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JP5338089B2 - Charge erase method - Google Patents
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、電荷消去方法に関し、特に、イオナイザを用い基板に電荷を与えることによってウェハ内部の電荷を移動させ消去する電荷消去装置を用いた電荷消去方法に関するものである。   The present invention relates to a charge erasing method, and more particularly to a charge erasing method using a charge erasing apparatus that moves and erases charges inside a wafer by applying charges to a substrate using an ionizer.

半導体素子は、微少量の電荷による帯電でもが破壊される場合があり、静電気対策は半導体製造工程における大きな課題である。従来、半導体製造工程では、イオナイザによりウェハ表面の電荷を消去する方法(例えば、特許文献1参照)や、紫外線をウェハに照射し、紫外線を膜中に透過させることによって電荷を消去する方法(例えば、特許文献2参照)が知られている。   A semiconductor element may be broken even when charged by a very small amount of charge, and countermeasures against static electricity are a major issue in the semiconductor manufacturing process. Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, a method of erasing charges on a wafer surface by an ionizer (for example, refer to Patent Document 1) or a method of erasing charges by irradiating a wafer with ultraviolet rays and transmitting the ultraviolet rays through the film (for example, Patent Document 2) is known.

図2は、従来のイオナイザによるウェハ表面の電荷を中和する機能を有するウェハ回転処理装置である。図2においてウェハ回転処理装置11は、筒状容器12とウェハ支持部14と吐出部(図示せず)とを備えている。筒状容器12内にウェハ支持部14が設けられている。ウェハ支持部14にはウェハ4が真空吸着によって支持されている。また、吐出部は、ウェハ表面4aに薬液や純水を滴下することができるような位置に設けられている。処理装置11は、更に雰囲気中にイオンを発生させるイオン発生部18を備えており、このイオン発生部18から発生するイオンがウェハ支持部14に支持されるウェハ表面4aに到達するようにしている。ウェハ表面4aに吐出部から液体が滴下され、ウェハ支持部14を1000〜6000rpmの回転速度で回転させると、ウェハ表面4aはプラスの静電気を帯びる。そこで電源部20によりイオン発生部(即ち針状電極)18にマイナスの電圧を印加する。   FIG. 2 shows a wafer rotation processing apparatus having a function of neutralizing charges on a wafer surface by a conventional ionizer. In FIG. 2, the wafer rotation processing apparatus 11 includes a cylindrical container 12, a wafer support unit 14, and a discharge unit (not shown). A wafer support 14 is provided in the cylindrical container 12. Wafer 4 is supported on wafer support 14 by vacuum suction. Moreover, the discharge part is provided in the position where a chemical | medical solution and a pure water can be dripped at the wafer surface 4a. The processing apparatus 11 further includes an ion generation unit 18 that generates ions in the atmosphere, and ions generated from the ion generation unit 18 reach the wafer surface 4a supported by the wafer support unit 14. . When liquid is dropped from the discharge unit onto the wafer surface 4a and the wafer support unit 14 is rotated at a rotation speed of 1000 to 6000 rpm, the wafer surface 4a is charged with positive static electricity. Therefore, a negative voltage is applied to the ion generation unit (that is, the needle electrode) 18 by the power supply unit 20.

これにより、針状電極18の周囲の雰囲気が電離してコロナ放電が起きる。このコロナ放電によってプラスイオン19a及びマイナスイオン19bが発生する。発生したイオンのうち大部分のプラスイオン19aは針状電極18の周囲に集まる。そして、マイナスイオン19bは、ダウンフローによってウェハ表面4aに運ばれる。ウェハ表面4aは静電気によってプラスに帯電しているため、運ばれてきたマイナスイオン19bとウェハ表面4aのプラスイオンとが結合することによって、電荷を消滅させることができる。これによって、ウェハ表面4aに発生した静電気を除電することができる。しかし、この方式ではウェハ表面4aの静電気の除去のみが可能であり、ウェハ製造工程でウェハ4の内部に蓄積した電荷までは除電することができない。   As a result, the atmosphere around the needle electrode 18 is ionized and corona discharge occurs. This corona discharge generates positive ions 19a and negative ions 19b. Of the generated ions, most of the positive ions 19 a gather around the needle-like electrode 18. Then, the negative ions 19b are carried to the wafer surface 4a by the down flow. Since the wafer surface 4a is positively charged by static electricity, the negative ions 19b that have been transported and the positive ions on the wafer surface 4a combine to eliminate the charge. Thereby, static electricity generated on the wafer surface 4a can be removed. However, in this method, only static electricity on the wafer surface 4a can be removed, and charges accumulated in the wafer 4 in the wafer manufacturing process cannot be removed.

一方、従来の紫外線を照射する方式では、紫外線がウェハ内部に透過することによって、酸化膜やパッシベーション膜などウェハ内部に蓄積した電荷を除去することが可能である。しかし、膜の特性、特にその吸収端波長の差によって紫外線が十分に透過せず、電荷の消去が不完全になる場合がある。そこで、紫外線照射手段の他にウェハの上下に平板電極を設け、平板電極間に電界を発生させることでパッシベーション膜内の電荷をパッシベーションの表面に移動させた後、表面に紫外線を照射することにより確実に電荷を消去することができる(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, in the conventional method of irradiating ultraviolet rays, charges accumulated in the wafer such as an oxide film and a passivation film can be removed by transmitting the ultraviolet rays inside the wafer. However, due to the characteristics of the film, particularly the difference in absorption edge wavelength, the ultraviolet rays may not be sufficiently transmitted, and charge erasure may be incomplete. Therefore, by providing flat electrodes on the top and bottom of the wafer in addition to the ultraviolet irradiation means and generating an electric field between the flat electrodes, the charge in the passivation film is moved to the surface of the passivation, and then the surface is irradiated with ultraviolet rays. Charges can be erased with certainty (see, for example, Patent Document 2).

図3は、特許文献3に開示された静電気消去装置である。シリコン基板1の上に絶縁膜を含む半導体回路膜2を介してパッシベーション膜3を形成したウェハ4に帯電される静電気を消去するために、ウェハ4の上下両側に高電界印加用の上側電極6と下側電極7とが一対の平行平板電極状に設けられている。ウェハ4は、下側電極6上に載置されている。上側電極は、スリット状の形状であり、上側電極上方に設置した水銀灯5からの紫外線が上側電極6に妨げられずにウェハ4に到達することができる。パッシベーション膜3中の電荷は、上側電極6及び下側電極7により発生された電界によりパッシベーション膜3の表面へ移動され、そこで紫外線を照射されることにより電荷が消去される。しかし、この方式では上側電極6と下側電極7の間に距離があるため、電極間に発生する電界強度は小さく、ウェハ4内部に蓄積した電荷をパッシベーション膜3の表面へ移動する速度を大きくできず、ウェハ内部の電荷を十分に除去するために長時間の処理が必要となる。   FIG. 3 shows an electrostatic eraser disclosed in Patent Document 3. In order to erase the static electricity charged on the wafer 4 having the passivation film 3 formed on the silicon substrate 1 through the semiconductor circuit film 2 including the insulating film, the upper electrodes 6 for applying a high electric field are formed on both upper and lower sides of the wafer 4. And the lower electrode 7 are provided in a pair of parallel plate electrodes. The wafer 4 is placed on the lower electrode 6. The upper electrode has a slit shape, and ultraviolet rays from the mercury lamp 5 installed above the upper electrode can reach the wafer 4 without being obstructed by the upper electrode 6. The charges in the passivation film 3 are moved to the surface of the passivation film 3 by the electric field generated by the upper electrode 6 and the lower electrode 7, and the charges are erased by being irradiated with ultraviolet rays there. However, since there is a distance between the upper electrode 6 and the lower electrode 7 in this method, the electric field strength generated between the electrodes is small, and the speed at which the charge accumulated in the wafer 4 moves to the surface of the passivation film 3 is increased. In this case, a long process is required to sufficiently remove the charges inside the wafer.

またウェハ4内部の電荷の移動速度を大きくするためには、上側電極6と下側電極7により大きな電圧を印加する必要があり、電力消費が大きくなってランニングコストがかかる。さらに最終的にパッシベーション膜3の表面に移動した電荷を除去するために高価な水銀灯5を用いるので装置価格が高くなると共に水銀灯5でも電力消費が大きくランニングコストがかかってしまう。
特開2001−77006号公報 特開平9−69478号公報 特開昭62−44995号公報
Further, in order to increase the movement speed of charges inside the wafer 4, it is necessary to apply a large voltage to the upper electrode 6 and the lower electrode 7, which increases the power consumption and increases the running cost. Furthermore, since an expensive mercury lamp 5 is used to remove the charges that have finally moved to the surface of the passivation film 3, the apparatus price increases, and the mercury lamp 5 also consumes a large amount of power and requires a running cost.
JP 2001-77006 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-69478 JP 62-44995 A

前述した従来技術における第1の問題点は、ウェハ内部の電荷を十分に除去するために長時間の処理が必要となることである。その理由は、上側電極と下側電極の間に距離があるため、電極間に発生する電界強度が小さく、ウェハ内部に蓄積した電荷をウェハの表面へ移動する速度を大きくできないためである。
また、第2の問題点は、装置コスト及びランニングコストがかかることである。その理由は、ウェハ内部の電荷の移動速度を大きくするために上側電極と下側電極により大きな電圧を印加する必要があり、電力消費が大きくなりランニングコストがかかるためである。さらに最終的にウェハの表面に移動した電荷を除去するために高価な水銀灯を用いるため装置価格が高くなるとともに、水銀灯でも電力消費が大きくランニングコストがかかってしまうためである。
本発明は、このような事情によりなされたものであり、本発明の第1の目的は、高速でウェハ表面及び内部の電荷を除去する電荷消去装置を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、低コストでウェハ表面及び内部の電荷を除去する電荷消去装置を提供することにある。
The first problem in the above-described prior art is that a long processing time is required to sufficiently remove the charges inside the wafer. The reason is that since there is a distance between the upper electrode and the lower electrode, the electric field strength generated between the electrodes is small, and the speed at which the charge accumulated in the wafer moves to the surface of the wafer cannot be increased.
The second problem is that the apparatus cost and running cost are required. This is because it is necessary to apply a large voltage to the upper electrode and the lower electrode in order to increase the movement speed of electric charges inside the wafer, resulting in increased power consumption and running cost. Furthermore, since an expensive mercury lamp is used to finally remove the charges that have moved to the surface of the wafer, the price of the apparatus increases, and even the mercury lamp consumes a large amount of power and requires a running cost.
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a charge erasing apparatus that removes charges on the wafer surface and inside at high speed. A second object of the present invention is to provide a charge erasing apparatus that removes charges on the wafer surface and inside at a low cost.

上記の目的を達成するため、本発明によれば、半導体基板上面側にイオンを吹き付ける第1のイオナイザと、前記半導体基板下面側にイオンを吹き付ける第2のイオナイザと、前記半導体基板を加熱するヒータとを具備し、前記第1のイオナイザ及び前記第2のイオナイザは前記半導体基板表面の電位を制御する手段を有し、前記ヒータは前記第1のイオナイザもしくは前記第2のイオナイザのイオン吹き付け領域外に配置されている電荷消去装置を用いた電荷消去方法において、前記半導体基板を所定温度に加熱した状態で、前記第2のイオナイザで前記半導体基板下面側の表面に電荷を印加し帯電させた後、前記第1のイオナイザで前記半導体基板上面側の表面の電荷を消去し、その後、前記第2のイオナイザで前記半導体基板下面側の表面の電荷を消去することを特徴とする電荷消去方法が提供される。 To achieve the above object, according to the present invention, a first ionizer that blows ions to the upper surface side of a semiconductor substrate, a second ionizer that blows ions to the lower surface side of the semiconductor substrate, and a heater that heats the semiconductor substrate. The first ionizer and the second ionizer have means for controlling the potential of the surface of the semiconductor substrate, and the heater is outside the ion spray region of the first ionizer or the second ionizer. In the charge erasing method using the charge erasing device disposed in the substrate, after the semiconductor substrate is heated to a predetermined temperature, the second ionizer applies a charge to the surface on the lower surface side of the semiconductor substrate and charges the surface. The first ionizer erases the charge on the upper surface of the semiconductor substrate, and the second ionizer then removes the electric charge on the lower surface of the semiconductor substrate. Charge erasing method characterized by erasing the charge of the surface is provided.

本発明の第1の効果は、イオナイザによって半導体基板の上下からイオンを吹き付け、厚さが薄いウェハの表裏が異なる符号の電荷で帯電することにより、ウェハ内部に強い電界が発生して、基板内全体の電荷に作用し電荷の移動が高速化されると共に、ヒータによりウェハが加熱されることで更に電荷の移動が高速化されるので高速にウェハ表面及び内部の電荷を除去が可能になる。また、第2の効果は、水銀灯に比べ低コスト・低消費電力であるイオナイザを用いているために、低コストにウェハ表面及び内部の電荷を除去が可能になる。   The first effect of the present invention is that ions are blown from the top and bottom of a semiconductor substrate by an ionizer, and the front and back of a thin wafer are charged with charges having different signs, so that a strong electric field is generated inside the wafer. The movement of the charge is accelerated by acting on the whole charge, and the movement of the charge is further accelerated by heating the wafer by the heater, so that the charge on the wafer surface and inside can be removed at high speed. The second effect is that the use of an ionizer that is lower in cost and lower in power consumption than a mercury lamp makes it possible to remove charges on the wafer surface and in the interior at a low cost.

以下、本発明の実施の形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電荷消去装置の概略図である。図1の電荷消去装置は、シリコン基板1と、絶縁膜を含む半導体回路膜2と、パッシベーション膜3とから構成されるウェハ4に対し、ウェハ4の上側に設置された第1のイオナイザ101と、ウェハ4の下側に設置された第2のイオナイザ102と、第2のイオナイザ102が吹き付けるイオンのイオン吹き付け範囲102dに干渉しないヒートプレート105と、ヒートプレート105の上にウェハ4を設置するための絶縁支持ピン103とを含んで構成される。イオナイザのイオン発生部は、例えば、図2に記載された従来のものを用いることが出来る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a charge erasing device according to a first embodiment of the present invention. The charge erasing apparatus shown in FIG. 1 includes a first ionizer 101 disposed on the upper side of a wafer 4 with respect to a wafer 4 composed of a silicon substrate 1, a semiconductor circuit film 2 including an insulating film, and a passivation film 3. In order to install the wafer 4 on the heat plate 105, the second ionizer 102 installed on the lower side of the wafer 4, the heat plate 105 that does not interfere with the ion spraying range 102 d of ions sprayed by the second ionizer 102. Insulating support pins 103. As the ion generator of the ionizer, for example, the conventional one described in FIG. 2 can be used.

第1のイオナイザ101は、エアーと共にイオンを吹き付けるイオナイザ電極及びノズル101aと、ウェハ4の表面電位を測定する上側表面電位計101bと、上側表面電位計101bの値を基にイオナイザが噴出するイオンの量を制御する上側電位制御ユニット101cとで構成される。第2のイオナイザ102は、エアーと共にイオンを吹き付けるイオナイザ電極及びノズル102aと、ウェハ4の表面電位を測定する下側表面電位計102bと、下側表面電位計102bの値を基にイオナイザが噴出するイオンの量を制御する下側電位制御ユニット102cとで構成される。絶縁支持ピン103は、第1のイオナイザ101及び第2のイオナイザ102により帯電させたウェハ4の電荷がヒートプレート105へ逃げないようにプラスチックなどの絶縁材料で形成されており、ウェハ裏面をゴミや金属で汚染しないように最小限の接触面積でウェハ4を支持するように構成されている。   The first ionizer 101 includes ionizer electrodes and nozzles 101a for blowing ions together with air, an upper surface electrometer 101b for measuring the surface potential of the wafer 4, and ions ejected from the ionizer based on the values of the upper surface electrometer 101b. And an upper potential control unit 101c for controlling the amount. The second ionizer 102 ejects the ionizer based on the values of the ionizer electrode and nozzle 102a for blowing ions together with air, the lower surface potential meter 102b for measuring the surface potential of the wafer 4, and the lower surface potential meter 102b. And a lower potential control unit 102c for controlling the amount of ions. The insulating support pins 103 are formed of an insulating material such as plastic so that the electric charges of the wafer 4 charged by the first ionizer 101 and the second ionizer 102 do not escape to the heat plate 105, The wafer 4 is supported with a minimum contact area so as not to be contaminated with metal.

ヒートプレート105は、ウェハ4を非接触で均一に所定温度に加熱する。例えばウェハ4を100℃より高く加熱することによってウェハ4内の電荷移動が促進されて効果的に電荷の中和が可能になる。ヒートプレート105は、中央付近に開口105aを有しており、この開口105aを介して第2のイオナイザ102から吹き付けられるイオンがウエハ4の下面側の表面に吹き付けられるように構成されている。したがって、開口105aは、第2のイオナイザ102から吹き付けられるイオンの吹き付け範囲102dが含むような大きさに構成されている。   The heat plate 105 heats the wafer 4 to a predetermined temperature uniformly without contact. For example, by heating the wafer 4 at a temperature higher than 100 ° C., the charge movement in the wafer 4 is promoted, and the charge can be neutralized effectively. The heat plate 105 has an opening 105a near the center, and is configured such that ions blown from the second ionizer 102 are blown to the lower surface of the wafer 4 through the opening 105a. Therefore, the opening 105 a is configured to have a size that includes the ion spraying range 102 d sprayed from the second ionizer 102.

次に、図1及び図5を参照して本実施の形態の電荷消去装置の動作について説明すると共に電荷消去方法を説明する。図5は、この電荷消去装置を用いた電荷消去方法を示すフロー図である。
まず、ヒートプレート105の温度を半導体基板(ウェハ)4の温度が所定温度になるように加熱する(ステップ(1))。次に、パッシベーション膜3がマイナスに帯電している場合、下側の第2のイオナイザ102により、シリコン基板1の下面に対してマイナスイオンを吹き付ける。吹き付けるマイナスイオンの量は、第2のイオナイザ102では下側表面電位計102bを用いてシリコン基板1下面の表面電位を測定し下側電位制御ユニット102cにより制御される。このときシリコン基板1にはパッシベーション膜3内のマイナス電荷量よりも多くのマイナス電荷が供給されて帯電される。シリコン基板1は、絶縁材料からなる支持ピン103により支持されているので、帯電したマイナス電荷は、シリコン基板1に蓄積された状態となる。従ってパッシベーション膜3の内部ではパッシベーション膜3の上面からシリコン基板1に向かって電界が発生する。そのため、パッシベーション膜3内部に蓄積されたマイナス電荷は、電界の影響を受けてパッシベーション膜3の上面側へ移動する(ステップ(2))。
Next, the operation of the charge erasing device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 5 and the charge erasing method will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a charge erasing method using this charge erasing apparatus.
First, the temperature of the heat plate 105 is heated so that the temperature of the semiconductor substrate (wafer) 4 becomes a predetermined temperature (step (1)). Next, when the passivation film 3 is negatively charged, negative ions are blown against the lower surface of the silicon substrate 1 by the lower second ionizer 102. The amount of negative ions to be sprayed is controlled by the lower potential control unit 102c by measuring the surface potential of the lower surface of the silicon substrate 1 using the lower surface potential meter 102b in the second ionizer 102. At this time, the silicon substrate 1 is charged with more negative charges than the negative charge amount in the passivation film 3. Since the silicon substrate 1 is supported by the support pins 103 made of an insulating material, the charged negative charges are accumulated in the silicon substrate 1. Accordingly, an electric field is generated from the upper surface of the passivation film 3 toward the silicon substrate 1 inside the passivation film 3. Therefore, the negative charges accumulated in the passivation film 3 are moved to the upper surface side of the passivation film 3 due to the influence of the electric field (step (2)).

次に、上側の第1のイオナイザ101を用いて、パッシベーション膜3の上面に対しプラスイオンを吹き付け、パッシベーション膜3の表面にマイナス電荷を引き寄せると共に集められたマイナス電荷を中和する。吹き付けるマイナスイオンの量は、上側表面電位計101bでパッシベーション膜3上面の表面電位を測定し、上側電位制御ユニット101cにより制御される(ステップ(3))。次に、第2のイオナイザ102より、シリコン基板1の下面に対しプラスイオンを吹きつけてシリコン基板1の電荷を中和する(ステップ(4))。   Next, using the first ionizer 101 on the upper side, positive ions are sprayed on the upper surface of the passivation film 3 to attract negative charges to the surface of the passivation film 3 and neutralize the collected negative charges. The amount of negative ions to be sprayed is controlled by the upper surface potential control unit 101c by measuring the surface potential of the upper surface of the passivation film 3 with the upper surface potential meter 101b (step (3)). Next, positive ions are blown from the second ionizer 102 to the lower surface of the silicon substrate 1 to neutralize the charge of the silicon substrate 1 (step (4)).

以上、ウエハ上下に設けたイオナイザによりウエハ上面にウエハ内部と異符号の電荷をウエハ表面に印加することでウエハ内部の電荷をウエハ表面に引き寄せると共に、ウエハ裏面(下面)にウエハ内部の電荷と同符号の電荷を印加させる。これによりウエハ内部の電位をグランド電位を超えたウエハ下側の電位に向けて漸近させる変化にすることが出来るので、従来より高速に内部電荷を移動し除去出来る。ウエハ下面に印加した電荷は最後に下側の第2のイオナイザで中和する。また、水銀灯に比べ低コスト・低消費電力であるイオナイザを用いているために、低コストにウェハ表面及び内部の電荷を除去ことが可能になる。   As described above, the charge inside the wafer is attracted to the wafer surface by applying charges different from those inside the wafer to the wafer surface by the ionizers provided at the top and bottom of the wafer, and the same charge as that inside the wafer is attracted to the wafer surface. A sign charge is applied. As a result, the internal potential of the wafer can be gradually changed toward the potential below the wafer that exceeds the ground potential, so that the internal charges can be moved and removed faster than in the prior art. The charge applied to the lower surface of the wafer is finally neutralized by the lower second ionizer. In addition, since an ionizer that is lower in cost and lower in power consumption than a mercury lamp is used, it is possible to remove charges on the wafer surface and in the interior at a low cost.

次に、ウエハ(半導体基板)4のパッシべーション膜3がプラスに帯電している場合について説明する。
ステップ(2)において、ウエハ下側の第2のイオナイザ102によりシリコン基板1の下面にプラスイオンを吹き付ける。ついで、ステップ(3)において、上側の第1のイオナイザ101を用いて、パッシベーション膜3の上面に対しマイナスイオンを吹き付け、パッシベーション膜3の表面にプラス電荷を引き寄せると共に集められたプラス電荷を中和する。ついで、第2のイオナイザ102より、シリコン基板1の下面に対しマイナスイオンを吹きつけてシリコン基板1の電荷を中和する(ステップ(4))。
Next, a case where the passivation film 3 of the wafer (semiconductor substrate) 4 is positively charged will be described.
In step (2), positive ions are sprayed onto the lower surface of the silicon substrate 1 by the second ionizer 102 below the wafer. Next, in step (3), negative ions are sprayed on the upper surface of the passivation film 3 using the upper first ionizer 101 to attract positive charges to the surface of the passivation film 3 and neutralize the collected positive charges. To do. Next, negative ions are blown from the second ionizer 102 to the lower surface of the silicon substrate 1 to neutralize the charge on the silicon substrate 1 (step (4)).

以上、第1の実施の形態では、ステップ(2)で第2のイオナイザにより半導体基板下面に電荷を印加して帯電させ、ステップ(3)で第1のイオナイザにより半導体基板上面の電荷を消去(中和)し、更にステップ(4)で第2のイオナイザにより半導体基板下面の電荷を消去するプロセスを用いているが、次のようなプロセスを用いることも可能である。即ち、ステップ(2)で第1のイオナイザにより半導体基板上面に電荷を印加して帯電させ、ステップ(3)で第2のイオナイザにより半導体基板下面の電荷を消去(中和)し、更にステップ(4)で第1のイオナイザにより半導体基板上面の電荷を消去するプロセスを用いる。
この実施の形態では、上側の第1のイオナイザ101のイオナイザ電極及びノズル101aが単数であったが、複数であってもよい。また、下側の第2のイオナイザ102のイオナイザ電極及びノズル102aが単数であったが、複数であってもよい。
As described above, in the first embodiment, in step (2), a charge is applied to the lower surface of the semiconductor substrate by the second ionizer and charged, and in step (3), the charge on the upper surface of the semiconductor substrate is erased by the first ionizer ( In step (4), the second ionizer erases the charge on the lower surface of the semiconductor substrate. However, the following process can also be used. That is, in step (2), a charge is applied to the upper surface of the semiconductor substrate by the first ionizer and charged, and in step (3), the charge on the lower surface of the semiconductor substrate is erased (neutralized) by the second ionizer. In 4), a process of erasing charges on the upper surface of the semiconductor substrate by the first ionizer is used.
In this embodiment, the number of ionizer electrodes and nozzles 101a of the upper first ionizer 101 is singular, but may be plural. Further, the number of ionizer electrodes and nozzles 102a of the second ionizer 102 on the lower side is one, but a plurality may be used.

[第2の実施の形態]
次に、図4を参照して、第2の実施の形態を説明する。
図4は、本発明の第2の実施の形態の電荷消去装置の概略を示す図である。
この実施の形態の電荷消去装置は、ウェハ(半導体基板)4に対し、ウェハ上側に設置された第1のイオナイザ101と、ウェハ下側に設置された第2のイオナイザ102と、イオン吹き付け範囲102dに干渉されないベース104と、ベース104にウェハ4を設置するための絶縁支持ピン103と、ウェハ4を加熱するランプ加熱ユニット110とを含んで構成される。
上側の第1のイオナイザ101は、エアーと共にイオンを吹き付けるイオナイザ電極及びノズル101aと、ウェハ4の表面電位を測定する上側表面電位計101bと、上側表面電位計101bの値を基にイオナイザが噴出すイオンの量を制御する上側電位制御ユニット101cとで構成される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the charge erasing device according to the second embodiment of the present invention.
In the charge erasing apparatus of this embodiment, a first ionizer 101 installed on the upper side of the wafer, a second ionizer 102 installed on the lower side of the wafer, and an ion spraying range 102d with respect to the wafer (semiconductor substrate) 4. The base 104 that is not interfered with, the insulating support pins 103 for placing the wafer 4 on the base 104, and the lamp heating unit 110 that heats the wafer 4 are configured.
The upper first ionizer 101 ejects the ionizer based on the values of the ionizer electrode and nozzle 101a that blows ions together with air, the upper surface potential meter 101b that measures the surface potential of the wafer 4, and the upper surface potential meter 101b. The upper potential control unit 101c controls the amount of ions.

下側の第2のイオナイザ102は、エアーと共にイオンを吹き付けるイオナイザ電極及びノズル102aと、ウェハ4の表面電位を測定する下側表面電位計102bと、下側表面電位計102bの値を基にイオナイザが噴出すイオンの量を制御する下側電位制御ユニット102cとで構成される。
絶縁支持ピン103は、第1のイオナイザ101及び第2のイオナイザ102により帯電させたウェハ4の電荷がベース104へ逃げないように絶縁材料で形成されており、ウェハ4裏面をゴミや金属で汚染しないように最小限の接触面積でウェハ4を支持する。
ランプ加熱ユニット110は、ウェハ4を非接触で急速に加熱するものであり、反射板110aと、ランプ110bと、温度制御ユニット110cと、放射温度計110dとで構成され、ウェハ4の温度を制御する。
The lower second ionizer 102 is an ionizer based on the values of an ionizer electrode and nozzle 102a for blowing ions together with air, a lower surface potential meter 102b for measuring the surface potential of the wafer 4, and a lower surface potential meter 102b. And a lower potential control unit 102c for controlling the amount of ions ejected by the.
The insulating support pins 103 are formed of an insulating material so that the charges of the wafer 4 charged by the first ionizer 101 and the second ionizer 102 do not escape to the base 104, and the back surface of the wafer 4 is contaminated with dust or metal. The wafer 4 is supported with a minimum contact area.
The lamp heating unit 110 rapidly heats the wafer 4 in a non-contact manner, and includes a reflector 110a, a lamp 110b, a temperature control unit 110c, and a radiation thermometer 110d, and controls the temperature of the wafer 4. To do.

この第2の実施の形態の電荷消去装置の動作については、第1の実施の形態と同様である。
以上、イオナイザによってウエハの上下からイオンを吹き付け、厚さが薄いウェハの表裏が異なる符号の電荷で帯電することにより、ウェハ内部に強い電界が発生し、基板内全体の電荷に作用し電荷の移動が高速化されると共に、ウェハが加熱されることで更に電荷の移動が高速化されるために、高速にウェハ表面及び内部の電荷を除去することが可能になる。また、水銀灯に比べ低コスト・低消費電力であるイオナイザを用いているために、低コストにウェハ表面及び内部の電荷を除去ことが可能になる。また、加熱手段として、ランプを用いることによりウエハを急速に加熱することができる。
The operation of the charge erasing device of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
As described above, ions are blown from the top and bottom of the wafer by the ionizer, and the front and back surfaces of the thin wafer are charged with different signs of electric charge. As a result, a strong electric field is generated inside the wafer, acting on the electric charge in the entire substrate and moving the charge. Since the wafer is heated and the movement of charges is further accelerated by heating the wafer, the charges on the wafer surface and inside can be removed at high speed. In addition, since an ionizer that is lower in cost and lower in power consumption than a mercury lamp is used, it is possible to remove charges on the wafer surface and in the interior at a low cost. In addition, the wafer can be rapidly heated by using a lamp as the heating means.

以上、第2の実施の形態では、ランプ加熱ユニット110はパッシベーション膜3の上面を加熱していたがシリコン基板1の下面を加熱しても良い。また、第1のイオナイザ101のイオナイザ電極及びノズル101aが単数であったが、複数であっても良い。また、第2のイオナイザ102のイオナイザ電極及びノズル102aが単数であったが、複数であっても良い。また、ランプ加熱ユニット110は単数であったが、複数であっても良い。
また、上記はパッシベーション膜3がマイナスに帯電している場合について説明したが、パッシベーション膜3がプラスに帯電している場合には、最初に第2のイオナイザ102がシリコン基板1の下面に吹き付けるイオンもプラスイオンとする。
As described above, in the second embodiment, the lamp heating unit 110 heats the upper surface of the passivation film 3, but may heat the lower surface of the silicon substrate 1. Moreover, although the ionizer electrode and the nozzle 101a of the 1st ionizer 101 were single, multiple may be sufficient. Moreover, although the ionizer electrode and the nozzle 102a of the 2nd ionizer 102 were single, multiple may be sufficient. Moreover, although the lamp heating unit 110 was single, multiple may be sufficient.
In the above description, the case where the passivation film 3 is negatively charged has been described. However, when the passivation film 3 is positively charged, the second ionizer 102 first sprays ions on the lower surface of the silicon substrate 1. Is also a positive ion.

本発明の第1の実施の形態に係る電荷消去装置の構成図。1 is a configuration diagram of a charge erasing device according to a first embodiment of the present invention. 従来の電荷消去装置の断面図。Sectional drawing of the conventional charge erasing apparatus. 従来の電荷消去装置の断面図。Sectional drawing of the conventional charge erasing apparatus. 本発明の第2の実施の形態に係る電荷消去装置の構成図。The block diagram of the charge erasing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の電荷消去装置を用いた電荷消去方法を示すフロー図。The flowchart which shows the charge erasing method using the charge erasing apparatus of the 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板
2 絶縁膜を含む半導体回路膜
3 パッシベーション膜
4 ウェハ(半導体基板)
101 第1のイオナイザ
101a イオナイザ電極及びノズル
101b 上側表面電位計
101c 上側電位制御ユニット
101d イオン吹き付け範囲
102 第2のイオナイザ
102a イオナイザ電極及びノズル
102b 下側表面電位計
102c 下側電位制御ユニット
102d イオン吹き付け範囲
103 絶縁支持ピン
104 ベース
105 ヒートプレート
105a ヒートプレートの開口
110 ランプ加熱ユニット
110a 反射板
110b ランプ
110c 温度制御ユニット
110d 放射温度計
110e 放射領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Semiconductor circuit film containing an insulating film 3 Passivation film 4 Wafer (semiconductor substrate)
101 First ionizer 101a Ionizer electrode and nozzle 101b Upper surface potential meter 101c Upper potential control unit 101d Ion spray range 102 Second ionizer 102a Ionizer electrode and nozzle 102b Lower surface potential meter 102c Lower potential control unit 102d Ion spray range 103 Insulating Support Pin 104 Base 105 Heat Plate 105a Heat Plate Opening 110 Lamp Heating Unit 110a Reflector 110b Lamp 110c Temperature Control Unit 110d Radiation Thermometer 110e Radiation Area

Claims (4)

半導体基板上面側にイオンを吹き付ける第1のイオナイザと、前記半導体基板下面側にイオンを吹き付ける第2のイオナイザと、前記半導体基板を加熱するヒータとを具備し、前記第1のイオナイザ及び前記第2のイオナイザは前記半導体基板表面の電位を制御する手段を有し、前記ヒータは前記第1のイオナイザもしくは前記第2のイオナイザのイオン吹き付け領域外に配置されている電荷消去装置を用いた電荷消去方法において、前記半導体基板を所定温度に加熱した状態で、前記第2のイオナイザで前記半導体基板下面側の表面に電荷を印加し帯電させた後、前記第1のイオナイザで前記半導体基板上面側の表面の電荷を消去し、その後、前記第2のイオナイザで前記半導体基板下面側の表面の電荷を消去することを特徴とする電荷消去方法A first ionizer that blows ions to the upper surface side of the semiconductor substrate; a second ionizer that blows ions to the lower surface side of the semiconductor substrate; and a heater that heats the semiconductor substrate, the first ionizer and the second ionizer The ionizer has means for controlling the potential of the surface of the semiconductor substrate, and the heater is a charge erasing method using a charge erasing device arranged outside the ion spraying region of the first ionizer or the second ionizer. Then, after the semiconductor substrate is heated to a predetermined temperature, an electric charge is applied to the surface on the lower surface side of the semiconductor substrate with the second ionizer to charge the surface, and then the surface on the upper surface side of the semiconductor substrate with the first ionizer. The charge on the lower surface of the semiconductor substrate is erased by the second ionizer. Method. 前記第1のイオナイザは、前記半導体基板上面側にイオンを吹き付ける複数の電極及びノズルを有し、前記第2のイオナイザは、前記半導体基板下面側にイオンを吹き付ける複数の電極及びノズルを有していることを特徴とする請求項1に記載の電荷消去方法The first ionizer has a plurality of electrodes and nozzles for blowing ions on the upper surface side of the semiconductor substrate, and the second ionizer has a plurality of electrodes and nozzles for blowing ions on the lower surface side of the semiconductor substrate. The charge erasing method according to claim 1, wherein: 前記半導体基板は、前記ヒータ上に絶縁支持ピンを介して載置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電荷消去方法The charge erasing method according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is placed on the heater via an insulating support pin. 前記ヒータは、開口を有するプレート状であって、前記第2のイオナイザと前記半導体基板との間に配置され、前記第2のイオナイザから吹き付けられるイオンは、前記開口内を通って前記半導体基板下面側の表面に吹き付けられることを特徴とする請求項3に記載の電荷消去方法The heater is in a plate shape having an opening, and is disposed between the second ionizer and the semiconductor substrate, and ions blown from the second ionizer pass through the opening and the lower surface of the semiconductor substrate. The charge erasing method according to claim 3, wherein the charge erasing method is sprayed on a side surface.
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