JP2005005169A

JP2005005169A - α線を用いた除電装置

Info

Publication number: JP2005005169A
Application number: JP2003168582A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Omi; 忠弘大見; Hitoshi Naito; 均内藤; Makoto Moriguchi; 誠森口; Kenji Ueda; 建治上田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】α線照射により電離生成される雰囲気イオンの内、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオンを効率よく除電対象物表面に接触させることを可能としたα線を用いた除電装置を提供すること。
【解決手段】遮蔽箱（１０）内におけるα線照射により電離生成された雰囲気イオンを、イオン放出用開口（１００）から遮蔽箱外へと放出して除電対象物（Ｍ）に接触させることにより、除電対象物の帯電電荷を中和するようにしたα線を用いた除電装置において、遮蔽箱（１０）内にイオン吸引電極として機能する導体を設ける。この例では、遮蔽箱（１０）全体がアルミニウム（導体）で構成されており、遮蔽箱（１０）の内壁面が導体として機能する。そして、導体の電位を遮蔽箱内残留イオンの電荷極性と反対極性の所定電位に設定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、半導体ウェハや液晶用ガラス基板等の製造過程で製品表面に発生する静電気をα線照射により生成される雰囲気イオンを用いて除電するようにしたα線を用いた除電装置に係り、特に、製品表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオンを効率よく製品表面に接触させるようにしたα線を用いた除電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハ、液晶用ガラス基板、磁気ディスク・光ディスク用基板、プリント基板、各種フィルム等の製品の製造過程にあっては、部品間摩擦等によりその表面に帯電（静電気）が生じることが知られている。このようにして生じる帯電は、半導体ウェハであれば素子の破壊、製品の性能劣化或いはゴミ（微粒子）の付着による表面汚染の要因ともなり得る。
【０００３】
そこで、昨今では、このような帯電の除去装置として、雰囲気イオン化源を用いた除電装置が種々用いられるようになっている。例えば、イオン放出用開口を残して周囲を閉ざされた遮蔽箱と、この遮蔽箱内に収容される１又は２以上の雰囲気イオン化源とを有し、各雰囲気イオン化源により電離生成される雰囲気イオンをイオン放出用開口から放出して除電対象物に接触させるようにした除電装置が知られている。イオン化源としては、コロナ放電のためのタングステン電極、紫外線放射のためのＵＶランプ、或いは軟Ｘ線照射のための軟Ｘ線放電管等が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
コロナ放電を用いる除電装置では、タングステン電極に高電圧を印加することによって、所定強度以上の電界を電極先端部に発生させる。これにより、雰囲気中にイオンを発生させ、このイオンにより除電対象物表面の帯電（電荷）を中和する。
【０００５】
また、紫外線を用いる除電装置は、ＵＶランプにより紫外線を雰囲気中に照射し、これにより雰囲気中の分子がイオン化される作用を利用したものであり、雰囲気としては、例えば窒素ガスが使用される。
【０００６】
また、軟Ｘ線を用いたものは、軟Ｘ線放電管を使用して軟Ｘ線を雰囲気中に照射するものであり、これにより雰囲気中の分子をイオン化するものである。
【０００７】
ところで、上述の除電装置のうち、コロナ放電、紫外線を用いる除電装置にあっては、除電対象物の損傷の要因となるオゾンが発生するといった問題があり、また、コロナ放電、紫外線及び軟Ｘ線を用いる除電装置にあっては、メンテナンスが煩雑でかつ寿命の比較的短いタングステン電極やＵＶランプ、放電管等を用いらなければならないといった問題があるため、利用に踏み切り難いという欠点が指摘されており、昨今では、α線を使用した除電装置が提案されるに至っている。
【０００８】
α線を用いた除電装置では、一般には、α線源としてのアメリシウム又はポロニウムの薄片が遮蔽箱内に設置される。この薄片からは常時α線が照射され、これにより、雰囲気中にイオンが電離生成される。
【０００９】
このα線を用いた除電装置では、メンテナンスが煩雑でかつ寿命の比較的短いという欠点を有する放電管等に代えて、半減期の長い（寿命の長い）α線源（雰囲気イオン化源）が用いられており、またオゾンが発生される虞もないため、製品の汚染回避やメンテナンスの容易さといった点で有利であり、昨今、様々なものが提案されている（例えば、特許文献２，３参照）
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１７６６９１号公報
【特許文献２】
特開平７−４５２９７号公報
【特許文献３】
特開平７−２１１４８３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のα線を用いた除電装置にあっては、除電対象物表面の帯電電荷とのクーロン力によって、α線照射により生成される雰囲気イオンの内、逆極性の雰囲気イオンが帯電電荷に引き寄せられて帯電電荷の中和が行われている。このため、これが所定時間継続されると、除電対象物表面近傍には、帯電電荷と同極性の雰囲気イオンが過剰に残留し、その結果、除電対象物表面の帯電電荷に新たに引き寄せられるべき（除電に寄与する）逆極性の雰囲気イオンが、そのように過剰に残留した雰囲気イオンに先に吸着されてしまい、除電対象物表面の帯電電荷に接触されにくくなるという事態が生じることが知見されている。
【００１２】
図６は、上記のような従来のα線を用いた除電装置における問題点を解説するための模式図である。同図において、符号ａはα線遮蔽箱を、符号ｂはα線源を、符号ｃは除電対象物をそれぞれ示している。また、黒丸（●）はプラスの電荷を有する雰囲気イオンを、白丸（○）はマイナスの電荷を有する雰囲気イオンをそれぞれ示しているものとする。同模式図に示されるように、例えば、除電対象物ｃの表面がプラスに帯電されている場合、α線照射により生成された雰囲気イオンの内、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性のマイナスの電荷を有する雰囲気イオンは、除電対象物表面に引き寄せられ、これにより、帯電電荷の中和が行われる。この結果、同図符号ｄの”囲み”で示されるように、帯電電荷と同極性のプラスの電荷を有する雰囲気イオンが余剰となってイオン放出用開口付近に存在することとなる。結果、除電対象物表面の帯電電荷に新たに引き寄せられるべきマイナスの極性を有する雰囲気イオンが、そのように過剰に残留したプラス極性の雰囲気イオンに先に吸着されてしまい、除電対象物表面の帯電電荷に接触されにくくなるという事態が生じる。
【００１３】
加えて、このように、帯電電荷と同極性の雰囲気イオンが過剰に残留した状態が維持され続けると、残留イオンが除電対象物表面に付着して再び帯電させてしまうという虞がある。
【００１４】
この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、α線照射により電離生成される雰囲気イオンの内、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオンを効率よく除電対象物表面に接触させることを可能としたα線を用いた除電装置を提供することにある。
【００１５】
この発明のさらに他の目的乃至作用効果については、以下の明細書の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のα線を用いた除電装置は、遮蔽箱内におけるα線照射により電離生成された雰囲気イオンを、イオン放出用開口から遮蔽箱外へと放出して除電対象物に接触させることにより、除電対象物の帯電電荷を中和するようにしたα線を用いた除電装置を前提とする。
【００１７】
特徴的な点は、遮蔽箱内に残留イオンを吸引する導体を設けたことにある。
【００１８】
『導体を設けた』とあるが、遮蔽箱が導体で構成されている場合には、遮蔽箱そのものを導体とすることもできる。
【００１９】
『残留イオン』とは、除電対象物の帯電電荷と雰囲気イオンとの中和が行われた結果、余剰となった雰囲気イオン、すなわち除電対象物の帯電電荷と同極性の電荷を有する雰囲気イオンを意味している。
【００２０】
このような構成によれば、α線照射により電離生成される雰囲気イオンの内、除電対象物表面の帯電電荷と同極性の雰囲気イオンを導体で吸引して除電対象物表面近傍から速やかに除去することができ、結果、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオンを効率よく除電対象物表面に接触させることが可能となる。
【００２１】
本発明のα線を用いた除電装置において、好ましくは、導体は遮蔽箱内におけるイオン放出用開口の奥方に設けられ、接地される。
【００２２】
このような構成によれば、接地された導体と帯電した除電対象物との間にはイオン放出用開口を通り抜けるようにして電界が形成され、導体と除電対象物との間に存在する残留イオンは導体へと吸引されて遮蔽箱の奥方へと進む一方、除電に寄与する極性の雰囲気イオンは帯電している除電対象物へと吸引されていく。すなわち、このような構成によれば、より一層効率良く、除電対象物の帯電電荷と逆極性の電荷を有する雰囲気イオンを除電対象物へと接触させることができる。
【００２３】
本発明のα線を用いた除電装置において、好ましくは、導体は、イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体で、接地される。
【００２４】
『メッシュ形状の導体』は、導体部分と隙間部分とが全体に分散して存在するような導体で、その隙間部分からはイオンが通過し、導体部分は全体が電気的につながっていて１つの導体を形成している。これには、網状の金属や、微小な穴を均一に空けた金属板、細長い金属もしくは金属線を隙間を空けて並べたものなどを含む。
【００２５】
メッシュ形状の導体が『イオン放出用開口を覆う』には、メッシュ形状の導体が、開口を直接覆っている場合や、開口を覆ってはいるが開口とは離れて除電対象物に近い位置にある場合をも含む。
【００２６】
本発明のα線を用いた除電装置において、好ましくは、イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体から接地地点へ流れる電流をモニタする手段を有する。
【００２７】
α線照射により電離生成された雰囲気イオンは、正と負の電荷がそれぞれ等量で生じることから、除電対象物近傍にある残留イオンの電荷量は除電対象物を除電した電荷量と等しい。従ってモニタされる電流は単位時間当たりに除去される残留イオンの電荷量であり、単位時間当たりに除電対象物を除電した電荷量と等量もしくはそれと相関を持った値となる。このように電流値をモニタすることにより、除電した単位時間当たりの電荷量もしくはそれに相関のある電荷量を知ることができる。また、電流値が０もしくは、除電対象物が帯電していないとみなせる場合に流れる電流程度の電流値となれば除電が完了したと判別することもできる。
【００２８】
本発明のα線を用いた除電装置において、好ましくは、イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体であってインピーダンスを介して接地され、その導体の電位をモニタする手段を有する。
【００２９】
このような構成によれば、メッシュ形状の導体の電位をモニタすることにより、既知のインピーダンスの値を用いて換算すれば除電した単位時間当たりの電荷量もしくはそれに相関のある電荷量を知ることができる。電流を測定する必要がなく、電位を測定すればよいので実現が容易となる。また、メッシュ形状の導体の電位が接地電位もしくは、除電対象物が帯電していないとみなせる程度の電位となれば除電が完了したと判別することができる。
【００３０】
本発明のα線を用いた除電装置において、好ましくは、遮蔽箱内におけるイオン放出用開口の奥方に設けられ、残留イオンを吸引する第１の導体と、イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体であって当該位置の電位をモニタするための第２の導体と、を備え、第２の導体の電位をモニタし、その電位の極性に対して逆極性の電位を第１の導体に印加する。
【００３１】
このような構成によれば、残留イオンの存在状態を第２の導体を通じてモニタすることができ、モニタ結果に応じた逆極性の電位を第１の導体に印加することができる。すなわち、第１の導体に対して残留イオンを吸引するための電位を積極的に与えることにより、残留イオンを除電対象物表面近傍から速やかに除去することができるとともに、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の電荷を有する雰囲気イオンに対しては、反発作用を生じさせることから、第１の導体を接地した場合と比べ、さらに効率良く除電対象物表面に接触させることが可能となる。
【００３２】
また、さらに好ましくは、第２の導体の電位に基づいて除電の完了を判別する手段を有する。
【００３３】
これには、第２の導体の電位が接地電位もしくは除電対象物が帯電していないとみなせる程度の範囲の電位となったことを判別する場合を含む。除電対象物が帯電していないとみなせる程度の範囲の電位は、所与の値としても良いし、設定手段によって設定できるようにしても良い。
【００３４】
尚、第１の導体の電位を接地電位に固定した状態で第２の導体に誘起される電位をモニタし、そのときに検出される第２の導体の電位が接地電位もしくは除電対象物が帯電していないとみなせる程度の所与の範囲の電位となるまで、第２の導体の電位の極性に対して逆極性の電位をその後に第１の導体に印加する、という動作を繰り返すようにしてもよい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るα線を用いた除電装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の実施の形態は本発明の一例を示すものに過ぎず、言うまでもなく、本発明の要旨は特許請求の範囲によってのみ規定されるものである。
【００３６】
本実施形態におけるα線を用いた除電装置（以下、α線除電装置という）の構成が図１に示されている。
【００３７】
本実施の形態のα線除電装置は、上面開口１００（イオン放出用開口）を有する略直方体状の中空のα線遮蔽箱１０と、上面開口１００付近の電位検出並びにα線遮蔽箱１０への電圧印加を行うための制御回路２００とで概略構成されている。尚、同図中、符号Ｍは、α線遮蔽箱１０の上面開口１００の直近を移動される除電対象物を示している。除電対象物としては、例えば、半導体ウェハ、液晶用ガラス基板、磁気ディスク・光ディスク用基板、プリント基板、各種フィルム等が挙げられる。
【００３８】
同図では、断面図として描かれているが、α線遮蔽箱１０の底壁面（上面開口と対向する壁体）には、α線源としてのアメリシウム薄片２０が配置されている。このアメリシウム薄片２０からは、飛距離約４ｃｍのα線が常時照射されており、これにより、上面開口１００付近が電離生成領域となり、この雰囲気イオンを上面開口１００から自然放出させて除電対象物Ｍに接触させることで、除電対象物Ｍの表面に生じた帯電電荷を中和するものである。
【００３９】
α線遮蔽箱１０は、全体がアルミニウムで構成されており、その側壁には、制御回路２００を構成する電圧発生回路１６に通じる導線が接続されている。これにより、α線遮蔽箱の内壁面（奧方全体）が、イオン吸引電極（第１の導体）として機能されるように構成されている。
【００４０】
α線遮蔽箱１０の上面開口１００は、メッシュ又は格子状の金網３０で覆われている。この金網３０には、制御回路２００を構成するコンデンサ１１に通ずる導線が接続されている。これにより、金網３０が、上面開口１００付近の雰囲気イオンに起因して生じる電位のモニタ電極（第２の導体）として機能されるように構成されている。
【００４１】
制御回路２００は、金網３０に吸着される電荷を蓄積するコンデンサ１１と、このコンデンサ１１の両端電圧の差分を増幅する差動増幅回路１２と、差動増幅回路１２の出力を所定のしきい値（プラス側しきい値とマイナス側しきい値）と比較してプラス（＋）、マイナス（−）の双方の出力を生成するコンパレータ１３と、コンパレータ１３からの２種類の出力状態をそれぞれ保持する保持回路１５と、コンパレータ１３と保持回路１５との間に介在されるゲート１４と、所定の間隔でサンプリング信号（ゲート開タイミング信号）をゲート１４に与えると共に、所定の間隔でスイッチ信号を保持回路１５に与えるタイミング信号生成回路１７と、スイッチ信号の入力時間帯に保持回路１５からの出力が入力され、この入力に基づきα線遮蔽箱１０に電圧を印加する電圧発生回路１６とを有して構成される。尚、同図中、それぞれ符号Ｒ１〜Ｒ５で示されるのは、抵抗である。
【００４２】
制御回路２００の動作を図２のタイミングチャートを参照しつつ説明する。図２は、差動増幅回路１２からの出力電圧（検出電圧）と、各回路要素の動作との関係を示すものである。
【００４３】
同図中（ａ）は金網３０をモニタ電極として得られる検出電圧（差動増幅回路１２の出力電圧）を、同図中（ｂ）はコンパレータ１３の出力状態を、同図中（ｃ）はタイミング信号生成回路１７から出力されるサンプリング信号の生成タイミングを、同図中（ｄ）は保持回路１５の出力保持状態を、同図中（ｅ）はタイミング信号生成回路１７から出力されるスイッチ信号の生成タイミングを、同図中（ｆ）は電圧発生回路１６からα線遮蔽箱１０に印加される電圧極性をそれぞれ示している。
【００４４】
同図には、検出電圧が同図（ａ）の符号Ｖで示される曲線を描いて変化するときの各回路要素の動作が現されている。この検出電圧の変化は、モニタ電極（金網３０）の電位の変化、すなわち、上面開口１００付近の雰囲気イオン（もっぱら残留イオン）の存在量に起因して生じるものである。尚、同図（ａ）に符号ＴＨ１，ＴＨ２で示されるのは、それぞれ、コンパレータ１３におけるプラス側しきい値ＴＨ１及びマイナス側しきい値ＴＨ２である。
【００４５】
同図（ｂ）に示されるように、コンパレータ１３の出力状態は、検出電圧Ｖがプラス側しきい値ＴＨ１を上回っている間はプラス側出力がＯＮに、検出電圧Ｖがマイナス側しきい値ＴＨ２を下回っている間はマイナス側出力がＯＮとなる。また、検出電圧が両しきい値の間にあるときは、出力はなされない。
【００４６】
同図（ｃ）に示されるように、タイミング信号生成回路１７からゲート１４に与えられるサンプリングタイミングは、一定間隔で生成される。同図（ｄ）から明らかなように、保持回路１５においては、このサンプリング信号がゲート１４に与えられている間、コンパレータ１３からの出力が入力され、保持（ラッチ）される。
【００４７】
同図（ｅ）に示されるように、タイミング信号生成回路１７から保持回路１５に与えられるスイッチ信号は、一定間隔で生成される。ここで、同図（ｂ）との比較から明らかなように、タイミング信号生成回路１７では、サンプリング信号とスイッチ信号とが、時間的に重複することなく交互に生成されている。
【００４８】
保持回路１５は、スイッチ信号が与えられている間、電圧発生回路１６に保持状体信号を出力する。同図（ｆ）から明らかなように、電圧発生回路１６は、保持回路１５からの出力（保持状態）がプラス側のとき、α線遮蔽箱１０にマイナスの電圧を印可し、マイナス側のとき、α線遮蔽箱１０にプラスの電圧を印加する。尚、スイッチ信号が保持回路１５に与えられていないとき、すなわち、この例では、サンプリング信号が生成されているときは、α線遮蔽箱１０への印加電圧は常時ゼロボルトに固定されている。
【００４９】
上述の回路要素の動作内容から、以下のことが分かる。
（１）α線遮蔽箱（第１の導体）の電位をゼロボルトに固定した状態で金網３０（第２の導体）に誘起される電位が検出（モニタリング）されている。より具体的には、サンプリング信号が生成されているとき、モニタ電極（金網３０）を介して、上面開口１００付近に残留する雰囲気イオンの存在状態が、コンパレータ１３の出力を通じてモニタリングされている。
（２）第２の導体（金網３０）により検出される電位の極性に応じた極性を有する所定電圧がα線遮蔽箱１０（第１の導体）に印加する電位設定手段が設けられている。具体的には、スイッチ信号が生成されているとき、直前に生成されたサンプリングタイミング生成時のコンパレータ１３の出力状態に応じた電圧が、電圧発生回路１６からα線遮蔽箱１０に印加される。より具体的には、直前に生成されたサンプリングタイミング時のコンパレータ１３の出力がプラス側ＯＮのとき、直後に生成されるスイッチ信号生成時にマイナスの電圧が印加される。逆に、直前に生成されたサンプリングタイミング時のコンパレータ１３の出力がマイナス側ＯＮのときには、直後に生成されるスイッチ信号生成時にプラスの電圧が印加される。また、検出電圧がコンパレータ１３に設定された両しきい値（ＴＨ１，ＴＨ２）の間にあるときは、コンパレータ１３からの出力はなされない。この状態は、除電対象物が帯電していないとみなせるので、これをもって除電が完了したと判別することができる。
【００５０】
このように、本実施形態では、α線遮蔽箱１０の上面開口１００を覆うモニタ電極（金網３０）を通じて、上面開口１００付近（電離生成領域）の残留イオンの存在状態をモニタリングすると同時に、モニタリング結果に応じた極性の電圧をα線遮蔽箱１０に印加することにより、上面開口１００付近の雰囲気イオンの存在状態を適宜コントロールするようにしている。
【００５１】
このようなα線遮蔽箱１０（第１の導体）への電圧印加により生じる雰囲気イオンの動きが図３の模式図により示されている。
【００５２】
同図（ａ）は、α線遮蔽箱１０にマイナスの電圧を印加したときの状態を示すものである。尚、同図において、黒丸（●）はプラスの電荷を有する雰囲気イオンを、白丸（○）はマイナスの電荷を有する雰囲気イオンをそれぞれ示しているものとする。
【００５３】
同図（ａ）に示される状態は、モニタリングにより、モニタ電極付近にプラスの電荷を有する雰囲気イオンが所定量以上存在すると判定された結果、すなわち、図２のしきい値ＴＨ１を超える検出電圧Ｖが検出された結果、α線遮蔽箱１０にマイナスの電圧が印加された状態である。このような状態は、除電対象物Ｍの表面の帯電電荷がプラスであり、マイナスの電荷を有する雰囲気イオンが帯電電荷との中和により大凡消滅した結果、プラスの電荷を有する雰囲気イオンが余剰となって、モニタ電極付近に存在することにより生じる。
【００５４】
本実施形態では、このような場合に、α線遮蔽箱１０にマイナスの電圧を印加することにより、電界を生じさせ、プラスの電荷を有する雰囲気イオンをα線遮蔽箱１０の内壁面（第１の導体）に吸い寄せることで、マイナスの電荷を有する雰囲気イオン（除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオン）を、より効率よく除電対象物表面に接触させることを可能としている。
【００５５】
また、同図（ｂ）は、α線遮蔽箱１０にプラスの電圧を印加したときの状態を示すものである。尚、同図において、黒丸（●）はプラスの電荷を有する雰囲気イオンを、白丸（○）はマイナスの電荷を有する雰囲気イオンをそれぞれ示しているものとする。
【００５６】
同図（ｂ）に示される状態は、モニタリングにより、モニタ電極付近にマイナスの電荷を有する雰囲気イオンが所定量以上存在すると判定された結果、すなわち、図２のしきい値ＴＨ２を下回る検出電圧Ｖが検出された結果、α線遮蔽箱１０にプラスの電圧が印加された状態である。このような状態は、除電対象物Ｍの表面の帯電電荷がマイナスであり、プラスの電荷を有する雰囲気イオンが帯電電荷との中和により大凡消滅した結果、マイナスの電荷を有する雰囲気イオンが余剰となって、モニタ電極付近に存在することにより生じる。
【００５７】
本実施形態では、このような場合に、α線遮蔽箱１０にプラスの電圧を印加することにより、電界を生じさせ、マイナスの電荷を有する雰囲気イオンをα線遮蔽箱１０の内壁面（第１の導体）に吸い寄せることで、プラスの電荷を有する雰囲気イオン（除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオン）を、より効率よく除電対象物表面に接触させることを可能としている。
【００５８】
尚、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオンを、効率よく除電対象物表面に接触させるためのα線所電装置の構成として、簡易なものとしては、以下に示す第１、第２、及び第３の応用例が挙げられる。
【００５９】
第１応用例が図４（ａ）に示されている。同図は、α線除電装置の断面図である。この例では、略直方体状のα線遮蔽箱１０の底壁面１０と、アメリシウム薄片２０との間に導体４０が配置される。この導体４０は、同図に示されるように、導線を介して接地されている。このような構成によれば、接地された導体４０と帯電した除電対象物Ｍとの間にはイオン放出用開口１００を通り抜けるようにして電界が形成される。その結果、導体４０と除電対象物Ｍとの間に存在する残留イオンは導体４０へと吸引されて遮蔽箱１０の奥方へと進む一方、除電に寄与する極性の雰囲気イオンは帯電している除電対象物Ｍへと吸引されていく。すなわち、このような構成によっても、効率良く、除電対象物の帯電電荷と逆極性の電荷を有する雰囲気イオンを除電対象物へと接触させることができる。
【００６０】
第２応用例が図４（ｂ）に示されている。同図は、α線除電装置の断面図である。この例では、略直方体状のα線遮蔽箱１０のイオン放出用開口１００の直近にメッシュ状の金網３０が配置されている。この金網３０は、イオン放出用開口１００を覆ってはいるが開口１００とは若干離れて除電対象物に近い位置にある。そして、この金網３０は、同図に示されるように、導線を介して接地されている。このような構成によれば、接地された金網３０と、帯電した除電対象物Ｍとの間に電界が形成される。その結果、金網３０と除電対象物Ｍとの間に存在する残留イオンは金網３０へと吸引される一方、除電に寄与する極性の雰囲気イオンは帯電している除電対象物Ｍへと吸引されていく。すなわち、このような構成によっても、効率良く、除電対象物の帯電電荷と逆極性の電荷を有する雰囲気イオンを除電対象物へと接触させることができる。
【００６１】
第３応用例が図５に示されている。同図は、α線除電装置の断面図である。この例では、略直方体状のα線遮蔽箱１０の底壁面１０に導体４０が配置されている。この導体４０は、同図に示されるように、導線を介して接地されている。この第３応用例の特徴点は、α線遮蔽箱１０の両側側壁に１対のアメリシウム片２０ａ，２０ｂが対向配置されている点にある。同図中符号１０ａ、１０ｂで示されるのは、アメリシウム片２０ａ，２０ｂからのα線粒子の除電対象物Ｍへの直射を避けるための上壁である。このような構成によれば、効率良く、除電対象物の帯電電荷と逆極性の電荷を有する雰囲気イオンを除電対象物へと接触させることができることに加えて、１対のアメリシウム片２０ａ，２０ｂを採用することにより、雰囲気イオン生成効率を向上できるというメリットが得られる。
【００６２】
このように、本実施形態によれば、α線照射により電離生成される雰囲気イオンの内、除電対象物表面の帯電電荷と同極性の雰囲気イオン（残留イオン）を除電対象物表面近傍から速やかに除去することができ、結果、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオンを効率よく除電対象物表面に接触させることが可能となる。
【００６３】
尚、上述の説明では、α線源としてアメリシウム薄片を用いたが、α線源としては、ポロニウム等の他のα線源を用いてもよい。
【００６４】
また、上述の説明では、α線遮蔽箱そのものを第１の導体としたが、α線遮蔽箱に別途、第１の導体を配置するようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の除電装置によれば、α線照射により電離生成される雰囲気イオンの内、除電対象物表面の帯電電荷と逆極性の雰囲気イオンを効率よく除電対象物表面に接触させることを可能としたα線を用いた除電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るα線除電装置の構成を示す図である。
【図２】検出電圧と回路動作との関係を示すタイミングチャートである。
【図３】第１の導体への電圧印加による雰囲気イオンの動きを説明するための模式図である。
【図４】本発明に係るα線除電装置の応用例を示す図（その１）である。
【図５】本発明に係るα線除電装置の応用例を示す図（その２）である。
【図６】従来のα線を用いた除電装置の説明図である。
【符号の説明】
１０ α線遮蔽箱（第１の導体）
１１コンデンサ
１２差動増幅回路
１３コンパレータ
１４ゲート
１５保持回路
１６電圧発生回路
１７タイミング信号生成回路
２０アメリシウム薄片（α線源）
３０金網（第２の導体）
１００上面開口（イオン放出用開口）
Ｍ除電対象物
Ｒ抵抗

Claims

遮蔽箱内におけるα線照射により電離生成された雰囲気イオンを、イオン放出用開口から遮蔽箱外へと放出して除電対象物に接触させることにより、除電対象物の帯電電荷を中和するようにしたα線を用いた除電装置において、
遮蔽箱内に、残留イオンを吸引する導体を設けたことを特徴とするα線を用いた除電装置。
前記導体は、遮蔽箱内におけるイオン放出用開口の奥方に設けられ、接地されていることを特徴とする請求項１に記載のα線を用いた除電装置。
前記導体は、イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体であり、接地されていることを特徴とする請求項１に記載のα線を用いた除電装置。
イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体から接地地点へ流れる電流をモニタする手段を有することを特徴とする請求項３に記載のα線を用いた除電装置。
前記導体は、イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体であってインピーダンスを介して接地され、その導体の電位をモニタする手段を有することを特徴とする請求項１に記載のα線を用いた除電装置。
遮蔽箱内におけるイオン放出用開口の奥方に設けられ、残留イオンを吸引する第１の導体と、イオン放出用開口を覆うメッシュ形状の導体であって当該位置の電位をモニタするための第２の導体と、を備え、前記第２の導体の電位をモニタし、その電位の極性に対して逆極性の電位を前記第１の導体に印加することを特徴とする請求項１に記載のα線を用いた除電装置。
前記第２の導体の電位に基づいて除電の完了を判別する手段を有することを特徴とする請求項６に記載のα線を用いた除電装置。