WO1992004810A1

WO1992004810A1 - Equipement servant a neutraliser les charges electriques d'un materiau

Info

Publication number: WO1992004810A1
Application number: PCT/JP1991/001104
Authority: WO
Inventors: Tadahiro Ohmi; Hitoshi Inaba
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1991-08-20
Publication date: 1992-03-19
Anticipated expiration: 1993-02-28
Also published as: EP0546178B1; DE69125286T2; EP0546178A1; EP0546178A4; US5621605A; DE69125286D1; JPH04218941A; JP2977098B2

Description

明細書

帯電物の中和装置

技術分野

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。背景技術 _

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、あるいは直接的に一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、ゥヱハについては掴持、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、ゥヱ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。 '

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 + 5 0 0〜十 3 3 0 0 [V] 、ポリプロピレンから成るスタンド上への載置時には + 6 0 0〜 + 2 0 0 0 [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 + 1 0 0 0〜+ 1 .5 0 0 [V] 、超純水による洗浄時には + 5 0 0〜+ 3 3 0 0 [V] 、窒素ガスの吹き付け時には一 2 0 0〜一 1 0 0 0 [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。

しかしながら、ゥヱハやそのキャリアが帯電した場合、ゥヱ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。

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ゥヱ八の表面電位に対して示したものであり、ゥヱハとして 5ィンチウェハを用い、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、横軸はゥ -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インチウヱ八の場合 6 9 . 4 [ c m²] ) に付着する粒子の数であり、単位体積（キユービックフィート）当り粒径が 0. 5 [^ m] 以上の粒子が 1 0個含まれる雰囲気中にゥハを 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。

同図によれば、ゥヱ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 0〜5 0 [V] と低いときには粒子付着が無くなる。ただし、ゥヱハ電位が 3 0 0〜 1 8 0 0 [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。

図 1 0は、ゥヱハ Wに高電圧（1 0 0 0 [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 [ gZ c m³] 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。

これによると、粒子の粒径が 2 [/ m] のときはゥヱハに付着する粒子は殆どなく、 0 . 5 [〃m] 、 0. 1 [^ m] 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。

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、いわゆるィ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、これにより生じたィォ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ゥヱ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。

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（H₂0)_nH+が主たるものであり、該水のイオン（H₂0)_nH+は、ゥヱ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 C 0₃— , Ν Ο_χ— , S O_x" 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。

—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、これらの粒子がゥ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。

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、容易に帯電し易いゥヱ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。発明の開示

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筐体と、少なくとも前記帯電物に対して非反応性のガスを前記筐体内に導入するためのガス導入手段と、前記筐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。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ベ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徴とする。請求項 3の発明は、前記中和電荷発生手段は、紫外線を前記筐体内に投光するための光源と、前記筐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ィォン及び電子発生手段であることを特徴とする。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、紫外線を前記筐体内に投光するための光源と、前記筐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、及び前記筐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 5又は請求項 6の発明は、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が、高純度の窒素又は高純度のアルゴンであることを特徵とする。

例えば各種プロセスを施すべくゥ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筐体内に、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ィォンを帯電物の正電荷と中和させる。

一方、前記移送物が負に帯電した場合は、前記励起により笸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。図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施例を示す斜視図である。図 2は図 1の I I一 I I線に沿う断面図である。図 3は図 1の上面図である。図 4は図 3の I V— I V線に沿う縦断面図である。図 5は図 3の V— V線に沿う縦断面図である。図 6は図 5の V I— V I線に沿う正面図である。図 7は図 5の V I I— V I I線に沿う平面図である。図 8は本発明の他の実施例を示す概略構成図である。図 9は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 1 0は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 1 1は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 1 2は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 1 3は Hり 0濃度に対する除電時間の変化を示すグラフである。図 1 4は H 2 0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 1 5は筐体の高温雰囲気下における H ₉ 0濃度に対する除電時間の変化を示すグラフである。図 1 6は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 1 7は所定の H 2 0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 1 8は他の所定の H ₂ 0濃度下における図 1 7と同様なグラフである。 -

1は筐体、 3 , 3 3はゥヱハ（帯電物）、 3 0はトンネル筐体、 5 a , 5 b は光電陰極部材（第 1の中和電荷発生手段）、 8 a , 8 bは光源 (第 1の中和電荷発生手段、第 3の中和電荷発生手段）、 1 0 a， 1 0 bは針状電極（第 2の中和電荷発生手段）、 1 1 a , 1 1 bは対向電極（第 2の中和電荷発生手段）。発明を実施するための最良の形態

図 1は、本発明に係る中和装置の一実施例を示すものであり、直方体状の筐体 1は導体（S U S等）である 6枚のパネル 1 a〜l fを接合して成り、その上面パネル 1 aの中央部には、略四角穴状の開口部 1 が形成され、該開口部 1 _{a ()} 上には 4枚の導体（S U S等）である三角パネル 1 A a〜l A dから成る四角錐体状の筐体突部 1 Aが形成されている。なお、前記パネル 1 b〜l f は接地され、上面パネル 1 aと他のパネル 1 b〜l f との間には絶縁物 l mが介在しており、その結果、前記筐体突部 1 Aは、パネル l b〜l f とは電気的に絶縁されている。

前記筐体 1の底面パネル 1 bの中央部上には、 4本の直立した支持スタンド 2 a〜2 dが設けられ、該支持スタンド 2 a〜2 dの上部に形成される支持部には、ゥヱハ 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袷手段を接続するように構成してもよい

また、前記筐体突部 1 A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 4 a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 4 B及び流量計 4 Aを介して供給されガスは、前記ゥハ 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 N。ガス（あるいはァルゴン A rガス等）が選ばれる。

なお、前記筐体突部 1 Aには後記イオン発生の制御用の直流電源 1 5 (例えば、一 1 0 0 0 [V；] 〜 + 1 0 0 0 [V] ) が高抵抗 1 6を並列に接続して設けられている一方、前記側方パネル 1 b、 1 dには夫々バルブ 2 3を有する排気管 2 2力取付けられている。さらに、前記筐体突部 1 Aの相対向する三角パネル 1 A 、 1 Acの内面側には、円板状の光電陰極部材 5 a、 5 bが夫々取付けられている（図 3参照）一方、前記筐体 1の側面パネル 1 f、 1 eには、フード 6 b、 6 aが夫々取付けられており、該フード 6 a、 6 bには少なくとも紫外線に対して透明な透過窓 7 a、 7bが夫々固定されている（図 4参照）。また、前記フード 6 a、 6 bの近傍には、夫々前記透過窓 7 a、 7 bを介し前記光電陰極部材 5 a、 5 b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） 8 a、 8 bが設けられている。なお、必要に応じて該光源 8 a、 8 bには熱遮断用のフィルタを設けてもよい。

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

—方、前記筐体突部 1 Aの相対向する三角パネル lAb、 1 Adには、夫々円板状の絶縁部材 9 a、 9 bが取付けられており（図 3参照）、該絶縁部材 9 a、 9 bには、その中心部に石英コーティングした針状電極 10 a、 1 Obが筐体 1 内に向かって突設されていると共に、該両針状電極 10 a、 1 Obと夫々対になる対向電極 1 1 a、 1 1 bが取付けられている。なお、前記針状電極 10 a、 1 Obは夫々電線 12 a、 12 bを介して図示しない高圧電源に接続されている —方、前記対向電極 1 1 a、 1 113は夫々電線13 &、 13bを介して接地されている。前記対向電極 1 1 a、 1 1 b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 10 a (電極 1 Obについても同様）を中心とする環状の部分 1 1 _a()と、前記電線 13 aに接続される支持線の部分 1 1 a，とから成る。また、図 7に示すように、前記絶縁部材 9b (9 aも同様である。）はその外周部に形成された取付孔 9 b _Qを介してビス 14によりパネル 1 A bのフランジ開口部に固定される。

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

他方、図 4に示すように、前記支持スタンド 2 a〜2 d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はランプ制御ュニット 19に接続され、該ランプ制御ユニット 1 9は前記光源 8 a (光源 8 bも同様）に接続されている。さらに、前記側方パネル 1 f には絶縁管 2 0が嵌挿され、該絶縁管 2 0の一端は筐体 1内に臨まされ、その他端はイオンアナライザー 2 1に接続されている。なお、図示は省略されているが、前記表面電位計 1 8は、前記針状電極 1 0 a、 1 O bに接続された放電制御ュニッ卜に接続されている。また、図示は省略されているが、前記筐体突部 1 A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。

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筐体 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 1 7がこれを検知し、前記表面電位計 1 8は所定の正電位を表示する。該電位計 1 8の表示が所定値を越えると、前記ランプ制御ュニット 1 9が作動し、前記光源 8 a、 8 bが点灯し、前記光電陰極部材 5 a、 5 bに紫外線が照射され、電子が前記筐体突部 1 Aに発生し、該電子は筐体突部 1 Aの上部から流入する窒素ガスの流れ（例えば、最大流速が 1 0 [m/ s e c ] ) により、あるいは筐体突部 1 Aの上部から筐体 1の底部に向かう電界により下方のゥェハ 3に移行する。この場合、電子の発生量は、前記直流電源 1 5を調整することにより制御できる。該ゥヱハ 3の表面上に達した電子はゥヱハ 3の正電荷と中和し、該中和により前記表面電位計 1 8が前記所定値以下（数 1 0 [V] 以下) になると、前記光源 8 a、 8 bは消灯する。

—方、例えば高速の窒素ガス流との接触等により、前記ゥヱハ 3が負に帯電したときには、前記表面電位計 1 8の表示が負となり、該表示値が所定値を越えると、前記放電制御ュニッ卜が作動し、前記針状電極 1 0 a、 1 0 bへの電圧供袷によりコロナ放電が開始し、筐体 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 1 5を調整することにより制御できる。該発生した正ィォンは窒素ガスの流れに沿つてウェハ 3の表面に達し、ゥュハ 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 1 8が前記所定値以下になると、前記針状電極 1 0 a、 1 0 bへの電圧供給が停止する。筐体 1の内部のイオンの濃度は前記イオンアナライザー 2 1により監視することができる。なお、ウェハに特に有害な水（H₂0) は、筐体 1内への高純度窒素ガス又はァルゴンガスの導入により、ゥヱハの汚染に影響のない 2 0 [p p b ] 以下の濃度に設定することができる。

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 1 0 [mZ s e c ] 未満の低速の窒素ガス流と接触した場合には、ゥヱハは高々数十 [V] 以下程度の低電位になるに過ぎないので、例えばゥヱハがこのような低速窒素ガス流と接触する前に、ノヽ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。

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図 1 1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 5 a、 5 bを省略し、光源 8 a、 8 b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 8 a、 8 b は最短波長が、例えば 1 4 5 [n m] 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 H₂0濃度が 9. 3 [p p m] 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 H_o0分子が励起してイオン化するのを利用したものである。

図 1 2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 [ 1 /m i n] とし、該筐体 1内を常温下に置いた場合におけるゥヱハ 3に帯電された電荷の除電時間 [ s e c ] との関係を示すものである。

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（例えば土 3 0 0 0 [V] ) に帯電させた場合でも、該ゥヱハ 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。

また、図 1 2からはゥヱハの当初の帯電極性が正であるか負であるかにより除電時間が異なることも理解できる。例えば、ゥヱハを + 3 0 0 0 [V] に帯電させたときに + 3 0 0 [V] に達するまでの時間は 0. 3〜0. 4 [ s e c ] であるのに対し、 — 3 0 0 0 [V] に帯電させたときに一 3 0 0 [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ィ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ィオンは移動度の小さい N₂+、 (H₂0)_nH⁺ (ハイドロニゥムイオン）等で構成されるので、中和のためにゥヱハに到達する時間が異なることによる。

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、除電時間は短くなるものと推測される。

図 1 3は筐体 1内の Hゥ 0濃度と前記除電時間との関係を示すものである。なお、この場合、 H₂0濃度は 2〜1 0 0 [p p m] の範囲で行い、窒素ガス流量は 1 [ I Zm i n] に設定し、筐体 1内は常温の室温下に設定した。

これによると、ゥヱハを正に帯電させた場合、 H₂0濃度が 9. 3 [p p m] であるとき除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 H₂0濃度が 2 [p p m] のとき除電時間が最も長くなる。これは、除電時間が単純にィォ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、 H₂0 分子と窒素分子とでは H。0の方がイオン化が容易であり、 H。0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、除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、イオンの組成が除電時間について支配的になると考えるべきである。

一方、同図に示すように、ゥヱハが正に帯電した場合、 H。0濃度が 1 0 0 [ p p m] であるときに、除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ィすンの数が多くなるに従ヽ移動度は負イオンによるものが支配的となるため、ゥヱハにイオンが到達する時間が長くなるからである。

他方、ウェハが正に帯電した場合、 H₂0濃度が小さいときに除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。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）からゥヱハ電位が +50 [V] になるまでの時間は、 H^O濃度が 2 [p pm] のときの方が 9. 3 [p pm] のときよりも若干長くなつている。これは、 H₂0 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。 H₂0濃度が 2 [ppm] よりもさらに小さくなつた場合については、あくまでも推測ではあるが、生成されるイオンの総数力一定となり除電時間も一定になると考えられる。

また、図 13から理解できるように、ゥヱハが負に帯電した場合、 H₂0濃度が 2 [ppm] のとき除電時間が最も長く、 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^1₂0 濃度の変化の間にイオンの組成変ィ匕が生じたためであると考えられる。すなわち、高 H。0濃度下ではハイドロニゥムィォ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力ヽらである。

なお、イオンの移動度はその ma s sが大きくなる程、,具体的には（H。0) H+ (ma s s ： 19 )、 N₂ ⁺ (m a s s ： 28 )、（H₂0)。H⁺ (ma s s ： 37) ··· (H₂0) _nH +の順序で大きくなる。従って、除電時間は（H₂0) H+のイオンを含む割合が多くなる程短くなり、（H₂0) _nH⁺が多くなる程長くなる。

これについては、本発明者により仮想的に描かれた図 14力、ら、 H₂0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 HnO濃度が 1 00 [p pm] である場合、 (H 0) H+が 70〜80%を占めており残りは（H。0) 。H+により占められ、結果として平均 ma s sは 24程度になり、 H₂0濃度が 9. 3 [ppm] である場合、（H。0) 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 m a s sは 2 3程度になり、そして、 H₂0濃度が 2 [p p.m] である場合、そのほとんどが N₀+で占められ結果として平均 m a s sは 2 8程度となる。換言すれば、平均 m a s sと除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。図 1 5は、筐体 1内を高温度（より具体的には 1 0 0 [°C] でべ一キング）雰囲気下に置いた場合と常温下に置いた場合における除電性能の比較を示したものである。これによると、除電時間は前記べ一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、 H₂0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 1 4図に示す内容のみから推測すると、 H₂0濃度が 2 0〜4 0 [ p p m] のとき正イオンの m a s sが最小となるので除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、前記べ一キング時には除電性能が向上するものと考えられる。

図 1 6は上記実施例のように紫外線を A 1の光電陰極部材に照射した場合において、筐体 1内を H₂0濃度が 9 C p p m] で常温下に保ち、窒素ガスを所定の流量（ 1 [ 1 i n] ) で流し、上記実施例のように紫外線を A 1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つている。なお、窒素ガスの流量を増大させると、除電時間が短くなることは上記図 1 2において説明した通りである。

図 1 7及び図 1 8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除電時間の変化を比較すべく示したものであり、なお、図 1 7 は筐体 1内の H₂0濃度が 9 [ p p m] であるとき、図 1 8は 2 [ p p m] であるときのものであり、光電陰極部材 5 a ( 5 bも同様である）として A 1から成るものを用いた。

これによると、いずれの場合も光電陰極部材 5 a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除電時間は短くなることが理解できる。また、ゥヱ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除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。

ここで、光電陰極部材 5 aを取り付けた場合の実施例のとき、該光電陰極部材 5 a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 5 a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、ウェハのィォン電流を測定する等によりさらに精度良 t、検証を行う必要がある。

さらに、図 1 7及び図 1 8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。

なお、ィ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、除電時間を比較すると、本実施例の方が約 1 0分の 1に短縮できることが実証された。し力、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。

図 8はもう一つの他の実施例を示すものであり、トンネル筐体 3 0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、該トンネル筐体 3 0 内には搬送コンベア 3 4が設けられ、該搬送コンベア 3 4上に設けられた多数の支持台 3 5上に夫々ゥヱハ 3 3を載置する一方、前記トンネル筐体 3 0の上部に所定間隔を置いてトンネル筐体突部 3 1を設け、該各トンネル筐体突部 3 1の上部からは窒素ガスを導入するようにしている。また、各トンネル筐体突部 3 1の近傍には、夫々表面電位計 3 2を設け、各表面電位計 3 2は制御ュニット 3 6に接続され、該制御ュニット 3 6は、各卜ンネル筐体突部 3 J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。

本実施例は上記のように構成されているので、前記トンネル筐体 3 0内を通過するウェハ 3 3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 3 2の表示値が所定値を越えると、前記制御ュニット 3 6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。

なお、各トンネル筐体突部 3 1の上部からトンネル筐体 3 0内に導入される窒素ガスは、ゥヱハ 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、。

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。産業上の利用可能性

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筐体と、少なくとも前記帯電物に対して非反応性のガスを前記筐体内に導入するためのガス導入手段と、前記筐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、筐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。

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、少なくともィオナイザによる除電に比べて 1 0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 ₀

このように請求項 2の発明の場合、少なくとも従来のィ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。

請求項 3の発明によれば、前記中和電荷発生手段は、紫外線を前記筐体内に投光するための光源と、前記筐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力、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。

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、紫外線を前記筐体内に投光するための光源と、前記筐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、及び前記筐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。

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。

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。

Claims

請求の範囲 -

( 1 ) 所定の電荷を帯びた帯電物を収納可能な筐体と、少なくとも前記帯電物に対して非反応性のガスを前記筐体内に導入するためのガス導入手段と、前記筐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 ) 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 ) 前記中和電荷発生手段は、紫外線を前記筐体内に投光するための光源と、前記筐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ベ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 ) 前記中和電荷発生手段は、紫外線を前記筐体内に投光するための光源と、前記筐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、及び前記筐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徵とする請求項 1に記載の帯電物の中和装置。

( 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 ) 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。