ウエハー除電 No.4
ウエハー除電
除電の概要
搬送途中の接触・摩擦によって発生した静電気を取り除く
ことで静電破壊を防止します。また、ウエハーの帯電によ
って生じるホコリやチリの付着を防止します。
従来までの問題点と対策方法
従来の問題点
除電器による対策が取られていましたが、一般的にクリーンタイプの除電器は、エア流量が少量に抑えら
れており、除電速度が遅くなるケースがありました。また、除電器を設置することでクリーンルーム内の
層流を乱す問題もありました。
対策方法
クリーンルーム内で使用することを想定した、 リーンモデル SJ-HV シリーズによって除電時間と乱流化
ク
の問題を解決することができます。
キーエンスのノウハウ
SJ-HV シリーズ＋層流アシストパーツで
秘 クリーン除電！！
テ ク ニッ ク
SJ-HV シリーズは I.R.G.構造と Dual I.C.C.機能によって従来比 5 倍の除電時間を達成しました。 リ
ク
ーンルーム内でも高速除電が可能です。
また、クリーンルーム内での使用を想定し、層流をサポートする専用アシストパーツをご用意しまし
た。アシストパーツを装着することでクリーンルームのダウンフロー下でも層流を乱すことなく除電
できます。
層流アシストパーツ
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【事例 ３】 エッチング/ＣＶＤ装置など、クリーンルーム内での温度データ収集
クリーンルーム内における各種製造装置の状況をモニタリング
します。
《使用機器》
PC リンク型高機能レコーダ ＧＲ-3500
《メリット》
◆ ２５６ＭＢのＣＦメモリカード（専用オプション）で長時間の
計測データを保存できます。電子データによるペーパー
レス記録なので、高価な無塵紙は不要です。
◆ クリーンルームの外から、ＬＡＮによる波形モニタリング
や収集開始～終了の制御が可能です。
【事例 ４】 ダイボンダの動作精度モニタリング
変位センサとの併用で、ステージの動作精度を測定し、ガタや
オーバーシュートの解析をします。
《使用機器》
ﾓﾊﾞｲﾙ型ﾃﾞｰﾀ収集ｼｽﾃﾑ NR-2000/NR-1000
《メリット》
◆ システム手帳サイズの小型/軽量、しかもバッテリー駆動
なので、気軽に現場へ計測器を持ち出す事ができます。
◆ ３．７型液晶モニタ搭載で、パソコンなしで簡単にデータ収
集できます。収集後のデータは、ＣＦメモリカードへ保存
し、事務所のパソコンで編集/解析が可能です。
マルチ入力システム 業界にマッチする多彩な機能
・Ｒｏｂｕｓｔメモリ機構［業界初］
目的に応じて計測ユニットの組合せは自由自在
・２ＷＡＹバックライト付液晶モニタ
・楽々操作リモコン
・２５６点多ＣＨ入力対応
・大容量１ＧＢメモリ
・ＬＡＮ＆お知らせメール対応
・超高速Ｅｘｃｅｌデータ転送
キーエンス APSULT 事業部
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異物 不 着
異物付着防止の決定版
異物付着防止方法
異物付着の対策方法として以下の2つの方法があります。
A クリーン化
環境に存在するパーティクル数を減少し、異物付着の根源を無くします。
B 静電気対策
異物付着の原因である静電気を除去することで、環境に存在する異物が付着しなく
なります。
この2 点について詳しく説明していきます。
A クリーン化
1環境内のパーティクル数を減少させるために、様々な現場でクリーンルームを作成して
います。各種の工業用クリーンルームのことをICR（Industrial Clean Room）といい、
基本的な手法として、以下の混合形式と押し出し形式の2 点があります。
【混合形式】
室内の汚染された空気に清浄な空気を混合して汚染濃度を薄める形式です。室内の汚染源から飛散
した微粒子は室内全般に拡散しますが、平均濃度は減少します。この形式は、比較的清浄度の低いク
リーンルームに用いられます。
【押し出し形式】
室内の気流を平行な状態に保ちながら清浄な空気で置き換える形式です。特徴としては、汚染源に対
して清浄な空気を層流で送ります。押し出し形式では、微粒子は拡散することなく速やかに室外に排
除されます。この形式は、汚染発生源の下流側以外のところでは高い洗浄度が得られることから、高
い洗浄度が要求されるクリーンルームに用いられます。
しかし、異物の少ない環境を作り出すことは可能ですが、静電気を除去しない限り壁や天井にも異物
が溜まり、完璧な対策とはいえません。結果として異物付着を防止することはできません。
ちなみに、一般的にクリーン度を示す等級は、以下のような規格によって定められてい
ます。
表：洗浄度クラスの上限濃度 （単位：個/㎡）
結論
根本的だが 簡単に実 施出来ず、
後付け対策としては困難！！
3
13
日本語 英 語 中国語
空気だまり Air-lock
くさび Wedge
く︱ 屈折 Refraction
け 駆動装置 Driving gear
組み立て Assembly
組立公差 Fitting tolerance
組立図 Assembly drawing
組立ライン Assembly line
クライアント Client
クラス４ Class 4
クラック Crack
クラッシュ Crush
グラフ Graph
クランク Crank
クランプ Clamp
クリアランス Clearance
クリープ Creep
クリーンルーム Clean room
繰り返し応力 Repeated stress
繰り返し精度 Repeatability
繰り返し疲労 Cyclic fatigue
グリス Lubrication oil/Grease
グリッド Grid
グループ化／グループ化解除 Grouping/Cancel the group
グレー処理 Grayscale processing
クレーン Crane
クロマトグラフィ Chromatography
計器 Metering instrument
計器誤差 Gauge tolerance
軽金属 Light metal
Q 24 熱転写プリンタ用のラベルを選ぶ際はどのような点に
注意すればよいですか？
熱転写プリンタ用のラベルは、
その使用環境にあわせた基材を選択する必要があります。
熱転写プリンタ用のラベル基材としては、
以下の種類があります。
コート紙
紙基材のラベルで、印字特性に優れています。耐環境性が要求されない場合に多く使
用されます。
フィルム基材のラベルに比べ安価です。
合成紙
合成紙はプラスチック フィルム基材に印刷特性の良いコート層を設け、
・ 紙のように印
刷しやすくしたもの。最近使用が増えたものとしてユポ紙があります。耐候性（雨や太
陽光にも耐えうる）に優れたラベルです。
塩化ビニル・フィルム
耐候性に優れたラベル。
耐熱ラベルとしては使用できません。
ポリエステル・フィルム（ＰＥＴ）
フィルム基 材のラベルで、耐環境性に優れています。特に耐熱性が高く、 大約１
最 ５
０℃に耐えます。通常は、白色顔料を練り込んだもの（白色のラベル）が使用されます
が、アルミ蒸着により銀色に加工したラベルも使用されています。 このラベルは銀色
であるため、バーコードリーダにとってあまり読み取りやすいといえません。使用する
上では十分な読み取り確認が必要です。
ポリイミド・フィルム
ポリエステル フィルムに比べ、
・ さらに耐熱性に優れたラベルです。最大約３００℃の環
境で使用できます。 耐薬品性にも優れています。
セラミックラベル
熱を加えることで、ラベルの成分が被着体と焼結し、
強固に接着します。焼結されたラ
ベルは、耐熱性、耐薬品性、耐候性に優れたラベルになります。一度熱処理が入る工
程、例えば特殊ガラス製品製造、金属部品熱処理工程、セラミック製品製造において
使用されます。
クリーンルーム
ラベルの種類 耐 熱性 耐候性 耐薬品性 コスト
での使用
× × ×
コート紙 × 安
× ○ ×
ユポ紙 ○
× ○ ×
塩化ビニル・フィルム ○
○ ○ ○
ポリエステル・フィルム ○
（150℃）
○ ○ ○
ポリイミド・フィルム ○
（300℃）
○
○ ○
セラミック・ラベル − 高
（450∼1000℃）
※フィルム系のラベルは、
破れた時にダストが出ない為、クリーンルームでも使用できます。
ただし、クリーンルームで使用する際は、ラベルの台紙についても無塵紙を使用する必要があります。
※耐候性とは、
雨や太陽光に対する耐性を示します。
6
Ｎｏ．５ ラベルの選定（サーマルプリンタの場合）
バーコードラベルは使用環境や用途に応じたものを選ぶ必要があります。
①とにかく安価にしたい！
コート紙がおすすめ
耐環境性が要求されない場合
②クリーンルームで使用したい！
ユポ紙・塩化ビニルフィルム・
無塵紙である必要がある場合
ポリエステルフィルムなどがおすすめ
③屋外で使用したい！
塩化ビニルフィルム・アルミラベル・
耐候性（雨や太陽光に対する耐性）に優れたラベル
ポリエステルフィルムなどがおすすめ
が必要である場合
④高温の環境で使用したい！
ポリイミドフィルム・セラミックラベル
耐熱性に優れたラベルが必要である場合
などがおすすめ
※ラベルによって耐熱温度が異なります。
⑤薬品を扱う環境で使用したい！
ポリイミドフィルム・セラミックラベル
耐薬品性に優れたラベルが必要である場合
などがおすすめ
１６
静電気実証資料 1 針汚れ（連続写真） 編
Ｖｏｌ．
除電器は使用していくにつれ、針先に汚れが付着します。針先が汚れると、除電能力が低下し、具体的には
除電速度が遅くなり、イオンバランスも0Vからずれます。針先に汚れがどのように付着していくのか実証しま
す。
除電器を24時間・約40日間稼動させ、除電速度の経時変化と針先の様子を観察しました。実証結果
は、以下の通りです。
【経時変化による除電速度と針先汚れの変化】
SJ-H(シースエアガイド構造)
20日 40日
新品状態 5日 10日 15日
110
100
90
従来機種
80
除電速度減少率(％)
SJ-H
70
60
50
40
30
20
10
0
0 10 20 30 40 50
経過時間(日)
従来機種
新品状態 5日 10日 15日 20日 40日
従来機種は、針先が汚れていくにつれ除電時間が遅くなります。約2週間程度で除電速度は、新品状態
の30％まで遅くなりました。
また、従来機種は汚れが付着するのに対し、SJ-Hには汚れが付着しません。これは、SJ-Hの針先が
シースエアガイド構造で、汚れの原因物質を針先に近づけないからです。
■針汚れの原因
・物理的要因
針先に高電圧をかけるため、空気中のパーティクルがクーロン力（引力）の影響で付着します。
→ クリーンルーム内であれば、パーティクルがほぼ存在しないため、物理的要因による針汚れ
は防止することが出来ます。
・化学的要因
空気中に存在するシロキサン分子が針先で酸化され二酸化珪素（SiO2）を生成します。
→ 一般的に建材の充填材にシロキサンが使用されているため、クリーンルーム内であってもシ
ロキサンが存在します。
株式会社キーエンス
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Ionizing technology 微粒子の運動とコンタミネーション編 No.2
概要
フィルタ技術の進歩によって、クリーンルーム内に供給される空気中には粒径の大きなパーティクルはほ
とんど存在しません。ところがクリーンルーム内においては、種々の製造装置から微粒子は発生しますの
で、それがデバイスの歩留まり低下など様々な障害の原因となっています。
このため、浮遊微粒子とワークへの付着に関しては様々な研究がなされました。その結果、浮遊微粒子の
付着現象の起因する物理的因子としては重力、ブラウン運動、静電気力の三つが強いということがわかり
ました。特に数μm 以下の大きさの微粒子に関しては、静電気力の影響が他の二つの因子に比べてはるか
に大きいということがわかっています。
ここでは静電気力を中心に、微粒子の運動について説明します。
浮遊パーティクルに作用する静電気力
電界中の浮遊微粒子にはクーロン力、影像力、グレーディエント力の三種類の静電気力が働きます。
ただ、グレーディエント力は物体間の距離に関係なくクーロン力や影像力と比較すると著しく小さいので、
微粒子付着に関与する静電気力としては、主にクーロン力と影像力を考えます。
物体間の距離が微粒子の粒径の数倍くらいに近づいた場合はクーロン力よりも影像力の方が大きくなりま
すが、それよりも離れた場合、影像力はクーロン力と比較すると無視できるケースが多くなります。
以下クーロン力、影像力、グレーディエント力について説明します。
■クーロン力
二つの点電荷 q1、q2 の間の距離を r とした場合、クーロンの法則により
q1 q2
1 q1q2
F
4 0 r2 帯電物体 帯電物体
距離 r
という電荷量に比例し、距離の二乗に反比例するような力が働きます。この力のことをクーロン力といい、
主に帯電した二つの物体間に働く静電気力になります。
■影像力（鏡像力）
帯電している物体と帯電していない金属導体、あるいは帯電している物体と帯電していない絶縁体との間
に働く静電気力です。静電誘導によって生じた静電気力とも説明できます。
導体
帯電物体
影像力
静電誘導によって帯電物体とは逆の極性の電荷が生じる
■グレーディエント力（電界勾配力）
電荷をもたない物体を引き付ける力のことです。
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Ionizing technology 微粒子の運動とコンタミネーション編 No.2
概要
フィルタ技術の進歩によって、クリーンルーム内に供給される空気中には粒径の大きなパーティクルはほ
とんど存在しません。ところがクリーンルーム内においては、種々の製造装置から微粒子は発生しますの
で、それがデバイスの歩留まり低下など様々な障害の原因となっています。
このため、浮遊微粒子とワークへの付着に関しては様々な研究がなされました。その結果、浮遊微粒子の
付着現象の起因する物理的因子としては重力、ブラウン運動、静電気力の三つが強いということがわかり
ました。特に数μm 以下の大きさの微粒子に関しては、静電気力の影響が他の二つの因子に比べてはるか
に大きいということがわかっています。
ここでは静電気力を中心に、微粒子の運動について説明します。
浮遊パーティクルに作用する静電気力
電界中の浮遊微粒子にはクーロン力、影像力、グレーディエント力の三種類の静電気力が働きます。
ただ、 レーディエント力は物体間の距離に関係なくクーロン力や影像力と比較すると著しく小さいので、
グ
微粒子付着に関与する静電気力としては、主にクーロン力と影像力を考えます。
物体間の距離が微粒子の粒径の数倍くらいに近づいた場合はクーロン力よりも影像力の方が大きくなりま
すが、それよりも離れた場合、影像力はクーロン力と比較すると無視できるケースが多くなります。
以下クーロン力、影像力、グレーディエント力について説明します。
■クーロン力
二つの点電荷 q1、q2 の間の距離を r とした場合、クーロンの法則により
q1 q2
1 q1q2
F
4 0 r2 帯電物体 帯電物体
距離 r
という電荷量に比例し、 離の二乗に反比例するような力が働きます。 の力のことをクーロン力といい、
距 こ
主に帯電した二つの物体間に働く静電気力になります。
■影像力（鏡像力）
帯電している物体と帯電していない金属導体、あるいは帯電している物体と帯電していない絶縁体との間
に働く静電気力です。静電誘導によって生じた静電気力とも説明できます。
導体
帯電物体
影像力
静電誘導によって帯電物体とは逆の極性の電荷が生じる
■グレーディエント力（電界勾配力）
電荷をもたない物体を引き付ける力のことです。
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Ionizing technology コンタミネーション防止編 No.2
概要
製品表面の微粒子付着を防止するためには、以下の 2 つの方法があります。
①気流制御により製品近傍雰囲気の清浄度を上げる
②製品およびその周辺の帯電を防止または除去する
しかし、①の「気流制御により製品近傍雰囲気の清浄度を上げる」方法では、クリーンルームだけの
清浄度を向上し続けることは可能であっても、人やロボット、製造装置が入った稼動状態の雰囲気の
清浄度は頭打ちになります。
微粒子の付着防止に関しては、②の「製品およびその周辺の帯電を防止する」ことが非常に重要に
なります。ここでは、②の「製品およびその周辺の帯電を防止する」方法を中心に、異物付着の
効果的な防止方法について説明します。
人に関する静電気対策
デバイスの製造ラインなどの作業環境を静電気的に望ましいものとするためには、導電性のテーブル、
フロア、リストストラップ、導電性靴などを適切に使用して、金属容器や導電性袋あるいは人体の
ような導電体の帯電を素早く除去する必要があります。電荷を取り除くスピードは
C：静電容量[F] R：経路抵抗[Ω] ｔ ：時間[s]
V = V0exp [-t/(RC)] V：時間ｔにおける帯電物体の電圧[V]
V0：t=0における帯電物体の初期電圧[V]
で与えられます。
作業者に伴う帯電を扱う場合には、作業者自身の帯電と作業者の着衣による帯電を区別して考える必要が
あります。
（ⅰ）人体接地
通常の作業を行っている状態において、人体の帯電は容易に 2kV 以上に帯電します。人体は導体のため、
リストストラップや静電靴による接地を行うことで帯電状態を防ぐことができます。
（ⅱ）作業服の帯電防止
作業服が帯電すると、結果として人体の帯電と等価になります。人体の帯電防止には帯電防止作業服の
着用は不可欠となります。目安として、106Ω・cm 以下の作業服の使用が適正とされています。また
クリーンルーム内では作業服も含め発塵があってはいけません。作業服だけでなく、手袋や履物に関して
も帯電防止用のものを着用する必要があります。
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