JP2011040267A - 除電装置の放電部及び除電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除電装置の放電部の取り付け又は取り外しが容易で装置構成を小型化可能な除電装置の放電部及び除電装置を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の除電装置の放電部５０は、被除電物に供給して除電させる除電イオンを発生する除電装置の放電部であり、除電装置１０の本体１４とダクト部８０の間に接続し、エアの通気孔５４を備えたケーシング５２と、除電イオンを生成する複数の放電針６２をケーシング５２の内周面に沿って形成した放電針ユニット６０と、放電針ユニット６０をケーシング５２と着脱可能に固定する導電性固定具７０と、放電針ユニット６０を導電性固定具７０に導くレールガイド７５と、を備えたことを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、除電装置の放電部及び除電装置に係り、特に半導体製造工場等のクリーンルーム内で発生する静電気を除去する除電装置の放電部及び除電装置に関する。

高精細化が進む半導体デバイスや、大型化が進むフラットパネルディスプレイの製造プロセスでは、静電気によるデバイスの破壊や塵埃の付着が問題となっている。
これらの静電気障害を防止するために、製造工程中の製造装置内部や搬送工程にイオンを含んだエア（空気）を供給し、静電気を中和する除電装置が用いられている。

しかしながら従来の方法では、除電装置の放電針が製品の近くに設置されているため、放電針が作る磁界が製品に障害を与えてしまうことが問題となっている。
そこで放電針を製造装置から離す方式の除電装置として、特許文献１が提案されている。図６は送風除電装置の構成概略を示す図である。図示のように特許文献１の送風除電装置１０１は、温風又は冷風発生源１０２から供給された温風又は冷風が、送風ダクト１０３中に送られ、送風ダクト１０３内に設置された直流除電器１０４で発生したプラスイオンおよびマイナスイオンが、送風ダクト１０３の先端の吹出口１０５より被除電物に供給される。

また、この送風除電装置１０１は送風ダクト１０３の胴部に点検窓１０６を設け、この点検窓１０６を閉じる蓋板１０７に直流除電器１０４を取り付け、蓋板１０７で点検窓１０６を閉じた状態で直流除電器１０４を送風ダクト内に設置することができる。このような直流除電器１０４は蓋板１０７と共に取り外し、メンテナンス作業を行なうことができる。

図７に従来の直流除電器の構成概略を示す。図示のように、直流除電器１０４は、針状電極１０８、１０９を電気絶縁性の電極ホルダー１１０に植設したものである。電極ホルダー１１０は蓋板１０７に設置されている。針状電極１０８、１０９には、高圧ケーブル１１１、１１２を通じて高電圧がそれぞれ印加され、針状電極１０８、１０９よりプラスイオン又はマイナスイオンが発生する。

特開２００３−３６９９４号公報

通常、プラスイオン又はマイナスイオンを発生させる放電針は、連続的に使用することによって磨耗してしまう。またエアに含まれる化学物質又は微細な塵埃が放電針に付着することによってイオンの発生率が低下してしまう。このため放電針を定期的に交換するメンテナンス作業が必ず必要となる。

しかしながら特許文献１に示す装置では、放電針が送風ダクトの点検窓に設置されているため、装置本体から離れたダクトの点検窓で交換することになる。従って、装置本体の手元で放電針を交換することができず、ダクトの点検窓まで移動して煩雑な作業を行わなければならなかった。

また放電部と高圧電源は電気的に直結しているため、取り外しを容易に行なえる構成ではなかった。
さらに複数の放電針を電気的に接続するためには配線コードを用いなければならず、放電部の構造が大掛かり、かつ複雑となっていた。放電針と配線コードは取り外しが容易に行なえる構成ではなかった。

そこで従来技術の問題点を解決するため、本発明は、除電装置の放電部の取り付け又は取り外しが容易で装置構成を小型化可能な除電装置の放電部及び除電装置を提供することを目的としている。

本発明の除電装置の放電部は、被除電物に供給して除電させる除電イオンを発生する除電装置の放電部であって、前記放電部は、前記除電装置の本体とダクト部の間に接続し、エアの通気孔を備えたケーシングと、前記除電イオンを生成する複数の放電針を前記ケーシングの内周面に沿って形成した放電針ユニットと、前記放電針ユニットを前記ケーシングと着脱可能に固定する導電性固定具と、前記放電針ユニットを前記導電性固定具に導くレールガイドと、を備えたことを特徴としている。

この場合において、前記導電性固定具は、放電用電源と電気的に接続すると共に、前記ケーシングの内周面から中心軸に向かって突出形成し、前記放電針ユニットは、前記導電性固定具と着脱可能な導電性接続部を設けているとよい。

また前記放電針ユニットは、前記放電針を前記ケーシングの内周面に沿って設置するプリント基板を設け、前記プリント基板上で複数の前記放電針の間及び前記放電針と前記導電性接続部の間を電気的に接続させる配線パターンを形成するとよい。
また前記プリント基板には、前記放電針を着脱可能な導電性取付具を備えているとよい。

本発明の除電装置は、前記除電装置の放電部と、前記放電部にエアを送気するファンと、前記放電部に送気されるエア中の塵埃又は／及び有機物を除去するフィルタと、前記放電部で発生した除電イオンを前記被除電物に送気するダクト部と、を備えたことを特徴としている。

上記構成による本発明の除電装置の放電部によれば、放電針を備えた放電針ユニットを除電装置本体から容易に取り付け又は取り外すことができ、メンテナンス作業を行なうことができる。
また放電針ユニットの導電性接続部を導電性固定具に固定することによって高圧直流電源と電気的に接続させることができる。

複数の放電針をプリント基板上で配線することで、配線コードを用いることがなく放電針ユニットを簡略化でき、放電部の全体構成を小型化することができる。またケーシングの貫通孔の断面を覆うスペースを少なくすることができ、貫通孔を流れるエアの乱れを小さくできる。
さらに放電針を導電性取付具に取り付けることにより、放電針ユニットから放電針を容易に着脱することができ、メンテナンス作業が容易となる。

本発明の除電装置を模式的に示す図である。 本発明の除電装置の斜視図である。 除電装置の放電部の断面図である。 放電部のケーシングの説明図である。 放電針ユニットの説明図である。 従来の除電装置の構成概略を示す説明図である。 従来の直流除電器の構成概略を示す図である。

本発明の除電装置の放電部及び除電装置の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図１は本発明の除電装置を模式的に示す図である。図２は本発明の除電装置の斜視図である。本発明の除電装置１０は、一例として製造装置２００の内部に設置された被除電物２０２にイオン化エアを吹き付けて除電する装置であり、製造装置２００と共にクリーンルーム３００の内部に配置することができる。

クリーンルーム３００は、一例として天井面に図示しないＦＦＵ（ファン フィルタ ユニット）が複数配置され、ＦＦＵで除塵された清浄エアがクリーンルーム内に供給され、この清浄エアがクリーンルーム３００のグレーチング床面（不図示）から床下空間に吸い込まれることによって、室内を高い清浄度となるように維持させている。

製造装置２００は、一例として半導体の露光装置、描画装置であり、装置全体がチャンバ２０４で密閉されている。チャンバ２０４はクリーンルーム３００よりも高い清浄度に維持されている。チャンバ２０４の内部をクリーンルーム３００よりも高い清浄度に維持することによって、クリーンルーム３００全体の清浄度を低く設定することができ、ランニングコストを低減することができる。

除電装置１０は、車輪１２によって移動可能な本体１４を有している。本体１４は、下部側面にエア取込口１６と、上面にエア排出口１８をそれぞれ備え、本体１４内のエア取込口１６とエア排出口１８の間にエアの送気経路が形成されている。

除電装置１０は本体１４の内部に、ファン２０と、フィルタ３０と、電源部４０を備えている。
ファン２０とフィルタ３０は本体１４内のエアの送気経路に上流側から順に取り付けられている。

ファン２０は、本体１４側面に設けたエア取込口１６からエアを吸引し、本体１４内のフィルタ３０へ送気している。
フィルタ３０は、使用対象（半導体デバイス等）の清浄度に応じて種々のフィルタを用いることができ、一例としてケミカルフィルタ又は／及び塵埃除去フィルタなどを適用することができる。

ケミカルフィルタは、有機物などの分子状汚染物質を除去するフィルタであり、例えば繊維状活性炭のフェルトをプリーツ化したものや、不織布に粒状活性炭を固定した活性炭フィルタを用いることができる。このケミカルフィルタをエアが通過することによって、エア中の有機物、例えばシクロサン、ＤＯＰ（フタル酸エステル）、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）、トルエンなどが所定の割合（８０〜９０％）で除去される。

一方、塵埃除去フィルタは、エア中の塵埃を除去するフィルタであり、例えばクリーンルームのＦＦＵ内のフィルタと同じフィルタ（通常ＨＥＰＡフィルタ）を用いることができる。この塵埃除去フィルタによってエア中の塵埃が除去される。
フィルタ３０によって有機物又は塵埃等が除去されたエアは、後述するイオン発生部に送気される。

なお、エア取込口１６には、プレフィルタ１７を設けている。プレフィルタ１７は塵埃除去フィルタと比べて大塊の塵埃等を除去する前処理用のフィルタであり、フィルタ３０のメンテナンス回数を減らすことができる。
また本体１４の側面には開口扉１９が設けられており、開口扉１９を開放することによりフィルタ３０とエア排出口１８の間に設けたスペース１３を露出させることができる。

電源部４０は、一例として放電用高圧直流電源４２とダクト用高圧直流電源４４から構成されている。放電用高圧直流電源４２は、後述する放電部に接続して高圧直流電圧を供給している。一方、ダクト用高圧直流電源４４は、後述するダクト部に接続して高圧直流電圧を供給している。
本体１４のエア排出口１８にはイオン発生部となる放電部５０が取り付けられている。

放電部５０は、一例として直流式コロナ放電によってエアをイオン化させるものであり、図２に示すようにエアを正イオン化する第１放電部５０Ａと、エアを負イオン化する第２放電部５０Ｂから構成されている。

図３は除電装置の放電部の断面図である。図４は放電部のケーシングの説明図である。図４（Ａ）は平面図（レールガイドを除く）、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ矢視図、（Ｃ）は側面の断面図、（Ｄ）は底面図（導電性固定具を除く）をそれぞれ示している。

第１放電部５０Ａは、ケーシング５２と、放電針ユニット６０と、導電性固定具７０と、レールガイド７５を備えている。
ケーシング５２は、エアが送気する貫通孔５４を備えた筒状の絶縁性部材である。ケーシング５２の貫通孔５４の直径は後述するダクト部と略同一径となるように形成されている。ケーシング５２は一方の開口にツバ部５６を形成し、本体のエア排出口１８に接続させている。これによりケーシング５２は本体１４の上面外側に配置される。またケーシング５２の他方の開口に２段型ツバ部５８を形成し、後述するダクト部８０に接続させている。

ケーシング５２のツバ部５６からケーシング５２内周面の長手方向に沿って、一対のレールガイド７５を形成している。レールガイド７５は後述する放電針ユニットの支持具の短辺方向の側面形状に合わせた溝７６を形成している。溝７６はケーシング５２の長手方向に沿って中心軸と平行となるように形成している。レールガイド７５はケーシング５２と同様に絶縁材料を用いることができる。

レールガイド７５の先端となるケーシング５２の内周面には、一対の導電性固定具７０を取り付けている。導電性固定具７０は、ケーシング５２の表面から軸心に向かって貫通している。導電性固定部７０の先端部分は突起状に形成し、例えば円柱形状とすることができる。導電性固定具７０はケーシング５２の軸心に向かって内周面から突出形成させている。また導電性固定具７０は、放電用高圧直流電源４２と電気的に接続し、直流のプラス高電圧が印加されている。

図５は放電針ユニットの説明図である。同図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のｃ−ｃ矢視図をそれぞれ示している。放電針ユニット６０は、図示のように放電針６２と、プリント基板６４と、導電性接続部７７と、支持具６８から構成されている。

プリント基板６４は、エアが送気する貫通孔６１を備え、ケーシング５２の内周面よりも径小の筒状の絶縁性部材である。プリント基板６４は、表面に配線パターン６５と導電性取付具６９と導電性接続部７７が形成されている。

配線パターン６５は、プリント基板６４の内周面に沿ったリング状パターン６６と、リング状パターン６６から分岐した分岐パターン６７から構成されている。分岐パターン６７の先端部には導電性取付具６９が電気的に接続されている。導電性取付具６９は、放電針６２を嵌め込む取付穴が形成されている。線状に形成された放電針６２を取付穴に嵌め込むことにより、ケーシング５２の中心軸と平行に配置され、且つ、その先端が送気方向の下流側になるように配置される。

導電性接続部７７Ａ、７７Ｂは、筒状のプリント基板６４の中心軸を挟んで対向するように形成した一対の導電性部材である。導電性接続部７７Ａ、７７Ｂは、それぞれ一対の把持片７８からなり、把持片７８の一端はプリント基板６４上のリング状パターン６６と電気的に接続するとともに基板上から立設するように形成している。把持片７８の他端は、導電性固定具７０と対向するように形成している。一対の把持片７８の他端は、その離間距離を導電性固定具７０の直径よりも狭く設定している。

支持具６８は、プリント基板６４の裏面に接続した絶縁性部材である。支持具６８とプリント基板の接触箇所の反対面には導電性接続部７７Ａ，７７Ｂが形成されている。支持具６８の短辺方向の両端は、レールガイド７５の溝７６に嵌め込むことができる。
このような構成の放電針ユニット６０は、放電針６２と導電性接続部７７が配線パターン６６を介して電気的に接続された構成となる。

第２放電部５０Ｂは第１放電部５０Ａと同様に構成することができる。第２放電部５０Ｂと第１放電部５０Ａとの異なる構成は、第２放電部５０Ｂの導電性固定具７０が放電用高圧直流電源４２と電気的に接続され、直流のマイナス高電圧が印加されている点である。

放電部５０Ａ，５０Ｂにそれぞれ接続されたダクト部８０は、放電部５０から排出されたエアを製造装置２００へ送気する搬送路であり、内側ダクト８２と外側ダクト８４からなる二重構造、即ち内側ダクト８２の外面を外側ダクト８４で覆った構造に構成されている。

内側ダクト８２は、内部をイオン化されたエアが通過するようになっている。内側ダクト８２は導電性を有する材料例えばアルミによって構成されており、ダクト用直流高圧電源４４に接続され、この直流電源によって直流高電圧が印加されている。このとき第１放電部５０Ａは直流のプラス高電圧が、第２放電部５０Ｂは直流のマイナス高電圧がそれぞれ印加されている。

外側ダクト８４は、絶縁材料例えば塩化ビニルによって構成されており、内側ダクト８２よりも径大とし、内側ダクト８２の外面を完全に被膜するように構成されている。
なおダクト部８０の形状は任意に変更できるフレキダクトを採用することが望ましい。

またダクト部８０は内側ダクト８２と外側ダクト８４からなる二重構造に限定されるものではなく、このほかにも、絶縁材料からなるホースと、そのホースの内面に塗布された導電性塗料によって構成することもできる。そして導電性塗料にはダクト用直流高圧電源４４を電気的に接続して、直流高電圧が印加されるようにすることもできる。

上記構成による本発明の除電装置の放電部の作用について以下説明する。
本体１４のエア取込口１６から送気されたエアは、フィルタ３０により塵埃又は／及び有機物が除去される。次にエアは第１及び第２放電部５０Ａ，５０Ｂの貫通孔５４にそれぞれ送気されて、コロナ放電によりプラスイオン化又はマイナスイオン化されて、各々ダクト部８０を介して製造装置まで送気される。このときダクト部８０内では、イオン同士による互いの反発力によって壁面に衝突して消滅するイオン数を減らすことができ、除電装置の除電効率を高めることができる。

また放電部５０には、フィルタ３０によって有機物、塵埃等が除去されたエアが供給されるので、放電針ユニットに塵埃等が付着することを抑制できる。従って放電部５０でイオン発生量が減少することを防止でき、高い除電性能を維持することができる。

さらに第１及び第２放電部５０Ａ，５０Ｂでそれぞれプラスイオンとマイナスイオンを発生させて被除電物へ送気しているため、発生したプラスイオンとマイナスイオンが再結合してイオン数が減少することがなく、除電効率を高めることができる。

このような除電装置の長期使用により、放電針６２の磨耗、又は化学物質などが付着して、イオン発生率が低下するため、定期的にメンテナンス作業を行う必要がある。本発明の放電部５０は、放電針ユニット６０をケーシング５２に着脱可能に固定している。放電針ユニット６０の取り外しは、本体１４の開口扉１９を開放し、フィルタ３０とエア排出口１８の間のスペース１３を露出させる。そして、放電針ユニット６０の支持部６８を掴んでレールガイド７５に沿って本体１４側に引き抜くことにより、導電性固定具７０を把持していた一対の把持片７８から導電性接続部７７の突起部分が外れて放電針ユニット６０をケーシング５２から容易に取り外すことができる。放電針６２のメンテナンス後は、放電針ユニット６０の支持具６８の短辺方向の側面をレールガイド７５の溝７６に合わせてダクト部８０側へ押し込むことにより、導電性接続部７７の一対の把持片７８の間に導電性固定具７０の先端部分が挿入されて把持し、放電針ユニット６０をケーシング５２に容易に取り付けることができる。

また本発明の放電部５０は、導電性固定具７０に導電性接続部７７を固定することにより、放電用高圧直流電源４２と電気的に接続することになる。従って放電針ユニット６０に直流高電圧を印加させて、イオンを発生させることができる。

放電針ユニット６０のプリント基板６４には、放電針６２が着脱可能な導電性取付具６９を形成しているので、プリント基板６４に放電針６２を差し込むことにより接続でき、放電針６２を引き抜くことにより容易に取り外すことができる。

またプリント基板６４は、基板上で複数の放電針６２の間及び放電針６２と導電性接続部７７の間を配線パターン６５を介して電気的に接続させている。このため、電気配線が不要となり装置構成を簡略化かつ小型化できる。

このように本発明の除電装置の放電部及び除電装置によれば、放電針を備えた放電針ユニットを除電装置本体から容易に取り付け又は取り外すことができ、メンテナンス作業を行なうことができる。

１０………除電装置、１２………車輪、１３………スペース、１４………本体、１６………エア取込口、１７………プレフィルタ、１８………エア排出口、１９………開口扉、２０………ファン、３０………フィルタ、４０………電源部、４２………放電用高圧直流電源、４４………ダクト用高圧直流電源、５０………放電部、５２………ケーシング、５４………貫通孔、５６………ツバ部、５８………２段型ツバ部、６０………放電針ユニット、６１………貫通孔、６５………配線パターン、６６………リング状パターン、６７………分岐パターン、６８………支持具、６９………導電性取付具、７０………導電性固定具、７５………レールガイド、７６………溝、７７………導電性接続部、７８………把持片、８０………ダクト部、８２………内側ダクト、８４………外側ダクト、１０１………送風除電装置、１０２………温風又は冷風発生源、１０３………送風ダクト、１０４………直流除電器、１０５………吹出口、１０６………点検窓、１０７………蓋板、１０８………針状電極、１０９………針状電極、１１０………電極ホルダー、１１１………高圧ケーブル、１１２………高圧ケーブル、２００………製造装置、３００………クリーンルーム。

Claims (5)

1. 被除電物に供給して除電させる除電イオンを発生する除電装置の放電部であって、
   前記放電部は、
   前記除電装置の本体とダクト部の間に接続し、エアの通気孔を備えたケーシングと、
   前記除電イオンを生成する複数の放電針を前記ケーシングの内周面に沿って形成した放電針ユニットと、
   前記放電針ユニットを前記ケーシングと着脱可能に固定する導電性固定具と、
   前記放電針ユニットを前記導電性固定具に導くレールガイドと、
   を備えたことを特徴とする除電装置の放電部。
2. 前記導電性固定具は、放電用電源と電気的に接続すると共に、前記ケーシングの内周面から中心軸に向かって突出形成し、
   前記放電針ユニットは、前記導電性固定具と着脱可能な導電性接続部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の除電装置の放電部。
3. 前記放電針ユニットは、前記放電針を前記ケーシングの内周面に沿って設置するプリント基板を設け、
   前記プリント基板上で複数の前記放電針の間及び前記放電針と前記導電性接続部の間を電気的に接続させる配線パターンを形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の除電装置の放電部。
4. 前記プリント基板には、前記放電針を着脱可能な導電性取付具を備えたことを特徴とする請求項３に記載の除電装置の放電部。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の除電装置の放電部と、
   前記放電部にエアを送気するファンと、
   前記放電部に送気されるエア中の塵埃又は／及び有機物を除去するフィルタと、
   前記放電部で発生した除電イオンを前記被除電物に送気するダクト部と、
   を備えたことを特徴とする除電装置。

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