(57)【要約】[要約]ＥＦＥＭ内でのウェーハ表面への水分付着を簡便に防止することができる半導体製造装置を提供する。半導体製造装置１は、ウェーハ９０を処理するプロセス装置３０と、ウェーハ９０を供給し、プロセス処理が完了したウェーハ９０を収納するＦＯＵＰ４０と、ＦＯＵＰ４０とプロセス装置３０の間でウェーハ９０を移送するＥＦＥＭ１０と、ＥＦＥＭ１０に上側から空気流７２を送るファンフィルターユニット２０と、高周波電力を発生する超音波発振器５２と、超音波発振器５２で発生した高周波電力から超音波８０を発生して、ＥＦＥＭ１０で搬送されるプロセス処理が完了したウェーハ９０に当てる振動子５４とを備える。[選択図]図２
2018030255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハをプロセス処理するプロセス装置と、
前記ウェーハを供給し、プロセス処理が完了した前記ウェーハを収納するＦＯＵＰと、
前記ＦＯＵＰと前記プロセス装置の間で前記ウェーハを移送するＥＦＥＭと、
前記ＥＦＥＭに上側から空気流を送るファンフィルターユニットと、
高周波電力を発生する超音波発振器と、
前記超音波発振器で発生した高周波電力から超音波を発生して、前記ＥＦＥＭで搬送される前記プロセス処理が完了したウェーハに当てる振動子とを備える、
半導体製造装置。
【請求項２】
前記超音波発振器は、前記超音波の周波数を所定の時間で、ある周波数から別の周波数に低下させ、前記所定の時間より短い時間で、前記別の周波数から低下前の周波数に上昇させる、
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記振動子を複数備える、
請求項１または２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記振動子は、前記ウェーハの上方から超音波を当てる、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記ＥＦＥＭでは、振動子上にウェーハを載置し、前記ウェーハの上方に超音波を反射する反射板を備える、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハが超音波を当てられる位置で、前記ウェーハの搬送を一旦停止する、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハが超音波を当てられる位置で、前記ウェーハの高さを調整する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記ウェーハにパルス光線を照射するランプをさらに備える、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記超音波が当てられている前記ウェーハを回転させる回転装置をさらに備える、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
前記ランプが、前記超音波が当たる前記ウェーハの面を照射する位置に配置される、
請求項８に従属する請求項９に記載の半導体製造装置。
【請求項１１】
前記振動子は、圧電素子で形成された複数の振動素子と、前記複数の振動素子を振動方向の両端で挟持する一対の振動板とを有する、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項１２】
前記振動子は、圧電素子で形成された複数の振動素子と、前記複数の振動素子の振動方向の一端に取り付けられた振動板と、前記複数の振動素子の振動方向の他端から離間して配置された振動板と、前記２つの振動板を接続して前記複数の振動素子を内包する空間を形成する振動側板と、前記空間を充填する液体とを有する、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に関する。特に、ＥＦＥＭ内で搬送されるウェーハへの水分の付着を防止する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置のプロセス装置で処理されたウェーハは、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）のロボットにより取り出され、ウェーハ搬送用密閉容器であるＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）に収納される。そこで、ＦＯＵＰ内を不活性ガスで充填して、腐食等を防止することが提案されている（特許文献１参照）。【０００３】
一方、ＥＦＥＭでは、天井に設置されたファンフィルターユニットにてクリーンルームからの空気を浄化して取り入れる。ファンフィルターユニットは、クリーンルームからの空気をフィルターによりパーティクル、汚染ガスを除去し、ＥＦＥＭ内に下向きに吹き出す。クリーンルームの空気は、温度が２２℃〜２３℃、湿度が４５％程度である。よって、このＥＦＥＭ内の移送中にウェーハ表面が温度２２℃〜２３℃、湿度４０％の気流に暴露され、ウェーハ表面において水分が付着することがある。【０００４】
ウェーハ表面に水分が付着していると、たとえＦＯＵＰ内を不活性ガスで充填しても、ＦＯＵＰ内での保管中に、付着した水分が残留物質と反応し、あるいは残留ガスと反応した結果、酸性液が発生し、Ａｌ配線やＣｕ配線の腐食やウェーハ中に形成した膜の性能低下を引き起こしうる。上記ウェーハ表面の水分付着量によっては、ＦＯＵＰ内を不活性ガスで充填しても、ウェーハ表面での反応を停止させることが出来ない場合がある。デザインルールがいわゆる２０ｎｍ世代になり、半導体製品が微細化するにつれ、プロセス処理後のウェーハ表面の水分管理は、歩留まりに大きく影響を及ぼすようになっている。【０００５】
ＥＦＥＭ内でのウェーハ表面への水分付着を防止する方法として、送風・循環する空気を冷熱源で除湿し、更にゼオライト等の水分吸着材で水分除去して湿度を低く管理する方法が考えられる。しかし、冷熱源と水分吸着材とを使用すると、設備規模が大きくなり、初期費用とランニングコストが高くなるという問題がある。【０００６】
また、ＥＦＥＭをＮ２などの不活性ガスで充満させる方法も検討されている。しかし、ＥＦＥＭ内を不活性ガスで充満させると、人的安全性が問題となる。【０００７】
そこで本発明は、ＥＦＥＭ内でのウェーハ表面への水分付着を簡便に防止することができる半導体製造装置を提供することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２４８８８７号公報
【発明の開示】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図１、図２および図３に示すように、ウェーハ９０を処理するプロセス装置３０と、ウェーハ９０を供給し、プロセス処理が完了したウェーハ９０を収納するＦＯＵＰ４０と、ＦＯＵＰ４０とプロセス装置３０の間でウェーハ９０を移送するＥＦＥＭ１０と、ＥＦＥＭ１０に上側から空気流７２を送るファンフィルターユニット２０と、高周波電力を発生する超音波発振器５２と、超音波発振器５２で発生した高周波電力から超音波８０を発生して、ＥＦＥＭ１０で搬送されるプロセス処理が完了したウェーハ９０に当てる振動子５４とを備える。
【００１０】
このように構成すると、ＥＦＥＭで搬送されるプロセス処理が完了したウェーハに超音波を当てることができる。振動子からウェーハに超音波が当たることにより、その間に定在波を生じ、ウェーハ表面で断熱膨張と断熱圧縮が超音波周波数で繰り返され、水分子がウェーハ表面から遊離する。よって、ウェーハ表面への水分付着を防止することができる。そして、従来のＥＦＥＭに超音波発振器と振動子を備えることによりウェーハ表面への水分付着を防止することができるので、簡便な装置である。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図３および図４に示すように、本発明の第１の態様に係る半導体製造装置１において、超音波発振器５２は、超音波８０の周波数を所定の時間で、ある周波数から別の周波数に低下させ、所定の時間より短い時間で、別の周波数から低下前の周波数に上昇させる。このように構成すると、水分子はウェーハ表面から遠ざけられ、除去される。
【００１２】
本発明の第３の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図２に示すように、本発明の第１または第２の態様に係る半導体製造装置１において、振動子５４を複数備える。このように構成すると、複数個所でウェーハ表面から水分子を除去できるので、ウェーハ表面への水分付着を確実に防止することができる
【００１３】
本発明の第４の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図２に示すように、本発明の第１ないし第３のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、振動子５４は、ウェーハ９０の上方から超音波を当てる。このように構成すると、ウェーハ表面から遊離した水分子が上側から送られた空気流によりウェーハ側方へ流れ、除去し易い。
【００１４】
本発明の第５の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図７に示すように、本発明の第１ないし第３のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、ＥＦＥＭ１０では、振動子５５上にウェーハ９０を載置し、ウェーハ９０の上方に超音波８０を反射する反射板６０を備える。このように構成すると、ウェーハが振動子により超音波振動して超音波を発生し、発生した超音波は反射板で反射され、ウェーハと反射板との間に定在波を生ずる。よって、ウェーハ表面の水分子を遊離し、水分付着を防止することができる。
【００１５】
本発明の第６の態様に係る半導体製造装置は、本発明の第１ないし第５のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、ＥＦＥＭ１０は、ウェーハ９０が超音波８０を当てられる位置で、ウェーハ９０の搬送を一旦停止する。このように構成すると、搬送が停止されたウェーハに超音波が確実に当てられるので、ウェーハ表面から水分を除去し易い。
【００１６】
本発明の第７の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図５に示すように、本発明の第１ないし第６のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、ＥＦＥＭ１０は、ウェーハ９０が超音波８０を当てられる位置で、ウェーハ９０の高さを調整する。このように構成すると、振動子とウェーハとの間に超音波の定在波を発生し易いので、ウェーハ表面から水分を除去し易い。
【００１７】
本発明の第８の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図９に示すように、本発明の第１ないし第７のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、ウェーハ９０にパルス光線８６を照射するランプ６６をさらに備える。このように構成すると、パルス光線を照射されたウェーハでは表面温度が上昇するので、ウェーハ表面から水分を除去し易い。
【００１８】
本発明の第９の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図１４に示すように、本発明の第１ないし８のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、超音波８０が当てられているウェーハ９０を回転させる回転装置９６・９８をさらに備える。このように構成すると、ウェーハ全面に超音波を当てるような振動子ではなく、より小型の振動子を用いて、ウェーハ全面に超音波を当てることができる。
【００１９】
本発明の第１０の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図１４に示すように、本発明の第８の態様を引用する第９の態様に係る半導体製造装置１において、ランプ６８が、超音波８０が当たるウェーハ９０の面を照射する位置に配置される。このように構成すると、超音波が当るウェーハにパルス光を照射するので、ウェーハ表面から効率よく水分を除去することができる。
【００２０】
本発明の第１１の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図１７に示すように、本発明の第１ないし１０のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、振動子５４、５５は、圧電素子で形成された複数の振動素子２００と、複数の振動素子２００を振動方向の両端で挟持する一対の振動板２０２、２０４とを有する。このように構成すると、複数の振動素子を振動板で挟持することで振動子を得られるので、ウェーハの大きさに見合う大きさの振動子を容易に製造できる。さらに、振動素子を振動板で挟持するので、動作時の振動素子の破損を防止することができる。
【００２１】
本発明の第１２の態様に係る半導体製造装置は、たとえば図１８に示すように、本発明の第１ないし１０のいずれかの態様に係る半導体製造装置１において、振動子５４、５５は、圧電素子で形成された複数の振動素子２１０と、複数の振動素子２１０の振動方向の一端に取り付けられた振動板２１４と、複数の振動素子２１０の振動方向の他端から離間して配置された振動板２１２と、２つの振動板２１２、２１４を接続して複数の振動素子２１０を内包する空間を形成する振動側板２１６と、前記空間を充填する液体２１８とを有する。このように構成すると、複数の振動素子を振動板と振動側板で形成した空間に内包し、その空間に液体を充填することで振動子を得られるので、ウェーハの大きさに見合う大きさの振動子を容易に製造できる。さらに、振動素子を液体内で動作させるので、動作時の振動素子の破損を防止することができる。
【００２２】
本発明による半導体製造装置を用いると、ＥＦＥＭで搬送されるウェーハに超音波を当てる振動子を備えることで、振動子とウェーハとの間に定在波が形成される。定在波には節と腹ができ、腹の部分では断熱膨張と断熱圧縮が超音波周波数で繰り返される。ウェーハ表面での断熱膨張と断熱圧縮が、ウェーハ表面の水分子を遊離させる。したがって、ウェーハ表面の水分子を除去できる。よって、ＥＦＥＭ内でのウェーハ表面への水分付着を簡便に防止する半導体製造装置を提供することができる。
【００２３】
この出願は、日本国で２０１６年８月９日に出願された特願２０１６−１５６４４５号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の半導体製造装置の全体を示す平面図である。
【図２】図１に示す半導体製造装置の断面側面図である。
【図３】超音波発振器と振動子を有する超音波発生装置でウェーハに超音波を当て、水分を除去する様子の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態で使用する超音波の周波数の変化の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態として、複数の超音波発生装置を備える半導体製造装置の断面側面図である。
【図６】（Ａ）はウェーハをウェーハ設置台に載置する様子を示し、（Ｂ）はウェーハ設置台に載置されたウェーハに超音波を当てている状態を示す概念図である。
【図７】本発明の別の実施の形態の超音波発生装置でウェーハに超音波を当て、水分を除去する様子の一例を示す図である。
【図８】本発明のさらに別の実施の形態の超音波発生装置でウェーハに超音波を当て、水分を除去する様子の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の超音波発生装置でウェーハに超音波を当て、さらにランプからパルス光線を照射し、水分を除去する様子の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の超音波発生装置でウェーハに超音波を当て、さらにランプからパルス光線を照射し、水分を除去する様子の別の例を示す図である。
【図１１】パルス光発生装置を備える半導体製造装置の断面側面図である。
【図１２】ウェーハにパルス光線を照射し、水分を除去する様子の一例を示す図である。
【図１３】ウェーハにパルス光線を照射し、水分を除去する様子の別の例を示す図である。
【図１４】回転するウェーハに超音波とパルス光線を同時に照射し、水分を除去する様子の別の例を示す図である。
【図１５】リチウムイオン電池の構造を示す概念図である。
【図１６】本発明の別の実施の形態として、リチウムイオン電池の製造装置に超音波を発する振動子とパルス光線を照射するランプを備えて、電極の水分を除去する別の例を示す図である。
【図１７】振動子の構造を示す構造図であり、（ａ）は振動方向に直交する面での断面図、（ｂ）は（ａ）と直交する断面での断面図と超音波発振器とを示す。
【図１８】図１７とは別の振動子の構造を示す構造図であり、（ａ）は振動方向に直交する面での断面図、（ｂ）は（ａ）と直交する断面での断面図と超音波発振器とを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。図１は、本発明の実施の形態としての半導体製造装置１の概略平面図である。図２は、半導体製造装置１の概略側面図である。半導体製造装置１は、ウェーハ９０を処理するプロセス装置３０と、プロセス処理をするウェーハ９０を供給し、プロセス処理が完了したウェーハ９０を収納するウェーハ搬送用密閉型容器であるＦＯＵＰ４０と、ＦＯＵＰ４０とプロセス装置３０の間でウェーハ９０を移送するＥＦＥＭ１０とを備える。
【００２６】
ここでいう「プロセス処理」は、ウェーハ９０の表面研磨、酸化膜・窒化膜の形成、フォトレジストの塗布、露光、現像、エッチング、レジストの剥離・洗浄、絶縁層形成、平坦化処理、ゲート層形成、ゲート層状のパターン形成、イオン注入・アニール、層間絶縁膜形成・平坦化、配線形成、ウェーハ検査などを含み、ウェーハ９０を処理するいかなる工程でもよい。
【００２７】
ＥＦＥＭ１０は、プロセス装置３０の前面に設置され、ＦＯＵＰ４０からウェーハ９０を取り出し、プロセス装置３０に運び、プロセス装置３０で処理したウェーハ９０をＦＯＵＰ４０に戻すための装置である。ＥＦＥＭ１０は、周囲と隔離するためのフレーム１２と、フレーム１２の天井に設置されたファンフィルターユニット２０とを備える。ファンフィルターユニット２０は、駆動モータ２２でファン２４を回転して、半導体製造装置１が設置されるクリーンルーム（不図示）内の空気７０をフレーム１２内に取り込む。また、ファン２４にてフレーム１２内に取り込まれる空気からフィルター２６にてパーティクルや汚染ガスを除去する。すなわち、フレーム１２内に清浄空気７２の流れを生じさせる。ＥＦＥＭ１０は、フレーム１２の外側にＦＯＵＰ４０を載置するロードポート１４を備える。さらに、プロセス装置３０で処理される、または処理されたウェーハ９０を出し入れする際に、プロセス装置３０内をＥＦＥＭ１０に開放しないためのロードロック室１６を備える。
【００２８】
未処理のウェーハ９０を複数枚収納したＦＯＵＰ４０は、ＥＦＥＭ１０のロードポート１４に載置される。ロードポート１４に載置されると、ＦＯＵＰ４０のドア４２が開かれ、ＦＯＵＰ４０内とＥＦＥＭ１０内とが連通すると共に、ＦＯＵＰ４０内からウェーハ９０を取り出せる状態となる。ＦＯＵＰ４０には、複数枚のウェーハ９０を収納するための棚が設けられ、各棚からウェーハ９０を取り出し、各棚へウェーハ９０を置くことができる。プロセス処理装置３０でプロセス処理されたウェーハ９０は、ＦＯＵＰ９０内に戻される。所定枚数のプロセス処理済みウェーハ９０が収納されると、ドア４２が閉じられ、ＦＯＵＰ４０内は窒素等の不活性ガスで充填される。その後、ロードポート１４から次工程あるいは一時保管のために移送される。
【００２９】
ＥＦＥＭ１０は、フレーム１２内にウェーハ９０を移送するためのロボット１８を備える。ロボット１８は、ＥＦＥＭ１０の床面に固定され、アーム１９を有し、アーム１９でウェーハ９０を保持し、ＦＯＵＰ４０内から取り出し、ロードロック室１６に搬送し、また、ロードロック室１６からＦＯＵＰ４０内に搬送する。アーム１９が、アームの先端にウェーハ９０を載置するウェーハ受け（不図示）を有してウェーハ９０を保持してもよいし、アームの先端にウェーハ９０の外周を把持するウェーハ把持具（不図示）を有してウェーハ９０を保持しても、他の公知の手段で保持してもよい。
【００３０】
ＥＦＥＭ１０は、ロボット１８で搬送されるウェーハ９０に超音波８０を当てるための超音波発生装置５０（図３参照）を備える。超音波発生装置５０は、高周波電力を発生する超音波発振器５２と、超音波発振器５２で発生した高周波電力から超音波８０を発生してウェーハ９０に当てる振動子５４と、超音波発振器５２で発生した高周波電力を振動子５４に伝えるケーブル５８を有する。一つの超音波発振器５２と複数の振動子５４を有し、複数の振動子５４からウェーハ９０に超音波８０を当てても良い。また、ＥＦＥＭ１０に複数の超音波発生装置５０を備えて、複数の振動子５４からウェーハ９０に超音波８０を当てても良い。ここで、「超音波を当てる」とは、空気中に超音波を発生して、その超音波がウェーハ９０に伝えられても良いし、振動子５４とウェーハ９０が接触して超音波振動を直接伝えてもよい。
【００３１】
プロセス装置３０は、ロードロック室１６のウェーハ９０を取り込み、プロセス処理し、ロードロック室１６に戻す。プロセス装置３０は、プロセス処理に応じて、真空、不活性ガス環境等に保たれており、処理したウェーハ９０への水分の付着は実質的にないといえる。
【００３２】
次に、半導体製造装置１におけるウェーハ９０の移送について説明する。プロセス処理をされるウェーハ９０を複数枚収納したＦＯＵＰ４０は、ＦＯＵＰ搬送手段（不図示）にてロードポート１４に載置される。ＦＯＵＰ９０は、不活性ガスが充填されている。ＦＯＵＰ４０がロードポート１４に載置されると、ドア４２が開けられる。ロボット１８を用いてドア４２の開閉を行うようにするとよい。
【００３３】
ドア４２が開かれると、ロボット１８は、アーム１９にて１枚のウェーハ９０を保持してＦＯＵＰ４０から取り出す。そして、ウェーハ９０をロードロック室１６に搬送する。その過程で、ウェーハ９０は上方のファンフィルターユニット２０から流れる清浄空気７２に曝される。ロードロック室１６に載置されたウェーハ９０はプロセス装置３０に送りこまれ、プロセス処理される。プロセス装置３０でプロセス処理されたウェーハ９０は、プロセス装置３０からロードロック室１６に戻される。
【００３４】
ロボット１８は、１枚のウェーハ９０をＦＯＵＰ４０からロードロック室１６に搬送し終えると、ロードロック室１６の処理済みのウェーハ９０を保持し、ＦＯＵＰ４０に戻す。ロードロック室１６は、プロセス処理するウェーハ９０とプロセス処理済みのウェーハ９０等、複数のウェーハ９０を置けるようにすることが好ましい。ウェーハ９０をロードロック室１６からＦＯＵＰ４０に搬送する過程で、ウェーハ９０は上方のファンフィルターユニット２０から流れる清浄空気７２に曝される。
【００３５】
清浄空気７２はクリーンルーム内の空気であり、２２℃〜２３℃の温度で４５％程度の湿度が含まれることが多い。そこで、清浄空気７２がウェーハ９０の表面に当たることにより、ウェーハ９０の表面には水分が付着する。その水分を除去するために、超音波発生装置５０からウェーハ９０の表面に超音波８０を当てる。典型的には、ロボット１８で搬送されるウェーハ９０の上方に設置された振動子５４からウェーハ９０の上側の表面に超音波８０を当てる。
【００３６】
図３に示すように、振動子５４からウェーハ９０に超音波８０を当てることにより、振動子５４とウェーハ９０の表面との間に超音波８０の定在波を生じさせる。すなわち、振動子５４およびウェーハ９０の表面に定在波の腹８４が発生し、その間に節８２と腹８４が形成される。なお、振動子５４およびウェーハ９０の表面間の波の数（節８２と腹８４の数）は特には限定されず、一つの波（すなわち一つの節８２のみ）であってもよい。腹の部分８４であるウェーハ９０の表面部分では断熱膨張と断熱圧縮とを超音波周波数で繰り返す。この超音波周波数での断熱膨張と断熱圧縮との繰り返しにより、水分子１００はウェーハ９０の表面から遊離する。遊離した水分子１００は、節８２の部分に移動する。
【００３７】
ここで、図４のように超音波８０の超音波周波数を変化させるのが好ましい。例えば、超音波８０の周波数を３８ｋＨｚから３３ｋＨｚに０．０５秒間で変化させて、定在波の波長を長くする。定在波の波長が長くなることにより、節８２の部分がウェーハ９０表面から遠ざかる。すると、ウェーハ９０表面から遊離した水分子１００が、節の移動に追従する。その結果、水分子１００は、ウェーハ９０の表面から遠ざかる。次に、超音波８０の周波数を瞬時に３８ｋＨｚに戻す。すると、定在波の節８２に位置する水分子１００は、節８２の動きに追従できずに取り残され、定在波の腹８４あるいは腹８４に近い部分に位置することになる。その後、水分子１００は節８２に移動するので、水分子１００の一部はウェーハ９０の表面から２つ目の節８２に移動するものと考えられる。この超音波の周波数を鋸状に変える動きを繰り返すと、水分子１００は、ウェーハ９０の表面から遠ざかる。そこで、ウェーハ９０に超音波を当てるのを止めても、あるいは、超音波の定在波が崩れても、水分子１００がすぐにウェーハ９０の表面に付着することを防ぐことができる。すなわち、その間にウェーハ９０を移動すればよい。ここで、周波数を瞬時に高くするときの「瞬時」とは、たとえば、周波数を低くするのに要した時間より短い時間であればよい。周波数の変化速度が速ければ、それだけ水分子１００が節８２の移動に追従しにくくなるからである。典型的には、波長を短くしたことによる節８２の移動に水分子１００がほとんど追従できないように周波数を高くするような時間である。図４の波形の周波数変化を例に説明する。たとえば、音速を３４０ｍ／秒とすると、超音波の波長は３ＭＨｚで１１３μｍ、１ＭＨｚで３４０μｍである。すると定在波の波長を３ＭＨｚと１ＭＨｚの間で変化させたときの節８２の移動距離は５７μｍとなる。３ＭＨｚから１ＭＨｚに変化する時間を１０ｍｓｅｃ、１ＭＨｚから３ＭＨｚに戻る時間を１０μｓｅｃとすると、この周波数変化での節の移動速度はそれぞれ５．７ｍｍ／ｓｅｃ、５．７ｍ／ｓｅｃとなる。節８２の部分に集められた水分子１００は、周波数を３ＭＨzから１ＭＨｚに変化させたときに、５．７ｍｍ／ｓｅｃの速度でウェーハ９０の表面から遠ざかることになる。また、周波数を１ＭＨzから３ＭＨｚに変化させたときには、節８２の移動速度は５．７ｍ／ｓｅｃと水分子１００が追従しにくい速さとなる。したがって、水分子１００は、節８２の移動に追従できずに、取り残されると考えられる。この周波数変化を繰り返すことにより、水分子１００をウェーハ９０の表面から遠ざける。上記の超音波周波数の値、周波数の変化時間は、ウェーハの表面状態、付着した水分子の量等により、調整することが望ましい。
【００３８】
ウェーハ９０に超音波８０を当てる時間は、たとえば図４に示すように短時間でよい。よって、ウェーハ９０をロボット１８で搬送している間、すなわちウェーハ９０が移動中に超音波８０を当てればよい。その際、図５に示すように、アーム１９が上下し、振動子５４とウェーハ９０との間隔を調整しても良い。なお、振動子５４が上下し、振動子５４とウェーハ９０との間隔を調整しても良い。振動子５４とウェーハ９０との間隔を調整することにより、定在波を形成し易くなると共に、超音波８０を当てることでウェーハ９０の表面の水分を除去した後に、水分がウェーハ９０表面に再付着することを防止できる。なお、振動子５４とウェーハ９０との距離は、超音波の一波長以上あればよく、減衰を考慮すると距離は短い方が良い。
【００３９】
また図６に示すように、超音波発生装置５０がウェーハ９０を載置するウェーハ設置台１７を有し、アーム１９がウェーハ９０を一時的にウェーハ設置台１７に載置し、ウェーハ設置台１７に載置されたウェーハ９０に振動子５４から超音波８０を当てても良い。ウェーハ設置台１７に載置することによりウェーハ９０の位置が安定する。また、ウェーハ設置台１７がウェーハ９０を上下し、振動子５４とウェーハ９０との間隔を調整しても良い。超音波８０を当てられたウェーハ設置台１７上のウェーハ９０は、アーム１９により保持され、再度搬送される。なお、超音波を当てられる間、アーム１９がウェーハ９０を搬送するのを停止しても良い。また、振動子５４が搬送されるウェーハ９０に追随して移動して、超音波８０を当ててもよい。ただし、超音波８０は高周波数であるので、断熱膨張と断熱圧縮は短時間で繰り返され、通常はウェーハ９０を搬送しながら超音波８０を当てることでよく、この方が作業効率が高くなる。また、超音波８０を当てている間にウェーハ設置台１７を回転させ、ウェーハ９０を回転（図６（Ａ）の紙面内での回転）させてもよい。ウェーハ９０が回転することにより、ウェーハ９０の表面から遊離された水分子１００の散逸も容易になる。また、ウェーハ９０が回転する場合には、超音波８０を表面全体に当てる必要がなくなり、小型の振動子５４を用いることができる。小型の振動子５４は、例えば、ウェーハ９０の表面の半径を所定の幅で覆うような細長形状である。
【００４０】
なお、振動子５４には、図３に示すように、複数の開口５６が設けられるのが好ましい。ウェーハ９０の表面から遊離した水分子１００が開口５６を通って、ウェーハ９０と振動子５４との間の空間から抜け出易くするためである。もちろんウェーハ９０と振動子５４との間の側面からも水分子１００は散逸されるが、間隔が狭いときには、側面だけよりも、振動子５４の開口５６からも散逸されることが好ましい。
【００４１】
図５に示すように、振動子５４を複数備え、ロードロック室１６に搬送される直前のウェーハ９０およびＦＯＵＰ４０に収納される直前のウェーハ９０から水分を除去するのが好ましい。また、超音波８０を複数回当てることにより、ウェーハ９０の水分を充分に除去することもできる。
【００４２】
超音波発生装置５０からの超音波８０を受け、水分の除去されたウェーハ９０は、ロードロック室１６またはＦＯＵＰ４０に搬送される。ロードロック室１６に搬送されたウェーハ９０はプロセス装置３０でプロセス処理される。ＦＯＵＰ４０は、処理済みのウェーハ９０を所定枚数収納すると、ドア４２が閉じられ、不活性ガスが充填される。そしてＦＯＵＰ４０は、ＦＯＵＰストッカー（不図示）に保管され、または次のプロセス処理あるいは出荷のために搬送される。
【００４３】
図７に、図３に示した超音波発生装置５０とは別の超音波発生装置５１を示す。超音波発生装置５１は、超音波発振器５２と、ウェーハ９０を載置すると共に、超音波発振器５２で発生した高周波電力から超音波８０を発生する振動子５５と、超音波発振器５２で発生した高周波電力を振動子５５に伝えるケーブル５９を有する。また、振動子５５上のウェーハ９０と対面するように反射板６０を有する。超音波発生装置５１では、振動子５５の超音波振動がウェーハ９０に伝わり、ウェーハ９０と反射板６０との間に超音波周波数の定在波８０を生ずる。反射板６０は、振動子５５上のウェーハ９０から発生した超音波を反射すればよく、ウェーハ９０と対向する面が平面で、ウェーハ９０と平行に配置される。反射板６０の板厚や材質は、超音波８０を反射する剛性を有していればよく、特に限定はされない。一つの超音波発振器５２と複数の振動子５５を有しても良いのは、超音波発生装置５０と同じである。また、反射板６０においても、開口６２を設けて、水分を散逸させることが好ましい。半導体製造装置１では、超音波発生装置５０に代えて超音波発生装置５１を備えることでもよい。
【００４４】
図８に示す例では、図３に示す超音波発生装置５０と図７に示す超音波発生装置５１とを対向して設置する。すなわち、図７に示す超音波発生装置５１において、反射板６０の代わりに、図３に示す超音波発生装置５０の振動子５４を設置する。このように構成すると、振動子５５上のウェーハ９０と振動子５４の双方から超音波８０が発せられるので、ウェーハ９０と振動子５４との間に強い定在波が形成される。なお、超音波発生装置５０と超音波発生装置５１から発生する超音波８０は、共振するように同じ周波数で、かつ同じ位相となるようにする。
【００４５】
図９に示す例では、図３に示す超音波発生装置５０から超音波８０を当てられたウェーハ９０にパルス光線８６を照射するランプ６６を備える。このように構成すると、パルス光線８６をウェーハ９０に照射することによりウェーハ９０の表面が昇温し、ウェーハ９０の表面に接する空気境界層７４（図１２参照）が加熱され、温度上昇する。空気境界層７４が温度上昇することにより相対湿度が低下し、ウェーハ９０表面に付着する水分子１００が遊離し易くなる。なお、空気境界層７４は数μ〜数１０μｍ程度の厚さの層である。よって、超音波発生装置５０より超音波８０を当てつつ、パルス光線８６をウェーハ９０に照射することにより、水分を除去し易くできる。ここで、ランプ６６から連続光を照射すると、ＥＦＥＭ１０内のウェーハ９０以外の装置も昇温してしまう。そのため、ランプ６６からはパルス光線８６を照射する。パルス光線８６の照射により、たとえばウェーハ９０の表面温度および空気境界層７４の温度を８０〜１００℃に加温する。清浄空気７２が２２〜２３℃で相対湿度４０％であるとすると、空気境界層７４が８０℃に昇温すれば相対湿度２．２３％、１００℃に昇温すれば相対湿度１．０４％、１０５℃に昇温すれば相対湿度０．８７％となる。このように空気境界層７４を昇温することで、ウェーハ９０表面の水分を除去する効率が高くなる。
【００４６】
図１０に示す例では、図７に示す超音波発生装置５１から超音波８０を当てられたウェーハ９０にパルス光線８８を照射するランプ６８を備える。このように構成すると、超音波８０が当てられるウェーハ９０の表面にパルス光線８８を照射できる。なお、パルス光線８８は、反射板６０に設けられた開口６２を通過することにより、反射板６０の背後にあるランプ６８からウェーハ９０に到達する。
【００４７】
これまで、超音波発生装置５０、５１を用いてＥＦＥＭ１０で搬送されているウェーハ９０に超音波８０を当てて水分を除去するものとして説明した。また、パルス光線８８を照射すると水分を除去する効率が高くなると説明した。しかし、パルス光線８８だけを照射してもウェーハ９０の水分を除去することが可能である。
【００４８】
図１１に、超音波発生装置５０に代えてパルス光発生装置６５を備える半導体製造装置２の断面図を示す。半導体製造装置２は、超音波発生装置５０に代えてパルス光発生装置６５を有する他は、図１および図２に示す半導体装置１と同じである。パルス光発生装置６５は、ウェーハ９０にパルス光線８６を上方から照射しても、下方から照射しても良く、また、半導体製造装置２は複数のパルス光発生装置６５を備えても良い。あるいは、一台のパルス光発生装置６５が複数のランプ６６を有しても良い。
【００４９】
図１２に示すように、ウェーハ９０にパルス光線８６を照射すると、空気境界層７４の温度が上昇し、ウェーハ９０表面の水分子１００が遊離する。そして、ファンフィルターユニット２０から流れる清浄空気７２の流れが、ウェーハ９０表面に当って、あるいは邪魔されて、水分子１００を伴って側方に流出する。よって、水分子１００が除去される。また、ウェーハ９０表面に付着する酸などの反応生成物１０２も気化し、水分子１００と共に除去される。したがって、ランプ６６からパルス光線８６を照射することでウェーハ９０の表面から水分を除去することが可能となる。
【００５０】
図１３に示すように、ウェーハ９０の下方からパルス光線８６を照射しても良い。パルス光線８６の輻射熱によりウェーハ９０が昇温されて、水分子１００や反応生成物１０２を気化すると共に、空気境界層７４を昇温し、ウェーハ９０の水分を除去し、再付着を防止する。図１３に示すように、空気境界層７４の外側でウェーハ９０に対面する位置に反射板６９を設置しても良い。反射板６９は、ウェーハ９０からの輻射を反射し、再びウェーハ９０に照射して、水分子１００や反応生成物１０２の気化および空気境界層７４の昇温に寄与する。なお、反射板６９には、清浄空気７２が通過するための開口６７が設けられる。
【００５１】
すなわち、本発明は、下記の形態により実施することも可能である。
［形態１］
ウェーハを処理するプロセス装置と、
前記ウェーハを供給し、プロセス処理が完了した前記ウェーハを収納するウェーハ搬送用密閉型容器であるＦＯＵＰと、
前記ＦＯＵＰと前記プロセス装置の間で前記ウェーハを移送するＥＦＥＭと、
前記ＥＦＥＭに上側から空気流を送るファンフィルターユニットと、
前記ＥＦＥＭで搬送される前記プロセス処理が完了したウェーハに光線を照射するランプとを備える、
半導体製造装置。
［形態２］  
前記光線はパルス光線である、
形態１に記載の半導体製造装置。
［形態３］  
前記ウェーハに２か所以上の位置で光線を照射する、
形態１または２に記載の半導体製造装置。
［形態４］  
前記ランプは、前記ウェーハの上方から光線を照射する、
形態１ないし３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
［形態５］  
前記ランプは、前記ウェーハの下方から光線を照射する、
形態１ないし３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
［形態６］  
前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハが光線を照射される位置で、前記ウェーハの搬送を一旦停止する、
形態１ないし５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
［形態７］  
前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハが光線を照射される位置で、前記ウェーハの高さを調整する、
形態１ないし６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
［形態８］  
前記ウェーハは光線を照射されて８０℃以上２００℃以下に加温される、
形態１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【００５２】
また、図１４に示すように、半導体製造装置１では、ランプ６８が、超音波８０が当たるウェーハ９０の面を照射する位置に配置され、超音波８０が当てられているウェーハ９０を回転させる回転装置、たとえば回転式ウェーハ設置台９６と回転式ウェーハ設置台モータ９８をさらに備えてもよい。前述のように、回転式ウェーハ設置台９６を回転して、ウェーハ９０を回転することにより、ウェーハ９０の表面から遊離された水分子１００の散逸も容易になる。また、小型の振動子５４を用いることができる。小型の振動子５４は、例えば、ウェーハ９０の表面の半径を所定の幅で覆うような細長形状である。すなわち、振動子５４の最大長さ（図１４の左右の長さ）は、ウェーハ９０の直径より短くてよく、振動子５４の面のサイズを小さくできる。また、小型のランプ６８を用いることができる。小型のランプ６８は、例えば、ウェーハ９０の表面の半径を所定の幅で覆うような細長形状である。すなわち、ランプ６８の最大長さ（図１４の左右の長さ）は、ウェーハ９０の直径より短くてよい。また、ランプ６８の照射角を広げる必要がない。
【００５３】
図１４に示すような振動子５４とランプ６８を用い、ウェーハ９０を回転することにより、ウェーハ９０の表面に均一に超音波８０を当て、パルス光８８を照射することができる。なお、ウェーハ９０を回転する回転装置を回転式ウェーハ設置台９６と回転式ウェーハ設置台モータ９８として説明したが、アームの先端に設置されたウェーハ受けを回転するように構成してもよい。また、ウェーハ設置台を水平方向に移動させることにより、図１４に示すような小型の振動子５４とランプ６８を用いて、ウェーハ９０の全面に超音波８０を当て、かつ、パルス光８８を照射するように構成してもよい。
【００５４】
本発明で用いる振動子５４とランプ６８は、リチウムイオン電池の製造においても用いることができる。図１５は、リチウムイオン電池１５０の構造を示す概念図である。リチウムイオン電池１５０は、正極リード１５２に接続する正極１５４と、負極リード１５６に接続する負極１５８との間にセパレータ１６０を挟んで幾重にも巻き上げた構造をしている。ここでセパレータ１６０には、たとえばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４などを含むリチウム塩が使用される。正極１５４、負極１５８あるいはセパレータ１６０の表面に水分が残留すると、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４などのフッ素と反応してフッ化水素酸が生成させる。フッ化水素酸は、電極間の絶縁膜を腐食する。すると電極間の短絡が起こり、火災に繋がりかねない。そのために従来は、ドライルームまたはグローブボックス内でリチウムイオン電池を製造し、処理環境は露点で−５０℃〜−４０℃に管理されていた。しかし、ドライルームを乾燥するにはコストが掛かり、グローブボックスでは作業スペースが制限されて効率が低下していた。
【００５５】
そこで、たとえば図１６に示すように、リチウムイオン電池の製造装置１７０に超音波８０を発する振動子５４とパルス光線８８を照射するランプ６８を備える。リチウムイオン電池の製造装置１７０は、シート状の電極１９０を搬送ローラ１７２で送り、セパレータ１９６の形成された電極１９２を巻き取りローラ１８４に巻き取り、次の工程に送る。搬送ローラ１７２で送られる電極１９０に、塗布装置１７４からＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４などを有機溶媒に溶かしたスラリー１９４を塗布する。次に乾燥装置１７６で電極１９０に塗布されたスラリー１９４を乾燥する。乾燥装置１７６は、たとえば温風器や電気式加熱器等の公知の乾燥装置でよい。乾燥したスラリー１９４をプレス装置１７８で押圧し、セパレータ１９６を形成する。セパレータ１９６を検査装置１８０で検査し、不良品を検出する。不良品と判断された部分には、マーカー１８２でマーキングを行うことが好ましい。
【００５６】
スラリー１９４が塗布される直前の電極１９０の表面に、超音波発生装置５０の振動子５４から超音波８０を当て、また、ランプ６８からパルス光８８を照射することにより、表面の水分を除去することができる。すなわち、ドライルームやグローブボックスが不要となり、コスト低減および作業効率の向上が図れる。なお、超音波だけを当てて、または、パルス光だけを照射してもよい、また、図７に示す超音波発生装置５1を用いて、電極１９２の裏面から超音波を当ててもよく、図８に示すように超音波発生装置５０を用いて表面から超音波を当て、超音波発生装置５1を用いて裏面から超音波を当ててもよい。さらに、図９および図１０に示すように超音波を当てる位置とパルス光を照査する位置が同じ位置の表裏であってもよい。
【００５７】
これまで、リチウムイオン電池の製造装置１７０は、電極１９０、たとえば正電極１５４にセパレータ１９６を形成するものとして説明したが、セパレータの形成された電極１９２にさらに電極、たとえば負電極１５８を形成してもよい。その際には、電極の表面の水分を除去すると共に、セパレータの表面の水分を除去するために、超音波発生装置５０、ランプ６８等を用いることができる。
【００５８】
図１７に振動子５４、５５の内部構造の一例を示す。図１７は、振動子５４、５５の構造を示す構造図であり、（ａ）は振動方向（例えば図３の上下方向）に直交する面での断面図、（ｂ）は（ａ）と直交する断面（例えば図３の紙面）での断面図と超音波発振器５２とを示す。
【００５９】
図１７に示す振動子５４、５５は、複数の振動素子２００と、複数の振動素子２００の上下両端に取り付けられた振動板２０２、２０４とを有する。振動素子２００は、例えば、電圧を加えると力、すなわち変位、に変換される圧電素子でよい。振動素子２００の成形サイズ大きくすると、動作時に、特に空中での動作時では、破損しやすく、直径３００ｍｍの半導体ウェーハの表面積に対応する振動素子２００の製作は困難である。そこで、複数の小さなサイズの振動素子２００を上振動板２０２と下振動板２０４で挟み圧着し、振動子５４、５５を成形する。振動板２０２、２０４は、剛性の高い材料で形成され、例えば金属またはセラミックなどが用いられる。振動素子２００を一対の振動板２０２、２０４で挟持することにより、動作時の振動素子２００の破損を抑えることができる。
【００６０】
図１７に示す振動子５４、５５では、振動素子２００により発生する超音波振動は、上振動板２０２、下振動板２０４に伝わり、振動板２０２、２０４上で均一化される。よって、面状に均一化された超音波８０が得られる。また、上振動板２０２、下振動板２０４で挟むことにより、振動素子２００の動作時の破損を防ぐことができる。なお、図１７では、５つの振動素子２００を有する構成を示しているが、振動素子２００の個数は特に限定されない。また、各振動素子２００の直径は、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍとすると、製造し易く、動作時の破損を防止できるので、好ましい。
【００６１】
図１８に、図１７とは別の振動子５４、５５の内部構造を示す。図１８は、振動子５４、５５の構造を示す構造図であり、（ａ）は振動方向（例えば図３の上下方向）に直交する面での断面図、（ｂ）は（ａ）と直交する断面（例えば図３の紙面）での断面図と超音波発振器５２とを示す。
【００６２】
図１８に示す振動子５４、５５では、複数の振動素子２１０と、複数の振動素子２１０の片端（図１８では下端）に取り付けられた下振動板２１４と、複数の振動素子２１０の片端から離間して（図１８では振動素子２１０の上端の上方）配置された上振動板２１２と、上振動板２１２と下振動板２１４を接続して複数の振動素子２１０を内包する空間を形成する振動側板２１６とを有する。さらに、上振動板２１２と下振動板２１４と振動側板２１６とで囲まれた空間に液体２１８を充填する。
【００６３】
振動素子２１０は、振動素子２００と同様であり、圧電素子でよい。また、振動板２１２、２１４も、振動板２０２、２０４と同様でよい。振動側板２１６は、振動板２１２、２１４と同様に金属やセラミック材料で形成されるが、必ずしも同一の材料で形成される必要はない。充填される液体２１８としては、超音波８０で気泡が発生しにくく、超音波振動エネルギーを上振動板２１４に伝えやすい液体として、粘度、動粘度の大きな液体が好ましい。たとえばジメチルポリシロキサンを主成分とする液体が用いられる。ジメチルポリシロキサンを主成分とする液体は、粘度、動粘度が大きく、熱安定性、酸化安定性に優れ、蒸気圧が低く、難燃性である。液体２１８を充填した空間で振動素子２１０が動作するので、動作時の振動素子２００の破損を抑えることができる。
【００６４】
図１８に示す振動子５４、５５では、振動素子２１０により発生する超音波振動は、充填された液体２１８を介して、上振動板２１２および下振動板２１４に伝わり、面状に均一化される。上振動板２１２から発生する超音波８０が上方の半導体ウェーハ９０に到達する。なお、振動子５４、５５の構造は、ここで説明した構造に限定されるものではない。
【００６５】
以下、本明細書及び図面で用いた主な符号をまとめて示す。
１、２  半導体製造装置
１０  ＥＦＥＭ
１２  フレーム
１４  ロードポート
１６  ロードロック室
１７  ウェーハ設置台
１８  ロボット
１９  アーム
２０  ファンフィルターユニット
２２  駆動モータ
２４  ファン
２６  フィルター
３０  プロセス装置
４０  ＦＯＵＰ（ウェーハ搬送用密閉型容器）
４２  ドア
５０、５１  超音波発生装置
５２  超音波発振器
５４、５５  振動子
５６  開口
５８、５９  ケーブル
６０  反射板
６２  開口
６５  パルス光発生装置
６６、６８  ランプ
６７  開口
６９  反射板
７０  クリーンルーム空気
７２  清浄空気
７４  空気境界層
８０  超音波
８２  定在波の節
８４  定在波の腹
８６、８８  パルス光線
９０  ウェーハ
９６  回転式ウェーハ設置台（回転装置）
９８  回転式ウェーハ設置台モータ（回転装置）
１００  水分子
１０２  反応生成物
１５０  リチウムイオン電池
１５２  正電極リード
１５４  正電極
１５６  負電極リード
１５８  負電極
１６０  セパレータ
１７０  リチウムイオン電池の製造装置
１７２  搬送ローラ１７４  塗布装置
１７６  乾燥装置
１７８  プレス装置
１８０  検査装置
１８２  マーカー
１８４  巻き取りローラ
１９０  （シート状の）電極
１９２  セパレータの形成された電極
１９４  スラリー
１９６  セパレータ
２００、２１０  振動素子
２０２、２１２  （上）振動板
２０４、２１４  （下）振動板
２１６  振動子側板
２１８  液体
【図１】
2018030255.tif 000003
【図２】
2018030255.tif 000004
【図３】
2018030255.tif 000005
【図４】
2018030255.tif 000006
【図５】
2018030255.tif 000007
【図６】
2018030255.tif 000008
【図７】
2018030255.tif 000009
【図８】
2018030255.tif 000010
【図９】
2018030255.tif 000011
【図１０】
2018030255.tif 000012
【図１１】
2018030255.tif 000013
【図１２】
2018030255.tif 000014
【図１３】
2018030255.tif 000015
【図１４】
2018030255.tif 000016
【図１５】
2018030255.tif 000017
【図１６】
2018030255.tif 000018
【図１７】
2018030255.tif 000019
【図１８】
2018030255.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月25日(2018.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置に関する。特に、ＥＦＥＭ内で搬送されるウェーハへの水分の付着を防止する半導体製造装置に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
未処理のウェーハ９０を複数枚収納したＦＯＵＰ４０は、ＥＦＥＭ１０のロードポート１４に載置される。ロードポート１４に載置されると、ＦＯＵＰ４０のドア４２が開かれ、ＦＯＵＰ４０内とＥＦＥＭ１０内とが連通すると共に、ＦＯＵＰ４０内からウェーハ９０を取り出せる状態となる。ＦＯＵＰ４０には、複数枚のウェーハ９０を収納するための棚が設けられ、各棚からウェーハ９０を取り出し、各棚へウェーハ９０を置くことができる。プロセス装置３０でプロセス処理されたウェーハ９０は、ＦＯＵＰ４０内に戻される。所定枚数のプロセス処理済みウェーハ９０が収納されると、ドア４２が閉じられ、ＦＯＵＰ４０内は窒素等の不活性ガスで充填される。その後、ロードポート１４から次工程あるいは一時保管のために移送される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
次に、半導体製造装置１におけるウェーハ９０の移送について説明する。プロセス処理をされるウェーハ９０を複数枚収納したＦＯＵＰ４０は、ＦＯＵＰ搬送手段（不図示）にてロードポート１４に載置される。ＦＯＵＰ４０は、不活性ガスが充填されている。ＦＯＵＰ４０がロードポート１４に載置されると、ドア４２が開けられる。ロボット１８を用いてドア４２の開閉を行うようにするとよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ここで、図４のように超音波８０の超音波周波数を変化させるのが好ましい。例えば、超音波８０の周波数を３８ｋＨｚから３３ｋＨｚに０．０５秒間で変化させて、定在波の波長を長くする。定在波の波長が長くなることにより、節８２の部分がウェーハ９０表面から遠ざかる。すると、ウェーハ９０表面から遊離した水分子１００が、節の移動に追従する。その結果、水分子１００は、ウェーハ９０の表面から遠ざかる。次に、超音波８０の周波数を瞬時に３８ｋＨｚに戻す。すると、定在波の節８２に位置する水分子１００は、節８２の動きに追従できずに取り残され、定在波の腹８４あるいは腹８４に近い部分に位置することになる。その後、水分子１００は節８２に移動するので、水分子１００の一部はウェーハ９０の表面から２つ目の節８２に移動するものと考えられる。この超音波の周波数を鋸状に変える動きを繰り返すと、水分子１００は、ウェーハ９０の表面から遠ざかる。そこで、ウェーハ９０に超音波を当てるのを止めても、あるいは、超音波の定在波が崩れても、水分子１００がすぐにウェーハ９０の表面に付着することを防ぐことができる。すなわち、その間にウェーハ９０を移動すればよい。ここで、周波数を瞬時に高くするときの「瞬時」とは、たとえば、周波数を低くするのに要した時間より短い時間であればよい。周波数の変化速度が速ければ、それだけ水分子１００が節８２の移動に追従しにくくなるからである。典型的には、波長を短くしたことによる節８２の移動に水分子１００がほとんど追従できないように周波数を高くするような時間である。図４の波形の周波数変化を例に説明する。たとえば、音速を３４０ｍ／秒とすると、超音波の波長は３ＭＨｚで１１３μｍ、１ＭＨｚで３４０μｍである。すると定在波の周波数を３ＭＨｚと１ＭＨｚの間で変化させたときの節８２の移動距離は５７μｍとなる。３ＭＨｚから１ＭＨｚに変化する時間を１０ｍｓｅｃ、１ＭＨｚから３ＭＨｚに戻る時間を１０μｓｅｃとすると、この周波数変化での節の移動速度はそれぞれ５．７ｍｍ／ｓｅｃ、５．７ｍ／ｓｅｃとなる。節８２の部分に集められた水分子１００は、周波数を３ＭＨzから１ＭＨｚに変化させたときに、５．７ｍｍ／ｓｅｃの速度でウェーハ９０の表面から遠ざかることになる。また、周波数を１ＭＨｚから３ＭＨｚに変化させたときには、節８２の移動速度は５．７ｍ／ｓｅｃと水分子１００が追従しにくい速さとなる。したがって、水分子１００は、節８２の移動に追従できずに、取り残されると考えられる。この周波数変化を繰り返すことにより、水分子１００をウェーハ９０の表面から遠ざける。上記の超音波周波数の値、周波数の変化時間は、ウェーハの表面状態、付着した水分子の量等により、調整することが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図７に、図３に示した超音波発生装置５０とは別の超音波発生装置５１を示す。超音波発生装置５１は、超音波発振器５２と、ウェーハ９０を載置すると共に、超音波発振器５２で発生した高周波電力から超音波８０を発生する振動子５５と、超音波発振器５２で発生した高周波電力を振動子５５に伝えるケーブル５９を有する。また、振動子５５上のウェーハ９０と対面するように反射板６０を有する。超音波発生装置５１では、振動子５５の超音波振動がウェーハ９０に伝わり、ウェーハ９０と反射板６０との間に超音波周波数の定在波を生ずる。反射板６０は、振動子５５上のウェーハ９０から発生した超音波を反射すればよく、ウェーハ９０と対向する面が平面で、ウェーハ９０と平行に配置される。反射板６０の板厚や材質は、超音波８０を反射する剛性を有していればよく、特に限定はされない。一つの超音波発振器５２と複数の振動子５５を有しても良いのは、超音波発生装置５０と同じである。また、反射板６０においても、開口６２を設けて、水分を散逸させることが好ましい。半導体製造装置１では、超音波発生装置５０に代えて超音波発生装置５１を備えることでもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図１１に、超音波発生装置５０に代えてパルス光発生装置６５を備える半導体製造装置２の断面図を示す。半導体製造装置２は、超音波発生装置５０に代えてパルス光発生装置６５を有する他は、図１および図２に示す半導体製造装置１と同じである。パルス光発生装置６５は、ウェーハ９０にパルス光線８６を上方から照射しても、下方から照射しても良く、また、半導体製造装置２は複数のパルス光発生装置６５を備えても良い。あるいは、一台のパルス光発生装置６５が複数のランプ６６を有しても良い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図１７に示す振動子５４、５５は、複数の振動素子２００と、複数の振動素子２００の上下両端に取り付けられた振動板２０２、２０４とを有する。振動素子２００は、例えば、電圧を加えると力、すなわち変位、に変換される圧電素子でよい。振動素子２００の成形サイズを大きくすると、動作時に、特に空中での動作時では、破損しやすく、直径３００ｍｍの半導体ウェーハの表面積に対応する振動素子２００の製作は困難である。そこで、複数の小さなサイズの振動素子２００を上振動板２０２と下振動板２０４で挟み圧着し、振動子５４、５５を成形する。振動板２０２、２０４は、剛性の高い材料で形成され、例えば金属またはセラミックなどが用いられる。振動素子２００を一対の振動板２０２、２０４で挟持することにより、動作時の振動素子２００の破損を抑えることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
以下、本明細書及び図面で用いた主な符号をまとめて示す。
１、２  半導体製造装置
１０  ＥＦＥＭ
１２  フレーム
１４  ロードポート
１６  ロードロック室
１７  ウェーハ設置台
１８  ロボット
１９  アーム
２０  ファンフィルターユニット
２２  駆動モータ
２４  ファン
２６  フィルター
３０  プロセス装置
４０  ＦＯＵＰ（ウェーハ搬送用密閉型容器）
４２  ドア
５０、５１  超音波発生装置
５２  超音波発振器
５４、５５  振動子
５６  開口
５８、５９  ケーブル
６０  反射板
６２  開口
６５  パルス光発生装置
６６、６８  ランプ
６７  開口
６９  反射板
７０  クリーンルーム空気
７２  清浄空気
７４  空気境界層
８０  超音波
８２  定在波の節
８４  定在波の腹
８６、８８  パルス光線
９０  ウェーハ
９６  回転式ウェーハ設置台（回転装置）
９８  回転式ウェーハ設置台モータ（回転装置）
１００  水分子
１０２  反応生成物
１５０  リチウムイオン電池
１５２  正電極リード
１５４  正電極
１５６  負電極リード
１５８  負電極
１６０  セパレータ
１７０  リチウムイオン電池の製造装置
１７２  搬送ローラ
１７４  塗布装置
１７６  乾燥装置
１７８  プレス装置
１８０  検査装置
１８２  マーカー
１８４  巻き取りローラ
１９０  （シート状の）電極
１９２  セパレータの形成された電極
１９４  スラリー
１９６  セパレータ
２００、２１０  振動素子
２０２、２１２  （上）振動板
２０４、２１４  （下）振動板
２１６  振動子側板
２１８  液体
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハをプロセス処理するプロセス装置と、
前記ウェーハを供給し、プロセス処理が完了した前記ウェーハを収納するＦＯＵＰと、
前記ＦＯＵＰと前記プロセス装置の間で前記ウェーハを移送するＥＦＥＭと、
前記ＥＦＥＭに上側から空気流を送るファンフィルターユニットと、
高周波電力を発生する超音波発振器と、
前記超音波発振器で発生した高周波電力から超音波を発生して、前記ＥＦＥＭで搬送される前記プロセス処理が完了したウェーハに当てる振動子とを備え、
前記超音波発振器は、前記超音波の周波数を所定の時間で、ある周波数から別の周波数に低下させ、前記所定の時間より短い時間で、前記別の周波数から低下前の周波数に上昇させる、
半導体製造装置。
【請求項２】
前記振動子を複数備える、
請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記振動子は、前記ウェーハの上方から超音波を当てる、
請求項１または２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記ＥＦＥＭでは、振動子上にウェーハを載置し、前記ウェーハの上方に超音波を反射する反射板を備える、
請求項１または２に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハが超音波を当てられる位置で、前記ウェーハの搬送を一旦停止する、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記ＥＦＥＭは、前記ウェーハが超音波を当てられる位置で、前記ウェーハの高さを調整する、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記ウェーハにパルス光線を照射するランプをさらに備える、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記超音波が当てられている前記ウェーハを回転させる回転装置をさらに備える、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項９】
前記ランプが、前記超音波が当たる前記ウェーハの面を照射する位置に配置される、
請求項７に従属する請求項８に記載の半導体製造装置。
【請求項１０】
前記振動子は、圧電素子で形成された複数の振動素子と、前記複数の振動素子を振動方向の両端で挟持する一対の振動板とを有する、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項１１】
前記振動子は、圧電素子で形成された複数の振動素子と、前記複数の振動素子の振動方向の一端に取り付けられた振動板と、前記複数の振動素子の振動方向の他端から離間して配置された振動板と、前記２つの振動板を接続して前記複数の振動素子を内包する空間を形成する振動側板と、前記空間を充填する液体とを有する、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【国際調査報告】
2018030255.tif 000021
2018030255.tif 000022
2018030255.tif 000023
2018030255.tif 000024