JP3872535B2

JP3872535B2 - Work charge erasing neutralization device

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Publication number: JP3872535B2
Application number: JP05776596A
Authority: JP
Inventors: 本典夫橋
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JPH09251936A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｄ−ＲＡＭ，ＥＰＲＯＭ，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。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体を使用したＥＰＲＯＭ（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ＥＰＲＯＭ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。
【０００３】
前記ＥＰＲＯＭから発展した技術としてＥＥＰＲＯＭ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。
【０００４】
上記のメモリは記憶容量が大きく、集積密度が大きくなると、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、０．２８５μｍ〜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。
【０００５】
この導通検査は、プローブをワークに接触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。
【０００６】
なお、微細加工技術の向上に伴って様々な問題も発生し、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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体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。
【０００８】
▲１▼ 中和電荷発生手段等を備える装置では、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。
【０００９】
▲２▼ ＥＰＲＯＭのように透明窓を設け、所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。
【００１０】
▲３▼ 半導体記憶素子および半導体などの内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。
【００１１】
▲４▼ プローブによる浮遊ゲート内の蓄積エ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。
【００１２】
▲５▼ プローブを使用しない信号の直接測定である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。
【００１３】
この発明は、前述の問題点を解決すべく創案されたもので、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を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、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、前記ワークの搬送機構とを備え、前記搬送機構は、前記ワークを載置して搬送方向に送る２本の無端ベルトと、この無端ベルトを駆動する駆動モータとを有し、前記ワークの冷却機構は、前記ワークの裏面側を冷却する液冷冷却機構からなり、前記液冷冷却機構は、前記２本の無端ベルトの間から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し、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。
【００１５】
また、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、前記搬送機構は、前記ワークを載置して搬送方向に送る無端ベルトと、この無端ベルトを駆動する駆動モータとを有し、前記ワークの冷却機構は、前記ワークの裏面側を冷却する液冷冷却機構からなり、前記液冷冷却機構は、前記無端ベルトを介して前記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し、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。
【００１６】
さらに、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、前記搬送機構は、前記ワークを載置して搬送方向に送る２本の無端ベルトと、この無端ベルトを駆動する駆動モータとを有し、前記ワークの冷却機構は、前記ワークの裏面側を冷却する液冷冷却機構からなり、前記液冷冷却機構は、前記２本の無端ベルトの間から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し、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。
【００１７】
そして、前記ワークの電荷の消去中和装置において、前記ワークの冷却機構は、前記液冷冷却機構と共に、そのワークの表面側を冷却する空冷冷却機構とからなり、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構成とした。
【００１８】
また、前記ワークの電荷の消去中和装置において、前記搬送機構は、前記無端ベルトに載置されたワークを検知するセンサを有し、前記センサにより前記駆動モータを駆動させる構成とした。
【００１９】
さらに、前記ワークの電荷の消去中和装置において、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構成とした。
【００２０】
そして、前記ワークの電荷の消去中和装置において、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構成とした。
【００２１】
また、前記ワークの電荷の消去中和装置において、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を接続する制御機構を備え、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構成とした。
【００２２】
さらに、前記ワークの電荷の消去中和装置において、前記処理室を高さ方向に多段に配置した構成とした。
【００２３】
そして、前記ワークの電荷の消去中和装置において、前記放電管と前記ワークの間に冷却液体が循環できる液体循環槽を設ける構成とした。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を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１１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。
【００２７】
図１および図２で示すように、ワーク内電荷消去中和装置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（冷却機構）９および液冷冷却機構１０などを備えている。
【００２８】
図１で示すように、前記収納カセット２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。
【００２９】
図１で示すように、前記上下移動部３ａ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。
【００３０】
図１および図２で示すように、ハンドラ４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５ｂとから構成されている。
【００３１】
前記ハンドラ４の昇降部５ａは、図１で示すように、シリンダ装置５ａ₁と、このシリンダ装置５ａ₁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。
【００３２】
図１で示すように、処理室６は、ワークＷ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。
【００３３】
図１および図３で示すように、前記搬送機構７は、ワークを載置する載置部としての無端ベルト７ａ，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，７ａ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。
【００３４】
また、前記搬送機構７の無端ベルト７ａ，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に載置するワークの裏面側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１０ｃと、当接冷却槽１０ａの冷却液を排出する排出部１０ｄと、前記冷却液の濾過および循環を行う循環部１０ｅ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。
【００３５】
なお、前記当接冷却槽１０ａは、無端ベルト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。
【００３６】
図２および図４で示すように、前記放電灯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。
【００３７】
図４で示すように、放電灯８の電極側にはランプベース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。
【００３８】
また、他方の支持金具８ｃは、ほぼ断面ハット状に形成され、前記一方の支持金具８ｂの当接部分に当接支持する当接支持部８ｃ_１、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８ｃ_２、８ｃ_２と、これら立上部８ｃ_２、８ｃ_２の下端を折り曲げ形成した下端板部８ｃ_３、８ｃ_３と、前記当接支持部８ｃ_１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。
【００３９】
そして、前記両立上部８ｃ₂、８ｃ₂および下端板部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。
【００４０】
図４および図５で示すように、第１冷却機構１１は、前記当接支持部８ｃ_１および立上部８ｃ_２、８ｃ_２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１１ａ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。
【００４１】
また、前記第２冷却機構１２は、一方の支持金具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１２ａ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。
【００４２】
図１で示すように、処理室６内の冷却機構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。
【００４３】
なお、前記吸気部９ａから吸気される空冷気体は、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。
【００４４】
また、図５で示すように、前記冷却機構９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９Ｂと、積算光量計の受光センサとを有している。そして、前記温度センサ９Ｂおよび受光センサは、その送風駆動部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および受光センサは、ワークＷと同一高さに配置されると都合が良い。
【００４５】
図５で示すように、前記中央制御部１８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や各温度センサ９Ｂ，１０ｆ，１１ｃ，１２ｅからの検知温度を認識して各冷却機構９、１０、１１、１２の各駆動部９ｇ、１０ｅ，１１ｂ，１２ｄを適正に駆動制御している。
【００４６】
なお、図５で示すように、前記搬送機構７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。
【００４７】
さらに、図５で示すように、前記放電灯８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。
【００４８】
そして、前記各部位の温度調節を行う場合は、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。
【００４９】
さらに、放電灯８の第１冷却機構１１であれば、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。
【００５０】
そのため、第１冷却機構１１の空気流量を多くすることと、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１１、１２をバランスよく中央制御部１８により制御している。
【００５１】
なお、図１で示すように、前記処理室６の下方には電源室が設置され、この電源室内に電源装置１３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。
【００５２】
したがって、上記の構成のワーク内電荷消去中和装置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。
【００５３】
収納カセット２の位置が決定したら、ハンドラ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。
【００５４】
そして、ワークＷを保持したハンドラ４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４ａ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、昇降部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。
【００５５】
ワークＷが載置された無端ベルト７ａ、７ａ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。
【００５６】
一方、ワークＷを受け渡したハンドラ４は、移動アーム４ｂを伸縮させると共に、回動支持部４ｃ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。
【００５７】
上記したように、収納カセット２からつぎのワークＷをハンドラ４により搬送機構７の無端ベルト７ａ，７ａに受け渡す。二番目のワークＷが無端ベルト７ａ，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）。
【００５８】
図２および図３で示すように、ワークＷが搬送機構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、１０、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。
【００５９】
すなわち、中央制御部１８にメモリに記憶している設定温度の数値と、各温度センサ９Ｂ，１０ｆ、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。
【００６０】
一方、無端ベルト７ａ，７ａに載置されたワーク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）。
【００６１】
このとき、図６で示すように、ワークＷの光照射面となる放電管８ａの直径ａと、放電管８ａ，８ａ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。
【００６２】
例えば、ワークＷ内部の電荷の消去中和の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。
【００６３】
上記した電子の消去作業は、ワークＷの表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。
【００６４】
そのため、ワークＷの表面温度を１２０°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、２００ｎｍ〜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。
【００６５】
もちろん、結晶の振動数はワークＷを構成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。
【００６６】
また、前記したワークＷの積算光量を平均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。
【００６７】
ワークＷの電荷消去中和作業が終了すると、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。
【００６８】
なお、ここではワークＷの内部に形成した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。
【００６９】
つぎに、半導体記憶素子の製造工程におけるワーク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１３０と、検査工程１４０とから全工程が構成されている。
【００７０】
そして、図７（ｂ）で示すように、前記ウエハ処理工程１２０は大きく分けて、薄膜形成工程１２２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１２７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。
【００７１】
前記ウエハ処理工程１２０内で回路が形成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。
【００７２】
なお、前記各工程では、その作業状況に応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１２４では、熱拡散装置１２４ａと、レーザドーピング装置１２４ｂ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。
【００７３】
そして、レジスト処理工程１２６では、塗布装置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１２８ｂなどからなる。さらに、洗浄および乾燥工程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。
【００７４】
上記した各工程での各装置によりワークＷ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。
【００７５】
なお、図９で示すように、ワーク内電荷消去中和装置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。
【００７６】
また、各処理室２６内の温度を下げるため、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２９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。
【００７７】
そして、処理し終わったワークを処理室内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ことで、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。
【００７８】
また、図１０で示すように、ワークＷの大きさが放電灯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。
【００７９】
さらに、図１１で示すように、ワークＷに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。
【００８０】
なお、上記したそれぞれの実施の形態で説明した放電灯は、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。
【００８１】
また、放電灯は、Ｕ字形のものに替え、直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。
【００８２】
また、前記ワークＷの内部電荷の消去中和作業では、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。
【００８３】
そして、前記放電灯の放電管と設置間隔の関係は、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。
【００８４】
なお、ワークの帯電した電荷を消去中和できるため、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。
【００８５】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明は次の優れた効果を発揮する。
(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。
【００８６】
(2) ワークは照射される紫外線の光量分布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。
【００８７】
(3) ワークは、収納位置から受渡機構によ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。
【００８８】
(4) ワークを冷却する冷却機構は、ワーク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。
【００８９】
(5) ワークを冷却する冷却機構は、空冷あ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。
【００９０】
(6) ワークを搬送する搬送機構は、ワーク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。
【００９１】
(7) ワークに紫外線照射する放電灯は、二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。
【００９２】
(8) ワーク内電荷消去中和装置は、ワーク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。
【００９３】
(9) ワークを紫外線照射する際に、ワーク近傍の温度および、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。
【００９４】
(10)ワーク内電荷消去中和装置は、プロー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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のワーク内電荷消去中和装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】この発明のワーク内電荷消去中和装置の要部を示す平断面図である。
【図３】この発明の搬送機構の作動状態を原理的に示す側面図である。
【図４】この発明の放電灯のランプベースおよび冷却機構の要部を示す斜視図である。
【図５】この発明の各冷却機構を制御する中央制御部の要部系統を示す原理図である。
【図６】この発明の紫外線照射時のワークの作動状態を示す原理図である。
【図７】この発明のウエハ製造工程を示すブロック図である。
【図８】浮遊ゲートから電子が消去される状態を示す原理図である。
【図９】この発明の応用例を示すワーク内電荷消去中和装置の斜視図である。
【図１０】この発明の他の形態のワーク内電荷消去中和装置の構成を示す原理図である。
【図１１】この発明の他の形態のワーク内電荷消去中和装置の構成を示す原理図である。
【符号の説明】
１ワーク内電荷消去中和装置
２収納カセット（収納部）
２ａ収納棚
３駆動部
４ハンドラ（受渡機構）
４ａ載置保持部
４ｂ移動アーム
４ｃ回動支持部
５駆動部
５ａ昇降部
５ｂ左右移動部
６処理室
６ａ搬入口
６ｂシャッタ機構
６ｃ搬出口
６ｄシャッタ機構
６ｅシャッタ
６ｆシャッタ
７搬送機構
７Ａ駆動機構
７ａ無端ベルト（載置部）
７ｂ駆動プーリ
７ｃ従動プーリ
７ｄ駆動ベルト
７ｅ駆動モータ
８放電灯
８Ａランプベース
８ａ放電管
８ｂ一方の支持金具
８ｃ他方の支持金具
９冷却機構（空冷冷却機構）
９ａ吸気部
９ｂフィルタ
９ｃ仕切り板
９ｄ排出部
９ｅ排出パイプ
９ｆ送付パイプ
９ｇ送付駆動部
１０冷却機構（液冷冷却機構）
１０ａ当接冷却槽
１０ｂ昇降駆動部
１０ｃ供給部
１０ｄ排出部
１０ｅ循環部
１０ｆ温度センサ（温度検知手段）
１１第１冷却機構
１１ａ吹付ノズル
１１ｂ送風装置
１２第２冷却機構
１２ａ冷却槽
１２ｂ供給パイプ（供給部）
１２ｃ排出パイプ（排出部）
１２ｄ循環部
１２ｅ温度センサ（温度検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a manufacturing process including an inspection process for semiconductor memory elements such as D-RAM, EPROM, and EEPROM, and semiconductor work such as PN junction diodes, transistors, and ICs. In particular, it can be processed in a short time in a non-contact manner at a predetermined position in the manufacturing process, and is free from trouble caused by impurities adhering to an electric field or discharge trouble. The present invention relates to an apparatus and method for neutralizing charge elimination of a workpiece that can be prevented.
[0002]
[Prior art]
In general, memory circuits such as EPROM (erasable and programmable read on-ly memory) using semiconductors are known to write and erase data by injecting electrons into the floating gate or erasing the injected electrons. ing. In this EPROM, a window is formed in a completed chip, and if necessary, ultraviolet light having a predetermined wavelength is irradiated from the window to the EPROM with a low-pressure mercury lamp or the like to erase electrons. At present, the electron erasing operation takes about two hours.
[0003]
EEPROM has emerged as a technology developed from the above-mentioned EPROM, and a non-volatile memory has emerged as a new memory having a large storage capacity. This nonvolatile memory includes a tunnel oxide film (crystal film or barrier film) using the tunnel effect, a memory element in which the tunnel film has a two-layer structure of an oxide film and a nitride film, and a ferroelectric substance instead of an oxide film. Ferroelectric memories using films and utilizing polarization effects such as spontaneous polarization have been announced.
[0004]
The above-mentioned memory has a large storage capacity, and if the integration density increases, a very fine processing technique is required, and the formed L / S (line and space) also has a very small size of 0.285 μm to 0.25 μm. It has been announced. Therefore, the degree to which continuity inspection is performed between manufacturing processes is increasing.
[0005]
In this continuity test, the probe is brought into contact with the work to inspect the continuity of the circuit portion. In this continuity test, electrons are accumulated in the inspection portion. Therefore, it is also known to use a stored electron erasing probe in order to erase the electrons accumulated in the inspection portion.
[0006]
Various problems also occur with the improvement of microfabrication technology, and one of them is the electrostatic charging phenomenon. This static electricity reaches hundreds to thousands of volts, causing the floating particles to be attracted by the electrostatic force, causing the suspended particles to adhere to the circuit, etc., or causing damage due to discharge failures in response to the stored electrons in the memory. Causes internal circuit breakdown. Therefore, in order to solve the problem caused by the charging energy charged on the wafer, a technique such as an apparatus provided with neutralization charge generating means has been proposed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems existed in the manufacturing process of the conventional semiconductor memory element.
[0008]
(1) In an apparatus equipped with neutralization charge generating means, etc., the charged energy charged on the surface of a semiconductor or the like can be erased, but ions are heavier than electrons and cannot keep up with the electron velocity. The charge accumulated inside, for example, the electrons accumulated in the barrier film (oxide film or crystal film) of the floating gate could not be erased. In addition, since an electric field is generated in the workpiece, impurities may be attracted, and defects due to the impurities may occur.
[0009]
(2) There is a means to erase the energy accumulated in the floating gate of the semiconductor memory element by providing a transparent window like an EPROM and irradiating with ultraviolet rays of a predetermined wavelength, but it takes a long time of about 2 hours. It was.
[0010]
(3) A large-capacity low-pressure discharge lamp may be used in order to erase the charge accumulated in the semiconductor memory element and the semiconductor in a short time. However, the semiconductor memory element itself is heated, and the heat is The intense molecular motion of the accompanying crystal (oxide film or crystal film) is an obstacle. For this reason, it has been impossible to appropriately erase electrons accumulated by ultraviolet irradiation in a short time.
[0011]
(4) The stored energy erasing method in the floating gate by the probe is performed in contact with the surface of the semiconductor memory element, so that the portion in contact with the probe is damaged or the surface of the semiconductor memory element is damaged. There was also the possibility of adverse effects. Further, when the charge is erased by the probe after the inspection, if it takes about 2 seconds for one place, the inspection of the 64 Kbit semiconductor element takes 36 hours. Therefore, simplification, labor saving, and speeding up of the charge erasing operation after the inspection process have been demanded.
[0012]
(5) A DC test, which is a direct measurement of a signal that does not use a probe, is also known. However, electric charges are accumulated in the work, causing discharge breakdown during the cutting process, which is a subsequent process of the inspection process, The work yield was reduced.
[0013]
  The present invention was devised to solve the above-described problems.Stored inThe accumulated energy can be erased in a short time without contact, and the electric field is erased and neutralized to prevent impurities that are attracted to the electric field, prevent electric discharge destruction, etc. Erasing neutralization device for workpiece charge that can be neutralizedPlaceThe purpose is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems, the present invention provides a charge erasing neutralization device in which a work such as a semiconductor memory element and a semiconductor is charged during a manufacturing process including an inspection process, and ultraviolet light having a predetermined wavelength is applied to the work. A discharge lamp that irradiates and a cooling mechanism that cools the workpiece irradiated by the discharge lampAnd a transport mechanism for the workpiece, the transport mechanism having two endless belts for placing the workpiece and feeding it in the transport direction, and a drive motor for driving the endless belt, The cooling mechanism includes a liquid cooling mechanism that cools the back side of the workpiece. The liquid cooling mechanism includes a contact cooling tank that contacts the back side of the workpiece from between the two endless belts, and a contact cooling tank. An elevating drive unit that moves the cooling tank up and down; a circulation unit that circulates the coolant while controlling the cooling liquid in the contact cooling tank; and a temperature detection means provided in a circulation path of the cooling liquid, The irradiation position of the workpiece is changed by the transport mechanism depending on the intensity distribution of lightIt was configured as a work charge erasing neutralization device.
[0015]
  Further, a work such as a semiconductor memory element and a semiconductor is a charge erasing neutralization device that is charged during a manufacturing process including an inspection process, and a discharge lamp that irradiates the work with ultraviolet rays having a predetermined wavelength. A cooling mechanism for cooling the irradiated workpiece, and a transport mechanism for the workpiece,The transport mechanism has an endless belt for placing the work and feeding it in the transport direction, and a drive motor for driving the endless belt, and the work cooling mechanism is a liquid cooling system for cooling the back side of the work. The liquid cooling cooling mechanism comprises a contact cooling tank that contacts the back side of the workpiece via the endless belt, an elevating drive unit that moves the contact cooling tank up and down, and the contact cooling. A circulation unit that circulates while controlling the coolant in the tank, and a temperature detection means provided in the circulation path of the coolant,The apparatus is configured as a charge erasure neutralization device for changing the irradiation position of the workpiece by the transport mechanism according to the intensity distribution of the light applied to the workpiece.
[0016]
  Furthermore, the semiconductor memory element and the semiconductor work are erasure neutralizing devices for charges that are charged during the manufacturing process including the inspection process, and the storage part for storing the work and the work in the storage part are held. A delivery mechanism for moving into the take-out processing chamber; a transport mechanism for placing a work delivered by the delivery mechanism and transporting the work to a predetermined position; a discharge lamp for irradiating the work on the transport mechanism with ultraviolet rays of a predetermined wavelength; It consists of a cooling mechanism that controls the temperature of the workpiece that rises during the lighting of the discharge lamp,The transport mechanism has two endless belts that place the work and send it in the transport direction, and a drive motor that drives the endless belt, and the work cooling mechanism cools the back side of the work A liquid cooling cooling mechanism, and the liquid cooling cooling mechanism includes a contact cooling tank that contacts the back side of the workpiece from between the two endless belts, and a lift drive unit that moves the contact cooling tank up and down. A circulating portion that circulates the coolant in the contact cooling tank while controlling the temperature, and a temperature detection means provided in the coolant circulation path.The work charge erasing neutralization apparatus is configured to operate the transport mechanism and change the work irradiation position at least once during the lighting operation of the discharge lamp.
[0017]
  AndIn the charge neutralization apparatus for the workpiece,The workpiece cooling mechanism isAlong with the liquid cooling mechanism,Air-cooled cooling mechanism that cools the surface side of the workpieceWhenThe air-cooling cooling mechanism includes an air supply unit that sends air-cooled gas to the work, temperature detection means that detects the temperature of the air-cooled gas sent from the air supply unit, and heat of the work that is sent from the air supply unit And a discharge section for discharging the air-cooled gasThe configuration.
[0018]
  Also,In the work charge erasing neutralization apparatus, the transport mechanism includes a sensor that detects a work placed on the endless belt, and the drive motor is driven by the sensor.
[0019]
  further,In the work charge erasing neutralization apparatus, the discharge lamp includes a lamp base provided on the electrode side of the discharge tube, and a discharge lamp cooling mechanism provided on the lamp base, and the discharge lamp cooling mechanism includes a lamp The spray nozzle that blows air-cooled gas to the cooling passage provided in the base, the supply unit that supplies the air-cooling gas, and the temperature detection means provided in the cooling passage are used.
[0020]
  AndIn the work charge erasing neutralization apparatus, the discharge lamp includes a lamp base provided on an electrode side of the discharge tube, and a discharge lamp cooling mechanism provided on the lamp base, and the discharge lamp cooling mechanism includes: The cooling tank is in contact with the lamp base, the cooling liquid circulating part for circulating the cooling liquid in the cooling tank, and the temperature detecting means provided in the flow path of the cooling liquid.
[0021]
  Also,In the work charge erasing neutralization apparatus, a temperature detection means is provided at the same level in the vicinity of the work, and a temperature detection means of a cooling mechanism provided in the discharge lamp and a temperature detection means of the work are connected. And a control mechanism for controlling the operation of each cooling mechanism so that the temperature information from the temperature detection means falls within a predetermined temperature range during the lighting irradiation of the discharge lamp.
[0022]
  further,In the apparatus for neutralizing charge elimination of the workpiece, the processing chambers are arranged in multiple stages in the height direction.
[0023]
  AndIn the work charge erasing neutralization apparatus, a liquid circulation tank is provided between the discharge tube and the work so that a cooling liquid can be circulated.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing a main part of the in-work charge erasing neutralizing device, FIG. 2 is a plan sectional view of the in-work charge erasing neutralizing device, FIG. 3 is a side view showing the operating state of the transport mechanism, and FIG. Is a perspective view showing the main part of the cooling mechanism of the discharge lamp, FIG. 5 is a principle diagram of a control mechanism for controlling the temperature of each cooling mechanism, FIG. 6 is a principle diagram showing an operating state of a workpiece during ultraviolet irradiation, and FIG. FIG. 8 is a principle diagram showing the structure inside the floating gate, FIG. 9 is a perspective view showing an application example of the in-work charge erasing neutralization device, and FIG. 10 is an in-work charge showing another embodiment. FIG. 11 is a principle diagram showing the configuration of an in-work charge erasing neutralization device showing another embodiment.
[0027]
  As shown in FIGS. 1 and 2, the in-work charge erasing neutralization apparatus 1 includes a storage cassette 2 as a storage portion for a wafer (hereinafter referred to as a workpiece) W having a semiconductor storage circuit, and the storage cassette 2 at a predetermined position. A moving drive unit 3; a handler 4 serving as a delivery mechanism for taking out and delivering the workpiece W in the storage cassette 2; and a drive unit 5 thereof; a transport mechanism 7 for placing and transporting the workpiece received from the handler 4; As a processing chamber 6 in which the transport mechanism 7 is stored and installed, a discharge lamp 8 provided in the processing chamber 6 for irradiating ultraviolet rays of a predetermined wavelength disposed on the transport mechanism 7, and a cooling mechanism for the workpiece Air cooling system(Cooling mechanism)9 and a liquid cooling / cooling mechanism 10.
[0028]
As shown in FIG. 1, the storage cassette 2 includes storage shelves 2a for storing the workpieces W one by one in the height direction, with a space at which a placement holding portion 4a of the handler 4 described later can enter. The storage shelf 2a is provided. The storage cassette 2 is supported by the drive unit 3 via a support unit 2b. The drive unit 3 of the storage cassette 2 includes an up / down moving unit 3a that supports the support unit 2b so as to be movable up and down to a predetermined position, and a left / right moving unit 3b that holds the up / down moving unit 3a and moves in the left / right direction. It is configured. As shown in FIG. 2, it is convenient to form the cutout portion in the storage shelf 2 a so that the placement holding portion 4 a of the handler 4 can be lifted while holding the workpiece W. Further, the storage cassette 2 may be detachably supported by the support portion 2b.
[0029]
As shown in FIG. 1, the up-and-down moving part 3a is provided with a feed screw 3a.₁And a rotating part 3a for rotating the feed screw.₂And this rotating part 3a₂It is comprised from the drive control part (not shown) etc. which drive-control. The left and right moving unit 3b is controlled by a cylinder device or a feed screw mechanism, and is controlled to move to a predetermined position through the drive control unit while holding the vertical moving unit 3a.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, the handler 4 includes a placement holding portion 4 a having a suction hole 4 d that holds the workpiece W by vacuum suction, and a moving arm that moves the placement holding portion 4 a back and forth in the horizontal direction. 4b and a rotation support portion 4c that rotatably supports the movable arm 4b. The driving unit 5 that drives the handler 4 includes an elevating unit 5a that moves the handler 4 in the vertical direction, and a left-right moving unit 5b that holds the elevating unit 5a and moves in the left-right direction.
[0031]
As shown in FIG. 1, the elevating part 5a of the handler 4 has a cylinder device 5a.₁And this cylinder device 5a₁And a drive control unit (not shown) for controlling the motor. Further, as shown in FIG. 2, the left-right moving part 5b for moving the elevating part 5a in the left-right direction is a feed screw 5b₁And this feed screw 5b₁Moving part 5b for rotating₂And this moving part 5b₂It is comprised from the drive control part (not shown) etc. which drive-control.
[0032]
As shown in FIG. 1, the processing chamber 6 includes a shutter mechanism 6 b provided at the work W carry-in port 6 a, a shutter mechanism 6 d provided at the work W carry-out port 6 c, and a cooling mechanism 9 that cools the inside of the process chamber 6. Etc. The shutter mechanisms 6b and 6d have shutters 6e and 6f formed of ultraviolet blocking members that prevent ultraviolet rays from leaking to the outside when the discharge lamp 8 is turned on. These shutters 6e and 6f emit ultraviolet rays. It may be a transparent plastic or glass with a sheet that is blocked and visible inside.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 3, the transport mechanism 7 includes endless belts 7 a and 7 a as placement units on which the work is placed, and a drive mechanism 7 </ b> A that drives the endless belts 7 a and 7 a. . The drive mechanism 7A includes a drive pulley 7b and a driven pulley 7c that engage the endless belts 7a and 7a with a predetermined tension applied, a drive belt 7d that spans the drive pulley 7b, and the drive belt 7d. And a drive motor 7e for driving the motor. The handler 4 is controlled and driven so that the work W placed on the endless belts 7a and 7a can be sent to a predetermined position.
[0034]
  Further, as shown in FIG. 3, a cooling mechanism 10 as a liquid cooling mechanism is installed below the endless belts 7a and 7a of the transport mechanism 7. When the endless belts 7a and 7a are stopped, the cooling mechanism 10 is connected to the endless belts 7a and 7a.Abuts on the back side of the workpiece to be placedThe abutting cooling tank 10a, an elevating drive unit 10b for driving the abutting cooling tank 10a up and down, a supply unit 10c for supplying a cooling liquid to the abutting cooling tank 10a, and discharging the cooling liquid from the abutting cooling tank 10a A discharge portion 10d that circulates, a circulation portion 10e that filters and circulates the coolant, and a temperature sensor 10f (see FIG. 5) as temperature detection means that detects the temperature of the cooling water in the contact cooling tank 10a. It is configured.
[0035]
The contact cooling tank 10a forms a groove at the contact position of the endless belts 7a, 7a. When the contact cooling tank 10a contacts the endless belts 7a, 7a, The endless belts 7a and 7a may be inserted.
[0036]
As shown in FIGS. 2 and 4, the discharge lamp 8 is installed in a direction orthogonal to the conveying direction of the workpiece W, the discharge tube 8 a is configured in a U shape, and is provided on the electrode side of the discharge lamp 8. The lamp base 8A has a first cooling mechanism 11 and a second cooling mechanism 12 provided on the lamp base 8A. The discharge tube 8a of the discharge lamp 8 is conveniently formed to have a larger diameter than between the discharge tubes 8a, 8a.
[0037]
As shown in FIG. 4, on the electrode side of the discharge lamp 8, a lamp base 8A is constituted by one and the other support fittings 8b and 8c. The one support fitting 8b has a concave contact portion 8b along the circumferential shape of both discharge tubes 8a of the discharge lamp 8.₁, 8b₁The abutting portion 8b is made of a thick metal formed with₁, 8b₁Between the other support bracket 8b₂Etc.
[0038]
  The other support fitting 8c is formed in a substantially cross-sectional hat shape.bAbutting support portion 8c for abutting and supporting the abutting portion₁The abutting support portion 8c₁8c raised from both ends₂8c₂And these upright parts 8c₂8c₂Lower end plate portion 8c formed by bending the lower end of₃8c₃And the contact support portion 8c.₁Temperature detecting means mounting portion (position of the temperature sensor 11c) provided at a predetermined position.
[0039]
And the compatible upper part 8c₂8c₂And lower end plate 8c_Three8c_ThreeThus, a concave cooling channel of a first cooling mechanism 11 (described later) is formed between the discharge tubes 8a and 8a, and a temperature sensor 11c as temperature detecting means is installed at the position of the cooling channel.
[0040]
  As shown in FIG. 4 and FIG.The second1 The cooling mechanism 11 is provided with the contact support portion 8c.₁And upright part 8c₂8c₂The spray nozzle 11a that blows air-cooled gas into the cooling flow path formed by the above and the blower 11b that sends the air-cooled gas to the spray nozzle 11a. The temperature sensor 11c is connected to a central control unit 18 that drives and controls the blower 11b.
[0041]
The second cooling mechanism 12 includes a cooling tank 12a provided in contact with one support fitting 8b, a supply pipe 12b serving as a supply unit for supplying a cooling liquid to the cooling tank 12a, and the inside of the cooling tank 12a. A discharge pipe 12c as a discharge portion for discharging the coolant, and a circulation portion 12d having a pump, a filter and the like for circulating the coolant. Furthermore, it has the temperature sensor 12e as a temperature detection means provided in the cooling tank 12a of the said cooling mechanism 12. FIG. The temperature sensor 12e is connected to a central control unit 18 (see FIG. 5) that drives and controls the circulation unit 12d.
[0042]
As shown in FIG. 1, the cooling mechanism 9 in the processing chamber 6 includes an intake portion 9a provided in the upper portion of the processing chamber 6, a filter 9b for removing dust sucked from the intake portion 9a, and a filter 9b. A partition plate 9c in which the sent air is distributed and distributed in the processing chamber 6, a discharge portion 9d having a discharge hole provided on the floor side in the processing chamber, and a discharge portion 9d. And a discharge pipe 9e for sending air to the outside.
[0043]
The air-cooled gas sucked from the intake portion 9a may be air in a clean room. Further, as shown in FIG. 5, the intake pipe 9f is connected to the intake portion 9a and is air-cooled gas. Nitrogen gas may be supplied into the processing chamber 6. The partition plate 9c is conveniently provided with a reflection surface that reflects ultraviolet rays having a predetermined wavelength.
[0044]
  In addition, as shown in FIG. 5, the cooling mechanism 9 includes a blower drive unit 9g for driving the intake unit 9a, a temperature sensor 9B as a temperature detecting means at a predetermined position in the processing chamber 6, and an integrated light meter. Light receiving sensorWithhave. The temperature sensor 9B and the light receiving sensorSa,ThatBlower drive unitIt is connected to a central control unit 18 that controls 9g. The temperature sensor 9B and the light receiving sensorSaIt is convenient if they are arranged at the same height as the workpiece W.
[0045]
  As shown in FIG. 5, the central control unit 18 includes a memory, a calculation unit, a control unit, and the like.SayaRecognizing the detected temperature from each temperature sensor 9B, 10f, 11c, 12e, the cooling mechanism 9, 10, 11, 12eachThe drive units 9g, 10e, 11b, and 12d are appropriately driven and controlled.
[0046]
As shown in FIG. 5, the endless belt 7 a during the irradiation of the discharge lamp 8 is illuminated by the contact cooling tank 10 a of the cooling mechanism 10 provided on the transport mechanism 7 side and the cooling mechanism 9 in the processing chamber 6. It is desirable that the workpiece W on 7a is adjusted to a predetermined temperature of 100 ° C or lower.
[0047]
Further, as shown in FIG. 5, the discharge lamp 8 adjusts the temperature in the tube so that it can irradiate the ultraviolet ray of 253.7 nm. For example, if the tube temperature is set to around 40 ° C, the first and second cooling mechanisms 11, 12 can be adjusted and maintained at around 40 ° C if 253.7 nm ultraviolet rays can be irradiated efficiently. I have to. The electrode portion of the discharge lamp 8 becomes high temperature because a large current flows, and the temperature inside the discharge lamp rises. However, the ultraviolet wavelength is highly temperature dependent, and the ultraviolet rays of 253 and 7 nm are efficiently irradiated. Therefore, it is necessary to maintain an appropriate temperature according to the configuration of the discharge lamp 8. In addition, when the structure of the discharge lamp 8 differs, it is desirable to maintain the predetermined temperature in the discharge lamp which irradiates 253.7 ultraviolet rays efficiently.
[0048]
And when adjusting the temperature of each said part, if it is the cooling mechanism 10, a cooling mechanism will be made by making the flow velocity of the cooling fluid which flows into the contact cooling tank 10a faster, or lowering the temperature of a cooling fluid. 10 side adjustments are made. In the case of the cooling mechanism 9 in the processing chamber 6, when the air blowing amount of the intake portion 9 a is adjusted to be large, or when cooling is performed using an air cooling gas such as nitrogen gas, the air cooling is performed. The temperature is adjusted by lowering the temperature of the gas or increasing the supply amount.
[0049]
Furthermore, if it is the 1st cooling mechanism 11 of the discharge lamp 8, temperature control is performed by increasing the spray flow rate from the spray nozzle 11a, or lowering | hanging the temperature of the air-cooled gas to spray. Further, in the case of the second cooling mechanism 12 of the discharge lamp 8, the temperature is adjusted by increasing the flow rate of the circulating coolant or decreasing the temperature of the coolant. In the case of the discharge lamp 8, the temperature adjustment may be performed by using one of the cooling mechanisms 11 and 12 as necessary, or by using both the cooling mechanisms 11 and 12.
[0050]
Therefore, adjustment is performed by increasing the air flow rate of the first cooling mechanism 11 and increasing the flow rate of the cooling liquid of the second cooling mechanism 12 or decreasing the temperature of the cooling liquid. The first and second cooling mechanisms 11 and 12 are controlled by the central control unit 18 in a well-balanced manner.
[0051]
As shown in FIG. 1, a power supply chamber is installed below the processing chamber 6, and a power supply device 13 and the like are installed in the power supply chamber. And in order to prevent the said power supply device 13 having heat and rising temperature, internal air is circulated by the ventilation mechanism etc., and it discharge | releases outside after that.
[0052]
Therefore, when the workpiece W is processed using the in-work charge erasing neutralizing apparatus 1 having the above-described configuration, the following operation is provided. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the storage cassette 2 for storing the workpiece W is mounted on the support portion 2b. Then, the driving unit 3 is driven to move the placement holding unit 4 a of the handler 4 to a position where it can enter the workpiece W positioned at the uppermost part of the storage cassette 2. Further, if necessary, the left and right drive unit is driven, and the storage cassette 2 is moved to a position where the operation is easy.
[0053]
When the position of the storage cassette 2 is determined, the handler 4 is operated, its moving arm 4b is extended, and is placed on the lower surface side of the workpiece W from which the placement holder 4a is taken out. Then, vacuum suction is performed from the suction hole 4d of the mounting holder 4a by the operation of an air pump (not shown), and the cylinder device 5a.₁, The workpiece W is lifted by the mounting holder 4a, and the movable arm 4b is expanded and contracted to take out the workpiece W from the storage shelf 2a.
[0054]
  Then, if necessary, the handler 4 holding the workpiece W operates the left / right moving unit 5b and moves it to the front of the transport mechanism 7 at a position where the workpiece W is placed. Thereafter, the placement holding portion 4 a is rotated by the rotation support portion 4 c of the handler 4, and the workpiece W arrives on the endless belts 7 a and 7 a of the transport mechanism 7. further,ElevatorThe handler 4 is lowered by operating 5a, and the work W is placed on the endless belts 7a, 7a. At this time, the workpiece W is transferred to the endless belts 7a and 7a by releasing the vacuum suction of the mounting holding portion 4a.
[0055]
The endless belts 7a and 7a on which the workpiece W is placed are operated by a sensor (not shown) provided at a predetermined position to confirm the presence or absence of the workpiece and activate the drive motor 7e. When the drive motor 7e is actuated, the work W on the endless belts 7a and 7a is fed and stopped to the carry-out port 6c side by almost the size of the work W. Therefore, a space for placing the next workpiece W is secured on the side of the inlet 6a on the endless belts 7a and 7a.
[0056]
Meanwhile, workWThe handler 4 that has passed the hand extends and contracts the moving arm 4b and rotates the placement holding portion 4a by the rotation support portion 4c to change the orientation of the handler 4. Further, the handler 4 is moved to the front position of the storage cassette 2 by the left / right moving unit 5b.
[0057]
  As mentioned above,Storage cassette 2The next workpiece W is transferred by the handler 4 to the endless belts 7a, 7a of the transport mechanism 7. Second workWIs placed on the endless belts 7a, 7a, the drive motor 7e is again driven via the sensor, and the workpiece W is moved to the carry-out port 6c side to move the work to the endless belts 7a, 7a at the carry-in port 6a. Open a space where W can be placed. In this manner, a plurality (five in the drawing) of workpieces W are placed on the endless belts 7a and 7a of the respective conveyance mechanisms 7 (five in the drawing) (conveying step).
[0058]
As shown in FIGS. 2 and 3, when the workpiece W is placed on the transport mechanism 7, the shutters 6e and 6f are lowered to close the carry-in port 6a and the carry-out port 6c. Then, the discharge lamp 8 is turned on, and each cooling mechanism 9, 10, 11, 12 operates in accordance with the temperature change of the temperature sensors 9B, 10f, 11c, 12e so as to keep the respective parts at the set temperature.
[0059]
That is, the numerical value of the set temperature stored in the memory in the central control unit 18 is compared with the numerical value of the temperature information sent from each temperature sensor 9B, 10f, 11c, 12e, and approaches the set temperature value. In this way, the driving of each cooling mechanism 9, 10, 11, 12 is controlled.
[0060]
On the other hand, the workpiece W placed on the endless belts 7a and 7a continues to irradiate the workpiece W with ultraviolet rays having a predetermined wavelength of 253.7 nm (light irradiation step). At this time, as shown in FIG. 6, the integrated light amount of the irradiation surface of the workpiece W immediately below the discharge tube 8a of the discharge lamp 8 and the irradiation surface of the workpiece W not directly below the discharge tube 8a are the same amount. Then, the endless belts 7a and 7a are moved to move the light receiving position of the work W (work moving process).
[0061]
At this time, as shown in FIG. 6, the relationship between the diameter a of the discharge tube 8a that is the light irradiation surface of the workpiece W and the distance b between the discharge tubes 8a and 8a is as follows. Since the distance between adjacent discharge tubes 8a is the same as the distance b between the discharge tubes 8a, the moving distance of the transport mechanism 7 is at least the discharge tube. It is sufficient to move the distance 8b between 8a and 8a.
[0062]
For example, when the state of charge erasure neutralization inside the workpiece W is taken as an example of electrons accumulated in the floating gate, as shown in FIG. 8, the ultraviolet rays of a specific wavelength emitted from the discharge lamp 8 (see 6) are as follows. The photons enter the work W and are absorbed by the conduction band and valence band electrons in the floating gate. The excited electrons obtain high energy from the photons, and the electric field created by the injected electrons It passes through the oxide film (crystal film or barrier film) surrounding the floating gate, reaches the control gate or silicon substrate, and is erased. Therefore, in the floating gate of the work W, there are no electrons that adversely affect the subsequent process.
[0063]
In the above-described electron erasing operation, the surface of the workpiece W is at a normal temperature and the vibration of the oxide film is in a natural state of 5% to 10%, and the workpiece W is heated to a high temperature by the irradiation energy from the discharge lamp 8. The oxide film or the like constituting the structure absorbs heat and the molecular motion becomes intense, and the electrons in the periphery and the oxide film are constrained, and it takes much time to erase the electrons in the floating gate.
[0064]
Therefore, the work can be completed in about 30 minutes by setting the surface temperature of the workpiece W to a predetermined temperature of 120 ° C. or less and maintaining the temperature in the discharge tube 8a at a predetermined temperature (about 40 degrees as an example). it can. In addition, in the case of a light source having a lot of ultraviolet rays 253.7 nm region, ultraviolet rays in the range of 200 nm to 300 nm are irradiated, and the irradiation intensity is 20 mW / cm.²Can be done in 90 minutes, 40mW / cm²At that time, the erasing operation was completed in 30 minutes. Further, in order to increase the irradiation intensity, the work W and the discharge lamp 8 are brought close to each other, and the irradiation intensity is set to 80 mW / cm.²~ 100mW / cm²It may be possible to change the workpiece W to the limit of alteration.
[0065]
Of course, the frequency of the crystal differs depending on the type of atoms constituting the workpiece W. Therefore, if the frequency of the crystal of the workpiece W is known in advance, the upper limit temperature of the workpiece W is determined from the frequency and the allowable time for erasure neutralization time.
[0066]
Further, when the transport mechanism 7 is moved in order to average the integrated light quantity of the workpiece W, the total work end time is moved by a time obtained by dividing the total work end time by 1. Therefore, if the number of times of movement is one and the total work time is 30 minutes, it is 30 / (1 + 1), and the position of the workpiece W is appropriately moved in 15 minutes.
[0067]
When the charge erasing neutralization work for the workpiece W is completed, the shutters 6e and 6f of the carry-in entrance 6a and the carry-out exit 6c are opened. Then, the workpiece W is unloaded from the unloading port 6c side by the operation of the transfer mechanism 7 or by a handler (not shown) provided on the unloading port 6c side and sent to the next process. Therefore, even if the above-described in-work charge erasing neutralization apparatus 1 is incorporated at a predetermined position on the production line of the workpiece W, the workpiece can be processed without hindering the work on the other production line.
[0068]
Here, the floating gate formed inside the workpiece W has been described as an example. However, as long as the electric charge is charged inside the workpiece W, as described above, irradiation with ultraviolet rays of a specific wavelength and cooling the workpiece W are performed. Thus, it is possible to neutralize the erase by suppressing the vibration of the crystal.
[0069]
Next, the process position where the charge erasure neutralization of the workpiece W in the manufacturing process of the semiconductor memory element is performed is shown. As shown in FIG. 7A, when a semiconductor memory element and a circuit are formed on a wafer as a workpiece, all processes from the wafer manufacturing process 110, the wafer processing process 120, the assembly process 130, and the inspection process 140 are performed. Is configured.
[0070]
As shown in FIG. 7B, the wafer processing step 120 is roughly divided into a thin film formation step 122, an oxidation step 123, a doping step 124, an annealing step 125, a resist processing step 126, and an exposure. The process 127 includes an etching process 128, and a cleaning and drying process 129. These steps may be repeated or the order may be changed. In some cases, the resist processing step 126, the exposure step 127, and the etching step 128 are combined into a photolithography step.
[0071]
Since a circuit is formed in the wafer processing step 120, neutralization of the charge accumulated in the workpiece W can be neutralized between any steps in the wafer processing step 120. . Since the erasing operation of the electrons in the floating gate is performed in a non-contact manner by irradiating ultraviolet rays having a predetermined wavelength for a predetermined time, it is performed without causing causes such as damage to the workpiece.
[0072]
  In each of the above steps, the following apparatus is used according to the work situation. That is, in the thin film forming process, there are a vacuum deposition apparatus 122a, a sputtering apparatus 122b, a CVD apparatus 122c, an epitaxial growth apparatus 122d, and the like. Also, doping process124Then, the thermal diffusion device 124a and the laser doping device124b, a plasma doping apparatus, an ion implantation apparatus, or the like is used.
[0073]
  In the resist processing step 126, a coating device 126a, a developing device 126b, a baking device 126c, a resist stripping device 126d, and the like are used. The etching process 128 includes a wet etching device 128a and a dry etching device 128b. Further cleaningAnd dryIn step 129, a wet cleaning device 129a, a dry cleaning device 129b, a drying device 129c, and the like are used.
[0074]
When the workpiece W comes into contact with each device in each process described above, or in particular, when various thin films are formed, there is a high possibility that charges are accumulated inside the workpiece W. Even before work, it is possible to erase and neutralize the charges inside the work.
[0075]
In addition, as shown in FIG. 9, when the processing chamber 26 is configured in multiple stages (three stages in the drawing) in the height direction, the in-work charge erasing neutralization apparatus 20 is used in a limited space such as a clean room. convenient. The in-work charge erasing neutralization apparatus 20 includes a discharge lamp, a transport mechanism, a cooling mechanism (see FIG. 1), and the like in each processing chamber 26.
[0076]
In addition, in order to lower the temperature in each processing chamber 26, each processing chamber 26 is provided with a pipe (not shown) for supplying air-cooled gas, or each processing chamber 26 is cooled with an air cooling fan 29. It doesn't matter. Therefore, as described above, the electrons in the floating gate of the semiconductor can be erased in a short time by irradiating ultraviolet rays having a predetermined wavelength while cooling the workpiece.
[0077]
  When a workpiece that has been processed is transported from the processing chamber, a handler configured to be extendable up to each processing chamber 26, 26, 26 is provided on the unloading side.ByThe workpiece can be delivered to the line side of the next process.
[0078]
In addition, as shown in FIG. 10, when the size of the workpiece W can uniformly receive ultraviolet rays having a predetermined wavelength from the discharge lamp 31, it is not necessary to move the position of the workpiece W, and the workpiece W is adversely affected by heat. Therefore, it is possible to cope with the problem by using either one of the cooling mechanisms 32 and 33. That is, the discharge lamp 31, the mounting table 34 provided immediately below the discharge lamp 31, the cooling mechanism 32 that circulates the coolant in the mounting table 34 by the circulation device 32 a, and the upper side of the discharge lamp 31. And a cooling mechanism 33 for supplying air-cooled gas. The cooling mechanisms 32 and 33 may be provided with only one of them as necessary.
[0079]
  Further, as shown in FIG. 11, a liquid circulation tank 36 capable of circulating a cooling liquid between the discharge lamp 35 and the work W is provided between the discharge lamp 35 and the work W so that the work W can reduce the influence of heat from the discharge lamp. It is good also as a structure mounted on the feed belt 37a of the conveying apparatus 37. FIG. The feed belt 37a of the transport device 37 is provided with a cooling tank 38 that can be moved up and down, so that the cooling tank 38 can come into contact with the workpiece W via the feed belt 37a. In addition,Transport device37 and the cooling bath 38 are configured such that the distance from the discharge lamp 35 can be freely set by the lifting device 39. In addition, when the cooling effect of the liquid circulation tank 36 is large, the cooling tank 38 that contacts the workpiece W is not required.
[0080]
The discharge lamp described in each of the above embodiments may use a flat surface discharge lamp or a meandering discharge lamp, and has a predetermined wavelength or a predetermined wavelength in the space between the discharge lamp and the workpiece. It is good also as a structure which provides the filter which lets an area | region pass. The discharge lamp may have a configuration in which a reflecting mirror (cold mirror or the like) is provided on the back side thereof and a reflected light beam or a guide light beam is used, or an interference film is provided in the discharge lamp. Moreover, you may select, control, and use in the range which does not cause trouble, such as a far ultraviolet ray, a vacuum ultraviolet ray, or an ozone ray as needed. Further, the discharge lamp is a concentric combination of circular translucent tubes, and a space between the circular translucent tubes is filled with a filling gas such as helium, xenon, krypton, fluorine, and the circular translucent tube. An excimer discharge lamp having a wire net electrode around the (translucent dielectric) may be used.
[0081]
Further, the discharge lamp may be a U-shaped one, and a linear discharge lamp may be used. That is, each discharge lamp may be arranged so as to be adjacent to each other with a smaller interval than the diameter of the linear discharge tube, and ultraviolet irradiation may be performed. When a linear discharge lamp is used, a lamp base is provided on each of one and the other electrodes, the one support bracket is formed with fastening portions on both sides of the discharge tube, and the other support bracket is The cross section is formed in a substantially hat shape so as to straddle the discharge tube, and the hat-shaped concave portion is used as an air cooling channel. Accordingly, the first and second cooling mechanisms of the discharge lamp are configured so as to be divided and arranged in pairs on both electrode sides.
[0082]
In addition, since the neutralization of the internal charges of the workpiece W can be performed by irradiating ultraviolet rays having a predetermined wavelength, it is possible to prevent impurities that are attracted to the workpiece W irradiation surface by an electric field.
[0083]
And the relationship between the discharge tube of the discharge lamp and the installation interval can be dealt with by increasing the number of movements of the transport mechanism on which the workpiece is placed, even when the diameter of the discharge tube is smaller than the installation interval. It becomes possible to do. Furthermore, if an interference prevention plate or an interference prevention film is provided on the side surface side of the adjacent discharge tube, it is convenient to prevent deterioration of the discharge tube due to interference. Further, each of the above-described cooling mechanisms is sufficient to provide only one cooling mechanism when the allowable range of the upper limit temperature of the workpiece can be maintained. Further, when an air cooling mechanism is used, cooling nitrogen gas may be used. Furthermore, the configuration shown in FIGS. 10 and 11 can be configured and used in a multistage manner as shown in FIG.
[0084]
In addition, since the charged charge on the workpiece can be erased and neutralized, even when static electricity is generated due to spontaneous charging on the workpiece, UV irradiation that exceeds the barrier of valence electrons, cooling of the workpiece, and devices such as an ozonizer are combined. By using it, it becomes possible to neutralize the electric charge due to spontaneous charging.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, the present invention exhibits the following excellent effects.
(1) Workability is good because neutralization of charges charged inside the work such as semiconductor memory elements and semiconductors can be performed in a short time. In addition, electrons accumulated in the floating gate of the memory element can be erased in a short time. Further, by cooling the workpiece, the vibration of the crystal is not increased more than a predetermined value, and the photons can appropriately erase and neutralize the charges (electrons) accumulated inside the workpiece by irradiation with ultraviolet rays having a predetermined wavelength.
[0086]
(2) If the work has a strong or weak distribution of the amount of UV light that is irradiated, move the transport mechanism to make the light irradiation amount of the work uniform so that the neutralization of the charge charged inside the work is more appropriate. Can be done.
[0087]
(3) The workpiece is transferred from the storage position to the transfer mechanism by the transfer mechanism, irradiated with light of a predetermined wavelength while being cooled to a predetermined temperature in the processing chamber, and the irradiation position of the workpiece is changed at least once by the operation of the transfer mechanism. Since it is configured, it is possible to continuously neutralize the workpiece.
[0088]
(4) The cooling mechanism that cools the workpiece is composed of an air cooling mechanism that cools the workpiece and a liquid cooling mechanism that cools the workpiece in contact with the workpiece. Therefore, the workpiece can be cooled appropriately and the vibration of the crystal structure is suppressed. . Therefore, it is possible to cause the photons to collide with electrons appropriately at a position where charges are to be erased and neutralized, for example, inside a floating gate or the like.
[0089]
(5) The cooling mechanism for cooling the workpiece can cool the workpiece to a predetermined temperature using the temperature detection means by the air cooling or liquid cooling mechanism, so either or both of the air cooling mechanism and the liquid cooling mechanism are used. The workpiece can be properly cooled by using, and the charge neutralized in the workpiece can be reliably erased and neutralized. Therefore, the workpiece is electrically neutralized, does not attract impurities and the like, and does not cause problems such as breakdown due to electrostatic discharge and short circuit due to impurities in the subsequent process of the workpiece.
[0090]
(6) Since the conveyance mechanism that conveys the workpiece is provided with a contact cooling tank that contacts and separates the workpiece placement section via the lifting drive unit, after the workpiece is conveyed to an appropriate position, the cooling is properly performed. it can.
[0091]
(7) A discharge lamp that irradiates the workpiece with ultraviolet rays efficiently controls the ultraviolet rays with a predetermined wavelength to erase the charges accumulated in the workpiece by controlling the temperature inside the discharge tube so that the temperature is kept at a predetermined temperature by two cooling mechanisms. It is possible to irradiate well, and it is possible to appropriately erase charges accumulated in the work such as electrons in the floating gate.
[0092]
(8) The in-work charge erasing neutralization device can erase the charge accumulated in the work manufacturing process at any position between the processes. Further, impurities that are attracted to the workpiece by an electric field during the work process can also be prevented.
[0093]
(9) When the workpiece is irradiated with ultraviolet light, the temperature in the vicinity of the workpiece and the liquid cooling temperature in the contact cooling tank that contacts the workpiece are detected by the temperature detection means, and the temperature of each cooling mechanism is controlled. The workpiece can be cooled appropriately by controlling the upper limit temperature of the workpiece due to different workpiece materials.
[0094]
(10) In-work charge erasing neutralization device eliminates the need for contact with a probe and does not apply a voltage to the circuit, so it eliminates and neutralizes charged charges with minimal impact on the work. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of an in-work charge erasing neutralizing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan sectional view showing the main part of the in-work charge erasing neutralizing device of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing in principle the operating state of the transport mechanism of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a main part of a lamp base and a cooling mechanism of the discharge lamp according to the present invention.
FIG. 5 is a principle diagram showing a main system of a central control unit that controls each cooling mechanism of the present invention;
FIG. 6 is a principle view showing an operation state of a workpiece at the time of ultraviolet irradiation according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a wafer manufacturing process of the present invention.
FIG. 8 is a principle view showing a state where electrons are erased from a floating gate.
FIG. 9 is a perspective view of an in-work charge erasing neutralizing device showing an application example of the present invention.
FIG. 10 is a principle diagram showing a configuration of a charge erasing neutralizing apparatus for workpieces according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a principle diagram showing a configuration of a charge erasing neutralization apparatus for workpieces according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 In-work charge erasing neutralizer
2 Storage cassette (storage section)
2a storage shelf
3 Drive unit
4 Handler (delivery mechanism)
4a Placement holding part
4b Moving arm
4c Rotation support part
5 Drive unit
5a Lifting part
5b Left and right moving part
6 treatment room
6a Carriage entrance
6b Shutter mechanism
6c Unloading port
6d shutter mechanism
6e Shutter
6f shutter
7 Transport mechanism
7A Drive mechanism
7a Endless belt (mounting part)
7b Drive pulley
7c driven pulley
7d drive belt
7e Drive motor
8 Discharge lamp
8A lamp base
8a discharge tube
8b One support bracket
8c The other support bracket
9 Cooling mechanism (air cooling cooling mechanism)
9a Air intake part
9b filter
9c Partition plate
9d discharge part
9e Discharge pipe
9f Send pipe
9g Sending drive
10 Cooling mechanism (liquid cooling mechanism)
10a Contact cooling tank
10b Lifting drive unit
10c supply section
10d discharge section
10e Circulation part
10f Temperature sensor (temperature detection means)
11 First cooling mechanism
11a Spray nozzle
11b Blower
12 Second cooling mechanism
12a Cooling tank
12b Supply pipe (supply part)
12c Discharge pipe (discharge section)
12d Circulation part
12e Temperature sensor (temperature detection means)

Claims

A semiconductor memory device and a work such as a semiconductor are erasing neutralization devices for charges charged during a manufacturing process including an inspection process, and a discharge lamp for irradiating the work with ultraviolet rays of a predetermined wavelength, and the discharge lamp A cooling mechanism for cooling the workpiece, and a transfer mechanism for the workpiece,
The transport mechanism has two endless belts that place the workpiece and send it in the transport direction, and a drive motor that drives the endless belts,
The workpiece cooling mechanism includes a liquid cooling mechanism that cools the back side of the workpiece, and the liquid cooling mechanism includes a contact cooling tank that contacts the back side of the workpiece from between the two endless belts. An elevating drive unit that moves the contact cooling tank up and down, a circulation unit that circulates the contact cooling tank while controlling the cooling liquid, and a temperature detection means provided in the circulation path of the cooling liquid. ,
An apparatus for neutralizing charge erasing of a workpiece , wherein the irradiation position of the workpiece is changed by the transport mechanism according to the intensity distribution of the amount of light irradiated to the workpiece.

A semiconductor memory element and a workpiece such as a semiconductor are erasure neutralizing devices for charges that are charged during a manufacturing process including an inspection process,
A discharge lamp for irradiating the workpiece with ultraviolet rays of a predetermined wavelength, a cooling mechanism for cooling the workpiece irradiated by the discharge lamp, and a workpiece transport mechanism;
The transport mechanism has an endless belt that places the workpiece and sends it in the transport direction, and a drive motor that drives the endless belt,
The workpiece cooling mechanism includes a liquid cooling mechanism that cools the back side of the workpiece. The liquid cooling mechanism includes a contact cooling tank that contacts the back side of the workpiece via the endless belt, An elevating drive unit that moves the contact cooling tank up and down, a circulation unit that circulates the contact cooling tank while controlling the cooling liquid, and a temperature detection means provided in the circulation path of the cooling liquid ,
An apparatus for neutralizing charge erasing of a workpiece, wherein the irradiation position of the workpiece is changed by the transport mechanism according to the intensity distribution of the amount of light irradiated to the workpiece.

A semiconductor memory element and a workpiece such as a semiconductor are erasure neutralizing devices for charges that are charged during a manufacturing process including an inspection process,
A storage unit that stores the workpiece; a delivery mechanism that holds and moves the workpiece in the storage unit into the processing chamber; a transport mechanism that places the workpiece delivered by the delivery mechanism and transports the workpiece to a predetermined position; and A discharge lamp that irradiates the work on the transport mechanism with ultraviolet rays of a predetermined wavelength, and a cooling mechanism that controls the temperature of the work that rises during the illumination of the discharge lamp,
The transport mechanism has two endless belts that place the workpiece and send it in the transport direction, and a drive motor that drives the endless belts,
The workpiece cooling mechanism includes a liquid cooling mechanism that cools the back side of the workpiece, and the liquid cooling mechanism includes a contact cooling tank that contacts the back side of the workpiece from between the two endless belts. An elevating drive unit that moves the contact cooling tank up and down, a circulation unit that circulates the contact cooling tank while controlling the cooling liquid, and a temperature detection means provided in the circulation path of the cooling liquid. ,
An apparatus for neutralizing charge erasing of a workpiece, wherein the discharge mechanism is operated to change the irradiation position of the workpiece at least once during the lighting irradiation of the discharge lamp.

Cooling mechanism of the workpiece, together with the liquid cooled cold mechanism consists of a cooling cooling mechanism for cooling the surface of the workpiece, the air cooling mechanism comprises: a air supply unit for sending the cooling gas to the workpiece, the air supply unit 4. The apparatus according to claim 1 , further comprising: a temperature detection unit that detects a temperature of the air-cooled gas sent from the air supply unit; and a discharge unit that discharges the air-cooled gas sent from the air supply unit and deprived of heat of the work. The charge erasing neutralization device for workpieces as described in the item .

The said conveyance mechanism has a sensor which detects the workpiece | work mounted in the said endless belt, and drives the said drive motor by the said sensor , The charge of the workpiece | work as described in any one of Claims 1-4 . Erasure neutralizer.

The discharge lamp includes a lamp base provided on the electrode side of the discharge tube and a discharge lamp cooling mechanism provided on the lamp base. The discharge lamp cooling mechanism blows air-cooled gas into a cooling passage provided in the lamp base. 4. The work charge erasing neutralization device according to claim 1 , comprising: a spray nozzle to be turned on, a supply unit that supplies the air-cooled gas, and a temperature detection unit provided in the cooling passage. 5. .

The discharge lamp includes a lamp base provided on the electrode side of the discharge tube, and a discharge lamp cooling mechanism provided on the lamp base. The discharge lamp cooling mechanism includes a cooling tank in contact with the lamp base and the cooling lamp. The charge erasing of the workpiece according to any one of claims 1 to 3 , further comprising: a circulating portion of a cooling liquid that circulates the cooling liquid in the tank; and a temperature detection unit provided in the flow path of the cooling liquid. Neutralizer.

Said temperature sensing means at the same height level position in the vicinity of the workpiece is provided, temperature detecting means of the cooling mechanism provided in the discharge lamp and includes a control Organization for connecting the temperature sensing hand stage of the work, the discharge lamp 4. The charge erasing of the workpiece according to claim 1, wherein the operation control of each cooling mechanism is performed so that temperature information from the temperature detection means falls within a predetermined temperature range during irradiation of the light. Neutralizer.

The work charge erasing neutralization apparatus according to claim 3, wherein the processing chambers are arranged in multiple stages in the height direction.

10. The work charge erasing neutralization apparatus according to claim 1, wherein a liquid circulation tank capable of circulating a cooling liquid is provided between the discharge tube and the work.