(57)【要約】【課題】意図的にデバイスを帯電させ、また、その帯電量の制御を行なうことができて、帯電量と静電気破壊との関係を試験することができる静電気帯電試験装置を提供する。【解決手段】静電気帯電試験装置は、第１の電源としての放電用電圧電源８と、放電用電圧電源８に接続され１つの極性の電子１５またはイオンを尖端部から発生させるための針電極１と、デバイス３を配置するための主表面が、尖端部と対向するように、尖端部の下方の離れた位置に配置された接地板２とを備える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源と、
前記第１の電源に接続され、１つの極性のイオンまたは電子を尖端部から発生させるための針電極と、
試験片を配置するための主表面が、前記尖端部と対向するように、前記尖端部の下方の離れた位置に配置された接地板と
を備える静電気帯電試験装置。
【請求項２】
前記尖端部の曲率半径が０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である、請求項１に記載の静電気帯電試験装置。
【請求項３】
前記針電極を複数本備える、請求項１または２に記載の静電気帯電試験装置。
【請求項４】
前記針電極は、互いに１ｃｍ以上の距離を介して配置される、請求項３に記載の静電気帯電試験装置。
【請求項５】
前記尖端部と前記試験片の上面との距離は５ｃｍ以上である、請求項１から４のいずれかに記載の静電気帯電試験装置。
【請求項６】
前記試験片は直径が３０．５ｃｍ以下の略円板状の半導体ウエハであって、前記尖端部と前記試験片の上面との距離は２０ｃｍ以下である、請求項１または２に記載の静電気帯電試験装置。
【請求項７】
平板状で前記接地板の主表面と略平行になるように、前記針電極と前記試験片との間に配置され、網目を有する帯電制御メッシュと、
前記帯電制御メッシュに調整可能な電圧を印加するための第２の電源と
を備える、請求項１から４のいずれかに記載の静電気帯電試験装置。
【請求項８】
前記帯電制御メッシュは、略正方形の格子状の形状を有し、前記略正方形の一辺の長さはそれぞれ０．５ｃｍ以上２ｃｍ以下である、請求項７に記載の静電気帯電試験装置。
【請求項９】
前記試験片の上面と前記帯電制御メッシュの下面との距離は略５ｃｍである、請求項７または８に記載の静電気帯電試験装置。
【請求項１０】
前記尖端部と前記帯電制御メッシュの上面との距離は５ｃｍ以上である、請求項７から９のいずれかに記載の静電気帯電試験装置。
【請求項１１】
前記試験片は、直径が３０．５ｃｍ以下の略円板状の半導体ウエハであって、前記尖端部と前記帯電制御メッシュの上面との距離は２０ｃｍ以下である、請求項７から１０のいずれかに記載の静電気帯電試験装置。
【請求項１２】
前記試験片の表面の帯電量を測定するための帯電量測定手段を備える、請求項１から１１のいずれかに記載の静電気帯電試験装置。
【請求項１３】
前記第１の電源と前記第２の電源とは、それぞれ出力極性を変換する機能を有する、請求項１から１２のいずれかに記載の静電気帯電試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置や基板などの表面の静電気帯電量と静電気破壊との関係を調査する場合などに用いられる静電気帯電試験装置に関するものであり、特に半導体基板などの静電気破壊を模擬するための帯電状態を形成することができる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から静電気が帯電することに起因して、装置が損傷する可能性のある製造工程においては、静電気を除電する作業が行なわれている。たとえば、半導体製造工程においては、デバイスの主表面が帯電すると、デバイスの主表面に形成された絶縁膜（酸化膜）に高電界が形成され過電流が流れて破壊されたり、帯電したデバイスと接地された装置または人との間で放電が生じて絶縁膜が破壊されたりすることがあった。以下、静電気が帯電することに起因してデバイスが破壊されることを「静電気破壊」という。搬送型の製造工程では放電電極の間で高電界を発生させて空気をイオン化するイオン発生器を用いて荷電粒子を形成し、荷電粒子を吹き付けることによってデバイスを除電する方法が知られている。図９に特開平３−１９５６２４号公報に開示された搬送装置およびこれに用いられる静電帯電量計測制御装置（特許文献１参照）の概略断面図を示す。イオンを発生する電界は、放電電極針２０と接地極２１との間で形成する。放電電極針２０は電圧発生ユニット２５によって高電圧が印加され、対向する接地極２１は接地に接続されている。放電電極針２０と接地極２１とは絶縁体２６を介して絶縁が形成されている。放電形態はコロナ放電である。電極間で発生したイオンと電子とは、空気注入管２７から連続的に注入される空気に押し出されてイオン風２８となり、対象物に吹き当てられる。静電気を除電する対象物であるテープ状の搬送物２２は搬送プーリ２３などを用いることによって搬送される。搬送の途中でイオン風２８が吹き当てられ連続的に除電される。イオン風２８には正の電荷を帯びた正イオン１６と負の電荷を帯びた電子１５または負イオンを含んでいる。搬送物２２が正または負のどちらの静電気に帯電していても、これらの荷電粒子によって中和されて除電が行なわれる。イオン風２８が吹き当てられた搬送物２２は、除電の状況を監視するため静電気モニタ装置によって帯電量が計測される。静電気モニタ装置は、電位検出モニタ２４とモニタ本体６とを備える。電位検出モニタ２４で帯電量を検出して、モニタ本体６にて信号処理が行なわれ、設定された帯電量の管理値を超える値が検出されれば、モニタ本体６からの信号によって搬送が自動的に停止する。デバイスの主表面の帯電量を計測する装置としては、たとえば、電界効果トランジスタを用いる装置（特許文献２参照）や、Ｃ−Ｖ測定から帯電量を測定する方法（特許文献３参照）が開示されている。また、デバイスの主表面と帯電量測定センサとの距離を補正する方法（特許文献４参照）が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−１９５６２４号公報（第２−４頁、第１図、第３図）
【０００４】
【特許文献２】
特開平４−８６５７４号公報（第１−３頁、第１−２図、第５−６図）
【０００５】
【特許文献３】
特開平１１−２７４２５８号公報（第２−９頁、第１図）
【０００６】
【特許文献４】
特開平４−１８４８５４号公報（第１−２頁、第１−２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示すような静電気の除電を行なう装置においては、搬送を停止させる基準となる静電気の管理値を定める必要がある。以下、製造工程において、許容する静電気の帯電量を「静電気管理値」という。静電気管理値が低すぎると、わずかな静電気量でも装置が停止して生産性が悪化し、逆に静電気管理値が高すぎると、後の工程において静電気破壊を起こすことが多くなり、製品の歩留まりに悪影響を及ぼす。静電気管理値は、静電気破壊を起こす帯電量を知得することによって定めることができる。従来の技術においては、静電気破壊を起こす帯電量から決定される静電気管理値は、デバイスが破壊した際の帯電量を破壊後に確認するなどして経験的に定められていた。別の方法として、デバイス回路中に電圧を印加して電流−電圧特性から絶縁が破壊される電圧を求めた後に、デバイスが破壊する帯電量を求める方法が主流であった。しかしながら、デバイスが破壊する帯電量をより直接的に測定して、その結果から静電気管理値を定める方が好ましい。図９に示す装置を使用して静電気管理値を測定することも考えられるが、図９に示す装置においては、静電気の帯電が自然によるものであって、帯電量を制御することができず、静電気破壊を起こす帯電量を測定することは困難である。またどれくらいの帯電量でどれくらい多くのデバイスが破壊するか統計的に求めることは不可能である。さらに、静電気破壊を起こす帯電量を測定するためには、デバイス表面の帯電量は一様であることが好ましいが、図９に示すような測定装置で、帯電量の分布を一様にした状態を形成することは不可能であった。
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、意図的にデバイスを帯電させ、また、その帯電量の制御を行なうことができて、帯電量と静電気破壊との関係を試験することができる静電気帯電試験装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく静電気帯電試験装置は、第１の電源と、上記第１の電源に接続され、１つの極性のイオンまたは電子を尖端部から発生させるための針電極と、試験片を配置するための主表面が上記尖端部と対向するように、上記尖端部の下方の離れた位置に配置された接地板とを備える。この構成を採用することにより、上記尖端部から１つの極性の荷電粒子を発生させて、上記試験片の上面に対して意図的に帯電させることができ、静電気破壊を模擬する試験を行なうことができる。
【００１０】
上記発明において好ましくは、上記尖端部の曲率半径が０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。この構成を採用することにより、上記尖端部の電界集中を効率良く発生させ、かつ、極度の電界集中による上記尖端部の溶融を防止することができる。
【００１１】
上記発明において好ましくは、上記針電極を複数本備える。より好ましくは、規則的に上記複数本の上記針電極を配置する。この構成を採用することにより、上記試験片の主表面に沿った電荷の分布を略一様にすることができる。また、上記デバイスの主表面の帯電量を多くすることができる。
【００１２】
上記発明において好ましくは、上記針電極は、互いに１ｃｍ以上の距離を介して配置される。この構成を採用することにより、仮に上記針電極の電気的な接続が切れてしまっても、上記針電極間同士の放電の発生を防止することができる。
【００１３】
上記発明において好ましくは、上記尖端部と上記試験片の上面との距離は５ｃｍ以上である。この構成を採用することにより、上記尖端部と上記試験片との間の絶縁破壊を防止することができ、安定した荷電粒子の照射を行なうことができる。
【００１４】
上記発明において好ましくは、上記試験片は直径が３０．５ｃｍ以下の略円板状の半導体ウエハであって、上記尖端部と上記試験片の上面との距離は２０ｃｍ以下である。この構成を採用することにより、上記試験片として１２インチウエハ、６インチウエハなどの直径が１２インチ以下の略円板状の上記半導体ウエハに対して効率良く上記荷電粒子を照射することができる。
【００１５】
上記発明において好ましくは、平板状で上記接地板の主表面と略平行になるように、上記針電極と上記試験片との間に配置され、網目を有する帯電制御メッシュと、上記帯電制御メッシュに調整可能な電圧を印加するための第２の電源とを備える。この構成を採用することにより、上記試験片の主表面に沿った上記帯電量の分布を略一様にすることができる。また、上記第２の電源の出力電圧を調整することによって、上記主表面の上記帯電量を制御することができる。
【００１６】
上記発明において好ましくは、上記帯電制御メッシュは、略正方形の格子状の形状を有し、上記略正方形のそれぞれの一辺の長さは０．５ｃｍ以上２ｃｍ以下である。この構成を採用することにより、上記帯電制御メッシュを上記荷電粒子が通過することができて、さらに、一定の電荷以上の上記荷電粒子が上記試験片の主表面に帯電することを防止することができる。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記試験片の上面と上記帯電制御メッシュの下面との距離は略５ｃｍである。この構成を採用することにより、上記試験片の上面と上記帯電制御メッシュの下面との絶縁破壊を防止することができ、さらに効率良く上記試験片の上面と上記帯電制御メッシュの下面との間に電界を形成することができる。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記尖端部と上記帯電制御メッシュの上面との距離は５ｃｍ以上である。この構成を採用することにより、発生した上記荷電粒子を十分に拡散させることができる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、上記試験片は、直径が３０．５ｃｍ以下の略円板状の半導体ウエハであって、上記尖端部と上記帯電制御メッシュの上面との距離は２０ｃｍ以下である。この構成を採用することにより、上記試験片として上記１２インチウエハ、上記６インチウエハなどの直径が１２インチ以下の略円板状の上記半導体ウエハに対して効率良く上記荷電粒子を照射することができる。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記試験片の表面の帯電量を測定するための帯電量測定手段を備える。この構成を採用することにより、上記試験片の上面の帯電量と静電気破壊との関係を定量的に測定することができ、その結果を基に静電気管理値を求めることができる。
【００２１】
上記発明において好ましくは、上記第１の電源と上記第２の電源とは、それぞれ出力極性を変換する機能を有する。この構成を採用することにより、１つの極性（たとえばプラス）の静電気のみならず、他の極性（たとえばマイナス）の静電気による静電気破壊試験も行なうことができる。上記出力極性を変更する機能を有していれば、上記の２つの電源を交換することなく、極性依存に関する上記静電気破壊試験を行なうことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１〜図３を参照して本発明に基づく実施の形態１に係る静電気帯電試験装置について説明する。図１は本実施の形態に係る静電気帯電試験装置の概略断面図であり、図２は表面電位計を除いた概略平面図である。
【００２３】
測定の対象となるデバイス３は、接地板２の主表面に配置され、接地板２は接地によって電位が０に保たれている。本実施の形態においてはデバイス３として、半導体装置の基板となる略円板形の半導体ウエハを使用しており、接地板２は平板状の導電体で形成されている。接地板２の上方には先端が尖った針のような形状を有する針電極１が、尖端となる部分である尖端部が接地板２と対向するように配置されている。針電極１と接地板２とは離れた位置に配置される。針電極１はケーブル９を介して第１の電源である放電用電圧電源８に接続されている。本実施の形態においては、針電極１に負の電圧が印加されて、放電用電圧電源８の正側の電極は接地されている。デバイス３は接地板２の略中央に配置され、図２に示すように円板状であるデバイス３の中心軸の延長上に針電極１が配置されている。
【００２４】
針電極１に高電圧が印加されると、尖端部の周りに部分的に高電場が形成される電界集中によってコロナ放電が発生する。電圧はたとえば数ｋＶである。図１に示す場合にはマイナスの荷電粒子である電子が針電極１の尖端部から発生する。発生した電子１５および電子が降下する途中で分子と結合した負イオンは接地板２へと向かう。デバイス３は導電性を有しておらず、接地板２に向かった電子はデバイス３の上面に到達して蓄積していく。このようにしてデバイス３の上面を帯電させることができる。接地板２に到達した電子および負イオンは、接地板２と接続されている接地を通じて除電される。デバイス３に蓄積した帯電量は帯電量測定手段によって測定される。本実施の形態においては、図１に示すように帯電量測定手段として表面電位計５を備えている。表面電位計５は電位検出センサ４とモニタ本体６とを含み、表面電位を電位検出センサ４で検出して得られた信号をモニタ本体６で処理して表示する機能を有している。表面電位計５は移動可能に構成されており、はじめ表面電位計５を十分離した状態でデバイス３の主表面を帯電させた後、表面電位計５を移動してデバイス３の上面の帯電量を測定する。帯電量測定手段については、電位計に限られるものではなく、帯電量を測定できる計器であればよい。
【００２５】
荷電粒子を発生させる針電極１については、コロナ放電を発生させるために尖端部は尖っている方が好ましいが、あまり尖端部の曲率半径が小さすぎると、たとえば数ｋＶの高電圧が印加されたときに、尖端部への電界集中が大きすぎて尖端部が溶融する。逆に、曲率半径が大きすぎると尖端部での電界集中が弱くなり、十分な荷電粒子の発生が行なえない。よって、尖端部の曲率半径は０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であることが好ましい。材料としてはステンレスが好適であるが、比較的融点が高い金属であればステンレス以外のものも採用することができる。
【００２６】
針電極１の尖端部とデバイス３の上面との距離は、電子やイオンなどの荷電粒子をデバイス３の上面に多く蓄積させる観点からは近い方が好ましいが、あまり近すぎるとデバイス３の上面と針電極１とが絶縁破壊を起こして短絡する可能性がある。よって、尖端部とデバイス３の上面との距離は、５ｃｍ以上であることが好ましい。また、デバイス３として直径が１２インチ（約３０．５ｃｍ）以下の円板状の半導体ウエハである場合に、針電極１から照射される荷電粒子が半導体ウエハの上面全体に堆積することができる尖端部とデバイス３の上面との距離は２０ｃｍ以下である。この距離より遠いと、デバイス３としての半導体ウエハの外側にも、無駄な荷電粒子を照射することになる。よって、デバイス３として直径が１２インチ（約３０．５ｃｍ）以下の円板状の半導体ウエハを試験する場合には、尖端部とデバイス３の上面との距離は２０ｃｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、デバイス３の上面の大きさに対応させて、尖端部とデバイス３との距離を調整する機能を有することが好ましい。
【００２７】
デバイス３の下面にある接地板２は接地と接続されているために電位は０であり、デバイス３の上面に蓄積した帯電量に応じてデバイス３の中に電界が生じる。帯電量を大きくしていくとデバイス３の内部に発生する電界も大きくなり、あるところで絶縁が保てなくなり、たとえばデバイス３の主表面に形成した酸化膜が破壊される。本実施の形態においての放電用電圧電源８は出力電圧が調整できる電源であり、出力電圧を調整することによってデバイス３の上面の帯電量を調整することができる。または、針電極１とデバイス３の距離を調整することで、デバイス３の上面の帯電量を調整することができる。帯電量を変化させながら、表面電位計５で帯電量を測定する試験を行なう。デバイス３が破壊するまで測定を繰返すと帯電量と静電気破壊との関係を求めることができる。
【００２８】
本実施の形態の装置を用いて得られたデバイスの破壊数と帯電量の関係を示すグラフを試験結果例として図３に示す。図３は構造Ａを有する半導体ウエハと構造Ｂを有する半導体ウエハの破壊試験を行なった結果である。横軸は表面電位すなわち帯電量であり、縦軸は半導体ウエハが破壊したサンプル数である。半導体ウエハはある一定の帯電量で破壊が生じて、その後帯電量の増加に伴って破壊数も増大する。破壊が生じるしきい値について、構造Ａと構造Ｂとの半導体ウエハを比較すると、構造Ｂの方がしきい値は高い。すなわち、破壊が生じ始める表面電位の高い構造Ｂを有する半導体ウエハは、構造Ａを有する半導体ウエハより静電気破壊に対する耐性が強い。静電気破壊に対する耐性は、構造や材料などによってそのしきい値が異なり、本装置を用いた破壊試験を行なうことによって各デバイス固有のしきい値などを知得することができる。得られた知見から製造工程において、デバイスの種類に応じた静電気管理値を定めることができる。
【００２９】
本装置を使用して得られた結果は直接的に測定された値であり信頼性が高い。従来の技術のように経験的に静電気管理値を求めるなどの方法と比較して、最適な値を求めることができて、歩留まりの向上や生産性の向上に寄与する。たとえば、測定結果を統計処理することにより、しきい値より若干余裕を有した帯電量に静電気管理値を設定する。静電気破壊が生じた製品は廃棄しているが、静電気破壊を高い信頼性で防止できることから歩留まりが向上する。従来の技術においても、余裕を十分に見込んで低く静電気管理値を設定した場合には、静電気破壊を防止することができるが、生産装置の停止回数が増大するなど生産性が悪化する。本装置を用いて静電気管理値を定めた場合は、静電気管理値の余裕も統計的に定めることができ、過剰な余裕を有した静電気管理値を設定することは回避できる。よって、生産装置の停止回数を減少させることができて生産性が向上する。
【００３０】
（実施の形態２）
図４および図５を参照して本発明に基づく実施の形態２に係る静電気帯電試験装置について説明する。図４は本実施の形態に係る静電気帯電試験装置の概略断面図であり、図５は表面電位計を除いた概略平面図である。
【００３１】
針電極１、接地板２、表面電位計５などを備え、接地板２の上面に試験の対象となるデバイス３を配置し、コロナ放電を針電極１の尖端部で発生させてデバイス３の上面に帯電させることは実施の形態１と同様である。本実施の形態においては、実施の形態１の静電気帯電試験装置に加えて、帯電制御メッシュ１０と帯電メッシュ用電圧電源１１と絶縁スペーサ１２とを備える。帯電制御メッシュ１０は平板状の金網であり、試験片であるデバイス３と針電極１との間に配置されている。帯電制御メッシュ１０の主表面と接地板２の主表面とは略平行になるように配置され、本実施の形態においては、絶縁スペーサ１２によって接地板２の上方に支持されている。図５に示すように上方から見たときに、帯電制御メッシュ１０はデバイス３を完全に覆う大きさを有し、網目の１つ１つは略正方形の格子状の形状を有している。また、帯電制御メッシュ１０は、放電用電圧電源８とは異なる第２の電源としての帯電メッシュ用電圧電源１１にケーブル９を介して接続されており、本実施の形態においては負の電圧が印加される。本実施の形態においては、帯電制御メッシュ１０はステンレス線で形成されているが他の金属線であってもよい。絶縁体２６には、１０１０Ω・ｍ以上の高抵抗を有する材料が好ましく、たとえばテフロン（Ｒ）が好適である。
【００３２】
コロナ放電によって電子と負イオンを形成することは実施の形態１と同様である。針電極１の尖端部から発生した電子および電子が空気中の粒子と結合した負イオンは、接地板２に向かって進行し、帯電制御メッシュ１０を通り抜けてデバイス３の主表面に蓄積する。接地板２に到達した電子は、接地板２に接続された接地を通じて除電される。接地板２の電位は０であり、帯電制御メッシュ１０には負の電圧が印加される。よって、接地板２と帯電制御メッシュ１０とに挟まれる空間には、デバイス３の主表面に垂直な方向に沿って電界が形成される。この電界によって、デバイス３の主表面に沿った帯電量の分布を略一様にすることができる。実施の形態１における静電気帯電試験装置においては、デバイス３の主表面において、針電極１の直下における電荷量が多くなり、デバイス３の外周に向かうに従ってその電荷量は小さくなる。本実施の形態における静電気帯電試験装置においてはこの電荷量の偏りを抑制することができて、静電気破壊を生じる帯電量をより正確に測定することができる。また、帯電制御メッシュ１０は上面で大きな電荷を有する荷電粒子を反発させ、帯電制御メッシュ１０の通過を抑制する役割も有する。帯電制御メッシュ１０に印加する電圧を変化させることによって、帯電量も調整することができる。たとえば、帯電メッシュ用電圧電源１１から発生する電圧を小さくする（負側に絶対量を大きくする）とデバイス３の主表面の帯電量を小さくすることができる。
【００３３】
針電極１の尖端部と帯電制御メッシュ１０の上面との距離は、荷電粒子をデバイス３の上面に蓄積させる観点からは近い方が好ましいが、あまり近すぎると発生した電子と負イオンとが十分拡散せず、デバイス３の主表面全体に電子や負イオンを照射することができないため、尖端部と帯電制御メッシュ１０の上面との距離は５ｃｍ以上であることが好ましい。また、デバイス３として直径が１２インチ（３０．５ｃｍ）以下である円板状の半導体ウエハである場合に、針電極１から照射される荷電粒子を半導体ウエハの上面全体に堆積することができる尖端部と帯電制御メッシュ１０との距離は２０ｃｍ以下である。この距離より大きいと、デバイス３としての半導体ウエハの外側にも、多くの無駄な荷電粒子を照射することになる。よって、デバイス３として直径が１２インチ以下の円板状の半導体ウエハを試験する場合には、尖端部と帯電制御メッシュ１０との距離は２０ｃｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、デバイス３の上面の大きさに対応させて、尖端部と帯電制御メッシュ１０との距離を調整できることが好ましい。帯電制御メッシュ１０とデバイス３との距離は近い方が、同じ印加電圧であっても大きな電界を形成することができるために好ましいが、あまり近づけすぎると、帯電制御メッシュ１０とデバイス３とが絶縁破壊をおこして短絡する可能性がある。よって、帯電制御メッシュ１０とデバイス３との距離は略５ｃｍであることが好ましい。また、本実施の形態における帯電制御メッシュ１０の格子の形状は略正方形であるが、この略正方形が小さすぎると略正方形内部の電位が高すぎて荷電粒子が略正方形の内部を通過できず、逆に大きすぎると略正方形内部の電位が低くなりすぎて、一定電荷量より大きく不要な荷電粒子まで帯電制御メッシュ１０をすり抜けてしまう。このことから格子の形状が略正方形である場合における略正方形の一辺の長さは０．５ｃｍ以上２ｃｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
帯電制御メッシュの形状については、略正方形の他にもひし形のものや、一方向に互いに平行になるように金属線を配置したものなどであってもよい。それぞれの帯電制御メッシュに応じた電圧値を設定して使用する。この他、上述した説明以外の構成、効果および測定方法などについては、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３５】
（実施の形態３）
図６および図７を参照して本発明に基づく実施の形態３に係る静電気帯電試験装置について説明する。図６は本実施の形態に係る静電気帯電試験装置の概略断面図であり、図７は表面電位計５を除いた概略平面図である。
【００３６】
針電極１、接地板２、表面電位計５などを備え、接地板２の上面に試験の対象となるデバイス３を配置し、コロナ放電を針電極１の尖端部に発生させることによってデバイス３の上面を帯電させることは実施の形態１と同様である。本実施の形態においては、針電極１を複数本数備える。実施の形態２においては、帯電制御メッシュを配置することによって、デバイス３の上面の帯電量を略一様にした。本実施の形態においては、針電極１を複数本形成することによって、デバイス３上面の帯電量を略一様にする。本実施の形態においては、針電極１は上から見て正三角形をなすように等間隔に３本形成されている。全ての針電極１は放電用電圧電源８と接続され電子１５を発生する。デバイス３の上面の帯電量を一様にする観点からは針電極１を数多く形成した方がよいが、針電極１同士を互いに接近させて、仮に一の針電極が電気的に切断された場合には、一の針電極と他の針電極との間で放電が生じる可能性がある。空気の絶縁破壊が生じる電界強度はおおよそ３ｋＶ／ｍｍである。よって、高電圧である２０ｋＶ程度の電圧が印加されても放電が生じないように、各針電極１同士の距離は１ｃｍ以上あることが好ましい。この様に針電極１を複数本備えることによって、デバイス３の主表面に帯電する帯電量の分布を略一様にすることができ、厳密な静電気破壊の測定を行なうことができる。針電極１の本数は図７に示されるように３本に限定される訳ではない。デバイス３の帯電量を大きくする際には、針電極１の本数を多くすることによって、電子またはイオンの照射量を多くでき、帯電量を大きくすることができる。
【００３７】
本実施の形態においても、針電極１の尖端部とデバイス３との距離は短絡を避けることから５ｃｍ以上が好ましいことや、帯電後に表面電位計５を用いてデバイス３の帯電量を計測することなどは実施の形態１と同様である。デバイス３が直径１２インチ以下の半導体ウエハの場合における針電極１とデバイス３との好ましい距離は、針電極１の本数や配置方法に依存する。この他、上述した説明以外の構成、効果および測定方法などについては、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３８】
（実施の形態４）
図８を参照して本発明に基づく実施の形態３に係る静電気帯電試験装置について説明する。図８は本実施の形態に係る静電気帯電試験装置の概略断面図である。
【００３９】
針電極１、接地板２、表面電位計５などを備え、接地板２の上面に試験の対象となるデバイス３を配置し、コロナ放電によってデバイス３の上面を帯電させることは実施の形態１と同様である。実施の形態１から３においては、針電極１に負の電圧を印加して針電極１の尖端部から電子を発生させ、電子もしくは負のイオンをデバイス３の主表面に照射させた。デバイス３の主表面はマイナスの極性で帯電する。本実施の形態においては、針電極に正の電圧を印加して、針電極１の尖端部から正の荷電粒子すなわち正イオン１６を発生させる。その結果、デバイス３を正の電荷で帯電させることができる。放電用電圧電源８に正と負との極性を変更できる機能を有するものを採用することが好ましい。デバイス３を正に帯電させた場合と負に帯電させた場合の試験をそれぞれ行なって比較することにより、静電気破壊に関する極性の依存性も調べることができる。
【００４０】
針電極１の極性を正にした場合においても、実施の形態２における帯電制御メッシュを付加することや、実施の形態３における針電極を複数本備えることによって、デバイス３の主表面に沿った帯電量の分布を略一様にすることができる。実施の形態２において放電用電圧電源８の極性を変更するときは、帯電メッシュ用電圧電源１１の極性も同時に変更する。すなわち、針電極１と帯電制御メッシュ１０との極性を同じにすることによって、デバイス３の主表面に沿った電荷の分布を一様に制御することができる。この他、上述した説明以外の構成、効果および測定方法などについては、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４１】
上述した実施の形態においては、試験片として半導体基板となる半導体ウエハを例示したが、このほかＴＦＴ−ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）の製造など、製造工程において静電気の除電が必要な物の製造に利用することができる。
【００４２】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、意図的にデバイスの主表面に帯電させて静電気破壊試験を行なうことができる。このとき、帯電量を制御しながら帯電量の分布を一様にして、帯電させることができる。帯電量測定手段を備えることによって、デバイスが静電気破壊を起こす帯電量を定量的に測定することができ、帯電量と静電気破壊との関係を調査する静電気帯電試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における静電気帯電試験装置の概略断面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における静電気帯電試験装置の一部分の概略平面図である。
【図３】本発明に基づく静電気帯電試験装置による一の試験結果である。
【図４】本発明に基づく実施の形態２における静電気帯電試験装置の概略断面図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態２における静電気帯電試験装置の一部分の概略平面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態３における静電気帯電試験装置の概略断面図概略平面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態３における静電気帯電試験装置の一部分の概略平面図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態４における静電気帯電試験装置の概略断面図である。
【図９】従来の技術に基づく、静電気除電装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１　針電極、２　接地板、３　デバイス、４　電位検出センサ、５　表面電位計、６　モニタ本体、８　放電用電圧電源、９　ケーブル、１０　帯電制御メッシュ、１１　帯電メッシュ用電圧電源、１２　絶縁スペーサ、１５　電子、１６正イオン、２０　放電電極針、２１　接地極、２２　搬送物、２３　搬送プーリ、２４　電位検出モニタ、２５　電圧発生ユニット、２６　絶縁体、２７　空気注入管、２８　イオン風。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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