JP2016056441A - 帯電処理装置及び帯電処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理対象物を所望の電位に帯電させ得る効果が極めて高い帯電処理装置及び帯電処理方法を提供すること。【解決手段】帯電処理装置Ｃ１は、処理対象物ＰＯを所望の電位に帯電させる。帯電処理装置Ｃ１は、電子を発生させる電子発生源（カソード６）を収容する電子源部３と、電子源部３と連通し、かつ、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下で処理対象物ＰＯを包囲する処理部２０と、を有する筐体部１と、電子源部３と処理部２０とを仕切るように電子源部３と処理部２０との間に配置されているメッシュ状の電極部４０と、を備えている。電子源部３内には、電子発生源５にて発生した電子を電極部４０に向けて加速させる加速電界が形成される。処理部２０及び電極部４０の電位が、上記所望の電位とされる。【選択図】図４

Description

本発明は、処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理装置及び帯電処理方法に関する。

帯電処理装置として、所定波長のエネルギー線を出射するエネルギー線源と、所定波長のエネルギー線の入射により光電子を外部に放出する光電子放出体と、を備えるものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された帯電処理装置は、光電子放出体から放出された光電子により、処理対象物を所望の電位に帯電させている。

特開平４−２１８９４１号公報（特許第２９７７０９８号公報）

本発明者らは、調査研究の結果、次のような事実を新たに見出した。光電子放出体から放出された光電子により、処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理装置では、処理対象物が電気絶縁物である場合、所望の電位に帯電させ得る効果が乏しい。特に、処理対象物が負の電位に帯電している電気絶縁物である場合、上記帯電処理装置では、帯電電荷を中和する、すなわち除電する効果は極めて低い。

本発明は、処理対象物を所望の電位に帯電させ得る効果が極めて高い帯電処理装置及び帯電処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理装置であって、電子を発生させる電子発生源を収容する電子源部と、電子源部と連通し、かつ、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下で処理対象物を包囲する処理部と、を有する筐体部と、電子源部と処理部とを仕切るように電子源部と処理部との間に配置されているメッシュ状の電極部と、を備え、電子源部内には、電子発生源にて発生した電子を電極部に向けて加速させる加速電界が形成され、処理部及び電極部の電位が、所望の電位とされる。

本発明の一態様では、電子源部内には、電子発生源にて発生した電子を電極部に向けて加速させる加速電界が形成されるため、電子発生源にて発生した電子は、メッシュ状の電極部を通過し、効率よく処理部内に導入される。そして、処理部に導入された電子は、処理部内の荷電粒子形成用ガスの分子を励起し、正及び負の荷電粒子を生じさせる。生じた正及び負の荷電粒子のうちいずれか一方の荷電粒子が、処理対象物の電位と処理部の電位（所望の電位）とで形成される電界に応じて、処理対象物側に移動する。生じた正及び負の荷電粒子のうちいずれか他方の荷電粒子は、処理部側に移動する。処理対象物に移動してきた荷電粒子により、処理対象物は、所望の電位に帯電する。処理対象物が所望の電位に帯電すると、処理対象物と処理部との間に電界が形成されず、荷電粒子は移動しなくなる。したがって、処理対象物は、確実に所望の電位に帯電する。

所望の電位に帯電させるとは、正又は負の電位に帯電させることだけでなく、正又は負の電位の帯電を中和する、いわゆる除電することも含む。

電子源部は、処理部と連通する開口部を含んでおり、電極部は、開口部を覆うように電子源部に配置されていてもよい。この場合、電子源部内に形成される加速電界と処理部内に形成される電界とが相互に影響するのを抑制する電極部を、電子源部と処理部との間に確実かつ容易に配置することができる。

処理部は、少なくとも電子源部と対向する位置に開口部を含んでおり、電極部は、開口部を覆うように処理部に配置されていてもよい。この場合にも、電子源部内に形成される加速電界と処理部内に形成される電界とが相互に影響するのを抑制する電極部を、電子源部と処理部との間に確実かつ容易に配置することができる。

筐体部は、処理部内を荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とするための排気部を更に有していてもよい。この場合、電子及び荷電粒子が有効に機能するように、処理部内の圧力調整を用意に行うことができる。

電子源部は、平面視で長手方向と短手方向とを有しており、電子発生源は、電子源部の長手方向に沿って延びていてもよい。この場合、処理対象物が長尺状の物体であっても、当該処理対象物を確実に所望の電位に帯電させることができる。

処理部は、処理対象物を処理部に導入する導入部と、導入部と対向するように位置し、処理対象物を処理部から導出する導出部と、を有していてもよい。この場合、処理対象物の帯電処理を連続して行うことができる。

処理部は、互いに離間して配置された二つの部材を有し、二つの部材の間に処理対象物を位置させることにより、二つの部材で処理対象物を包囲してもよい。この場合、より大きなサイズを有する処理対象物の帯電処理を連続して行うことができる。

二つの部材は、互いに対向するように位置する平板状の電極であってもよい。この場合、処理対象物のサイズに対応させて適切な処理空間を形成することができる。

平板状の電極は、移動可能であってもよい。この場合、帯電処理に加え、他の処理（たとえば荷電粒子処理など）を行うことができる。

電子発生源は、熱電子を放出するカソードを含んでいてもよい。この場合、出力の高い電子発生源を容易に実現することができる。

カソードは、イリジウムを含む材料からなる基材部と、基材部の表面を覆う、イットリウム酸化物を含む材料からなる被覆部と、を含んでいてもよい。この場合、出力が高く、かつ、安定性の高い電子発生源を容易に実現することができる。

電子発生源は、所定波長のエネルギー線を出射するエネルギー線源と、所定波長のエネルギー線の入射により光電子を外部に放出する光電子放出体と、を含んでいてもよい。この場合、筐体部内の雰囲気に対して安定度の高い電子発生源を実現することができる。

エネルギー線源は、電子発生源から処理部への光電子入射軸とエネルギー線源のエネルギー線出射軸とが同軸とならないように、配置されていてもよい。この場合、エネルギー線が、処理対象物に直接、影響を及ぼすことを抑制することができる。

エネルギー線源は、光電子入射軸とエネルギー線出射軸とが交わるように配置され、光電子放出体は、エネルギー線出射軸に対して傾斜する傾斜面を含んでいてもよい。この場合、エネルギー線の処理対象物への直接的な影響をより抑制することができる。また、効率よく発生した光電子を処理室へ導くことができる。

所定波長のエネルギー線は真空紫外光を含んでいてもよい。この場合、より効率よく光電子を発生することができる。

電子源部は、エネルギー線源と光電子放出体との間に配置され、光電子放出体の電位と同等の電位とされるメッシュ状の電極部を更に含んでいてもよい。この場合、光電子放出体から放出された光電子が、エネルギー線源側に向かうのを抑制し、光電子を処理部に向けて効率よく導くことができる。

電子源部は、エネルギー線源と光電子放出体との間に配置され、かつ、所定波長のエネルギー線を透過する窓材を更に含んでおり、窓材により、電子発生源における光電子放出体が収容されている空間が気密に封止されていてもよい。この場合、エネルギー線源に関する作業を、処理部内の所定の圧力雰囲気に影響を与えることなく、容易に行うことができる。

電子源部は、所定波長のエネルギー線を透過する窓材を更に含み、窓材の一方の面には、透過型光電面を構成し、かつ、導電性を有する薄膜が形成されており、窓材は、薄膜と光電子放出体とが同等の電位となるように、エネルギー線源と光電子放出体との間に配置されていてもよい。この場合、薄膜からも光電子が放出されるため、処理部に導かれる光電子の量が増加する。また、光電子放出体から放出された光電子が、エネルギー線源側に向かうのを抑制し、光電子を処理部に向けて効率よく導くことができる。これらの結果、帯電処理の効果を高めることができる。

光電子放出体は、胴部と底部とを有し、所定波長のエネルギー線を導入するための開口が形成された有底筒形状を呈していてもよい。この場合、光電子放出体からの光電子の放出及び放出された光電子の処理部側への移動が効率よく行われる。

光電子放出体と電極部との間に配置されている、光電子を制御するための光電子制御部を更に備えていてもよい。この場合、たとえば、処理部内における光電子の入射範囲を制御することができる。

エネルギー線源と光電子放出体とが、互いに離間し、かつ、対向するように配置されていてもよい。この場合、エネルギー線源と光電子放出体とを機能上、好ましい位置に配置することができる。

本発明の別の一態様は、処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理装置であって、電子を発生させる電子発生源と、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下で処理対象物を包囲し、かつ、電子発生源にて発生される電子が導入される処理部と、電子発生源と処理部との間に配置されているメッシュ状の電極部と、を備え、電子発生源と電極部との間に、電子発生源にて発生した電子を電極部に向けて加速させる加速電界が形成され、処理部及び電極部の電位が、所望の電位とされる。

本発明の別の一態様は、処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理方法であって、電子を発生させる電子発生源と、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下で処理対象物を包囲し、かつ、電子発生源にて発生される電子が導入される処理部と、電子発生源と処理部との間に配置されているメッシュ状の電極部と、を用い、電子発生源と電極部との間に、電子発生源にて発生した電子を電極部に向けて加速させる加速電界を形成すると共に、処理部及び電極部の電位を所望の電位とする。

これらの本発明の別の一態様では、電子発生源にて発生した電子を電極部に向けて加速させる加速電界が形成されるため、電子発生源にて発生した電子は、メッシュ状の電極部を通り、効率よく処理部内に導入される。そして、処理部に導入された電子は、処理部内の荷電粒子形成用ガスの分子を励起し、正及び負の荷電粒子を生じさせる。生じた正及び負の荷電粒子のうちいずれか一方の荷電粒子が、処理対象物の電位と処理部の電位（所望の電位）とで形成される電界に応じて、処理対象物側に移動する。生じた正及び負の荷電粒子のうちいずれか他方の荷電粒子は、処理部側に移動する。処理対象物に移動してきた荷電粒子により、処理対象物は、所望の電位に帯電する。処理対象物が所望の電位に帯電すると、処理対象物と処理部との間に電界が形成されず、荷電粒子は移動しなくなる。したがって、処理対象物は、確実に所望の電位に帯電する。

本発明によれば、処理対象物を所望の電位に帯電させ得る効果が極めて高い帯電処理装置及び帯電処理方法を提供することができる。

第１実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。 電子源部の一例を示す斜視図である。 処理室部の一例を示す斜視図である。 第１実施形態に係る帯電処理装置での帯電処理を説明するための図である。 第１実施形態に係る帯電処理装置での帯電処理を説明するための図である。 第１実施形態に係る帯電処理装置での帯電処理を説明するための図である。 第１実施形態に係る帯電処理装置での帯電処理を説明するための図である。 第１実施形態の変形例に係る帯電処理装置を示す斜視図である。 第１実施形態の変形例に係る帯電処理装置を示す斜視図である。 電子源部の変形例を示す断面図である。 第２実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。 電子源部の一例を示す断面図である。 電子源部の変形例を示す平面図である。 図１３におけるXIV−XIV線に沿った断面図である。 図１３におけるXV−XV線に沿った断面図である。 電子源部の更なる変形例を示す断面図である。 電子源部の更なる変形例を示す断面図である。 電子源部の更なる変形例を示す断面図である。 電子源部の更なる変形例を示す断面図である。 電子源部の更なる変形例を示す斜視図である。 電子源部の更なる変形例を示す斜視図である。 図２０に示された電子源部の断面図である。 光電子放出体を示す斜視図である。 電子源部からの光電子の放出を説明するための図である。 光電子放出体の変形例を示す斜視図である。 電子源部からの光電子の放出を説明するための図である。 電子源部の更なる変形例が適用された帯電処理装置を示す斜視図である。 第４実施形態に係る除電処理装置を示す斜視図である。 電子源部の一例を示す斜視図である。 第５実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。 第６実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。 第７実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。 帯電処理装置の適用例を説明するための図である。 帯電処理装置の適用例を説明するための図である。 帯電処理装置の適用例を説明するための図である。 帯電処理ユニットを示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、第１実施形態に係る帯電処理装置Ｃ１の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。図２は、電子源部の一例を示す斜視図である。図３は、処理室部の一例を示す斜視図である。

帯電処理装置Ｃ１は、図１に示されるように、筐体部１及び電極部４０を備えている。帯電処理装置Ｃ１は、処理対象物ＰＯを所望の電位に帯電させる装置である。帯電処理装置Ｃ１は、たとえば、帯電していない処理対象物ＰＯを正又は負の電位に帯電させることが可能である。帯電処理装置Ｃ１は、たとえば、正又は負の電位に帯電している処理対象物ＰＯを除電すること又は所望の電位に変えることも可能である。

筐体部１は、電子源部３と、処理部２０と、給気部３０、及び排気部３３を有している。筐体部１は、処理部２０を収容する処理筐体２を更に有している。電子源部３は、筐体部１内が気密に封止されるように、処理筐体２に設けられている。電子源部３は、処理筐体２と一体的に設けられていてもよく、処理筐体２と別体に設けられていてもよい。電子源部３は、処理部２０外に配置されている。処理筐体２及び処理部２０は、たとえば、直方体形状を呈する導電性金属材料（たとえば、ステンレス鋼又はアルミニウムなど）からなる。処理部２０が導電性金属材料からなる場合、処理筐体２は、絶縁性材料からなっていてもよい。

電子源部３は、図２にも示されているように、電子を発生させる電子発生源５と、電子発生源５を収容する電子源筐体７と、を有している。電子発生源５は、熱電子を放出するカソード６を含んでいる。カソード６は、加熱されることにより熱電子を放出する。カソード６は、たとえば、フィラメントなどの直熱型電極である。具体的には、フィラメントは、イリジウムを含む材料からなる導電性部材６ａ（基材部）と、導電性部材６ａの表面を覆う、イットリウム酸化物を含む材料からなるコーティング層６ｂ（被覆部）と、を含んでいることが好ましい。イリジウムは、化学的に安定しており、酸素ガスなどと反応し難い。イットリウム酸化物は、仕事関数が低く、低温で熱電子を放出する。

カソード６は、ヒータの加熱により熱電子を放出する傍熱型電極であってもよい。カソード６は、熱電子を放出する熱電子源に限らず、冷陰極などの電界放出型電子源又は弾導電子源といったその他の電子源であってもよい。電子源筐体７は、電子発生源５を収容する胴部７ａと、電子源部３から熱電子を放出するための開口部７ｂと、を含んでいる。

電子源部３は、カソード６から放出された熱電子の運動を制御するための電極８と、カソード６に電流を供給するための一対のリード電極９と、カソード６（一対のリード電極９）を絶縁固定するガラス管１０と、を更に有している。カソード６は、ガラス管１０内に位置している。ガラス管１０は、一端が開口している。ガラス管１０は、筐体部１内が気密状態に維持されるように、電子源筐体７（胴部７ａ）に設けられている。また、ガラス管１０が用いられることなく、リード電極９を備えた絶縁ステム又は真空フランジ上にカソード６を組み上げた構造体が用いられてもよい。カソード６の両端部は、リード電極９にそれぞれ電気的に接続されている。電極８は、一方のリード電極９に電気的に接続されている。電極８には、別の給電経路が設けられていてもよい。電極８に別の給電経路が設けられている場合、当該給電経路を通して、カソード６とは別の電位を電極８に供給してもよい。

電子源部３内には、カソード６及び電極８に供給される電位によって、電子発生源５にて発生した熱電子を電極部４０に向けて加速させる加速電界が形成される。カソード６から放出された熱電子は、ガラス管１０の開口を通して、電子源部３から導出される。加速電界を形成する電位差は、処理室部２１内に導入された熱電子が、処理対象物ＰＯに直接到達し難い大きさに設定される。加速電界を形成する電位差は、たとえば、１０〜１０００Ｖの範囲内とされ、５０〜５００Ｖの範囲内であることがより好ましい。

電子源部３は、処理筐体２に気密に着脱自在に装着される真空フランジＶＦを有している。すなわち、電子源部３は、真空フランジＶＦが処理筐体２に装着されることにより、処理筐体２に設けられている。処理筐体２における電子源部３が設けられる位置には、開口部２ａが形成されている。すなわち、電子源部３（電子源筐体７）内の空間は、開口部２ａを通して、処理筐体２内の空間と連通している。電子源部３が、溶接などにより処理筐体２と一体的に設けられている場合、又は、処理部２０内に配置される場合は、真空フランジＶＦは必ずしも必要ではない。真空フランジＶＦは、胴部７ａと一体形成されていてもよく、胴部７ａと別体に形成されていてもよい。

処理部２０は、処理筐体２の内部に配置されている。処理部２０は、内部に処理空間が形成される処理室部２１を含んでいる。処理筐体２及び処理室部２１は、処理室部２１内に処理対象物ＰＯを導入するための導入開口（図示せず）を有している。当該導入開口を介して処理室部２１内に導入された処理対象物ＰＯは、処理室部２１と電気的に絶縁された状態で、処理室部２１内に置かれる。これにより、処理室部２１（処理部２０）は、処理対象物ＰＯを包囲する。処理筐体２及び処理室部２１の導入開口は、少なくとも帯電処理時には閉塞されるのが好ましい。少なくとも処理室部２１の開口は、処理室部２１と同電位の部材で閉塞されるのが好ましい。処理対象物ＰＯは、保持部材（不図示）によって、その位置が規定される。

処理室部２１は、図３の（ａ）に示されるように、たとえば、直方体形状を呈している。処理室部２１には、処理筐体２における電子源部３が設けられる面に対向する一つの面に開口部２３が形成されている。開口部２３は、処理筐体２における開口部２ａと対向するように位置している。すなわち、処理室部２１には、電子源部３と対向する位置に開口部２３が形成されているため、電子源部３（電子源筐体７）内の空間は、開口部２ａ及び開口部２３を通して、処理部２０の処理室部２１内の処理空間と連通している。処理室部２１は、導電性金属材料（たとえば、ステンレス鋼又はアルミニウムなど）からなる。

処理室部２１には、図３の（ｂ）に示されるように、処理筐体２における電子源部３が設けられる面に対向する一つの面の略全体が開口することにより、開口部２３が形成されていてもよい。処理室部２１には、図３の（ｃ）に示されるように、六つの面の略全体が開口していてもよい。図３の（ｃ）に示された処理室部２１は、直方体の各稜に枠部が位置する枠構造体、すなわち、直方体形状の枠構造体である。

処理筐体２と処理室部２１とは、それぞれ独立して、電位が供給される。この場合、処理筐体２と処理室部２１とは、互いに電気的に絶縁されている。処理筐体２と処理室部２１とは、必ずしも、互いに電気的に絶縁されている必要はなく、互いに電気的に接続されていてもよい。この場合、処理筐体２と処理室部２１とは、同じ電位に設定される。帯電処理装置Ｃ１が除電処理装置のみとして用いられる場合には、処理筐体２と処理室部２１とは、電気的に接続されていることが好ましい。処理筐体２と処理室部２１とは、処理室部２１を処理筐体２と接触するように処理筐体２内に配置することにより、電気的に接続することができる。

給気部３０及び排気部３３は、処理筐体２に設けられている。給気部３０及び排気部３３は、筐体部１内を所定の圧力条件下に設定するために、筐体部１（処理筐体２）内のガスの給排気を行う。所定の圧力条件下とは、減圧下はもちろんのこと、大気圧下又は加圧下であってもよい。筐体部１内の圧力は、たとえば、数十〜１０^−３Ｐａの範囲内とされ、より好ましくは１０〜１０^−２Ｐａの範囲内とされる。また、給気部３０及び排気部３３は、荷電粒子形成用ガスの給排気を行う。これにより、筐体部１（処理筐体２）内を、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とすることが可能である。荷電粒子形成用ガスには、たとえば、アルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガス又は大気を用いることができる。帯電処理装置Ｃ１を取り巻く雰囲気が荷電粒子形成用ガスとされる場合、所定の圧力雰囲気として減圧雰囲気とするには、排気部３３のみで実現することもできる。給気部３０及び排気部３３は、処理筐体２に設けられている必要はなく、処理室部２１に直接設けられていてもよい。この場合、給気部３０及び排気部３３が処理室部２１の電位に影響しないようにする必要がある。

電極部４０は、図３に示されるように、メッシュ状の導電性部材である。メッシュとは、網状に限らず、格子状、多孔状、又は多段櫛刃状などの、所定の領域を複数の領域に二次元的に分割する構造であって、メッシュ状の導電性部材が電極部４０として用いられた際には、電子の透過と電界の形成を可能とする構造体である。電極部４０は、図３に示されるように、開口部２３を覆うように処理室部２１に設けられている。電極部４０は、電子源部３と処理部２０（処理空間）とを仕切るように電子源部３と処理部２０との間に配置されることとなる。電極部４０は、処理室部２１と電気的に接続されている。すなわち、電極部４０は、処理室部２１と同じ電位とされる。電極部４０は、たとえば、ステンレス鋼からなる。電極部４０のメッシュの大きさは、熱電子の通過率が高く、かつ、電子源部３と処理部２０との間で電界の染み出しが極めて少ない大きさに設定される。

図３の（ｃ）に示された処理室部２１では、すべての面がメッシュ状の導電性部材で構成されている。すなわち、導電性部材は、各枠部間に張られるように枠構造体に設けられている。この場合、処理筐体２における電子源部３が設けられる面に対向する一つの面を構成する導電性部材が、主として、電極部４０として機能する。

次に、図４〜図７を参照して、帯電処理装置Ｃ１による帯電処理について説明する。図４〜図７は、第１実施形態に係る帯電処理装置での帯電処理を説明するための図である。図４の（ａ）〜（ｃ）は、処理対象物ＰＯを負の電位に帯電させる処理を説明するための図である。図５の（ａ）〜（ｃ）は、処理対象物ＰＯを正の電位に帯電させる処理を説明するための図である。図６の（ａ）〜（ｃ）は、正の電位に帯電している処理対象物ＰＯを除電する処理を説明するための図である。図７の（ａ）〜（ｃ）は、負の電位に帯電している処理対象物ＰＯを除電する処理を説明するための図である。図４及び図５においては、処理対象物ＰＯが絶縁体である場合を例示し、図６及び図７においては、処理対象物ＰＯが導電体である場合を例示する。

［負の電位への帯電処理］
図４の（ａ）に示されるように、帯電処理装置Ｃ１には、帯電していない、すなわち電位が０Ｖである処理対象物ＰＯが処理室部２１内に配置されている。給気部３０及び排気部３３（図４では不図示）により、筐体部１（処理筐体２）内は、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とされる。たとえば、筐体部１内は、Ａｒガスを含み、かつ、０．７〜１．３Ｐａ（たとえば１Ｐａ）とされた圧力雰囲気下とされる。

帯電処理装置Ｃ１では、処理室部２１（処理部２０）が、所望の負の電位（たとえば、−２００Ｖ）に設定される。処理筐体２は、グラウンド電位（接地電位）に設定される。これにより、処理対象物ＰＯと処理室部２１との間に、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差（たとえば、２００Ｖ）に対応する電界が形成される。電極部４０と処理室部２１とが同じ電位とされているため、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差に対応する電界は、電極部４０の近傍まで形成される。

電子源部３（カソード６）は、上述した加速電界が形成されるように、処理室部２１よりも低い電位（たとえば、−４００Ｖ）に設定される。これにより、電子源部３内には、電子源部３と処理室部２１（電極部４０）との電位差（たとえば、２００Ｖ）に対応する加速電界が形成される。電極部４０により、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界と、電子源部３内の加速電界と、が互いに影響し合うのが抑制されている。

電子源部３内に加速電界が形成され、かつ、処理対象物ＰＯと処理室部２１（電極部４０）との間に上記電界が形成されている状態で、カソード６に通電し、カソード６から熱電子を放出させる。カソード６から放出された熱電子は、加速電界により加速され、電極部４０を通過し、処理室部２１内に導入される。

図４の（ｂ）に示されるように、処理室部２１内に導入された熱電子は、処理室部２１内の電極部４０と処理対象物ＰＯとの間に存在する荷電粒子形成用ガスの分子を励起し、正及び負の荷電粒子を生じさせる。すなわち、荷電粒子形成用ガスの分子は、熱電子の衝突により、正及び負の荷電粒子に解離する。荷電粒子形成用ガスとして、Ａｒガスが用いられる場合、Ａｒ分子が、Ａｒ^＋イオンと電子とに開裂し、Ａｒ^＋イオンと電子とが生じる。

生じた負の荷電粒子（電子）は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理対象物ＰＯ側に移動する。処理対象物ＰＯは、処理対象物ＰＯに移動してきた負の荷電粒子により、負の電位に帯電していく。生じた正の荷電粒子（Ａｒ^＋イオン）は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理室部２１側及び電極部４０側に移動する。処理室部２１及び電極部４０に到達した正の荷電粒子は、中和される。

処理対象物ＰＯの帯電状態に応じ、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間に形成される電界が弱まっていく。処理対象物ＰＯが、上述した所望の負の電位に帯電すると、図４の（ｃ）に示されるように、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間には電界が形成されず、負の荷電粒子は移動しなくなる。これにより、処理対象物ＰＯは、所望の負の電位に帯電され、処理対象物ＰＯの電位は、帯電した状態で安定する。

［正の電位への帯電処理］
図５の（ａ）に示されるように、帯電処理装置Ｃ１には、帯電していない、すなわち電位が０Ｖである処理対象物ＰＯが処理室部２１内に配置されている。給気部３０及び排気部３３（図５では不図示）により、筐体部１（処理筐体２）内は、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とされる。たとえば、筐体部１内は、Ａｒガスを含み、かつ、０．７〜１．３Ｐａ（たとえば１Ｐａ）とされた圧力雰囲気下とされる。

帯電処理装置Ｃ１では、処理室部２１（処理部２０）が、所望の正の電位（たとえば、＋２００Ｖ）に設定される。処理筐体２は、グラウンド電位（接地電位）に設定される。これにより、処理対象物ＰＯと処理室部２１との間に、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差（たとえば、２００Ｖ）に対応する電界が形成される。電極部４０と処理室部２１とが同じ電位とされているため、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差に対応する電界は、電極部４０の近傍まで形成される。

電子源部３（カソード６）は、上述した加速電界が形成されるように、処理室部２１よりも低い電位（たとえば、−１００Ｖ）に設定される。これにより、電子源部３内には、電子源部３と処理室部２１（電極部４０）との電位差（たとえば、３００Ｖ）に対応する加速電界が形成される。電極部４０により、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界と、電子源部３内の加速電界と、が互いに影響し合うのが抑制されている。

電子源部３内に加速電界が形成され、かつ、処理対象物ＰＯと処理室部２１（電極部４０）との間に上記電界が形成されている状態で、カソード６に通電し、カソード６から熱電子を放出させる。カソード６から放出された熱電子は、加速電界により加速され、電極部４０を通過し、処理室部２１内に導入される。

図５の（ｂ）に示されるように、処理室部２１内に導入された熱電子は、処理室部２１内の電極部４０と処理対象物ＰＯとの間に存在する荷電粒子形成用ガスの分子を励起し、正及び負の荷電粒子を生じさせる。生じた正の荷電粒子は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理対象物ＰＯ側に移動する。処理対象物ＰＯは、処理対象物ＰＯに移動してきた正の荷電粒子により、正の電位に帯電していく。生じた負の荷電粒子は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理室部２１側及び電極部４０側に移動する。処理室部２１及び電極部４０に到達した負の荷電粒子は、中和される。

処理対象物ＰＯの帯電状態に応じ、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間に形成される電界が弱まっていく。処理対象物ＰＯが、上述した所望の正の電位に帯電すると、図５の（ｃ）に示されるように、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間には電界が形成されず、正の荷電粒子は移動しなくなる。これにより、処理対象物ＰＯは、所望の正の電位に帯電され、処理対象物ＰＯの電位は、帯電した状態で安定する。

［正の電荷の除電処理］
図６の（ａ）に示されるように、帯電処理装置Ｃ１には、正の電荷に帯電している処理対象物ＰＯが処理室部２１内に配置されている。処理対象物ＰＯは、たとえば、＋１ｋＶに帯電している。給気部３０及び排気部３３（図６では不図示）により、筐体部１（処理筐体２）内は、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とされる。たとえば、筐体部１内は、Ａｒガスを含み、かつ、０．７〜１．３Ｐａ（たとえば１Ｐａ）とされた圧力雰囲気下とされる。

帯電処理装置Ｃ１では、処理室部２１（処理部２０）及び処理筐体２が、グラウンド電位（接地電位）に設定される。これにより、処理対象物ＰＯと処理室部２１との間に、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差（たとえば、１ｋＶ）に対応する電界が形成される。電極部４０と処理室部２１とが同じ電位とされているため、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差に対応する電界は、電極部４０の近傍まで形成される。

電子源部３（カソード６）は、上述した加速電界が形成されるように、処理室部２１よりも低い電位（たとえば、−２００Ｖ）に設定される。これにより、電子源部３内には、電子源部３と処理室部２１（電極部４０）との電位差（たとえば、２００Ｖ）に対応する加速電界が形成される。電極部４０により、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界と、電子源部３内の加速電界と、が互いに影響し合うのが抑制されている。

電子源部３内に加速電界が形成され、かつ、処理対象物ＰＯと処理室部２１（電極部４０）との間に上記電界が形成されている状態で、カソード６に通電し、カソード６から熱電子を放出させる。カソード６から放出された熱電子は、加速電界により加速され、電極部４０を通過し、処理室部２１内に導入される。

図６の（ｂ）に示されるように、処理室部２１内に導入された熱電子は、処理室部２１内の電極部４０と処理対象物ＰＯとの間に存在する荷電粒子形成用ガスの分子を励起し、正及び負の荷電粒子を生じさせる。生じた負の荷電粒子は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理対象物ＰＯ側に移動する。処理対象物ＰＯは、処理対象物ＰＯに移動してきた負の荷電粒子により、正の電位の帯電が中和されていく。生じた正の荷電粒子は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理室部２１側及び電極部４０側に移動する。処理室部２１及び電極部４０に到達した正の荷電粒子は、中和される。

処理対象物ＰＯの帯電状態に応じ、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間に形成される電界が弱まっていく。処理対象物ＰＯが、除電されると、すなわち電位が０Ｖとなると、図６の（ｃ）に示されるように、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間には電界が形成されず、負の荷電粒子は移動しなくなる。これにより、処理対象物ＰＯは、電位が０Ｖとされ、処理対象物ＰＯの電位は、除電された状態で安定する。

［負の電荷の除電処理］
図７の（ａ）に示されるように、帯電処理装置Ｃ１には、負の電荷に帯電している処理対象物ＰＯが処理室部２１内に配置されている。処理対象物ＰＯは、たとえば、−１ｋＶに帯電している。給気部３０及び排気部３３（図７では不図示）により、筐体部１（処理筐体２）内は、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とされる。たとえば、筐体部１内は、Ａｒガスを含み、かつ、０．７〜１．３Ｐａ（たとえば１Ｐａ）とされた圧力雰囲気下とされる。

帯電処理装置Ｃ１では、処理室部２１（処理部２０）及び処理筐体２が、グラウンド電位（接地電位）に設定される。これにより、処理対象物ＰＯと処理室部２１との間に、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差（たとえば、１ｋＶ）に対応する電界が形成される。電極部４０と処理室部２１とが同じ電位とされているため、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差に対応する電界は、電極部４０の近傍まで形成される。

電子源部３（カソード６）は、上述した加速電界が形成されるように、処理室部２１よりも低い電位（たとえば、−２００Ｖ）に設定される。これにより、電子源部３内には、電子源部３と処理室部２１（電極部４０）との電位差（たとえば、２００Ｖ）に対応する加速電界が形成される。電極部４０により、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界と、電子源部３内の加速電界と、が互いに影響し合うのが抑制されている。

電子源部３内に加速電界が形成され、かつ、処理対象物ＰＯと処理室部２１（電極部４０）との間に上記電界が形成されている状態で、カソード６に通電し、カソード６から熱電子を放出させる。カソード６から放出された熱電子は、加速電界により加速され、電極部４０を通過し、処理室部２１内に導入される。

図７の（ｂ）に示されるように、処理室部２１内に導入された熱電子は、処理室部２１内の電極部４０と処理対象物ＰＯとの間に存在する荷電粒子形成用ガスの分子を励起し、正及び負の荷電粒子を生じさせる。生じた正の荷電粒子は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理対象物ＰＯ側に移動する。処理対象物ＰＯは、処理対象物ＰＯに移動してきた正の荷電粒子により、負の電位の帯電が中和されていく。生じた負の荷電粒子は、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界に応じて、処理室部２１側及び電極部４０側に移動する。処理室部２１及び電極部４０に到達した負の荷電粒子は、中和される。

処理対象物ＰＯの帯電状態に応じ、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間に形成される電界が弱まっていく。処理対象物ＰＯが、除電されると、すなわち電位が０Ｖとなると、図７の（ｃ）に示されるように、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との間には電界が形成されず、正の荷電粒子は移動しなくなる。これにより、処理対象物ＰＯは、電位が０Ｖとされ、処理対象物ＰＯの電位は、除電された状態で安定する。

以上のように、本実施形態では、電子源部３内には、電子発生源５にて発生した熱電子を電極部４０に向けて加速させる加速電界が形成されるため、電子発生源５にて発生した熱電子は、メッシュ状の電極部４０を通過し、効率よく処理部２０（処理室部２１）内に導入される。そして、処理室部２１に導入された熱電子は、処理室部２１内の荷電粒子形成用ガスの分子を励起し、正及び負の荷電粒子を生じさせる。生じた正及び負の荷電粒子のうちいずれか一方の荷電粒子が、処理対象物ＰＯの電位と処理室部２１の電位（所望の電位）とで形成される電界に応じて、処理対象物ＰＯ側に移動する。生じた正及び負の荷電粒子のうちいずれか他方の荷電粒子は、処理室部２１側に移動する。処理対象物ＰＯに移動してきた荷電粒子により、処理対象物ＰＯは、所望の電位に帯電する。処理対象物ＰＯが所望の電位に帯電すると、処理対象物ＰＯと処理部との間に電界が形成されず、荷電粒子は移動しなくなる。したがって、処理対象物ＰＯは、確実に所望の電位に帯電し、帯電状態で安定する。

本実施形態では、処理室部２１は、少なくとも電子源部３と対向する位置に開口部２３を含んでいる。電極部４０は、開口部２３を覆うように処理室部２１に配置されている。これにより、電子源部３内に形成される加速電界と処理室部２１（処理部２０）内に形成される電界とが相互に影響するのを抑制する電極部４０を、電子源部３と処理室部２１との間に確実かつ容易に配置することができる。

筐体部１は、処理部２０（処理室部２１）内を荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とするための給気部３０及び排気部３３を有している。これにより、荷電粒子形成用ガスの供給及び排出、並びに、電子及び荷電粒子が有効に機能するように、処理室部２１内の圧力調整を容易に行うことができる。

電子発生源５は、熱電子を放出するカソード６を含んでいる。これにより、出力の高い電子発生源５を容易に実現することができる。

帯電処理装置Ｃ１では、筐体部１（処理筐体２）内の荷電粒子形成用ガスの圧力と、電子源部３内の加速電界と、に応じ、荷電粒子形成用ガスの分子が解離する位置（以下、単に「解離位置」と称する）が変化する。加速電界が大きいと、解離位置は電子源部３から離れ、加速電界が小さいと、解離位置は電子源部３に近づく。荷電粒子形成用ガスの圧力が高いと、処理部２０内に入った電子（たとえば、熱電子）の平均自由行程が短くなり、解離位置は電子源部３に近づく。荷電粒子形成用ガスの圧力が低いと、電子の平均自由行程が長くなり、解離位置は電子源部３から離れる。これらのことから、荷電粒子形成用ガスの圧力と加速電界とを調節することにより、解離位置を最適化することができる。したがって、加速電圧は調整可能であることが好ましい。加速電圧は、たとえば、カソード６及び電極８に供給される電位を調整することによって、調整することができる。

次に、図８〜図１０を参照して、本実施形態の変形例を説明する。図８及び図９は、第１実施形態の変形例に係る帯電処理装置を示す斜視図である。図１０は、電子源部の変形例を示す斜視図である。

図８に示されるように、電子源部３の位置は、図１に示された位置に限られない。図１に示された帯電処理装置Ｃ１では、電子源部３は、処理筐体２における処理対象物ＰＯと対向する面に設けられている。これに対し、図８に示された帯電処理装置Ｃ１では、電子源部３は、処理筐体２における処理対象物ＰＯと対向する面以外の側面に設けられている。

処理室部２１の大きさは、図１に示された大きさに限られない。図９の（ａ）〜（ｄ）に示されるように、処理室部２１の大きさは、処理筐体２よりも大幅に小型化されていてもよい。また、電子源部３の位置は、電子源部３の全体が処理筐体２外に位置する位置（図９の（ａ）参照）、電子源部３の一部が処理筐体２内に位置する位置（図９の（ｂ）参照）、又は、電子源部３の全体が処理筐体２内に位置する位置（図９の（ｃ）及び（ｄ）参照）であってもよい。図９の（ｄ）では、電子源部３が処理室部２１に設けられている。図９では、処理室部２１として、たとえば、図３の（ｃ）に示された処理室部２１が用いられている。

処理室部２１が小型化されると、帯電処理を施したい部位と、帯電処理を施したくない部位とを分別した状態で処理を行うことが可能となる。電子源部３が処理室部２１に近接して配置されると、電子源部３からの熱電子を有効利用することが可能となり、帯電処理をより一層効率よく行うことが可能である。電子源部３が処理室部２１に設けられる場合、電子源部３が処理室部２１と同じ電位とされるため、処理筐体２におけるカソード６及び電極８などに対する給電部の外部導出部の耐圧を高めておく必要がある。

電極部４０は、必ずしも処理室部２１に設けられている必要はない。たとえば、図１０に示されるように、電極部４０は、開口部７ｂを覆うように電子源筐体７に設けられていてもよい。すなわち、電子源部３が、電極部４０を有していてもよい。この際、電極部４０は、電子源筐体７とは絶縁され、かつ、所望の電位が供給されるように、たとえば絶縁部材を介して電子源筐体７に固定されると共に、電極部４０への給電経路が設けられていることが好ましい。所望の電位の値によっては、電極部４０は、電子源筐体７と同電位になるように、電子源筐体７と直接固定されていてもよい。処理筐体２と処理室部２１には、電子源部３から放出された熱電子が通過可能な開口部２ａ，２３が形成されていればよい。電子源部３が、特に、真空フランジＶＦ及び電極部４０を備えている場合、電子源部３がユニット化されることとなり、処理対象物ＰＯを備えることとなる各種装置への適用が極めて簡易に行うことができる。

電極部４０は、処理室部２１と電子源部３との両方に設けられていてもよい。この場合、たとえば、異なる電位を有する物体の近接などの要因があっても、電子源部３と処理室部２１との間の電界はその影響を受けることなく整然と形成される。したがって、安定して熱電子を処理室部２１に入射させることができる。なお、電極部４０が処理室部２１と電子源部３との両方に設けられる場合には、両方の電極部４０を同じ電位にしてもよく、電子源部３側の電極部４０から処理室部２１側の電極部４０に向けて電子が加速されるような異なる電位としてもよい。この場合、カソード６と電子源部３側の電極部４０との間で電子が十分に加速されており、両電極部４０間での電子の加速は小さい方が、電子の利用効率から好ましい。これにより、電子源部３内の加速電界、及び、処理室部２１と電子源部３間の電界が、より一層整然と形成される。また、カソード６と電子源部３側の電極部４０間で電子を一端大きく加速するような加速電界を形成し、両電極部４０間においては、加速された電子を減速するような電界を形成することで、最終的に処理室部２１側の電極部４０を通過する際に所望の加速電圧になるような電位を供給してもよい。

（第２実施形態）
図１１及び図１２を参照して、第２実施形態に係る帯電処理装置Ｃ２の構成を説明する。図１１は、第２実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。図１２は、電子源部の一例を示す断面図である。第２実施形態に係る帯電処理装置Ｃ２は、電子源部３の構成に関して、第１実施形態に係る帯電処理装置Ｃ１と相違する。

帯電処理装置Ｃ２は、図１１及び図１２に示されるように、筐体部１と、電極部４０と、を備えている。帯電処理装置Ｃ２も、帯電処理装置Ｃ１と同じく、帯電していない処理対象物を正又は負の電位に帯電させることが可能である。帯電処理装置Ｃ２は、正又は負の電位に帯電している処理対象物を除電すること又は所望の電位に変えることも可能である。

電子源部３（電子源筐体７）は、図１２にも示されているように、平面視で長手方向と短手方向とを有している。電子源部３は、略直方体形状を呈している。カソード６は、電子源部３の長手方向に沿って延びている。電子源部３は、電子源筐体７に設けられ、かつ、カソード６に電気的に接続されている一対の電流導入端子１１を有している。一対の電流導入端子１１は、電子源筐体７の長手方向での両端部に配置されている。処理筐体２の開口部２ａ（図１１では不図示）及び処理室部２１の開口部２３（図１１では不図示）の形状は、電子源部３の平面形状に対応させて、たとえば、長手方向と短手方向とを有している形状である。電極部４０は、電子源筐体７とは絶縁され、かつ、所望の電位が供給されるように、たとえば絶縁部材を介して電子源筐体７に固定されると共に、電極部４０への給電経路が設けられていることが好ましい。所望の電位の値によっては、電極部４０は、電子源筐体７と同電位になるように、電子源筐体７と直接固定されていてもよい。

本実施形態では、電子源部３が、平面視で長手方向と短手方向とを有しており、カソード６は、電子源部３の長手方向に沿って延びている。これにより、帯電処理装置Ｃ２は、処理対象物が長尺状の物体又は面積が大きな物体であっても、当該処理対象物を確実に所望の電位に帯電させることができる。

（第３実施形態）
図１３〜図１５を参照して、電子源部３の変形例を説明する。図１３は、電子源部の変形例を示す平面図である。図１４は、図１３におけるXIV−XIV線に沿った断面図である。図１５は、図１３におけるXV−XV線に沿った断面図である。第３実施形態に係る電子源部３は、熱電子ではなく光電子を放出する点で、第１及び第２実施形態における電子源部３と相違する。

電子源部３は、図１３〜図１５に示されるように、光電子を放出する電子発生源５０と、電子発生源５０を収容する電子源筐体５１と、を有している。電子源部３は、図１１及び図１２に示された電子源部３と同じく、平面視で長手方向と短手方向とを有している。電子発生源５０は、所定波長のエネルギー線を出射するエネルギー線源５２と、所定波長のエネルギー線の入射により光電子を外部に放出する光電子放出体５３と、を含んでいる。エネルギー線源５２は、たとえば、長尺状のエキシマランプなどが用いられる。

電子源部３は、真空フランジＶＦが処理筐体２に装着されることにより、処理筐体２に設けられている。本実施形態においても、電子源部３が、溶接などにより処理筐体２と一体的に設けられている場合、又は、処理部２０内に配置される場合は、真空フランジＶＦは必ずしも必要ではない。真空フランジＶＦは、電子源筐体５１と一体形成されていてもよく、電子源筐体５１と別体に形成されていてもよい。

エネルギー線源５２は、たとえばＸ線から赤外線までの帯域に含まれる波長のエネルギー線を放出するエネルギー線源である。光電子放出体５３の作成し易さ、及び、大気に曝される環境下での劣化などを考慮すると、エネルギー線源５２は、Ｘ線からＵＶ光までの帯域に含まれるエネルギー線を放出するエネルギー線源であることが好ましい。当該エネルギー線源には、たとえば、ＵＶ光又はＶＵＶ光（真空紫外光）などを放出するエキシマランプ又は重水素ランプ、ＵＶレーザ光源、若しくは、Ｘ線管などがある。エネルギー線源５２として、特に、光電子放出体５３の量子効率が比較的高い、光エネルギーのＶＵＶ光を放出するエキシマランプなどが好ましい。所定波長のエネルギー線が真空紫外光を含んでいる場合、より効率よく光電子を発生することができる。

電子源筐体５１は、電子源部３の長手方向で対向する一対の端面部５１ａと、一対の端面部５１ａを連結するように電子源部３の長手方向に延び、かつ、互いに対向している一対の側面部５１ｂと、一対の端面部５１ａと一対の側面部５１ｂとに接続される上面部５１ｃと、を有している。電子源筐体５１は、電子源部３から光電子を放出するための開口部５１ｄを、上面部５１ｃと対向する位置に含んでいる。

エネルギー線源５２は、ガス導入管５５内に配置されている。ガス導入管５５は、その両端部が、Ｏリングを介して、電子源筐体５１の一対の端面部５１ａに気密に保持されている。ガス導入管５５は、電子源筐体５１を電子源部３の長手方向に貫通するように配置されている。エネルギー線源５２も、電子源筐体５１を電子源部３の長手方向に貫通するように配置されている。ガス導入管５５は、エネルギー線源５２から出射される所定波長のエネルギー線を透過する材料からなり、たとえば、石英ガラス又はＭｇＦ_２などからなる。ガス導入管５５は、金属などからなる管状部材であってもよい。この場合、当該管状部材の所定位置に開口が設けられ、当該開口に石英ガラス又はＭｇＦ_２などからなる窓材が設けられることが好ましい。

ガス導入管５５の一端部には、ガス導入管５５内にガスを導入するガス導入部５７が接続されている。ガス導入管５５の他端部は、ガス導入管５５内に導入されたガスを排出するガス排出部として機能する。ガス導入管５５内に導入されるガスは、窒素などの不活性ガスが用いられ、エネルギー線源５２を冷却する。ガスは、ガス導入部５７からガス導入管５５内に導入され、ガス排出部から排出されるため、光子の透過率が低下するのを抑制できる。ガス導入管５５の他端部からは、エネルギー線源５２の電極に接続された電源線５８，５９が導出される。ガスの導排出又は電源線５８，５９の導出は、ガス導入管５５のいずれの端部から行われてもよい。電源線５８、５９が導出される部位は、ガス導入管５５の開放端に限られない。ガス導入管５５の両端がガス導排出可能に密閉され、ガス導入管５５の内外を貫通する給電部と接続して電源線５８、５９が導出されてもよい。

光電子放出体５３は、絶縁基板５６を介して電子源筐体５１に設けられている。光電子放出体５３は、電子源筐体５１と電気的に絶縁されている。光電子放出体５３は、電子源筐体５１の各面部５１ａ〜５１ｃに沿うように延びている五つの面部を有している。光電子放出体５３は、五つの面部の内側表面が、光電子の放出面となる。すなわち、電子源筐体５１の開口部５１ｄに対応する位置が開口している。光電子放出体５３の五つの面部は、ガス導入管５５を介して、エネルギー線源５２を囲むように位置している。光電子放出体５３は、電子源筐体５１に設けられている電流導入端子５４と電気的に接続されている。光電子放出体５３は、電子源筐体５１に対し、着脱自在に設けられている。これにより、光電子放出体５３の交換が可能となる。光電子放出体５３の面部は五つに限らず、光電子が処理室部２１側に放出されやすい構造の多面体でよい。

光電子放出体５３は、大気に曝される環境下においても劣化が少なく、かつ、エネルギー線源５２から出射されるエネルギー線（たとえば、ＵＶ光又はＶＵＶ光など）に対して量子効率が高い材料が用いられ、当該材料として、たとえは、Ａｕ、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ａｌ、ダイヤモンド薄膜、ＤＬＣ（diamond−like carbon）薄膜、又はＡｌ_２Ｏ_３薄膜などが挙げられる。ＵＶ光又はＶＵＶ光に対し、量子効率が高い材料は、Ａｕが一般的である。ＶＵＶ光に対しては、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３薄膜、又はダイヤモンド薄膜が、量子効率が比較的高い材料である。各薄膜は、金属基体の表面に成膜される。光電子放出体５３の光電子の放出面は、鏡面処理が施されていてもよい。

電極部４０は、電子源筐体５１の開口部５１ｄを覆うように、当該開口部５１ｄに設けられている。電極部４０は、電子源筐体５１とは絶縁され、かつ、所望の電位が供給されるように、たとえば絶縁部材を介して電子源筐体５１に固定されると共に、電極部４０への給電経路が設けられていることが好ましい。所望の電位の値によっては、電極部４０は、電子源筐体５１と同電位になるように、電子源筐体５１と直接固定されていてもよい。電極部４０は、光電子放出体５３に供給される電位との差により、光電子放出体５３にて発生した光電子を処理部２０に向けて加速させる加速電界を電子源部３内に形成する。電極部４０は、処理対象物ＰＯと処理室部２１との電位差に対応する電界を電子源部３と処理部２０との境界近傍まで形成する。また、電極部４０は、電子源部３内に形成される加速電界と、処理対象物ＰＯと処理室部２１及び電極部４０との電位差に対応する電界と、が互いに影響し合うのを抑制する。

本実施形態では、電子源部３は、所定波長のエネルギー線を出射するエネルギー線源５２と、所定波長のエネルギー線の入射により光電子を外部に放出する光電子放出体５３と、を含んでいる。これにより、帯電処理装置（電子源筐体５１）内の雰囲気（圧力及び真空度など）によって性能及び寿命などに影響を受けることの少ない、密封構造のエネルギー線源（たとえばランプなど）を用いることができる。この結果、帯電処理装置Ｃ１内の雰囲気に対して安定度の高い電子発生源を実現することができる。

本実施形態では、電子源部３が、平面視で長手方向と短手方向とを有しており、エネルギー線源５２は、電子源部３の長手方向に沿って延びている。これにより、処理対象物ＰＯが長尺状の物体又は面積が大きな物体であっても、当該処理対象物ＰＯを確実に所望の電位に帯電させることができる。

図１６及び図１７を参照して、電子源部３の更なる変形例を説明する。図１６及び図１７は、電子源部の更なる変形例を示す断面図である。図１６及び図１７に示された断面構成は、電子源部３の短手方向に直交する面で切断した際の断面構成に相当する。図１６及び図１７に示された電子源部３は、図９の（ｃ）に示された帯電処理装置Ｃ１が備える電子源部３のように、全体が処理筐体２内に位置している。いずれの変形例においても、電極部４０は、電子源筐体５１とは絶縁され、かつ、所望の電位が供給されるように、たとえば絶縁部材を介して電子源筐体５１に固定されると共に、電極部４０への給電経路が設けられていることが好ましい。所望の電位の値によっては、電極部４０は、電子源筐体５１と同電位になるように、電子源筐体５１と直接固定されていてもよい。

図１６に示された電子源部３では、ガス導入部５７は、ガス導入管５５の他端部に設けられている。ガス導入部５７は、ガス導入空間を画成するフランジ５７ａを有している。フランジ５７ａには、電源線５８が電気的に接続されている電流導入端子６０が気密に設けられている。電源線５９は、フランジ５７ａと電気的に接続され、接地されている。電源線５９も電源線５８と同様に電流導入端子に接続されていてもよく、当該電流導入端子を通して接地以外の電位が電源線５９に供給されてもよい。電流導入端子６０は、電源線６１を通して、電流導入端子６２と電気的に接続されている。電流導入端子６２は、フランジ６３に気密に設けられている。フランジ６３は、処理筐体２に着脱自在でかつ気密に設けられる。フランジ６３には、ガス導入管６４を介してガス導入部５７に接続されるガス導入口６５が配置されている。

ガス導入管５５の一端部には、ガス排出管６６を介してガス排出口６７に接続されているガス排出部６８が設けられている。ガス排出口６７は、フランジ６９に気密に設けられている。フランジ６９は、処理筐体２に着脱自在でかつ気密に設けられる。ガスは、ガス導入口６５から導入され、ガス導入管６４、ガス導入部５７、ガス導入管５５、ガス排出部６８、及びガス排出管６６を通り、ガス排出口６７から排出される。フランジ６９には、電源線７０を通して電流導入端子５４と電気的に接続されている電流導入端子７１が配置されている。

図１７に示された電子源部３では、エネルギー線源５２の電極に接続された電源線５８，５９は、ガス導入管６４を構成するフレキシブルチューブ内を通り、処理筐体２（処理部２０）外に導出されている。ガス排出部６８は、ガス導入部５７と同様に、ガス導入空間を画成するフランジ６８ａを有している。ガス排出部６８には、ガス排出管６６を構成するフレキシブルチューブが接続されている。ガス導入口６５、電流導入端子７１、及びガス排出口６７は、処理筐体２に着脱可自在でかつ気密に設けられる一つのフランジ７２に設けられている。このように、フレキシブルチューブを使用することで、電子源部３の配置の自由度を高め、たとえば処理室部２１により近接させて電子源部３を配置することができる。電子源部３は、フランジ７２を介することなく、処理筐体２に直接固定されていてもよい。

図１８〜図２０を参照して、電子源部３の更なる変形例を説明する。図１８〜図２０は、電子源部の更なる変形例を示す断面図である。図１８〜図２０に示された断面構成は、電子源部３の長手方向に直交する面で切断した際の断面構成に相当する。電極部４０は、電子源筐体５１とは絶縁され、かつ、所望の電位が供給されるように、たとえば絶縁部材を介して電子源筐体５１に固定されると共に、電極部４０への給電経路が設けられていることが好ましい。所望の電位の値によっては、電極部４０は、電子源筐体５１と同電位になるように、電子源筐体５１と直接固定されていてもよい。

図１８に示された変形例では、エネルギー線源５２は、一方の側面部５１ｂ側に配置されている。すなわち、エネルギー線源５２は、電子源部３から処理部２０への光電子入射軸Ａ１と、エネルギー線源５２のエネルギー線出射軸Ａ２とが同軸とならないように、より詳細には光電子入射軸Ａ１とエネルギー線出射軸Ａ２とが略直交するように、配置されている。一方の側面部５１ｂ及び光電子放出体５３における一方の側面部５１ｂに対向する面には、エネルギー線源５２からのエネルギー線を、光電子放出体５３の内側空間に導くための開口が形成されている。光電子放出体５３は、電子源部３の長手方向に直交する断面において、光電子が開口部５１ｄに向けて放出されるように傾斜面を有している。すなわち、光電子放出体５３は、エネルギー線源５２のエネルギー線出射軸Ａ２に対して傾斜する傾斜面を含んでいる。傾斜面は、それぞれ角度が異なる複数の傾斜面からなっていてもよい。

電子源部３は、メッシュ状の電極部７３を含んでいる。電極部７３は、エネルギー線源５２と光電子放出体５３との間に配置され、光電子放出体５３と同じ電位とされる。本変形例では、電極部７３は、光電子放出体５３に設けられている。電極部７３は、たとえば、Ａｕ又はＡｌなどの光電子放出特性が高い材料からなる。電極部７３は、たとえば、ステンレス鋼からなり、表面にＡｕ、Ａｌ、又はＡｌ_２Ｏ_３などからなる薄膜が形成されているメッシュであってもよい。電子源部３は、必ずしも電極部７３を含んでいる必要はなく、電子源部３は、電極部７３を含んでいなくてもよい。

本変形例では、電極部７３により、光電子放出体５３から放出された光電子が、エネルギー線源５２側に向かうのを抑制し、光電子を処理部２０（図１８では不図示）に向けて効率よく導くことができる。また、電極部７３により、エネルギー線源５２などの帯電を防ぐことができる。

図１８に示された電子源部３では、エネルギー線源５２が、一つの側面部５１ｂ側に配置され、かつ、光電子入射軸Ａ１とエネルギー線出射軸Ａ２とが同軸とならないよう、より詳細には光電子入射軸Ａ１とエネルギー線出射軸Ａ２とが略直交するように、配置されているので、エネルギー線源５２から放出されたエネルギー線が、処理部２０（図１８では不図示）に直接照射され難い。このため、処理部２０におけるエネルギー線が照射された部位にて、物質の解離などが生じるのを抑制することができる。さらに、光電子放出体５３は、電子源部３の長手方向に直交する断面において、光電子が開口部５１ｄに向けて放出されるように傾斜面を有している。すなわち、光電子放出体５３は、エネルギー線源５２のエネルギー線出射軸Ａ２に対して傾斜する傾斜面を含んでいるので、効率よく発生した光電子を処理部２０へ導くことができる。

図１９に示された変形例では、電子源部３は、窓材７４を含んでいる。窓材７４は、エネルギー線源５２と光電子放出体５３との間に配置され、かつ、所定波長のエネルギー線を透過する。エネルギー線源５２がたとえば軟Ｘ線源である場合には、窓材７４は、Ｂｅ又はＴｉの薄膜といったＸ線透過性材料などからなる。エネルギー線源５２がたとえばＵＶ光源又はＶＵＶ光源である場合には、窓材７４は、石英ガラス又はＭｇＦ_２などからなる。

窓材７４により、電子源部３（電子源筐体５１）における光電子放出体５３が収容されている空間が気密に封止される。窓材７４は、Ｏリング７５を介して、電子源筐体５１に設けられている。エネルギー線源５２は、電子源筐体５１に着脱可自在でかつ気密に設けられる収容部７６内に収容されている。窓材７４は、収容部７６を電子源筐体５１に取り付けることにより、収容部７６と電子源筐体５１とで挟持されることにより、電子源筐体５１に設けられる。収容部７６の内部空間には、エネルギー線源５２の冷却及びエネルギー線量の低下を抑制するため、たとえば窒素ガスといった不活性ガスを流通させることが好ましい。

本変形例でも、電極部７３により、光電子を処理部２０に向けて効率よく導くことができると共に、エネルギー線源５２及び窓材７４などの帯電を防ぐことができる。

図１９に示された電子源部３では、エネルギー線源５２と光電子放出体５３との間に配置され、かつ、所定波長のエネルギー線を透過する窓材７４を更に含んでおり、窓材７４により、電子源部３における光電子放出体５３が収容されている空間が気密に封止されている。このため、エネルギー線源５２に関する交換や保守といった作業を、処理部２０内の所定の圧力雰囲気に影響を与えることなく、容易に行うことができる。また、エネルギー線源５２が一つの側面部５１ｂ側に配置されているので、エネルギー線源５２から放出されたエネルギー線が、処理部２０に直接照射され難い。このため、処理部２０におけるエネルギー線が照射された部位にて、物質の解離などが生じるのを抑制することができる。

図２０に示された変形例では、窓材７４は、光電子放出体５３に設けられている。窓材７４は、収容部７６を電子源筐体５１に取り付けることにより、収容部７６と光電子放出体５３とで挟持されることにより、光電子放出体５３に設けられる。収容部７６は、Ｏリング７５を介して、電子源筐体５１に設けられている。光電子放出体５３は、電子源部３の長手方向に直交する断面において、光電子が開口部５１ｄに向けて放出されるように湾曲面を有している。

窓材７４における光電子放出体５３側の面に、透過型光電面を構成し、かつ、導電性を有する薄膜７７が形成されている。薄膜７７は、たとえば、厚みが数ｎｍ〜数百ｎｍであり、かつ、Ａｕ、Ａｌ、又はＡｌ_２Ｏ_３などからなる。薄膜７７は、窓材７４が光電子放出体５３に設けられている状態で、光電子放出体５３と同等の電位となるように接触している。すなわち、窓材７４は、薄膜７７と光電子放出体５３とが接触するように、エネルギー線源５２と光電子放出体５３との間に配置されている。薄膜７７は、光電子放出体５３との接触により、光電子放出体５３と同じ電位とされる。薄膜７７と光電子放出体５３とは、物理的に接触することなく、導電部材などを介して電気的に接触させて同電位としてもよく、別途設けた給電部材によって光電子放出体５３と同じ電位を薄膜７７に供給してもよい。また、必要に応じて光電子放出体５３と薄膜７７の電位を変えてもよい。この場合、放出される光電子の分布を変えることができる。

本変形例では、薄膜７７からも光電子が放出されるため、処理部２０に導かれる光電子の量が増加する。薄膜７７により、光電子を処理部２０に向けて効率よく導くことができる。これらの結果、本変形例によれば、帯電処理の効果を高めることができる。

図２１〜図２３を参照して、電子源部３の更なる変形例を説明する。図２１は、電子源部を示す斜視図である。図２２は、図２０に示された電子源部の断面図である。図２３は、光電子放出体を示す斜視図である。

電子源部３は、電子源筐体５１、エネルギー線源５２、光電子放出体５３、及び電極部４０を含んでいる。エネルギー線源５２は、たとえば、エキシマランプ又は重水素ランプなどが用いられる。エネルギー線源５２は、発光部組立体７８とガラス製の密封容器７９とを備えている。密封容器７９は、発光部組立体７８を収容する側管部７９ａと、側管部７９ａから突出すると共に側管部７９ａに連通する突出部７９ｂと、を有している。突出部７９ｂの先端は、エネルギー線（ＶＵＶ光）を出射する光出射窓によって封止されている。

電子源筐体５１は、両端が開口した筒形状を呈している。電子源筐体５１の一方の端部には、真空フランジＶＦが設けられている。電極部４０は、真空フランジＶＦの開口を覆うように真空フランジＶＦに設けられている。電極部４０は、電子源筐体５１とは絶縁され、かつ、所望の電位が供給されるように、たとえば絶縁部材を介して電子源筐体５１に固定されると共に、電極部４０への給電経路が設けられていることが好ましい。所望の電位の値によっては、電極部４０は、電子源筐体５１と同電位になるように、電子源筐体５１と直接固定されていてもよい。

電子源筐体５１の他方の端部には、他方の端部の開口を塞ぐように、電気絶縁性の基板８０が配置されている。電子源筐体５１の他方の端部は、基板８０が配置された状態で、クイックカップリング（Quick-release Coupling）８１により気密に封止されている。クイックカップリング８１は、クランプ８１ａを有している。基板８０には、電流導入端子８２が気密に設けられている。電流導入端子８２は、たとえば、溶接などにより、基板８０に固定される。基板８０は、クイックカップリング８１のブランクフランジとして機能する。

光電子放出体５３は、電子源筐体５１内に配置されている。光電子放出体５３は、図２３にも示されるように、胴部５３ａと底部５３ｂとを有しており、底部５３ｂと対向する一端が開口した有底筒形状を呈している。胴部５３ａは、断面が円形の円筒形状を呈している。胴部５３ａの断面は、円形に限られず、多角形であってもよい。底部５３ｂの内側面は、平面とされている。光電子放出体５３は、固定基板８３及び絶縁性基板８４を介して、基板８０に設けられている。固定基板８３は、導電性を有している。固定基板８３は、ねじ止めなどにより、絶縁性基板８４に着脱自在に設けられる。絶縁性基板８４は、ねじ止めなどにより、基板８０に着脱自在に設けられる。

光電子放出体５３は、底部５３ｂに形成された突部が固定基板８３と螺合することにより、固定基板８３に固定される。すなわち、光電子放出体５３は、固定基板８３に着脱自在に設けられる。これにより、光電子放出体５３の交換を容易に行うことができる。電流導入端子８２の先端には、スリーブ８５が設けられている。光電子放出体５３は、スリーブ８５が螺合などにより固定基板８３に設けられることにより、固定基板８３及びスリーブ８５を介して、電流導入端子８２に電気的に接続される。

光電子放出体５３の胴部５３ａには、図２３にも示されるように、エネルギー線源５２が備える密封容器７９の突出部７９ｂが挿通される開口が形成されている。突出部７９ｂは、電子源筐体５１に一体的に形成された筒状部８６にも挿通されており、Ｏリング８７を介して、筒状部８６に気密に設けられている。エネルギー線源５２は、電子源筐体５１に着脱自在に設けられている。エネルギー線源５２からのエネルギー線が胴部５３ａの開口を介して光電子放出体５３内に導入され、その光電子放出面に照射できれば、光電子放出体５３の胴部５３ａの開口に密封容器７９の突出部７９ｂを挿通しなくてもよい。また、電子源筐体５１は、胴部５３ａの開口を臨む位置に、エネルギー線を透過する窓材を備えていてもよい。この場合、エネルギー線源５２は電子源筐体５１の内部雰囲気外に配置される。

光電子放出体５３は、エネルギー線源５２からのエネルギー線が照射されると、光電子を放出する。このとき、電子源部３内に加速電界（たとえば、２００Ｖ）が形成されていると、図２４に示されるように、放出された光電子が、電子源部３から放出される。図２４は、電子源部からの光電子の放出を説明するための図である。図２４では、光電子の飛行軌跡が示されている。光電子は、広範囲に拡がりながらも、処理室部２１の中央部に向けて集中するように飛行している。ただし、実際には、光電子は、荷電粒子形成用ガスの分子に衝突することにより、処理対象物ＰＯには殆ど到達しない。

本変形例では、光電子放出体５３からの光電子の放出及び放出された光電子の処理部２０側への移動が効率よく行われる。また、図２２に示された電子源部３では、エネルギー線源５２の突出部７９ｂが光電子放出体５３の胴部５３ａに形成された開口に挿通されているため、エネルギー線源５２から放出されたエネルギー線が、処理部２０に直接照射され難い。このため、処理部２０におけるエネルギー線が照射された部位にて、物質の解離などが生じるのを抑制することができる。

図２５及び図２６を参照して、光電子放出体５３の変形例を説明する。図２５は、光電子放出体の変形例を示す斜視図である。図２６は、電子源部からの光電子の放出を説明するための図である。

図２５の（ａ）に示された光電子放出体５３では、底部５３ｂの内側面は、胴部５３ａの内径より小さい直径を有する平面部分と、胴部５３ａの端から胴部５３ａの平面部分にテーパ状に傾斜している傾斜面部分と、を含んでいる。すなわち、底部５３ｂの内側面により形成される空間は、円錐台形状を呈する。図２５の（ｂ）に示された光電子放出体５３では、底部５３ｂの内側面は、凹状球面を呈している。

図２５の（ａ）に示された光電子放出体５３が用いられた場合、図２６の（ａ）に示されるように、図２３に示された光電子放出体５３が用いられた場合よりも、光電子は、処理筐体２の中央部に向けてより集中するように飛行する。図２５の（ｂ）に示された光電子放出体５３が用いられた場合、図２６の（ｂ）に示されるように、図２３に示された光電子放出体５３が用いられた場合よりも、光電子は、処理筐体２の中央部のより広い範囲に向けて飛行する。

図２５の（ｃ）に示された光電子放出体５３は、複数の電極部分（本変形例では、第一〜第三電極部分８８ａ，８８ｂ，８８ｃ）を有している。第一電極部分８８ａは、光電子放出部を備えており、光電子放出体５３の本体部である。第一電極部分８８ａと第二電極部分８８ｂとの間には、電気絶縁体８９ａが配置されており、第一電極部分８８ａと第二電極部分８８ｂとは、電気絶縁体８９ａにより電気的に絶縁されている。第二電極部分８８ｂと第三電極部分８８ｃとの間には、電気絶縁体８９ｂが配置されており、第二電極部分８８ｂと第三電極部分８８ｃとは、電気絶縁体８９ｂにより電気的に絶縁されている。たとえば、第一電極部分８８ａと第三電極部分８８ｃとが負の電位とされ、第二電極部分８８ｂがグラウンド電位（接地電位）とされる。第二電極部分８８ｂは、メッシュ形状を呈していてもよい。第一電極部分８８ａには、エネルギー線源５２が備える密封容器７９の突出部７９ｂが挿通される開口が形成されている。第一電極部分８８ａの底部には、固定基板８３と螺合する突部が形成されている。

図２５の（ｃ）に示された光電子放出体５３が用いられた場合、図２６の（ｃ）に示されるように、図２３並びに図２５の（ａ）及び（ｂ）に示された光電子放出体５３が用いられた場合によりも、処理筐体２の中央部に向けて全体的に集中するように飛行する。図２５の（ｃ）に示された光電子放出体５３は、図２６の（ｃ）に示されるように、電子源部３が、処理筐体２の本体部分から突出する突出部に設けられる構成において、有用である。この場合、突出部での光電子の吸収などが抑制され、光電子を効率よく、電子源部３に導くことができる。すなわち、光電子放出体５３の本体部である第一電極部分８８ａと電極部４０との間に、光電子を制御するための光電子制御部としての第二電極部分８８ｂ及び第三電極部分８８ｃが配置されているので、処理部２０内における光電子の入射範囲を制御することができる。また、第一〜第三電極部分８８ａ，８８ｂ，８８ｃの電位を変更することにより、光電子を集中させることなく、発散するように飛行させることができる。

次に、図２７を参照して、電子源部３の更なる変形例を説明する。図２７は、電子源部の更なる変形例が適用された帯電処理装置を示す斜視図である。

図２７に示された変形例の電子源部３では、電子源筐体５１、光電子放出体５３、及び電極部４０を含む構造体４と、エネルギー線源５２と、が別体に構成されている。エネルギー線源５２と構造体４とは、互いに対向するように、処理筐体２に設けられている。すなわち、エネルギー線源５２と構造体４（光電子放出体５３）とは、処理室部２１を挟むように、互いに離間し、かつ、対向するように配置されている。エネルギー線源５２から出射されたエネルギー線は、処理部２０（処理室部２１）内を通り、構造体４に入射して、光電子放出体５３に照射される。

本変形例では、エネルギー線源５２が、構造体４と離間して、処理筐体２に設けられている。このため、エネルギー線源５２及び光電子放出体５３を、機能上、好ましい位置に配置することができる。たとえば、エネルギー線源５２が、処理筐体２の外側に配置されていれば、エネルギー線源５２の発熱による処理筐体２の内部空間や光電子放出体５３への影響を抑制しつつ、エネルギー線源５２の放熱を容易に行うと共に、エネルギー線源５２の交換を容易に行うことができる。なお、本変形例では、エネルギー線源５２と光電子放出体５３とが離間しているので、エネルギー線源５２からは指向性の高いエネルギー線を放出することが好ましい。この場合、集光のための光学レンズ系又は導光部材が配置されていてもよく、エネルギー線源５２が、高い指向性を有するエネルギー線源、たとえばＵＶレーザ光源であってもよい。

エネルギー線源５２は、上述した配置に限られない。エネルギー線源５２は、光電子放出体５３を配置した面と直交する面に設けられることにより、互いに離間し、かつ、対向するように配置してもよい。この場合、たとえば、図２１〜図２３に示される変形例のように、電子源筐体５１及び光電子放出体５３の側面部に開口を設け、当該開口が処理筐体２と処理部２０の間の空間に位置するように構造体４を配置し、開口を介して光電子放出体５３内にエネルギー線を照射してもよい。

（第４実施形態）
次に、図２８及び図２９を参照して、第４実施形態に係る除電処理装置ＮＡの構成を説明する。図２８は、第４実施形態に係る除電処理装置を示す斜視図である。図２９は、電子源部の一例を示す斜視図である。除電処理装置ＮＡは、帯電処理装置において、特に、正又は負の電位に帯電した処理対象物ＰＯの帯電を中和する、いわゆる除電するための装置である。

除電処理装置ＮＡは、筐体部１を備えている。筐体部１は、電子源部３と、処理筐体２と、給気部３０、及び排気部３３を有している。除電処理装置ＮＡでは、処理筐体２が処理室部２１としても機能する。電子源部３には、処理筐体２の開口部２ａを覆うように配置される電極部４０が設けられている。除電処理装置ＮＡは、処理筐体２（少なくともその内表面）及び電極部４０が所望の帯電中和レベル（たとえば、グラウンド電位）に設定されるように、構成されている。これにより、除電処理装置ＮＡによれば、正負いずれに帯電した処理対象物ＰＯであっても、所望の帯電中和レベル（たとえば、グラウンド電位）にすることができる。除電処理とは、所望の帯電中和レベルへの帯電処理であり、除電処理装置ＮＡの動作機構は前述の帯電処理装置Ｃ１の動作機構と同様である。電極部４０は、処理筐体２の内表面と同電位であるため、開口部２ａを覆うように処理筐体２に直接設けられていてもよい。所望の帯電中和レベルがグラウンド電位である場合には、電極部４０は、電子源筐体７又は真空フランジＶＦに直接設けられていてもよい。

（第５実施形態）
次に、図３０を参照して、第５実施形態に係る帯電処理装置Ｃ３の構成を説明する。図３０は、第５実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。第５実施形態に係る帯電処理装置Ｃ３は、処理部２０の構成に関して、第２実施形態に係る帯電処理装置Ｃ２と相違する。

帯電処理装置Ｃ３は、図３０に示されるように、筐体部１と、電極部４０と、を備えている。帯電処理装置Ｃ３も、帯電処理装置Ｃ１，Ｃ２と同じく、帯電していない処理対象物を正又は負の電位に帯電させることが可能である。帯電処理装置Ｃ３は、正又は負の電位に帯電している処理対象物を除電すること又は所望の電位に変えることも可能である。

処理部２０（処理室部２１）は、処理対象物ＰＯを処理部２０（処理室部２１）に導入する開口部（導入部）２４と、処理対象物を処理部２０（処理室部２１）から導出する開口部（導出部）２５と、を有している。一対の開口部２４，２５は、互いに対向するように位置している。本実施形態では、一対の開口部２４，２５は、処理室部２１における対向する一対の面にそれぞれ設けられている。帯電処理装置Ｃ３では、一対の開口部２４，２５の間において、連続した処理対象物ＰＯ、又は、連続した台座（図示せず）に搭載された処理対象物ＰＯを移動させてもよい。これにより、処理対象物ＰＯの帯電処理を連続して行うことができる。

開口部２４，２５の大きさ（開口面積）は、処理対象物ＰＯの大きさに極力近い大きさに設定することが好ましい。処理対象物ＰＯが台座に搭載される場合には、開口部２４，２５の大きさは、上記台座を含んだ大きさに極力近い大きさに設定することが好ましい。これにより、開口部２４，２５から処理部２０（処理室部２１）内に、処理部２０の周辺に存在する別の電界が浸入し、処理部２０内の処理領域の電界に影響を与えることを抑制することができる。

開口部２４，２５の数は、一対に限られない。処理部２０（処理室部２１）は、複数対の開口部２４，２５を有していてもよい。複数対の開口部２４，２５は、処理対象物ＰＯの導入方向（導出方向）から見て、左右に並ぶように位置させることかできる。この場合、複数の処理対象物ＰＯを並列して帯電処理することができる。

（第６実施形態）
次に、図３１を参照して、第６実施形態に係る帯電処理装置Ｃ４の構成を説明する。図３１は、第６実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。第６実施形態に係る帯電処理装置Ｃ４は、処理部２０の構成に関して、第２及び第５実施形態に係る帯電処理装置Ｃ２，Ｃ３と相違する。

帯電処理装置Ｃ４は、図３１に示されるように、筐体部１と、電極部４０と、を備えている。帯電処理装置Ｃ４も、帯電処理装置Ｃ１〜Ｃ３と同じく、帯電していない処理対象物を正又は負の電位に帯電させることが可能である。帯電処理装置Ｃ４は、正又は負の電位に帯電している処理対象物を除電すること又は所望の電位に変えることも可能である。

処理部２０（処理室部２１）は、互いに離間して配置された二つの部材２６，２７を有している。二つの部材２６，２７は、たとえば、一面が開口した箱状の部材であり、同電位とされる。帯電処理装置Ｃ４では、二つの部材２６，２７間において、連続した処理対象物ＰＯ、又は、連続した台座に搭載された処理対象物ＰＯを移動させる。すなわち、二つの部材２６，２７間に処理対象物ＰＯを位置させることにより、二つの部材２６，２７で処理対象物ＰＯを包囲する。これにより、より大きなサイズを有する処理対象物ＰＯの帯電処理を連続して行うことができる。

二つの部材２６，２７の間隔（二つの部材２６，２７間の空間の厚み）は、処理対象物ＰＯの大きさ（厚み）に極力近い大きさに設定することが好ましい。処理対象物ＰＯが台座に搭載される場合には、二つの部材２６，２７の間隔は、上記台座を含んだ大きさ（厚み）に極力近い大きさに設定することが好ましい。これにより、二つの部材２６，２７間の空間から処理部２０（処理室部２１）内に、処理部２０の周辺に存在する別の電界が浸入し、処理部２０内の処理領域の電界に影響を与えることを抑制することができる。また、処理対象物ＰＯの幅に対し、二つの部材２６，２７の幅を大きく設定することも好ましい。筐体部１（処理筐体２）からの電界の影響が処理部２０に及び難くするために、筐体部１と処理部２０（二つの部材２６，２７）との間の距離を十分に空けることが好ましい。二つの部材２６，２７間の空間において、複数の処理対象物ＰＯを横方向に並べて、同時に帯電処理してもよい。

（第７実施形態）
次に、図３２を参照して、第７実施形態に係る帯電処理装置Ｃ５の構成を説明する。図３２は、第７実施形態に係る帯電処理装置を示す斜視図である。第７実施形態に係る帯電処理装置Ｃ５は、処理部２０の構成に関して、第１及び第６実施形態に係る帯電処理装置Ｃ１，Ｃ４と相違する。

帯電処理装置Ｃ５は、図３２に示されるように、筐体部１と、電極部４０と、を備えている。帯電処理装置Ｃ５も、帯電処理装置Ｃ１〜Ｃ４と同じく、帯電していない処理対象物を正又は負の電位に帯電させることが可能である。帯電処理装置Ｃ５は、正又は負の電位に帯電している処理対象物を除電すること又は所望の電位に変えることも可能である。

処理部２０（処理室部２１）は、互いに離間して配置された二つの部材２８，２９を有している。二つの部材２８，２９は、メッシュ状部を有する平板状の電極であり、同電位とされる。二つの部材２８，２９は、互いに対向するように位置している。帯電処理装置Ｃ５では、二つの部材２８，２９間において、連続した処理対象物ＰＯ、又は、連続した台座に搭載された処理対象物ＰＯを移動させる。すなわち、二つの部材２８，２９間に処理対象物ＰＯを位置させることにより、二つの部材２８，２９で処理対象物ＰＯを包囲する。二つの部材２８，２９間の空間が、処理空間となる。これにより、処理対象物のサイズに対応させて適切な処理空間を形成することができる。

二つの部材２８，２９の間隔（二つの部材２８，２９間の空間の厚み）は、処理対象物ＰＯの大きさ（厚み）に極力近い大きさに設定することが好ましい。処理対象物ＰＯが台座に搭載される場合には、二つの部材２８，２９の間隔は、上記台座を含んだ大きさ（厚み）に極力近い大きさに設定することが好ましい。これにより、二つの部材２８，２９間の空間から処理部２０（処理室部２１）内に、処理部２０の周辺に存在する別の電界が浸入し、処理部２０内の処理領域の電界に影響を与えることを抑制することができる。また、処理対象物ＰＯの幅に対し、二つの部材２８，２９の幅を大きく設定することも好ましい。筐体部１（処理筐体２）からの電界の影響が処理部２０に及び難くするために、筐体部１と処理部２０（二つの部材２８，２９）との間の距離を十分に空けることが好ましい。

二つの部材２８，２９は、移動可能であってもよい。たとえば、部材２８，２９全体を移動させてもよい。また、部材２８，２９は、レンズシャッターのように、複数の羽根状の部材から構成されていてもよく、複数の羽根状の部材が、中心軸で放射状に開閉してもよい。この場合、複数の羽根状の部材それぞれに、メッシュ状の開口が設けられる。二つの部材２８，２９が移動可能であることにより、処理対象物ＰＯの帯電処理に加え、他の処理を行うことができる。他の処理には、たとえば荷電粒子処理などがある。荷電粒子処理では、処理対象物ＰＯの周辺に処理部２０の電磁界が影響しない状態を形成する。

続いて、図３３〜図３５を参照して、本実施形態に係る帯電処理装置の適用例を説明する。図３３〜図３５は、帯電処理装置の適用例を説明するための図である。

図３３では、本実施形態に係る帯電処理装置が、フィルムＦの表面に機能性膜（たとえば、反射防止膜又はガスバリア膜など）を成膜する装置９０に適用されている。装置９０は、処理筐体２内に位置している。電子源部３と処理室部２１とは、成膜部９１の前段に配置されており、成膜前のフィルムＦを除電する。

図３４では、本実施形態に係る帯電処理装置が、スパッタリング装置９２に適用されている。スパッタリング装置９２は、ターゲットＴを保持するターゲットホルダー９３、磁場発生用のマグネット９４、及び成膜対象物（たとえば、Ｓｉウェハなど）を保持する電極９５を備えている。本実施形態に係る帯電処理装置は、スパッタリングを行う前に、成膜対象物を除電する。

図３５では、本実施形態に係る帯電処理装置が、ハードディスクメディア用の基板９６の除電処理装置９７に適用されている。基板９６は、たとえばＡｌ又はガラスなどからなる。除電処理装置９７では、基板９６は、メディアホルダ９８に保持されている。除電処理装置９７で除電された基板９６は、成膜装置により、磁性体などからなる薄膜が形成される。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

たとえば、電子源部３は、複数の電子発生源５を有していてもよい。筐体部１は、複数の電子源部３を備えていてもよい。電子発生源５０は、複数のエネルギー線源５２を含んでいてもよい。筐体部１は、必ずしも給気部３０及び排気部３３を有している必要はない。

図３６に示されるように、電子源部３と処理部２０とは、これらが一体化された帯電処理ユニットＣＵを構成していてもよい。図３６は、帯電処理ユニットを示す斜視図である。処理部２０の一端側には電子源部３が固定されるとともに、処理部２０の他端側には開口部２０ａが形成されている。開口部２０ａは、処理対象物ＰＯを処理部２０内に導入するための導入部となる。帯電処理ユニットＣＵは、たとえば、筐体部１内で用いられる。帯電処理は、たとえば、筐体部１内において処理対象物ＰＯが処理部２０によって覆われるように、処理対象物ＰＯに処理部２０が被せられた状態で行われる。

この場合、処理対象物ＰＯの周囲が処理部２０と同電位であり、処理対象物ＰＯに処理部２０を被せることで、開口部２０ａが処理部２０と同電位の部材で覆われることが好ましい。たとえば、処理対象物ＰＯが処理部２０と同電位である処理台上に配置され、その処理台に対して処理部２０を被せてもよい。処理部２０と処理台とは、処理部２０内において電界が安定に形成できるように十分に近接していればよく、また、接触していてもよい。導入部となる開口部２０ａは、電子発生源５と対向する面に限らず、例えば側面等の電子源筐体７との接合部以外の部位に設けられていてもよい。この場合、電子発生源５と対向する面（図３６における開口部２０ａに相当する面）は、処理部２０と同電位の部材によって覆われているのが好ましい。

処理部２０の内部空間が、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下であるためには、帯電処理ユニットＣＵが配置される筐体部１の内部空間自体が所定の圧力雰囲気下とされていてもよく、また、図示しない荷電粒子形成用ガス供給部（及び排気部）によって処理部２０内を所定の圧力雰囲気下とされていてもよい。前者の場合、処理部２０は、筐体部１の内部空間と連通しやすいようにメッシュ部が設けられていることが好ましい。後者の場合、図３６にも示されるように、処理部２０は、処理部２０の内側に筐体部１の内部空間とは区画された空間が形成されるように、内側空間を囲む壁状部材からなることが好ましい。

電極部４０と処理部２０とは同電位とされており、直接接触していてもよく、また、導電性部材を介することで電気的に接続されていてもよい。また、電極部４０と処理部２０とは、互いに個別の給電経路を通して同電位が供給されていてもよい。電極部４０は、処理部２０と一体に形成されることにより、電子源筐体７と接続されていてもよい。なお、電極部４０及び処理部２０は、電子源筐体７とは絶縁され、かつ、所望の電位が供給されるように、たとえば絶縁部材を介して電子源筐体７に固定されると共に、電極部４０及び処理部２０への給電経路が設けられていることが好ましい。所望の電位の値によっては、電極部４０及び処理部２０は、電子源筐体７と同電位になるように、電子源筐体７と直接固定されていてもよい。

電子源部３と処理部２０とが互いに気密とされており、電子源部３と処理部２０とで、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とされる空間が画成されるのであれば、筐体部１は、必ずしも必要ではない。帯電処理装置が筐体部１を備えない場合、処理部２０（処理筐体２）は、帯電処理装置が設置される部位（以下、単に「設置部位」と称する）と電気的に絶縁されていることが好ましい。帯電処理装置が除電処理装置としてのみ用いられる場合、設置部位がグラウンド電位であるときには、処理部２０（処理筐体２）は、設置部位と電気的に接続されていてもよい。

１…筐体部、２…処理筐体、２ａ…開口部、３…電子源部、５…電子発生源、６…カソード、２０…処理部、２１…処理室部、２３…開口部、３０…給気部、３３…排気部、４０…電極部、５０…電子発生源、５２…エネルギー線源、５３…光電子放出体、７３…電極部、７４…窓材、７７…薄膜、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５…帯電処理装置、ＮＡ…除電処理装置、ＣＵ…帯電処理ユニット、ＰＯ…処理対象物。

Claims (23)

1. 処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理装置であって、
   電子を発生させる電子発生源を収容する電子源部と、前記電子源部と連通し、かつ、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下で前記処理対象物を包囲する処理部と、を有する筐体部と、
   前記電子源部と前記処理部とを仕切るように前記電子源部と前記処理部との間に配置されているメッシュ状の電極部と、を備え、
   前記電子源部内には、前記電子発生源にて発生した電子を前記電極部に向けて加速させる加速電界が形成され、
   前記処理部及び前記電極部の電位が、前記所望の電位とされる、帯電処理装置。
2. 前記電子源部は、前記処理部と連通する開口部を含んでおり、
   前記電極部は、前記開口部を覆うように前記電子源部に配置されている、請求項１に記載の帯電処理装置。
3. 前記処理部は、少なくとも前記電子源部と対向する位置に開口部を含んでおり、
   前記電極部は、前記開口部を覆うように前記処理部に配置されている、請求項１に記載の帯電処理装置。
4. 前記筐体部は、前記処理部内を荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下とするための排気部を更に有している、請求項１〜３の何れか一項に記載の帯電処理装置。
5. 前記電子源部は、平面視で長手方向と短手方向とを有しており、
   前記電子発生源は、前記電子源部の長手方向に沿って延びている、請求項１〜４の何れか一項に記載の帯電処理装置。
6. 前記処理部は、前記処理対象物を前記処理部に導入する導入部と、前記導入部と対向するように位置し、前記処理対象物を前記処理部から導出する導出部と、を有している、請求項１〜５の何れか一項に記載の帯電処理装置。
7. 前記処理部は、互いに離間して配置された二つの部材を有し、
   前記二つの部材の間に前記処理対象物を位置させることにより、前記二つの部材で前記処理対象物を包囲する、請求項１〜５の何れか一項に記載の帯電処理装置。
8. 前記二つの部材は、互いに対向するように位置する平板状の電極である、請求項７に記載の帯電処理装置。
9. 前記平板状の電極は、移動可能である、請求項８に記載の帯電処理装置。
10. 前記電子発生源は、熱電子を放出するカソードを含んでいる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の帯電処理装置。
11. 前記カソードは、イリジウムを含む材料からなる基材部と、前記基材部の表面を覆う、イットリウム酸化物を含む材料からなる被覆部と、を含んでいる、請求項１０に記載の帯電処理装置。
12. 前記電子発生源は、所定波長のエネルギー線を出射するエネルギー線源と、前記所定波長のエネルギー線の入射により光電子を外部に放出する光電子放出体と、を含んでいる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の帯電処理装置。
13. 前記エネルギー線源は、前記電子発生源から前記処理部への光電子入射軸と前記エネルギー線源のエネルギー線出射軸とが同軸とならないように、配置されている、請求項１２に記載の帯電処理装置。
14. 前記エネルギー線源は、前記光電子入射軸と前記エネルギー線出射軸とが交わるように配置され、
    前記光電子放出体は、前記エネルギー線出射軸に対して傾斜する傾斜面を含んでいる請求項１３に記載の帯電処理装置。
15. 前記所定波長のエネルギー線は真空紫外光を含んでいる、請求項１２に記載の帯電処理装置。
16. 前記電子源部は、前記エネルギー線源と前記光電子放出体との間に配置され、前記光電子放出体の電位と同等の電位とされるメッシュ状の電極部を更に含んでいる、請求項１２に記載の帯電処理装置。
17. 前記電子源部は、前記エネルギー線源と前記光電子放出体との間に配置され、かつ、前記所定波長のエネルギー線を透過する窓材を更に含んでおり、
    前記窓材により、前記電子源部における前記光電子放出体が収容されている空間が気密に封止される、請求項１２又は１６に記載の帯電処理装置。
18. 前記電子源部は、前記所定波長のエネルギー線を透過する窓材を更に含み、
    前記窓材の一方の面には、透過型光電面を構成し、かつ、導電性を有する薄膜が形成されており、
    前記窓材は、前記薄膜と前記光電子放出体とが同等の電位となるように、前記エネルギー線源と前記光電子放出体との間に配置されている、請求項１２に記載の帯電処理装置。
19. 前記光電子放出体は、胴部と底部とを有し、前記所定波長のエネルギー線を導入するための開口が形成された有底筒形状を呈している、請求項１２に記載の帯電処理装置。
20. 前記光電子放出体と前記電極部との間に配置されている、前記光電子を制御するための光電子制御部を更に備えている、請求項１２に記載の帯電処理装置。
21. 前記エネルギー線源と前記光電子放出体とが、互いに離間し、かつ、対向するように配置されている、請求項１２に記載の帯電処理装置。
22. 処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理装置であって、
    電子を発生させる電子発生源と、
    荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下で前記処理対象物を包囲し、かつ、前記電子発生源にて発生される電子が導入される処理部と、
    前記電子発生源と前記処理部との間に配置されているメッシュ状の電極部と、を備え、
    前記電子発生源と前記電極部との間に、前記電子発生源にて発生した電子を前記電極部に向けて加速させる加速電界が形成され、
    前記処理部及び前記電極部の電位が、前記所望の電位とされる帯電処理装置。
23. 処理対象物を所望の電位に帯電させる帯電処理方法であって、
    電子を発生させる電子発生源と、荷電粒子形成用ガスを含む所定の圧力雰囲気下で前記処理対象物を包囲し、かつ、前記電子発生源にて発生される電子が導入される処理部と、前記電子発生源と前記処理部との間に配置されているメッシュ状の電極部と、を用い、
    前記電子発生源と前記電極部との間に、前記電子発生源にて発生した電子を前記電極部に向けて加速させる加速電界を形成すると共に、前記処理部及び前記電極部を前記所望の電位とする帯電処理方法。

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