共に、回動支持部4
cにより載置保持部4aを回転させハンドラ4の向きを
変える。さらに、左右移動部5bにより、収納カセット
2の正面位置までハンドラ4を移動させる。
ワークWをハンドラ4により搬送機構7の無端ベルト7
a,7aに受け渡す。二番目のワークが無端ベルト7
a,7a上に載置されると、再び、センサを介して駆動
モータ7eが駆動し、ワークWを搬出口6c側に移動し
て、搬入口6aの無端ベルト7a,7aにワークWが載
置できるスペースを開ける。このようにして、各搬送機
構7(図面では5体)の各無端ベルト7a,7a上にワ
ークWを複数(図面では5個)載置する(搬送工程)。
搬送機構7上に載置されると、シャッタ6e,6fが降
下して搬入口6aおよび搬出口6cを閉鎖する。そし
て、放電灯8が点灯されると共に、各冷却機構9、1
0、11、12が各部位を設定温度に保つように温度セ
ンサ9B,10f、11c,12eの温度変化に伴って
作動する。
している設定温度の数値と、各温度センサ9B,10
f、11c,12eから送られてきた温度情報の数値を
比較演算して、設定温度の数値に近づくように、各冷却
機構9、10、11、12の駆動を制御している。
ワークWは、所定波長の紫外線である253.7nmの
紫外線をワークWに照射し続ける(光照射工程)。この
とき、図6で示すように、放電灯8の放電管8aの直下
にあるワークWの照射面と、放電管8aの直下に無いワ
ークWの照射面との積算光量が同じ量になるように、無
端ベルト7a,7aを移動させてワークWの受光位置を
移動させる(ワーク移動工程)。
光照射面となる放電管8aの直径aと、放電管8a,8
aの間bとの関係は、放電管8aの直径a寸法が、放電
管8aの間寸法bより大きくなるように形成されると共
に、隣接する放電管8aとの距離も前記放電管8aの間
寸法bと同じ間隔としているため、搬送機構7の移動距
離を、少なくとも放電管8a,8aの間bの距離だけ移
動させることで足りる。
状態を浮遊ゲート内に蓄積した電子を例にとって見る
と、図8で示すように、放電灯8(6参照)から照射さ
れた特定波長の紫外線は、光子がワークWの内部に入り
込んで行き、浮遊ゲート内の伝導帯と価電子帯の電子に
吸収され、励起された電子は光子から高いエネルギーを
得て、注入された電子のつくる電界により、浮遊ゲート
を囲む酸化膜(結晶膜あるいは障壁膜)を通過し、コン
トロールゲートあるいはシリコン基板に到達して消去さ
れる。したがって、ワークWの浮遊ゲートでは、後工程
で悪影響をおよぼすような電子は存在しなくなる。
面が常温で酸化膜の振動は5%〜10%が自然状態であ
り、放電灯8からの照射エネルギーによりワークWが高
温になるにしたがい、浮遊ゲートを構成する酸化膜など
が熱を吸収し、分子運動が激しくなり、その周辺や、酸
化膜内の電子を束縛し、浮遊ゲート内電子の消去に著し
く時間がかかることになる。
C以下の所定温度までとし、放電管8a内の温度を所定
温度(一例として40度前後)に維持することで、ほぼ
30分で作業を終了させることができる。なお、紫外線
253.7nm領域の多い光源であった場合、200n
m〜300nmの範囲の紫外線を照射し、その照射強度
が20mW/cm2 のときに90分で行え、40mW/
cm2 のときに30分で消去作業を終了した。さらに、
照射強度を強くするため、ワークWと放電灯8を近接さ
せ、照射強度を80mW/cm2 〜100mW/cm2
としてワークWの変質限度まで変更することが可能とし
ても構わない。
する原子の種類により異なる。そのため、ワークWの結
晶の振動数があらかじめ判っているものは、その振動数
および消去中和時間の許容時間からワークWの上限温度
を決定する。
化するために搬送機構7を移動する場合は、全体作業終
了時間を移動回数プラス1で割った時間で移動させる。
そのため、移動回数が1回で、全作業時間が30分であ
れば、30/(1+1)となり、15分でワークWの位
置を適正に移動させている。
と、搬入口6aおよび搬出口6cのシャッタ6e,6f
が開放する。そして、ワークWは、搬出口6c側から搬
送機構7の作動により、あるいは、搬出口6c側に設け
たハンドラ(図示せず)により搬出されて次工程に送ら
れる。そのため、ワークWの製造ラインの所定位置に前
記したワーク内電荷消去中和装置1を組み入れても他の
製造ライン上の作業に支障を来すことなくワークの処理
ができる。
浮遊ゲートを一例として説明したが、ワークW内部に帯
電した電荷であれば、上記したように、特定波長の紫外
線の照射と、ワークWを冷却することにより結晶の振動
を抑制することで、消去中和することが可能となる。
るワークWの電荷の消去中和の行われる工程位置を示
す。図7(a)で示すように、半導体記憶素子および回
路をワークとしてのウエハに構成する場合は、ウエハ製
造工程110と、ウエハ処理工程120と、組立工程1
30と、検査工程140とから全工程が構成されてい
る。
エハ処理工程120は大きく分けて、薄膜形成工程12
2と、酸化工程123と、ドーピング工程124と、ア
ニール工程125と、レジスト処理工程126と、露光
工程127と、エッチング工程128と、洗浄および乾
燥工程129とから構成されている。そして、これらの
工程は繰り返されたり、順序が前後したりする場合があ
る。また、前記レジスト処理工程126と、露光工程1
27およびエッチング工程128をまとめてフォトリソ
工程とする場合がある。
されることになるため、そのウエハ処理工程120内の
どの工程間であってもワークWの内部に蓄積された電荷
の消去中和作業を行うことができる。浮遊ゲート内電子
の消去作業では、所定波長の紫外線を所定時間照射する
非接触で行われるため、ワークの破損などの原因を作る
こと無く行われる。
じて次のような装置が使用される。すなわち、薄膜形成
工程では、真空蒸着装置122aと、スパッタリング装
置122bと、CVD装置122cと、エピタキシャル
成長装置122dなどである。また、ドーピング工程1
23では、熱拡散装置124aと、レーザドーピング装
置123bや、プラズマドーピング装置と、イオン注入
装置などが使用される。
布装置126aと、現像装置126bと、ベーキング装
置126cと、レジスト剥離装置126dとなどが使用
される。また、エッチング工程128では、ウェットエ
ッチング装置128aと、ドライエッチング装置128
bなどからなる。さらに、洗浄工程129では、湿式洗
浄装置129aと、乾式洗浄装置129bと、乾燥装置
129cなどが使用されている。
が接触したり、特に、種々の薄膜を形成する場合に、ワ
ークWの内部に電荷が蓄積される可能性が高く、前記し
たどの装置の作業後あるいは作業前であっても、ワーク
の内部の電荷を消去中和する作業ができる。
去中和装置20は、処理室26を高さ方向に多段(図面
では3段)に構成すると、クリーンルームなどの限られ
たスペースで使用する場合に都合がよい。このワーク内
電荷消去中和装置20は、各処理室26内に、放電灯、
搬送機構、冷却機構(図1参照)などを有している。
め、各処理室26にそれぞれ空冷気体を供給するパイプ
(図示せず)を設ける構成とすることや、空冷ファン2
9により各処理室26内を空冷しても構わない。そのた
め、上記したように半導体の浮遊ゲート内電子を、ワー
クを冷却しながら所定波長の紫外線を照射することで、
短時間で消去することが可能となる。
から搬送する場合は、搬出側に、各処理室26、26、
26まで伸縮自在に構成したハンドラを設けるととで、
次工程のライン側にワークを受け渡すことが可能とな
る。
きさが放電灯31からの所定波長の紫外線を均等に受け
ることができる場合は、ワークWの位置を動かす必要が
無く、ワークWが熱による弊害を受けないように、冷却
機構32、33の両方あるはどちらか一方を使用するこ
とで対応できる。すなわち、放電灯31と、この放電灯
31の直下に設けた載置台34と、この載置台34の内
部に冷却液を循環装置32aにより循環させる冷却機構
32と、前記放電灯31の上部側から空冷気体を供給す
る冷却機構33とから構成されている。そして、前記冷
却機構32、33は、必要に応じてその一方のみを設け
る構成でも良い。
放電灯からの熱の影響を低減できるように、放電灯35
とワークWの間に冷却液体が循環できる液体循環槽36
を設け、ワークWは、搬送装置37の送りベルト37a
上に載置される構成としても良い。そして、前記搬送装
置37の送りベルト37aは、冷却槽38が昇降自在に
設けられており、ワークWに送りベルト37aを介して
冷却槽38が当接できる構成としている。なお、搬送機
装置37および冷却槽38は、昇降装置39により放電
灯35からの距離が自在に設定できるように構成されて
いる。なお、液体循環槽36の冷却効果が大きい場合
は、ワークWに当接する冷却槽38を必要としない。
明した放電灯は、平板面放電灯や、蛇行状放電灯を使用
しても良く、また、放電灯とワークの間の空間に所定波
長あるいは、所定波長領域を通過させるフィルタを設け
る構成としても良い。そして、放電灯は、その背面側に
反射鏡(コールドミラーなど)を設け、反射光線や誘導
光線を使用する構成や、放電灯に干渉膜を設ける構成と
しても構わない。また、必要に応じて遠紫外線や真空紫
外線またはオゾン線など支障が起きない範囲で選択して
制御し使用しても構わない。さらに、放電灯は、円透光
管体を同心に組み合わせ、その円透光管体の間の空間に
ヘリウム、クセノンや、クリプトン、フッ素などの充填
ガスを充填すると共に、その円透光管体(透光性誘電
体)の周囲にワイヤネットの電極を設けたエキシマ放電
灯の構成のものを使用しても良い。
線状の放電灯を使用しても構わない。すなわち、直線状
の放電管の直径より小さな間隔で隣接するように各放電
灯を配置して紫外線照射を行っても構わない。直線状の
放電灯を使用する場合は、一方と他方の電極にそれぞれ
ランプベースを設け、前記一方の支持金具は、その止付
部を放電管の両側に形成し、前記他方の支持金具は、そ
の放電管を跨ぐような断面ほぼハット形に形成され、そ
のハット形の凹部分を空冷流路とする構成としている。
したがって、放電灯の第1および第2冷却機構は、両電
極側に分割して一組づつ配設される構成となる。
作業では、所定波長の紫外線を照射することで行えるた
め、ワークW照射面に電界により引き寄せられる不純物
を防止することが可能となる。
関係は、その放電管の直径が、設置間隔より小さな場合
であっても、ワークの載置している搬送機構の移動回数
を増やすことで、対応することが可能となる。さらに、
隣合う放電管の側面側に干渉防止板や、干渉防止膜を設
ける構成とすると、干渉による放電管の劣化が防止でき
都合が良い。さらに、上記した各冷却機構は、ワークの
上限温度の許容範囲が維持できる場合には、1つの冷却
機構のみを設ければ足りるものである。また、空冷機構
を使用する場合は、冷却用の窒素ガスを使用しても良
い。さらに、図10および図11で示す構成は、図9の
ように多段式に構成して使用することも可能である。
きるため、ワークに自然帯電による静電気が発生した状
態であっても、価電子の障壁を越える紫外線照射とワー
クの冷却と、オゾナイザーなどの装置を合わせて使用す
ることで、自然帯電による電荷を中和することが可能と
なる。
効果を発揮する。 (1) 半導体記憶素子および半導体などのワークの内部に
帯電した電荷の消去中和が短時間でできるため、作業性
が良い。また、記憶素子の浮遊ゲート内に蓄積した電子
なども短時間で消去することができる。さらに、ワーク
を冷却することで結晶の振動を所定以上に大きくせず、
所定波長の紫外線の照射により光子がワーク内部の蓄積
された電荷(電子)を適切に消去中和できる。
の強弱がある場合は、搬送機構を移動させ、ワークの光
照射量を均等にすることでワーク内部に帯電する電荷の
消去中和をさらに適切に行うことが可能となる。
り搬送機構に受け渡され、処理室内で所定温度に冷却さ
れながら所定波長の光照射され、搬送機構の作動により
ワークの照射位置を少なくとも1回以上変える構成とし
ているため、連続してワークの消去中和作業が可能とな
る。
を空冷する空冷機構と、ワークに当接して冷却する液冷
機構により構成しているため、ワークを適切に冷却で
き、結晶構造の振動を抑制する。そのため、電荷を消去
中和させたい位置、例えば、浮遊ゲートなどの内部でフ
ォトンを適切に電子に衝突させることが可能となる。
るいは液冷機構により、温度検知手段を用いてワークを
所定温度に冷却することが可能であるため、空冷機構あ
るいは液冷機構のどちらか一方あるいは両方を使用して
ワークを適正に冷却でき、ワーク内に帯電した電荷の消
去中和が確実にできる。そのため、ワークが電気的に中
和されており、不純物などを引きつけることがなく、ワ
ークの後工程で静電放電による破壊や、不純物によるシ
ョートなどの不具合が生じることがない。
の載置部に昇降駆動部を介して当接離間する当接冷却槽
を設けているため、ワークを適正位置に搬送した後、冷
却が適切にできる。
つの冷却機構により所定温度になるように放電管内を温
度制御することで、ワーク内部に蓄積された電荷を消去
するための所定波長の紫外線を効率良く照射でき、浮遊
ゲート内の電子などワーク内部の蓄積された電荷を適切
に消去することが可能となる。
の製造工程で蓄積する電荷を、その工程間のどの位置で
も消去できる。また、作業工程中にワークに電界により
引き寄せられる不純物も防止することができる。
近傍の温度および、ワークに当接する当接冷却槽内の液
冷温度を温度検知手段により検知し、各冷却機構の温度
制御を行っているため、ワークの材質が異なることによ
るワークの上限温度を制御することでワークの適切な冷
却を可能とする。
ブにより接触する必要が無く、また、回路に電圧をかけ
ることもないので、ワークに与える影響を最小限で、帯
電した電荷を消去中和することが可能となる。
クの処理工程内のうち各所定の工程後あるいは前で、ワ
ークに所定波長の紫外線照射をすると共に、そのワーク
を冷却して行うため、ワークに無接触で工程の前後を考
慮する必要なく、蓄積した電荷の消去中和作業ができ
る。また、ワークの内部の電荷を消去中和することで、
電場の発生を防止するため、ワークに不純物を引きつけ
て付着することもない。
示す縦断面図である。
示す平断面図である。
側面図である。
構の要部を示す斜視図である。
要部系統を示す原理図である。
示す原理図である。
ある。
理図である。
装置の斜視図である。
装置の構成を示す原理図である。
装置の構成を示す原理図である。
Claims (12)
- 【請求項1】半導体記憶素子および半導体などのワーク
が、検査工程を含む製造工程中に帯電する電荷の消去中
和装置であって、前記ワークに所定波長の紫外線を照射
する放電灯と、この放電灯により照射されたワークを冷
却する冷却機構とからなるワークの電荷の消去中和装
置。 - 【請求項2】半導体記憶素子および半導体などのワーク
が、検査工程を含む製造工程中に帯電する電荷の消去中
和装置であって、前記ワークに所定波長の紫外線を照射
する放電灯と、この放電灯により照射されたワークを冷
却する冷却機構と、前記ワークの搬送機構とを備え、前
記ワークに照射される光量分布の強弱により、前記搬送
機構によりワークの照射位置を変えることを特徴とする
ワークの電荷の消去中和装置。 - 【請求項3】半導体記憶素子および半導体などのワーク
が、検査工程を含む製造工程中に帯電する電荷の消去中
和装置であって、前記ワークを収納する収納部と、この
収納部のワークを保持して取り出し処理室内に移動させ
る受渡機構と、この受渡機構で受け渡されるワークを載
置し所定位置まで搬送する搬送機構と、前記搬送機構上
のワークに所定波長の紫外線を照射する放電灯と、前記
放電灯の点灯照射中に上昇するワークの温度を制御する
冷却機構とから構成され、前記放電灯の点灯照射中に、
搬送機構を作動させワークの照射位置を少なくとも1回
以上変えることを特徴とするワークの電荷の消去中和装
置。 - 【請求項4】前記ワークの冷却機構は、そのワークの表
面側を冷却する空冷冷却機構からなり、前記空冷冷却機
構は、ワークに空冷気体を送る給気部と、前記給気部か
ら送られた空冷気体の温度を検知する温度検知手段と、
前記給気部から送られワークの熱を奪った空冷気体を排
出する排出部とを有する請求項1、2または3に記載の
ワークの電荷の消去中和装置。 - 【請求項5】前記ワークの冷却機構は、そのワークの裏
面側に当接して冷却する液冷冷却機構からなり、前記液
冷冷却機構は、ワークの裏面側に当接する当接冷却槽
と、この当接冷却槽内に冷却液を循環させる循環部と、
前記冷却液の循環路内に設けた冷却液の温度検知手段と
からなる請求項1、2、3または4に記載のワークの電
荷の消去中和装置。 - 【請求項6】前記ワークの冷却機構は、そのワークの裏
面側を冷却する液冷冷却機構とからなり、前記液冷冷却
機構は、ワークの裏面側に当接する当接冷却槽と、この
当接冷却槽を上下動させる昇降駆動部と、前記当接冷却
槽に冷却液を制御しながら循環させる循環部と、前記冷
却液の循環路内に設けた温度検知手段とを有する請求項
1、2、3または4に記載のワークの電荷の消去中和装
置。 - 【請求項7】前記搬送機構は、ワークを移動可能に載置
する載置部と、この載置部を制御して駆動する駆動機構
とからなり、液冷冷却機構の当接冷却槽を、前記載置部
に昇降駆動部を介して当接離間自在に設けた請求項2、
3、4、5または6に記載のワークの電荷の消去中和装
置。 - 【請求項8】前記放電灯は、その放電管の電極側に設け
たランプベースと、このランンプベースに設けた放電灯
冷却機構とを備え、前記放電灯冷却機構は、ランプベー
スに設けた冷却通路に空冷気体を吹きつける吹付ノズル
と、前記空冷気体を供給する供給部と、前記冷却通路に
設けた温度検知手段とからなる請求項1、2、3、4、
5、6および7に記載のワークの電荷の消去中和装置。 - 【請求項9】前記放電灯は、その放電管の電極側に設け
たランプベースと、このランンプベースに設けた放電灯
冷却機構とを備え、前記放電灯冷却機構は、前記ランプ
ベースに当接する冷却槽と、この冷却槽に冷却液を循環
させる冷却液の循環部と、前記冷却液の流路内に設けた
温度検知手段とを有する請求項1、2、3、4、5、
6、7または8に記載のワークの電荷の消去中和装置。 - 【請求項10】前記ワークの近傍で同高さレベル位置に
温度検知手段を設け、前記放電灯に設けた冷却機構の温
度検知手段および、前記ワークの温度検知手段とを接続
する制御機構とを備え、前記放電灯の点灯照射中に前記
温度検知手段からの温度情報が所定温度の範囲になるよ
うに各冷却機構の作動制御を行う請求項1、2、3、
4、5、6、7、8または9に記載のワークの電荷の消
去中和装置。 - 【請求項11】半導体記憶素子および半導体などのウエ
ハ(ワーク)であって、ウエハ製造工程と、ウエハ処理
工程と、組立工程および検査工程により形成され、前記
ウエハ処理工程は、薄膜形成工程と、酸化工程と、ドー
ピング工程と、アニール工程と、レジスト処理工程と、
露光工程と、エッチング工程と、洗浄および乾燥工程と
から構成され、これらウエハ処理工程の所定の工程前ま
たは工程後で前記ウエハに帯電した電荷を、所定波長の
紫外線を照射すると共に、照射中のウエハの温度を所定
温度に制御することで中和するワークの電荷の消去中和
方法。 - 【請求項12】前記ウエハ処理工程の各工程で帯電した
電荷を消去する中和方法において、ウエハを搬送機構に
より所定位置に搬送する搬送工程と、この搬送工程によ
り搬送されたウエハの上面および下面を冷却すると共
に、ウエハに所定波長の紫外線を照射する光照射工程
と、この光照射工程中に前記搬送機構を作動させウエハ
に照射される積算光量を均等にするウエハ移動工程とか
らなるワークの電荷の消去中和方法。
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