JP4598237B2 - Electrostatic atomization ionization apparatus and method, and charged particle transport ionization apparatus and method - Google Patents

Electrostatic atomization ionization apparatus and method, and charged particle transport ionization apparatus and method Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にクリーンルーム内で発生する静電気を除去するためのイオン化装置および方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体や液晶ディスプレイ(以下、LCD)等を製造するためのクリーンルームにおいては、静電気の発生が問題となっている。
このうち、半導体製造用のクリーンルームにおいては、低湿度環境であることや、ウエハおよび半導体素子を運搬するプラスチック容器が帯電しやすいこと等が静電気の発生の原因となっている。この静電気は、ウエハ表面上に塵埃を付着させたり、ウエハ上のICや半導体素子を破壊したりするため、結果的に製品の歩留まりを低下させている。
【0003】
また、LCD用のクリーンルームにおいては、LCD用のガラス基板が処理工程で異なる材質等と接触することにより、摩擦帯電による静電気が発生する。特に、このLCDに使用するガラス基板は、大面積で絶縁性が高く、接触・剥離により著しく帯電するため、大量の静電気による静電破壊が製品の歩留まりに影響を与えている。
【0004】
そこで、従来より、このようなクリーンルーム等の生産環境における静電気を除去する装置として、イオンにより帯電体の電荷を中和するイオン化装置が知られている。このイオン化装置は、正または負の電極に正または負の高電圧をそれぞれ印加することにより、コロナ放電を発生させる。そして、上記電極先端の周囲の空気を正と負とにイオン化し、このイオンを気流によって搬送して帯電体上の電荷を逆極性のイオンで中和するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなコロナ放電を利用したイオン化装置においては、イオンの消耗を防ぐため、あるいは、イオンの発生を容易にするために、除電対象物の近傍に電極を露出した状態で空気をイオン化する。そのため、空気中の酸素がオゾン化し、シリコンウエハの表面が酸化される等の、オゾンの発生という問題や、放電時に放電電極から発生する電磁波により、精密機器やコンピュータ等の誤動作を引き起こす等の、放電電極からの電磁ノイズの発生という問題があった。また、コロナ放電により摩耗した電極から電極材が飛散したり、空気中の微量ガス成分がコロナ放電により粒子化して電極上に析出し、再飛散したりする等の、電極からの発塵という問題があった。
【0006】
その一方で、半導体やLCD等の製造装置は、年々小型化が進んでいるため、従来のイオン化装置では、製造装置内の最適な場所に十分な設置スペースを確保することが困難になってきている。すなわち、イオン化装置によって有効な除電を行うためには、イオンを発生させるための電極と除電対象物との間に適当なサイズの空間が必要であったが、近年の製造装置の小型化に伴い、イオン化装置のためにそのような最適な場所に十分な設置スペースを確保することが困難になっている。
【0007】
さらに、例えば、LCDの製造工程において、ガラス基板は、前述したように、接触・剥離により著しく帯電するため、従来から、上記のようなイオン化装置により除電が行われている。しかし、生産装置の処理速度が速いために、ガラス基板は、完全に除電されない状態でカセットに収納されることが多い。このようなカセット内では、収納された複数のガラス基板間の間隔が狭いため、従来のイオン化装置を使用した場合、イオン化した空気の流れが入っていかず、ガラス基板を除電することが困難であった。したがって、そのような狭いスペースにおける静電気対策に対する要求も高まってきている。
【0008】
以上のような問題を解決するために、除電対象物から離れた場所に設置されたチャンバ内に空気や非反応性ガス(N2等)を供給し、ガスの一部を軟X線発生装置等のイオン化源を用いてイオン化して単極イオンまたは両極イオンを発生させ、発生したイオンを残りのガスと共にチューブによって搬送し、除電対象物を除電することが検討されている。
【0009】
しかしながら、このようにチューブによってイオンを搬送する場合には、イオンの拡散速度が速いため、搬送中にイオンの一部がチューブの内壁に付着したり、また、正負イオンが再結合したりすることにより、電荷が消耗する可能性がある。この場合、チューブの長さに応じて電荷が消耗するため、イオンの搬送距離に限界がある。
【0010】
このような電荷の消耗を低減するため、さらに、チャンバ内で空気や非反応性ガスを加湿したり冷却したりすることにより、ガス中の水蒸気を過飽和状態にし、この状態で両極イオンおよび微小ミストを発生させ、各イオンを微小ミストに付着させて粗大荷電粒子とし、この粗大荷電粒子を搬送することが検討されている。このように粗大荷電粒子を用いることにより、イオン(微小化電子の場合)拡散速度を低下させることができる。したがって、単極荷電粒子を個別のチューブによりそれぞれ独立して搬送する場合には、チューブ内壁へのイオンの付着による電荷の消耗を低減することができ、また、両極荷電粒子を共通のチューブにより同時に搬送する場合には、チューブ内での正負イオンの再結合による電荷の消耗を低減することができる。
【0011】
しかしながら、上記のようにチューブによって粗大荷電粒子を搬送する場合には、軟X線発生装置等のイオン化源となる装置、および空気や非反応性ガスを加湿する装置や冷却する装置等の付帯設備が高価であるため、コストが増大してしまい、また、それらの付帯設備の設置に伴い、システムが複雑化するという問題がある。
【0012】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消するために提案されたものであり、その目的は、オゾンの発生、放電電極からの電磁ノイズの発生、電極からの発塵、等の問題を生じることなく、除電性能を向上可能でかつコストの低減やシステムの簡略化に貢献可能なイオン化装置および方法を提供することである。
本発明の別の目的は、上記のような利点を有し、さらに、荷電粒子を搬送することにより、狭いスペースについても除電を行うことができ、しかも、荷電粒子の搬送距離を長くすることが可能な荷電粒子搬送式イオン化装置および方法を提供することである。
【0013】
【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、本発明は、荷電粒子を発生させ、発生した荷電粒子により帯電体上の静電荷を中和する、清浄空間に用いるイオン化装置およびイオン化方法において、静電霧化現象を利用して前記液体から帯電ミスト(粗大荷電粒子)を発生させることを特徴とするものである。ここで、静電霧化現象とは、ノズルから前記液体を噴出させると共に前記液体を帯電させることにより、前記液体の荷電がある荷電限界を越えた時点で、すなわち、同極性電荷による斥力と前記液体の表面張力がバランスした状態を越えた時点で、前記液体は正または負の微細な帯電ミストに分裂する現象である。このような静電霧化現象は、従来、塗装技術等において利用されている。例えば、広く知られている静電塗装方法は、被塗装物にプラス、噴霧装置にマイナスの直流高電圧を印加することで、静電霧化現象により帯電した噴霧状の塗料を発生させ、被塗装物に飛散、付着させる方法(静電散布)である。本発明者等は、このように、従来は塗装技術等で利用されている静電霧化現象に注目し、この静電霧化現象を静電気除去技術に新たに応用するという画期的な着想に基づいて鋭意研究を重ね、その結果、本発明を創出するに至ったものである。
【0014】
請求項1に記載の発明は、帯電ミスト発生手段を有することを特徴とする静電霧化式イオン化装置である。ここで、帯電ミスト発生手段は、純水からなる液体を噴出させるノズルと、このノズルから噴出する前記液体を帯電させる帯電手段とを備え、前記液体を噴出させると共に帯電させることにより、静電霧化現象を利用して前記液体から帯電ミストを発生させる手段である。さらに、帯電手段は、ノズルに高電圧を直接印加することによりこのノズルを介して前記液体を帯電させるノズル帯電手段、および誘導電極を用いて前記液体を誘導帯電させる誘導帯電手段、のいずれかの手段である。
【0015】
請求項5に記載の発明は、請求項1の発明を方法の観点から把握したものであり、ノズルから純水からなる液体を噴出させると共に前記液体を帯電させることにより、静電霧化現象を利用して前記液体から帯電ミストを発生させることを特徴とするイオン化方法である。さらに、ノズルから噴出する前記液体を帯電させるために、ノズルに高電圧を直接印加することによりこのノズルを介して前記液体を帯電させるノズル帯電法、および誘導電極を用いて前記液体を誘導帯電させる誘導帯電法、のいずれかの帯電法を用いる。
【0016】
以上のような請求項1および5の発明によれば、次のような作用が得られる。すなわち、ノズルから純水からなる液体を噴出させると共に前記液体を帯電させることにより、前記液体の荷電がある荷電限界を越えた時点で、すなわち、同極性電荷による斥力と前記液体の表面張力がバランスした状態を越えた時点で、前記液体は正または負の微細な帯電ミストに分裂する(静電霧化現象)。このように発生させた帯電ミストにより、あるいは帯電ミストが気化することによって発生するイオンにより、除去対象物である帯電体上の静電荷を中和することができる。
【0017】
また、ノズルから噴出する液体を帯電させるために、ノズルに高電圧を直接印加することによりこのノズルを介して液体を帯電させるか、あるいは、誘導電極を用いて液体を誘導帯電させる方式を用いているので、コロナ放電を利用したイオン化装置におけるような問題を生じることはない。すなわち、オゾンの発生、放電電極からの電磁ノイズの発生、電極からの発塵、等の問題を生じることはない。
【0018】
さらに、ノズルや直流高圧電源、誘導電極等の比較的安価な手段だけで実現できるため、コストの低減が可能であり、また、システムを簡略化できる。
加えて、静電霧化現象によって発生した正負の帯電ミストは、正負のイオンに比べて直径が格段に大きく、イオンよりその拡散速度を低下させることができるため、帯電ミストを搬送した場合でも、電荷の消耗を低減することができ、荷電粒子の搬送距離を長くすることができる。
【0022】
請求項に記載の発明は、請求項の静電霧化式イオン化装置において、帯電ミスト発生手段が、発生させた帯電ミストを帯電体に直接吹き付けるように構成されたことを特徴とするものである。請求項に記載の発明は、請求項の発明を方法の観点から把握したものであり、請求項のイオン化方法において、発生した帯電ミストを、帯電体に直接吹き付けることを特徴とするものである。
【0023】
以上のような請求項およびの発明によれば、発生させた帯電ミストを帯電体に直接吹き付けるため、発生させた帯電ミストの電荷を消耗させることなく、発生させた帯電ミストを有効に利用して、あるいは帯電ミストが気化することによって発生するイオンを有効に利用して、除去対象物である帯電体上の静電荷を効率よく中和することができる。また、発生させた帯電ミストを搬送したり何らかの処理を施したりする必要がないため、一層のコストの低減やシステムの簡略化が可能である。
【0024】
請求項に記載の発明は、正負の電荷を持つ単極荷電粒子を個別のチャンバ内でそれぞれ独立に発生させる単極荷電粒子発生手段と、発生した正負の単極荷電粒子を個別のチューブによりそれぞれ独立に搬送する搬送手段とを備えた単極荷電粒子搬送式イオン化装置において、単極荷電粒子発生手段が、請求項1又は2に記載の静電霧化式イオン化装置の中から選択された静電霧化式イオン化装置を用いて構成されたことを特徴とするものである。
【0025】
請求項に記載の発明は、請求項の発明を方法の観点から把握したものであり、正負の電荷を持つ荷電粒子を個別のチャンバ内でそれぞれ独立に発生させ、発生した正負の荷電粒子を個別のチューブによりそれぞれ独立に搬送する単極荷電粒子搬送式イオン化方法において、請求項5又は6に記載のイオン化方法の中から選択されたイオン化方法を用いて荷電粒子を発生させることを特徴とするものである。
【0026】
請求項に記載の発明は、正負の電荷を持つ両極荷電粒子を共通のチャンバ内で同時に発生させる両極荷電粒子発生手段と、発生した正負の両極荷電粒子を共通のチューブにより同時に搬送する搬送手段とを備えた両極荷電粒子搬送式イオン化装置において、両極荷電粒子発生手段が、請求項1又は2に記載の静電霧化式イオン化装置の中から選択された静電霧化式イオン化装置を用いて構成されたことを特徴とするものである。
【0027】
請求項に記載の発明は、請求項の発明を方法の観点から把握したものであり、正負の電荷を持つ荷電粒子を共通のチャンバ内で同時に発生させ、発生した正負の荷電粒子を共通のチューブにより同時に搬送する両極荷電粒子搬送式イオン化方法において、請求項5又は6に記載のイオン化方法の中から選択されたイオン化方法を用いて荷電粒子を発生させることを特徴とするものである。
【0028】
以上のような構成を有する請求項3,4,7,8の発明によれば、次のような作用が得られる。まず、発生させた帯電ミストを搬送することにより、狭いスペースについても除電を行うことができる。そして、イオンより粗大な帯電ミストを搬送することにより、イオンよりその拡散速度を低下させることができるため、帯電ミストにおける電荷の消耗を低減することができる。
【0029】
すなわち、請求項3,7のように、単極荷電粒子を個別のチューブによりそれぞれ独立して搬送する場合には、チューブ内壁へのイオンの付着による電荷の消耗を低減することができる。また、請求項4,8のように、両極荷電粒子を共通のチューブにより同時に搬送する場合には、チューブ内での正負イオンの再結合による電荷の消耗を低減することができる。したがって、荷電粒子の搬送距離を長くすることができる。
【0030】
さらに、軟X線発生装置等のイオン化源となる装置や、空気や非反応性ガスを加湿する装置や冷却する装置等の高価な付帯設備が不要であり、ノズルや直流高圧電源、誘導電極等の比較的安価な手段だけで帯電ミストを生成できるため、コストの低減が可能であり、また、システムを簡略化できる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明に係る静電霧化式イオン化装置および方法を適用した実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0032】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明による第1の実施の形態に係るイオン化装置の構成を示す模式図である。この図1に示すイオン化装置は、純水等の液体を噴出させる正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bと、各帯電ミスト発生ノズル1a,1bに正負の直流高電圧を直接印加するための正負の直流高圧電源2a,2bを備えている。ここで、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bと正負の直流高圧電源2a,2bとの間は、高電圧ケーブル3a,3bでそれぞれ接続されている。また、図中4は、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bに純水等の液体を供給するための供給管である。
【0033】
すなわち、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bは、供給管4から純水等の液体の供給を受けると共に、正負の直流高圧電源2a,2bから直流高電圧を直接印加されることにより、噴出する液体から正負の帯電ミスト(粗大荷電粒子)11a,11bを発生させるようになっている。なお、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bは、除電対象物である帯電体5の真上に配置されており、発生する正負の帯電ミスト11a,11bが、帯電体5に向かってダウンフローにより搬送されるようになっている。
【0034】
上述した構成を有する図1のイオン装置によれば、以下のようにして帯電体5上の正負の静電荷6a,6bを中和し、帯電体5を除電することができる。
まず、供給管4を通して正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bに純水等の液体を供給すると共に、正負の直流高圧電源2a,2bによって正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bに正負の直流高電圧を直接印加することにより、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bから液体を噴出させると共に液体を帯電させる。
【0035】
この状態で、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bから噴出する純水等の液体の荷電がある荷電限界を越えた時点で、すなわち、同極性電荷による斥力と液体の表面張力がバランスした状態を越えた時点で、液体は正または負の微細な帯電ミストに分裂する(静電霧化現象)。このように発生した正負の帯電ミスト11a,11bは、クリーンルーム内などのダウンフロー(垂直一方向流)により、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bの真下の帯電体5上に搬送される。
その結果、正負の帯電ミスト11a,11bにより、あるいは帯電ミスト11a,11bが気化することによって発生するイオンにより、除去対象物である帯電体5上の正負の静電荷6a,6bを中和し、帯電体5を除電することができる。
【0036】
また、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bから噴出する液体を帯電させるために、正負の直流高圧電源2a,2bによって正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bに正負の直流高電圧を直接印加する方式であるため、コロナ放電を利用した従来のイオン化装置において存在していたような問題を生じることはない。すなわち、オゾンの発生、放電電極からの電磁ノイズの発生、電極からの発塵、等の問題を生じることはない。
さらに、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bや正負の直流高圧電源2a,2b等の比較的安価な手段だけで実現できるため、コストの低減が可能であり、また、システムを簡略化できる。
【0037】
加えて、以上のように静電霧化現象によって発生した正負の帯電ミスト11a,11bは、正負のイオンに比べて直径が格段に大きく、イオンよりその拡散速度を低下させることができるため、帯電ミスト11a,11bを搬送した場合でも、電荷の消耗を低減することができ、荷電粒子の搬送距離を長くすることができる。以下には、この点について図2を参照して具体的に説明する。なお、図2は、荷電粒子の大きさに対する電気的移動度を示すグラフである。
【0038】
まず、空気イオンの直径は、正イオンでは1nm程度であり、負イオンは正イオンより2〜3割程度小さい。これら正負のイオンの電気的移動度は、それぞれ1.26×10-42/Vs、1.56×10-42/Vsである。これに対して、帯電ミストの直径が約0.1μmであるとすると、図2に示すように、電気的移動度は10-4cm2/Vs(10-82/Vs)と、飛躍的に低下する。その結果として、図1のイオン化装置から発生した正負の帯電ミスト11a,11bの再結合による消耗が飛躍的に低下し、初期荷電粒子濃度を維持するため、長い距離をダウンフロー(垂直一方向流)等により搬送することが可能となる。
【0039】
[第2の実施の形態]
図3は、本発明による第2の実施の形態に係るイオン化装置の構成を示す模式図である。この図3に示すイオン化装置は、図1のイオン化装置において、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bの近傍に誘導電極21a,21bを配置し、正の帯電ミスト発生ノズル1a側の誘導電極21aに、負の直流高圧電源2bを接続し、負の帯電ミスト発生ノズル1b側の誘導電極21bに、正の直流高圧電源2aを接続したものである。なお、これ以外の部分については、図1のイオン化装置と同様に構成されている。
【0040】
このような構成を有する図3のイオン装置によれば、以下のようにして帯電体5上の静電荷6a,6bを中和し、帯電体5を除電することができる。
まず、供給管4を通して正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bに純水等の液体を供給すると共に、直流高圧電源2bによって正の帯電ミスト発生ノズル1a側の誘導電極21aに負の直流高電圧を印加し、また、直流高圧電源2aによって負の帯電ミスト発生ノズル1b側の誘導電極21bに正の直流高電圧を印加する。これにより、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bから液体を噴出させると共に噴出する液体を誘導帯電させる。
【0041】
したがって、図1のイオン化装置と同様に、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bから噴出する純水等の液体は、静電霧化現象により、正負の帯電ミスト11a,11bを発生し、発生した正負の帯電ミスト11a,11bは、クリーンルーム内などのダウンフロー(垂直一方向流)により、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bの真下の帯電体5上に搬送される。
その結果、正負の帯電ミスト11a,11bにより、あるいは帯電ミスト11a,11bが気化することによって発生するイオンにより、除去対象物である帯電体5上の正負の静電荷6a,6bを中和し、帯電体5を除電することができる。
【0042】
また、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bから噴出する液体を帯電させるために、正負の直流高圧電源2a,2bから正負の誘導電極21a,21bに正負の直流高電圧を印加して液体を誘導帯電させるので、コロナ放電を利用した従来のイオン化装置において存在していたような問題を生じることはない。すなわち、オゾンの発生、放電電極からの電磁ノイズの発生、電極からの発塵、等の問題を生じることはない。
さらに、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bや正負の直流高圧電源2a,2b、正負の誘導電極21a,21b等の比較的安価な手段だけで実現できるため、コストの低減が可能であり、また、システムを簡略化できる。
【0043】
[第3の実施の形態]
図4は、本発明による第3の実施の形態に係るイオン化装置において、特に、ノズル先端部の構成を示す模式図である。この図4に示す帯電ミスト発生ノズルは、2流体ノズル31である。この2流体ノズル31は、中央の流体通路32と、周囲の流体通路33とを有するノズルであり、中央の流体通路32に純水等の液体が供給される
と共に、周囲の流体通路33に圧縮エアが供給されるようになっている。
【0044】
また、2流体ノズル31の先端部には、環状誘導電極34が配置され、この環状誘導電極34が、正の直流高圧電源2aに接続されている。なお、図4中では、このように、環状誘導電極34と正の直流高圧電源2aとの接続により負の帯電ミスト11bを発生する2流体ノズル31のみが示されているが、実際には、図示していない負の直流高圧電源2bに同様の構成を有する2流体ノズル31が接続されて正の帯電ミストを発生するようになっている。
【0045】
このような構成を有する図4のイオン化装置によれば、2流体ノズル31を用いて圧縮エアと共に純水等の液体を噴出させることにより、圧縮エアの圧力を利用して微細な帯電ミストを効率よく発生させることができる。
【0046】
[第4の実施の形態]
図5は、本発明による第4の実施の形態に係るイオン化装置の構成を示す模式図である。この図5に示すイオン化装置は、図1のイオン化装置を単極荷電粒子発生部に使用してなる単極荷電粒子搬送式イオン化装置の1つの形態である。このイオン化装置は、ガス供給部41、単極荷電粒子発生部42、搬送部43、再熱部44、およびミキシング部45から構成されている。以下には、各部41〜45の構成について順次説明する。
【0047】
ガス供給部41は、クリーンルーム内等の空気またはN2ガス等の非反応性ガスをイオン搬送ガスとして供給する部分であり、共通の供給管51から分岐してなる正負の供給管51a,51bのそれぞれに、バルブ52、流量計53、およびメンブレン・フィルタ54が接続され、単極荷電粒子発生部42の正負の荷電粒子発生チャンバ55a,55bに至る正負の供給ライン41a,41bを構成している。
【0048】
単極荷電粒子発生部42は、前述した正負の個別の荷電粒子発生チャンバ55a,55bに図1のイオン化装置を組み込んで構成されており、これらのチャンバ55a,55b内で、正負の帯電ミスト11a,11bをそれぞれ独立に発生させるようになっている。以下には、このような単極荷電粒子発生部42の構成について詳細に説明する。
【0049】
まず、正荷電粒子発生チャンバ55a内には、正帯電ミスト発生ノズル1aが配置されている。この正帯電ミスト発生ノズル1aは、供給管4から純水等の液体の供給を受けると共に、外部に配置された直流高圧電源2aから高電圧ケーブル3aを介して直流高電圧を直接印加されることにより、噴出する液体から正帯電ミスト11aを発生させるようになっている。さらに、正帯電ミスト発生ノズル1aによって発生した正帯電ミスト11aは、ガス供給部41の供給ライン41aから供給されるガスによって、搬送部43に送られるようになっている。
【0050】
同様に、負荷電粒子発生チャンバ55b内には、負帯電ミスト発生ノズル1bが配置されている。この負帯電ミスト発生ノズル1bは、供給管4から純水等の液体の供給を受けると共に、外部に配置された直流高圧電源2bから高電圧ケーブル3bを介して直流高電圧を直接印加されることにより、噴出する液体から負帯電ミスト11bを発生させるようになっている。さらに、負帯電ミスト発生ノズル1bによって発生した負帯電ミスト11bは、ガス供給部41の供給ライン41bから供給されるガスによって、搬送部43に送られるようになっている。
【0051】
搬送部43は、正負の荷電粒子発生チャンバ55a,55bで発生した正負の帯電ミスト11a,11bを、正負の個別の搬送チューブ56a,56bによりそれぞれ独立に搬送する部分である。
再熱部44は、搬送部43の搬送チューブ56a,56bの出口手前に位置しており、電気ヒータ57a,57bによって搬送チューブ56a,56bの内部を加熱して、正負の帯電ミスト11a,11bを気化し、正負のイオン12a,12bを取り出す部分である。
【0052】
ミキシング部45は、再熱部44に連続して配置されており、搬送チューブ56aによって搬送され、再熱部44で取り出された正イオン12aと、搬送チューブ56bによって搬送され、再熱部44で取り出された負イオン12bとを混合する部分である。すなわち、搬送チューブ56a,56bの出口付近で正負のイオン12a,12bが混合され、その出口の近傍に配置された帯電体5に向けて供給されるようになっている。
【0053】
上述した構成を有する図5の単極荷電粒子搬送式イオン装置によれば、以下のようにして帯電体5上の正負の静電荷6a,6bを中和し、帯電体5を除電することができる。
まず、正負の荷電粒子発生チャンバ55a,55b内に配置された正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bに、供給管4から純水等の液体を供給すると共に、直流高圧電源2a,2bによって直流高電圧を直接印加することにより、噴出する液体から正負の帯電ミスト11a,11bを発生させる。発生した正負の帯電ミスト11a,11bは、ガス供給部41の供給ライン41a,41bから供給されるガスによって、正負の荷電粒子発生チャンバ55a,55b内から搬送部43に供給される。
【0054】
このようにして搬送部43に供給される正負の帯電ミスト11a,11bは、正負の個別の搬送チューブ56a,56bによって再熱部44まで搬送される。そして、再熱部44において電気ヒータ57a,57bによって加熱されることにより、正負の帯電ミスト11a,11bが気化し、正負のイオン12a,12bが取り出される。すなわち、搬送チューブ56a内では正イオン12aが取り出され、搬送チューブ56b内では負イオン12bが取り出される。これらの正負のイオン12a,12bは続くミキシング部45において混合された後、帯電体5に供給されて、帯電体5上の正負の静電荷6a,6bをそれぞれ中和する。
【0055】
以上のように、単極荷電粒子発生部42に図1のイオン化装置を使用してなる図5の単極荷電粒子搬送式イオン化装置によれば、図1のイオン化装置と同様の作用・効果が得られるものである。すなわち、コロナ放電を利用した従来のイオン化装置において存在していたような、オゾンの発生、放電電極からの電磁ノイズの発生、電極からの発塵、等の問題を生じることはない。
【0056】
加えて、この図5の単極荷電粒子搬送式イオン化装置は、単極荷電粒子発生部42の正負の荷電粒子発生チャンバ55a,55b内で発生させた正負の帯電ミスト11a,11bを、搬送チューブ56a,56bで帯電体5近傍まで搬送する構成である。そのため、例えば、カセット内に収納された複数のガラス基板間の隙間等、狭いスペースについても除電を行うことができる。
【0057】
この場合、前述したように、搬送チューブ56a,56bによって搬送される正負の帯電ミスト(粗大荷電粒子)11a,11bの直径は、正負のイオン(微小荷電粒子)12a,12bに比べて格段に大きく、イオンよりその拡散速度を低下させることができるため、正負の帯電ミスト11a,11bを搬送チューブ56a,56bによってそれぞれ独立に搬送した場合でも、チューブ内壁へのイオンの付着による電荷の消耗を低減することができる。したがって、荷電粒子の搬送距離を長くすることができる。
【0058】
さらに、単極荷電粒子発生部42においては、軟X線発生装置等のイオン化源となる装置や、空気や非反応性ガスを加湿する装置や冷却する装置等の高価な付帯設備が不要であり、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bや正負の直流高圧電源2a,2b等の比較的安価な手段だけで帯電ミスト11a,11bをそれぞれ生成できるため、コストの低減が可能であり、また、システムを簡略化できる。
【0059】
[第5の実施の形態]
図6は、本発明による第5の実施の形態に係るイオン化装置の構成を示す模式図である。この図6に示すイオン化装置は、図1のイオン化装置を両極荷電粒子発生部に使用してなる両極荷電粒子搬送式イオン化装置の1つの形態である。この図6のイオン化装置は、ガス供給部61、両極荷電粒子発生部62、搬送部63、および再熱部64から構成されている。
【0060】
この図6の両極荷電粒子搬送式イオン化装置は、図5の単極荷電粒子搬送式イオン化装置を変形し、単極荷電粒子発生部42の代りに、正負の帯電ミスト11a,11bを単一の荷電粒子発生チャンバ55内で発生させる両極荷電粒子発生部62を設けたものであり、これに伴い、ガス供給部61、搬送部63、再熱部64についても、正負に分離されておらず、正負共通の単一構成とされており、また、ミキシング部は不要となっている。以下には、各部61〜64の構成について順次説明する。
【0061】
ガス供給部61は、単一の供給管51に、バルブ52、流量計53、およびメンブレン・フィルタ54が接続されており、単一の供給ラインを構成している。
両極荷電粒子発生部62は、前述した単一の荷電粒子発生チャンバ55に図1のイオン化装置を組み込んで構成されており、このチャンバ55内で、正負の帯電ミスト11a,11bを同時に発生させるようになっている。以下には、このような両極荷電粒子発生部62の構成について詳細に説明する。
【0062】
すなわち、荷電粒子発生チャンバ55内には、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bが配置されている。そして、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bは、供給管4から純水等の液体の供給を受けると共に、外部に配置された正負の直流高圧電源2a,2bから高電圧ケーブル3a,3bを介して直流高電圧を直接印加されることにより、噴出する液体から正負の帯電ミスト11a,11bを発生させるようになっている。さらに、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bによって発生した正負の帯電ミスト11a,11bは、ガス供給部61から供給されるガスによって、搬送部63に送られるようになっている。
【0063】
搬送部63は、単一の荷電粒子発生チャンバ55で発生した正負の帯電ミスト11a,11bを、単一の搬送チューブ56により同時に搬送するようになっている。
再熱部64は、搬送部63の搬送チューブ56の出口手前に位置しており、電気ヒータ57によって搬送チューブ56の内部を加熱して、正負の帯電ミスト11a,11bを気化し、正負のイオン12a,12bを取り出すようになっている。
【0064】
上述した構成を有する図6の両極荷電粒子搬送式イオン装置によれば、以下のようにして帯電体5上の正負の静電荷6a,6bを中和し、帯電体5を除電することができる。
まず、単一の荷電粒子発生チャンバ55内に配置された正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bに、供給管4から純水等の液体を供給すると共に、直流高圧電源2a,2bによって直流高電圧を直接印加することにより、噴出する液体から正負の帯電ミスト11a,11bを発生させる。発生した正負の帯電ミスト11a,11bは、ガス供給部61から供給されるガスによって、単一の荷電粒子発生チャンバ55内から搬送部63に供給される。
【0065】
このようにして搬送部63に供給される正負の帯電ミスト11a,11bは、単一の搬送チューブ56によって再熱部64まで搬送される。そして、再熱部64において電気ヒータ57によって加熱されることにより、正負の帯電ミスト11a,11bが気化し、正負のイオン12a,12bが取り出される。これらの正負のイオン12a,12bは、搬送チューブ56によって帯電体5に供給されて、帯電体5上の正負の静電荷6a,6bをそれぞれ中和する。
【0066】
以上のように、両極荷電粒子発生部62に図1のイオン化装置を使用してなる図6の両極荷電粒子搬送式イオン化装置によれば、図1のイオン化装置と同様の作用・効果が得られるものである。すなわち、コロナ放電を利用した従来のイオン化装置において存在していたような、オゾンの発生、放電電極からの電磁ノイズの発生、電極からの発塵、等の問題を生じることはない。
【0067】
加えて、この図6の両極荷電粒子搬送式イオン化装置は、両極荷電粒子発生部62の単一の荷電粒子発生チャンバ55内で発生させた正負の帯電ミスト11a,11bを、単一の搬送チューブ56で帯電体5近傍まで搬送する構成である。そのため、図5の単極荷電粒子搬送式イオン化装置と同様に、例えば、カセット内に収納された複数のガラス基板間の隙間等、狭いスペースについても除電を行うことができる。
【0068】
この場合、前述したように、搬送チューブ56によって搬送される正負の帯電ミスト11a,11bの直径は、正負のイオン12a,12bに比べて格段に大きく、イオンよりその拡散速度を低下させることができるため、正負の帯電ミスト11a,11bを単一の搬送チューブ56によって同時に搬送した場合でも、チューブ内での正負イオンの再結合による電荷の消耗を低減することができる。したがって、図5の単極荷電粒子搬送式イオン化装置と同様に、荷電粒子の搬送距離を長くすることができる。
【0069】
さらに、両極荷電粒子発生部62においては、軟X線発生装置等のイオン化源となる装置や、空気や非反応性ガスを加湿する装置や冷却する装置等の高価な付帯設備が不要であり、正負の帯電ミスト発生ノズル1a,1bや正負の直流高圧電源2a,2b等の比較的安価な手段だけで帯電ミスト11a,11bを生成できるため、コストの低減が可能であり、また、システムを簡略化できる。
【0070】
[他の実施の形態]
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、他にも本発明の範囲内で多種多様な変形例が実施可能である。
例えば、図5や図6の荷電粒子搬送式イオン化装置において、帯電ミスト11a,11bを帯電体5に直接吹き付けるように構成することも可能である。この場合には、再熱部44,64が不要となり、電気ヒータ等の付帯設備が不要となるため、コストをさらに低減でき、システムをさらに簡略化できる。
【0071】
また、図5や図6の荷電粒子搬送式イオン化装置の単極または両極の荷電粒子発生部に、図1のイオン化装置ではなく図2の誘導電極を用いたイオン化装置を組み込むことも可能である。この場合にも、図1のイオン化装置を組み込んだ場合と同様の効果が得られる。
そしてまた、図1や図2のイオン化装置、あるいは、図5や図6の荷電粒子搬送式イオン化装置において、図3に示すような2流体ノズルを使用し、この2流体ノズルから加圧された気体と液体とを同時に噴出するようにすることも可能である。これに関連して、2流体ノズルではなく、加圧された液体を通常のノズルから噴出することも可能である。いずれの場合にも、圧力を利用して微細な帯電ミストを効率よく発生させることができる。
【0072】
さらに付け加えるならば、本発明は、前述したように、半導体やLCD等を製造するためのクリーンルーム内で発生する静電気を除去するための除電技術として好適であるが、それに限らず、高い除電性能が求められる各種の技術分野において同様に適用可能であり、同様に優れた効果が得られるものである。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静電霧化現象を利用して液体から帯電ミストを発生させることにより、オゾンの発生、放電電極からの電磁ノイズの発生、電極からの発塵、等の問題を生じることなく、除電性能を向上可能でかつコストの低減やシステムの簡略化に貢献可能な静電霧化式イオン化装置および方法を提供することができる。
また、静電霧化現象を利用して単極または両極の帯電ミストを発生させて、チューブで搬送することにより、上記の利点に加えて、狭いスペースについても除電を行うことができ、しかも、荷電粒子の搬送距離を長くすることが可能な荷電粒子搬送式イオン化装置および方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した第1の実施の形態に係るイオン化装置を示す模式図である。
【図2】荷電粒子の大きさに対する電気移動度を示すグラフである。
【図3】本発明を適用した第2の実施の形態に係るイオン化装置を示す模式図である。
【図4】本発明を適用した第3の実施の形態に係るイオン化装置を示す模式図である。
【図5】本発明を適用した第4の実施の形態に係る単極荷電粒子搬送式イオン化装置を示す模式図である。
【図6】本発明を適用した第5の実施の形態に係る両極荷電粒子搬送式イオン化装置を示す模式図である。
【符号の説明】
1a,1b…帯電ミスト発生ノズル
2a,2b…直流高圧電源
3a,3b…高電圧ケーブル
4…供給管
5…帯電体
6a,6b…静電荷
11a,11b…帯電ミスト
12a,12b…イオン
21a,21b…誘導電極
31…2流体ノズル
32,33…流体通路
34…環状誘導電極
41,61…ガス供給部
41a,41b…供給ライン
42…単極荷電粒子発生部
43,63…搬送部
44,64…再熱部
45…ミキシング部
51,51a,51b…供給管
52…バルブ
53…流量計
54…メンブレン・フィルタ
55,55a,55b…荷電粒子発生チャンバ
56,56a,56b…搬送チューブ
57,57a,57b…電気ヒータ
62…両極荷電粒子発生部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ionization apparatus and method for removing static electricity generated mainly in a clean room.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the generation of static electricity has been a problem in clean rooms for manufacturing semiconductors, liquid crystal displays (hereinafter referred to as LCDs) and the like.
Among these, in a clean room for manufacturing semiconductors, the low humidity environment, the plastic container carrying the wafer and the semiconductor elements are easily charged, and the like cause static electricity. This static electricity causes dust to adhere to the surface of the wafer and destroys ICs and semiconductor elements on the wafer, resulting in a decrease in product yield.
[0003]
In a clean room for LCDs, static electricity due to frictional charging is generated when a glass substrate for LCDs comes into contact with a different material or the like in a processing step. In particular, the glass substrate used in the LCD has a large area and high insulation, and is remarkably charged by contact and peeling. Therefore, electrostatic breakdown due to a large amount of static electricity affects the yield of products.
[0004]
Therefore, conventionally, as an apparatus for removing static electricity in a production environment such as a clean room, an ionization apparatus that neutralizes the charge of a charged body with ions is known. This ionizer generates a corona discharge by applying a positive or negative high voltage to a positive or negative electrode, respectively. Then, the air around the tip of the electrode is ionized into positive and negative, and the ions are conveyed by an air flow to neutralize the charge on the charged body with ions of opposite polarity.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ionization apparatus using the corona discharge as described above, air is ionized with the electrode exposed in the vicinity of the static elimination object in order to prevent the consumption of ions or to facilitate the generation of ions. To do. Therefore, oxygen in the air is ozonized and the surface of the silicon wafer is oxidized, such as the problem of ozone generation, and electromagnetic waves generated from the discharge electrode during discharge, causing malfunction of precision instruments and computers, etc. There was a problem of generation of electromagnetic noise from the discharge electrode. Also, the problem of dust generation from the electrode, such as the electrode material scattered from the electrode worn by the corona discharge, or the trace gas component in the air is particulated by the corona discharge and deposited on the electrode and re-scattered. was there.
[0006]
On the other hand, since manufacturing apparatuses such as semiconductors and LCDs have been downsized year by year, it has become difficult for conventional ionization apparatuses to secure a sufficient installation space at an optimal location in the manufacturing apparatus. Yes. In other words, in order to perform effective static elimination with an ionizer, an appropriate size space was required between the electrode for generating ions and the static elimination object. It is difficult to secure a sufficient installation space at such an optimal place for the ionization apparatus.
[0007]
Further, for example, in the LCD manufacturing process, as described above, the glass substrate is remarkably charged by contact and peeling. However, since the processing speed of the production apparatus is high, the glass substrate is often stored in a cassette without being completely neutralized. In such a cassette, since the interval between the plurality of glass substrates accommodated is narrow, when a conventional ionization apparatus is used, the flow of ionized air does not enter and it is difficult to eliminate the glass substrate. It was. Accordingly, there is an increasing demand for countermeasures against static electricity in such a narrow space.
[0008]
In order to solve the above problems, air or non-reactive gas (N 2 Etc.), a part of the gas is ionized by using an ionization source such as a soft X-ray generator to generate unipolar ions or bipolar ions, and the generated ions are transported together with the remaining gas through a tube to eliminate static electricity. It has been studied to neutralize an object.
[0009]
However, when ions are transported through the tube in this way, the diffusion rate of ions is fast, so that some of the ions adhere to the inner wall of the tube during transport, and positive and negative ions recombine. As a result, the electric charge may be consumed. In this case, since the electric charge is consumed according to the length of the tube, there is a limit to the ion transport distance.
[0010]
In order to reduce such charge consumption, air or non-reactive gas is further humidified or cooled in the chamber to make the water vapor in the gas supersaturated. It is studied that each ion is attached to a minute mist to form coarse charged particles and transport the coarse charged particles. Thus, by using coarse charged particles, the diffusion rate of ions (in the case of micronized electrons) can be reduced. Therefore, when unipolar charged particles are transported independently by individual tubes, charge consumption due to the adhesion of ions to the inner wall of the tube can be reduced, and bipolar charged particles can be simultaneously conveyed by a common tube. In the case of transport, charge consumption due to recombination of positive and negative ions in the tube can be reduced.
[0011]
However, in the case where coarse charged particles are transported by a tube as described above, an auxiliary facility such as a device that becomes an ionization source such as a soft X-ray generator and a device that humidifies or cools air or a non-reactive gas. However, there is a problem that the cost increases, and the system becomes complicated with the installation of the incidental facilities.
[0012]
The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to generate ozone, generate electromagnetic noise from the discharge electrode, and generate dust from the electrode. It is an object of the present invention to provide an ionization apparatus and method capable of improving static elimination performance without causing a problem and contributing to cost reduction and system simplification.
Another object of the present invention has the advantages as described above, and further, by transporting charged particles, it is possible to eliminate static electricity even in a narrow space and to increase the transport distance of charged particles. It is to provide a possible charged particle transport ionization apparatus and method.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention generates charged particles and neutralizes the electrostatic charge on the charged body by the generated charged particles. Used for clean space In ionization apparatus and ionization method, utilizing electrostatic atomization phenomenon Said It is characterized by generating charged mist (coarse charged particles) from a liquid. Here, the electrostatic atomization phenomenon is from the nozzle Said As the liquid erupts Said By charging the liquid, Said When the charge of the liquid exceeds a certain charge limit, i.e. Said When the surface tension of the liquid exceeds the balanced state, Said The liquid is a phenomenon that breaks up into fine positive or negative charged mists. Such an electrostatic atomization phenomenon is conventionally used in a coating technique or the like. For example, a widely known electrostatic coating method generates a spray-like paint charged by electrostatic atomization by applying a positive DC high voltage to the object to be coated and a minus to the spraying device. It is a method (electrostatic spraying) of scattering and adhering to the paint. In this way, the present inventors have focused on the electrostatic atomization phenomenon that has been conventionally used in coating technology and the like, and the groundbreaking idea of newly applying this electrostatic atomization phenomenon to static electricity removal technology. As a result, the present invention has been created.
[0014]
The invention according to claim 1 is an electrostatic atomizing ionizer having a charging mist generating means. Here, the charging mist generating means is Made of pure water A nozzle that ejects liquid and ejects from this nozzle Said Charging means for charging the liquid, Said Using electrostatic atomization phenomenon by ejecting and charging liquid Said A means for generating charged mist from a liquid. In addition, the charging means can pass through this nozzle by applying a high voltage directly Said Using nozzle charging means for charging liquid and induction electrode Said Any one of induction charging means for inductively charging a liquid.
[0015]
Invention of Claim 5 grasped invention of Claim 1 from a viewpoint of a method, and from a nozzle Made of pure water As the liquid erupts Said By charging the liquid and using the electrostatic atomization phenomenon Said An ionization method characterized by generating charged mist from a liquid. Furthermore, it ejects from the nozzle Said To charge the liquid through this nozzle by applying a high voltage directly to the nozzle Said Using nozzle charging method to charge liquid and induction electrode Said Any charging method of induction charging that inductively charges a liquid is used.
[0016]
According to the inventions of claims 1 and 5 as described above, the following operation is obtained. That is, from the nozzle Made of pure water As the liquid erupts Said By charging the liquid, Said When the charge of the liquid exceeds a certain charge limit, i.e. Said When the surface tension of the liquid exceeds the balanced state, Said The liquid breaks up into positive or negative fine charged mist (electrostatic atomization phenomenon). The electrostatic charge on the charged body, which is the object to be removed, can be neutralized by the charged mist generated in this way or by ions generated when the charged mist is vaporized.
[0017]
Further, in order to charge the liquid ejected from the nozzle, the liquid is charged through the nozzle by directly applying a high voltage to the nozzle, or the liquid is induced and charged using an induction electrode. Therefore, there is no problem as in an ionizer using corona discharge. That is, problems such as generation of ozone, generation of electromagnetic noise from the discharge electrode, and generation of dust from the electrode do not occur.
[0018]
Furthermore, since it can be realized only by relatively inexpensive means such as a nozzle, a DC high-voltage power supply, and an induction electrode, the cost can be reduced and the system can be simplified.
In addition, the positive and negative charged mist generated by the electrostatic atomization phenomenon is much larger in diameter than the positive and negative ions, and its diffusion rate can be lowered than the ions, so even when the charged mist is transported, Charge consumption can be reduced, and the transport distance of charged particles can be increased.
[0022]
Claim 2 The invention described in claim 1 In the electrostatic atomization type ionization apparatus, the charged mist generating means is configured to spray the generated charged mist directly on the charged body. Claim 6 The invention described in claim 2 The invention from the viewpoint of the method, and claims 5 In the ionization method, the generated charged mist is directly sprayed on the charged body.
[0023]
Claims as above 2 and 6 According to the invention, since the generated charging mist is directly sprayed on the charged body, the generated charging mist is effectively used or the charging mist is vaporized without consuming the charge of the generated charging mist. By effectively using the ions generated by this, the electrostatic charge on the charged body that is the removal target can be efficiently neutralized. In addition, since it is not necessary to transport the generated charging mist or to perform any processing, the cost can be further reduced and the system can be simplified.
[0024]
Claim 3 In the invention described in, monopolar charged particle generating means for independently generating monopolar charged particles having positive and negative charges in individual chambers, and the generated positive and negative monopolar charged particles are independently generated by individual tubes. A unipolar charged particle transport ionization apparatus comprising a transporting means for transporting, wherein the unipolar charged particle generating means comprises: Or 2 It is comprised using the electrostatic atomization type ionization apparatus selected from the electrostatic atomization type ionization apparatus as described in above.
[0025]
Claim 7 The invention described in claim 3 The present invention has been grasped from the viewpoint of the method, and charged particles having positive and negative charges are independently generated in individual chambers, and the generated positive and negative charged particles are independently conveyed by individual tubes. In the charged particle transport ionization method, claim 5 or 6 The charged particles are generated using an ionization method selected from the ionization methods described in 1).
[0026]
Claim 4 The invention described in 1) includes bipolar charged particle generating means for simultaneously generating bipolar charged particles having positive and negative charges in a common chamber; and conveying means for simultaneously transferring the generated positive and negative bipolar charged particles by a common tube. Further, in the bipolar charged particle transport ionization apparatus, the bipolar charged particle generating means is the claim 1. Or 2 It is comprised using the electrostatic atomization type ionization apparatus selected from the electrostatic atomization type ionization apparatus as described in above.
[0027]
Claim 8 The invention described in claim 4 Bipolar charged particle transport ionization in which charged particles having positive and negative charges are simultaneously generated in a common chamber and the generated positive and negative charged particles are simultaneously transported by a common tube. In the method, the claim 5 or 6 The charged particles are generated using an ionization method selected from the ionization methods described in 1).
[0028]
Claims having the above-described configuration 3, 4, 7, 8 According to the invention, the following operation is obtained. First, static electricity can be removed even in a narrow space by conveying the generated charged mist. Then, by transporting the charged mist coarser than the ions, the diffusion speed thereof can be lowered than that of the ions, so that the charge consumption in the charged mist can be reduced.
[0029]
That is, the claim 3,7 As described above, when the monopolar charged particles are independently transported by individual tubes, charge consumption due to the adhesion of ions to the inner wall of the tube can be reduced. Claims 4,8 As described above, when bipolar charged particles are simultaneously transported by a common tube, it is possible to reduce charge consumption due to recombination of positive and negative ions in the tube. Therefore, the transport distance of charged particles can be increased.
[0030]
Furthermore, there is no need for expensive incidental equipment such as a device that becomes an ionization source such as a soft X-ray generator, a device that humidifies or cools air or non-reactive gas, a nozzle, a DC high-voltage power supply, an induction electrode, etc. Since the charged mist can be generated only by a relatively inexpensive means, the cost can be reduced and the system can be simplified.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments to which the electrostatic atomization ionization apparatus and method according to the present invention are applied will be specifically described below with reference to the drawings.
[0032]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an ionization apparatus according to a first embodiment of the present invention. The ionization apparatus shown in FIG. 1 has positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b for ejecting a liquid such as pure water, and positive and negative DC voltages for directly applying positive and negative DC high voltages to the charging mist generating nozzles 1a and 1b. DC high-voltage power supplies 2a and 2b are provided. Here, the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b and the positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b are connected by high voltage cables 3a and 3b, respectively. Reference numeral 4 in the figure denotes a supply pipe for supplying a liquid such as pure water to the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b.
[0033]
That is, the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b are supplied with a liquid such as pure water from the supply pipe 4, and are jetted by being directly applied with a DC high voltage from the positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b. Positive and negative charged mists (coarse charged particles) 11a and 11b are generated from the liquid. The positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b are arranged directly above the charged body 5 that is a charge removal object, and the generated positive and negative charging mists 11a and 11b are directed toward the charging body 5 by downflow. It is designed to be transported.
[0034]
According to the ion device of FIG. 1 having the above-described configuration, the positive and negative electrostatic charges 6a and 6b on the charged body 5 can be neutralized and the charged body 5 can be neutralized as follows.
First, liquid such as pure water is supplied to the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b through the supply pipe 4, and positive and negative DC high voltages are supplied to the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b by the positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b. Is directly applied to eject liquid from the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b and to charge the liquid.
[0035]
In this state, when the charge of liquid such as pure water ejected from the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b exceeds a certain charge limit, that is, the state where the repulsive force due to the same polarity charge and the surface tension of the liquid are balanced. At that point, the liquid splits into positive or negative fine charged mist (electrostatic atomization phenomenon). The positive and negative charging mists 11a and 11b generated in this way are conveyed onto the charging body 5 just below the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b by a down flow (vertical one-way flow) in a clean room or the like.
As a result, the positive and negative electrostatic charges 6a and 6b on the charged body 5 to be removed are neutralized by the positive and negative charged mists 11a and 11b or by ions generated by vaporization of the charged mists 11a and 11b. The charged body 5 can be neutralized.
[0036]
Further, in order to charge the liquid ejected from the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b, a positive and negative DC high voltage is directly applied to the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b by the positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b. Therefore, there is no problem that exists in the conventional ionization apparatus using corona discharge. That is, problems such as generation of ozone, generation of electromagnetic noise from the discharge electrode, and generation of dust from the electrode do not occur.
Furthermore, since it can be realized only by relatively inexpensive means such as positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b and positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b, the cost can be reduced and the system can be simplified.
[0037]
In addition, the positive and negative charging mists 11a and 11b generated by the electrostatic atomization phenomenon as described above are much larger in diameter than the positive and negative ions, and can reduce the diffusion rate thereof. Even when the mists 11a and 11b are transported, charge consumption can be reduced and the transport distance of charged particles can be increased. This point will be specifically described below with reference to FIG. In addition, FIG. 2 is a graph which shows the electrical mobility with respect to the magnitude | size of a charged particle.
[0038]
First, the diameter of air ions is about 1 nm for positive ions, and negative ions are about 20 to 30% smaller than positive ions. The electrical mobility of these positive and negative ions is 1.26 × 10 6 respectively. -Four m 2 / Vs, 1.56 × 10 -Four m 2 / Vs. On the other hand, if the diameter of the charging mist is about 0.1 μm, the electric mobility is 10 as shown in FIG. -Four cm 2 / Vs (10 -8 m 2 / Vs). As a result, the exhaustion due to recombination of the positive and negative charged mists 11a and 11b generated from the ionizer of FIG. 1 is drastically reduced and the initial charged particle concentration is maintained. ) Or the like.
[0039]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an ionization apparatus according to a second embodiment of the present invention. The ionization apparatus shown in FIG. 3 is the same as the ionization apparatus shown in FIG. 1, except that induction electrodes 21a and 21b are arranged in the vicinity of the positive and negative charging mist generation nozzles 1a and 1b, and the induction electrode 21a on the positive charging mist generation nozzle 1a side. The negative DC high voltage power source 2b is connected, and the positive DC high voltage power source 2a is connected to the induction electrode 21b on the negative charging mist generating nozzle 1b side. The other parts are configured in the same manner as the ionization apparatus of FIG.
[0040]
According to the ion device of FIG. 3 having such a configuration, the electrostatic charge 6a, 6b on the charged body 5 can be neutralized and the charged body 5 can be neutralized as follows.
First, liquid such as pure water is supplied to the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b through the supply pipe 4, and a negative DC high voltage is applied to the induction electrode 21a on the positive charging mist generating nozzle 1a side by the DC high-voltage power supply 2b. In addition, a positive DC high voltage is applied to the induction electrode 21b on the negative charging mist generating nozzle 1b side by the DC high voltage power source 2a. Thereby, the liquid is ejected from the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b, and the ejected liquid is induction-charged.
[0041]
Accordingly, as in the ionization apparatus of FIG. 1, the liquid such as pure water ejected from the positive and negative charged mist generating nozzles 1a and 1b generates and generates positive and negative charged mists 11a and 11b due to the electrostatic atomization phenomenon. The positive and negative charging mists 11a and 11b are conveyed onto the charging body 5 directly below the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b by downflow (vertical one-way flow) in a clean room or the like.
As a result, the positive and negative electrostatic charges 6a and 6b on the charged body 5 to be removed are neutralized by the positive and negative charged mists 11a and 11b or by ions generated by vaporization of the charged mists 11a and 11b. The charged body 5 can be neutralized.
[0042]
Further, in order to charge the liquid ejected from the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b, positive and negative DC high voltages are applied to the positive and negative induction electrodes 21a and 21b from the positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b to induce the liquid. Since charging is performed, there is no problem as it exists in the conventional ionization apparatus using corona discharge. That is, problems such as generation of ozone, generation of electromagnetic noise from the discharge electrode, and generation of dust from the electrode do not occur.
Furthermore, since it can be realized only by relatively inexpensive means such as the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b, the positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b, and the positive and negative induction electrodes 21a and 21b, the cost can be reduced. Can simplify the system.
[0043]
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the nozzle tip, in particular, in the ionization apparatus according to the third embodiment of the present invention. The charging mist generating nozzle shown in FIG. 4 is a two-fluid nozzle 31. The two-fluid nozzle 31 is a nozzle having a central fluid passage 32 and a surrounding fluid passage 33, and a liquid such as pure water is supplied to the central fluid passage 32.
At the same time, compressed air is supplied to the surrounding fluid passage 33.
[0044]
An annular induction electrode 34 is disposed at the tip of the two-fluid nozzle 31, and this annular induction electrode 34 is connected to the positive DC high-voltage power source 2a. In FIG. 4, only the two-fluid nozzle 31 that generates the negative charging mist 11b by the connection of the annular induction electrode 34 and the positive DC high-voltage power source 2a is shown. A two-fluid nozzle 31 having a similar configuration is connected to a negative DC high-voltage power supply 2b (not shown) to generate a positive charging mist.
[0045]
According to the ionization apparatus of FIG. 4 having such a configuration, by using a two-fluid nozzle 31 to eject a liquid such as pure water together with compressed air, a fine charged mist can be efficiently produced using the pressure of the compressed air. Can be generated well.
[0046]
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an ionization apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The ionization apparatus shown in FIG. 5 is one form of a monopolar charged particle transport ionization apparatus that uses the ionization apparatus of FIG. 1 as a monopolar charged particle generator. The ionization apparatus includes a gas supply unit 41, a monopolar charged particle generation unit 42, a transport unit 43, a reheating unit 44, and a mixing unit 45. Below, the structure of each part 41-45 is demonstrated sequentially.
[0047]
The gas supply unit 41 is air in a clean room or the like or N 2 A non-reactive gas such as a gas is supplied as an ion carrier gas. Each of positive and negative supply pipes 51a and 51b branched from a common supply pipe 51 includes a valve 52, a flow meter 53, and a membrane filter. 54 is connected to form positive and negative supply lines 41 a and 41 b that reach the positive and negative charged particle generation chambers 55 a and 55 b of the unipolar charged particle generator 42.
[0048]
The unipolar charged particle generation unit 42 is configured by incorporating the ionization apparatus of FIG. 1 into the above-described positive and negative individual charged particle generation chambers 55a and 55b, and the positive and negative charged mist 11a in these chambers 55a and 55b. , 11b are generated independently. Below, the structure of such a monopolar charged particle generation part 42 is demonstrated in detail.
[0049]
First, a positively charged mist generating nozzle 1a is disposed in the positively charged particle generating chamber 55a. The positively charged mist generating nozzle 1a is supplied with a liquid such as pure water from a supply pipe 4 and is directly applied with a DC high voltage from a DC high voltage power source 2a disposed outside via a high voltage cable 3a. Thus, the positively charged mist 11a is generated from the jetted liquid. Further, the positively charged mist 11 a generated by the positively charged mist generating nozzle 1 a is sent to the transport unit 43 by the gas supplied from the supply line 41 a of the gas supply unit 41.
[0050]
Similarly, a negatively charged mist generating nozzle 1b is disposed in the negatively charged particle generating chamber 55b. The negatively charged mist generating nozzle 1b is supplied with a liquid such as pure water from the supply pipe 4, and is directly applied with a DC high voltage from a DC high voltage power supply 2b arranged outside via a high voltage cable 3b. Thus, the negatively charged mist 11b is generated from the jetted liquid. Further, the negatively charged mist 11 b generated by the negatively charged mist generating nozzle 1 b is sent to the transport unit 43 by the gas supplied from the supply line 41 b of the gas supply unit 41.
[0051]
The transport unit 43 is a part that transports the positive and negative charged mists 11a and 11b generated in the positive and negative charged particle generation chambers 55a and 55b independently by positive and negative individual transport tubes 56a and 56b.
The reheating unit 44 is located in front of the outlets of the transfer tubes 56a and 56b of the transfer unit 43, and heats the insides of the transfer tubes 56a and 56b by the electric heaters 57a and 57b, thereby causing the positive and negative charging mists 11a and 11b to be heated. It is a part which vaporizes and takes out positive and negative ions 12a and 12b.
[0052]
The mixing unit 45 is arranged continuously with the reheating unit 44, is conveyed by the conveyance tube 56 a, is transported by the positive ion 12 a taken out by the reheating unit 44, and is conveyed by the conveyance tube 56 b, and is recirculated by the reheating unit 44. This is a part where the extracted negative ions 12b are mixed. That is, positive and negative ions 12a and 12b are mixed in the vicinity of the outlets of the transfer tubes 56a and 56b, and supplied to the charged body 5 arranged in the vicinity of the outlets.
[0053]
According to the unipolar charged particle transport ion device of FIG. 5 having the above-described configuration, the positive and negative electrostatic charges 6a and 6b on the charged body 5 can be neutralized and the charged body 5 can be neutralized as follows. it can.
First, liquid such as pure water is supplied from the supply pipe 4 to the positive and negative charged mist generating nozzles 1a and 1b disposed in the positive and negative charged particle generating chambers 55a and 55b, and the DC high voltage power supplies 2a and 2b are used to generate a DC high voltage. By directly applying a voltage, positive and negative charging mists 11a and 11b are generated from the jetted liquid. The generated positive and negative charging mists 11a and 11b are supplied from the positive and negative charged particle generation chambers 55a and 55b to the transport unit 43 by the gas supplied from the supply lines 41a and 41b of the gas supply unit 41.
[0054]
In this way, the positive and negative charging mists 11a and 11b supplied to the transport unit 43 are transported to the reheating unit 44 by the positive and negative individual transport tubes 56a and 56b. Then, by being heated by the electric heaters 57a and 57b in the reheating unit 44, the positive and negative charging mists 11a and 11b are vaporized, and the positive and negative ions 12a and 12b are taken out. That is, positive ions 12a are taken out in the transport tube 56a, and negative ions 12b are taken out in the transport tube 56b. These positive and negative ions 12a and 12b are mixed in the subsequent mixing unit 45 and then supplied to the charged body 5 to neutralize the positive and negative electrostatic charges 6a and 6b on the charged body 5, respectively.
[0055]
As described above, the unipolar charged particle transport ionizer of FIG. 5 using the ionizer of FIG. 1 for the unipolar charged particle generator 42 has the same operations and effects as the ionizer of FIG. It is obtained. That is, problems such as generation of ozone, generation of electromagnetic noise from the discharge electrode, and generation of dust from the electrode, which existed in a conventional ionization apparatus using corona discharge, do not occur.
[0056]
In addition, the unipolar charged particle transport ionization apparatus of FIG. 5 is configured to transfer the positive and negative charged mists 11a and 11b generated in the positive and negative charged particle generation chambers 55a and 55b of the unipolar charged particle generator 42 to the transport tube. It is the structure which conveys to the charging body 5 vicinity by 56a, 56b. Therefore, for example, static elimination can be performed even in a narrow space such as a gap between a plurality of glass substrates housed in a cassette.
[0057]
In this case, as described above, the diameters of the positive and negative charged mists (coarse charged particles) 11a and 11b transferred by the transfer tubes 56a and 56b are much larger than the positive and negative ions (micro charged particles) 12a and 12b. Since the diffusion rate of ions can be lowered than that of ions, even when the positive and negative charged mists 11a and 11b are independently transferred by the transfer tubes 56a and 56b, the consumption of charges due to the adhesion of ions to the inner wall of the tube is reduced. be able to. Therefore, the transport distance of charged particles can be increased.
[0058]
Furthermore, the monopolar charged particle generator 42 does not require expensive incidental equipment such as an ionization source such as a soft X-ray generator, an apparatus for humidifying or cooling air or a non-reactive gas, or the like. Since the charging mists 11a and 11b can be generated only by relatively inexpensive means such as the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b and the positive and negative DC high-voltage power supplies 2a and 2b, the cost can be reduced. Can be simplified.
[0059]
[Fifth Embodiment]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an ionization apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. The ionization apparatus shown in FIG. 6 is one form of a bipolar charged particle transport ionization apparatus that uses the ionization apparatus of FIG. 1 as a bipolar charged particle generator. The ionization apparatus of FIG. 6 includes a gas supply unit 61, a bipolar charged particle generation unit 62, a transport unit 63, and a reheating unit 64.
[0060]
The bipolar charged particle transport ionizer of FIG. 6 is a modification of the monopolar charged particle transport ionizer of FIG. 5, and instead of the monopolar charged particle generator 42, positive and negative charged mists 11a and 11b are replaced with a single. The bipolar charged particle generation unit 62 that is generated in the charged particle generation chamber 55 is provided, and accordingly, the gas supply unit 61, the transport unit 63, and the reheating unit 64 are not separated into positive and negative, The single configuration is common to both positive and negative, and the mixing unit is unnecessary. Below, the structure of each part 61-64 is demonstrated sequentially.
[0061]
In the gas supply unit 61, a valve 52, a flow meter 53, and a membrane filter 54 are connected to a single supply pipe 51, thereby forming a single supply line.
The bipolar charged particle generation unit 62 is configured by incorporating the ionization apparatus of FIG. 1 into the single charged particle generation chamber 55 described above, and generates positive and negative charged mists 11 a and 11 b simultaneously in the chamber 55. It has become. Hereinafter, the configuration of the bipolar charged particle generator 62 will be described in detail.
[0062]
That is, in the charged particle generation chamber 55, positive and negative charging mist generation nozzles 1a and 1b are arranged. The positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b are supplied with a liquid such as pure water from the supply pipe 4, and are connected to positive and negative DC high voltage power supplies 2a and 2b via high voltage cables 3a and 3b. By directly applying a DC high voltage, positive and negative charging mists 11a and 11b are generated from the ejected liquid. Further, the positive and negative charging mists 11 a and 11 b generated by the positive and negative charging mist generating nozzles 1 a and 1 b are sent to the transport unit 63 by the gas supplied from the gas supply unit 61.
[0063]
The transport unit 63 is configured to simultaneously transport the positive and negative charged mists 11 a and 11 b generated in the single charged particle generation chamber 55 through a single transport tube 56.
The reheating unit 64 is positioned in front of the outlet of the transfer tube 56 of the transfer unit 63, and heats the inside of the transfer tube 56 with the electric heater 57 to vaporize the positive and negative charged mists 11 a and 11 b, thereby generating positive and negative ions. 12a and 12b are taken out.
[0064]
According to the bipolar charged particle transport ion device of FIG. 6 having the above-described configuration, the positive and negative electrostatic charges 6a and 6b on the charged body 5 can be neutralized and the charged body 5 can be neutralized as follows. .
First, liquid such as pure water is supplied from the supply pipe 4 to the positive and negative charged mist generating nozzles 1a and 1b disposed in the single charged particle generating chamber 55, and a DC high voltage is supplied by the DC high voltage power supplies 2a and 2b. Is directly applied to generate positive and negative charging mists 11a and 11b from the jetted liquid. The generated positive and negative charged mists 11 a and 11 b are supplied from the single charged particle generation chamber 55 to the transport unit 63 by the gas supplied from the gas supply unit 61.
[0065]
The positive and negative charging mists 11 a and 11 b supplied to the transport unit 63 in this way are transported to the reheating unit 64 by the single transport tube 56. Then, by being heated by the electric heater 57 in the reheating unit 64, the positive and negative charging mists 11a and 11b are vaporized, and the positive and negative ions 12a and 12b are taken out. These positive and negative ions 12a and 12b are supplied to the charged body 5 by the transport tube 56, and neutralize the positive and negative electrostatic charges 6a and 6b on the charged body 5, respectively.
[0066]
As described above, according to the bipolar charged particle transport ionization apparatus of FIG. 6 using the ionization apparatus of FIG. 1 for the bipolar charged particle generator 62, the same operation and effect as the ionization apparatus of FIG. 1 can be obtained. Is. That is, problems such as generation of ozone, generation of electromagnetic noise from the discharge electrode, and generation of dust from the electrode, which existed in a conventional ionization apparatus using corona discharge, do not occur.
[0067]
In addition, the bipolar charged particle transport ionization apparatus of FIG. 6 uses positive and negative charged mists 11a and 11b generated in the single charged particle generation chamber 55 of the bipolar charged particle generator 62 as a single transport tube. In this configuration, the toner is conveyed to the vicinity of the charged body 5 by 56. Therefore, similarly to the unipolar charged particle transport ionization apparatus of FIG. 5, for example, static elimination can be performed in a narrow space such as a gap between a plurality of glass substrates accommodated in a cassette.
[0068]
In this case, as described above, the diameters of the positive and negative charging mists 11a and 11b transported by the transport tube 56 are much larger than those of the positive and negative ions 12a and 12b, and the diffusion speed thereof can be lowered than that of the ions. Therefore, even when the positive and negative charged mists 11a and 11b are simultaneously transported by the single transport tube 56, charge consumption due to recombination of positive and negative ions in the tube can be reduced. Therefore, similarly to the unipolar charged particle transport ionization apparatus of FIG. 5, the transport distance of charged particles can be increased.
[0069]
Furthermore, the bipolar charged particle generator 62 does not require expensive incidental equipment such as an ionization source such as a soft X-ray generator, an apparatus for humidifying air or a non-reactive gas, or an apparatus for cooling. Since the charging mists 11a and 11b can be generated only by relatively inexpensive means such as the positive and negative charging mist generating nozzles 1a and 1b and the positive and negative DC high-voltage power supplies 2a and 2b, the cost can be reduced and the system can be simplified. Can be
[0070]
[Other embodiments]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications can be implemented within the scope of the present invention.
For example, in the charged particle transport ionization apparatus shown in FIGS. 5 and 6, the charged mists 11 a and 11 b can be directly sprayed on the charged body 5. In this case, the reheating parts 44 and 64 are not required, and an additional facility such as an electric heater is not required. Therefore, the cost can be further reduced and the system can be further simplified.
[0071]
It is also possible to incorporate the ionization apparatus using the induction electrode of FIG. 2 instead of the ionization apparatus of FIG. 1 into the unipolar or bipolar charged particle generator of the charged particle transport ionization apparatus of FIG. 5 or FIG. . In this case, the same effect as that obtained when the ionization apparatus of FIG. 1 is incorporated can be obtained.
Further, in the ionization apparatus of FIG. 1 or FIG. 2 or the charged particle transport ionization apparatus of FIG. 5 or FIG. 6, a two-fluid nozzle as shown in FIG. It is also possible to eject gas and liquid simultaneously. In this connection, it is also possible to eject pressurized liquid from a normal nozzle instead of a two-fluid nozzle. In either case, fine charged mist can be efficiently generated using pressure.
[0072]
In addition, as described above, the present invention is suitable as a static elimination technique for removing static electricity generated in a clean room for manufacturing semiconductors, LCDs and the like, but is not limited thereto, and has a high static elimination performance. The present invention can be similarly applied to various required technical fields, and similarly excellent effects can be obtained.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by generating a charged mist from a liquid using an electrostatic atomization phenomenon, generation of ozone, generation of electromagnetic noise from a discharge electrode, dust generation from an electrode, Thus, it is possible to provide an electrostatic atomization ionization apparatus and method that can improve the static elimination performance and contribute to cost reduction and simplification of the system without causing such problems.
In addition to the above advantages, static electricity can be removed even in a narrow space by generating a monopolar or bipolar charged mist using the electrostatic atomization phenomenon and transporting it with a tube. A charged particle transport ionization apparatus and method that can increase the transport distance of charged particles can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an ionization apparatus according to a first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a graph showing electric mobility with respect to the size of charged particles.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an ionization apparatus according to a second embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an ionization apparatus according to a third embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a schematic view showing a unipolar charged particle transport ionization apparatus according to a fourth embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a bipolar charged particle transport ionization apparatus according to a fifth embodiment to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1a, 1b ... Charging mist generating nozzle
2a, 2b ... DC high voltage power supply
3a, 3b ... high voltage cable
4 ... Supply pipe
5. Charged body
6a, 6b ... Static charge
11a, 11b ... Charging mist
12a, 12b ... ions
21a, 21b ... induction electrode
31 ... Two-fluid nozzle
32, 33 ... Fluid passage
34 ... annular induction electrode
41, 61 ... Gas supply section
41a, 41b ... supply line
42 ... Unipolar charged particle generator
43, 63 ... conveying section
44, 64 ... reheat section
45 ... Mixing part
51, 51a, 51b ... supply pipe
52 ... Valve
53 ... Flow meter
54 ... Membrane filter
55, 55a, 55b ... charged particle generation chamber
56, 56a, 56b ... Conveying tube
57, 57a, 57b ... Electric heater
62: Bipolar charged particle generator

Claims (8)

荷電粒子を発生させ、発生した荷電粒子により帯電体上の静電荷を中和する、清浄空間に用いるイオン化装置において、
純水からなる液体を噴出させるノズルと、
このノズルから噴出する前記液体を帯電させる帯電手段とを備え、
前記ノズルから前記液体を噴出させると共に前記液体を帯電させることにより、前記液体の荷電がある荷電限界を越えた時点、すなわち、同極性電荷による斥力と前記液体の表面張力がバランスした状態を越えた時点で、前記液体は正または負の微細な帯電ミストに分裂する静電霧化現象を利用して前記液体から帯電ミストを発生させる帯電ミスト発生手段を有し、
前記帯電手段は、前記ノズルに高電圧を直接印加することにより前記液体を帯電させるノズル帯電手段、および誘導電極を用いて前記液体を誘導帯電させる誘導帯電手段、のいずれかの手段であることを特徴とする静電霧化式イオン化装置。
In an ionization apparatus used in a clean space that generates charged particles and neutralizes the electrostatic charge on the charged body by the generated charged particles.
A nozzle for ejecting a liquid composed of pure water ;
And a charging means for charging the fluid from the nozzle,
By charging the liquid with ejecting the liquid from the nozzle, when it exceeds the charged certain limit charge of the liquid, i.e., beyond the state of the surface tension of the liquid and the repulsive force by the same polarity charges are balanced Once the liquid has a charging mist generation means for generating charging mist from the liquid by using an electrostatic atomization phenomenon which splits into positive or negative fine charging mist,
Said charging means, induction charging means for inducing charging the liquid with a nozzle charging means, and the induction electrode charging the liquid by a high voltage directly applied to the nozzle is any means An electrostatic atomizing ionizer characterized by its characteristics.
前記帯電ミスト発生手段は、発生させた帯電ミストを前記帯電体に直接吹き付けるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の静電霧化式イオン化装置。  2. The electrostatic atomizing ionization apparatus according to claim 1, wherein the charging mist generating means is configured to directly spray the generated charging mist to the charged body. 正負の電荷を持つ単極荷電粒子を個別のチャンバ内でそれぞれ独立に発生させる正負の単極荷電粒子発生手段と、発生した正負の単極荷電粒子を個別のチューブによりそれぞれ独立に搬送する搬送手段とを備えた単極荷電粒子搬送式イオン化装置において、
前記単極荷電粒子発生手段は、前記請求項1又は2に記載の静電霧化式イオン化装置の中から選択された静電霧化式イオン化装置を用いて構成されたことを特徴とする単極荷電粒子搬送式イオン化装置。
Positive and negative monopolar charged particle generating means for independently generating monopolar charged particles having positive and negative charges in individual chambers, and conveying means for independently conveying the generated positive and negative monopolar charged particles by individual tubes In a unipolar charged particle transport ionizer equipped with
The monopolar charged particle generating means is configured by using an electrostatic atomizing ionizer selected from the electrostatic atomizing ionizer according to claim 1 or 2. Polarized particle transport ionizer.
正負の電荷を持つ両極荷電粒子を共通のチャンバ内で同時に発生させる両極荷電粒子発生手段と、発生した正負の両極荷電粒子を共通のチューブにより同時に搬送する搬送手段とを備えた両極荷電粒子搬送式イオン化装置において、
前記両極荷電粒子発生手段は、前記請求項1又は2に記載の静電霧化式イオン化装置の中から選択された静電霧化式イオン化装置を用いて構成されたことを特徴とする両極荷電粒子搬送式イオン化装置。
Bipolar charged particle transport system comprising bipolar charged particle generating means for simultaneously generating bipolar charged particles having positive and negative charges in a common chamber, and transport means for simultaneously transporting the generated positive and negative bipolar charged particles through a common tube In the ionizer,
The bipolar charged particle generating means is configured using an electrostatic atomizing ionizer selected from the electrostatic atomizing ionizer according to claim 1 or 2. Particle transport ionizer.
荷電粒子を発生させ、発生した荷電粒子により帯電体上の静電荷を中和するイオン化方法において、
ノズルから純水からなる液体を噴出させると共に前記液体を帯電させることにより、前記液体の荷電がある荷電限界を越えた時点、すなわち、同極性電荷による斥力と前記液体の表面張力がバランスした状態を越えた時点で、前記液体は正または負の微細な帯電ミストに分裂する静電霧化現象を利用して前記液体から帯電ミストを発生させ、
前記ノズルから噴出する前記液体を帯電させるために、ノズルに高電圧を直接印加することにより前記液体を帯電させるノズル帯電法、および誘導電極を用いて前記液体を誘導帯電させる誘導帯電法、のいずれかの帯電法を用いることを特徴とする静電霧化式イオン化方法。
In the ionization method of generating charged particles and neutralizing the electrostatic charge on the charged body by the generated charged particles,
By charging the liquid with jetting liquid consisting of pure water from the nozzle, when it exceeds the charged certain limit charge of the liquid, i.e., a state in which the surface tension of the liquid and the repulsive force by the same polarity charges are balanced when the past was, it said liquid charging mist is generated from the liquid by using an electrostatic atomization phenomenon which splits into positive or negative fine charging mist,
To charge the fluid from the nozzle, the induction charging method for inducing charging the liquid with a nozzle charging method, and the induction electrode for charging the liquid by a high voltage directly applied to the nozzle, any An electrostatic atomization type ionization method using any of the charging methods.
発生した帯電ミストを、前記帯電体に直接吹き付けることを特徴とする請求項5に記載の静電霧化式イオン化方法。  6. The electrostatic atomization type ionization method according to claim 5, wherein the generated charged mist is directly sprayed on the charged body. 正負の電荷を持つ荷電粒子を個別のチャンバ内でそれぞれ独立に発生させ、発生した正負の荷電粒子を個別のチューブによりそれぞれ独立に搬送する単極荷電粒子搬送式イオン化方法において、
前記請求項5又は6に記載の静電霧化式イオン化方法の中から選択された静電霧化式イオン化方法を用いて前記荷電粒子を発生させることを特徴とする単極荷電粒子搬送式イオン化方法。
In the unipolar charged particle transport ionization method in which charged particles having positive and negative charges are independently generated in individual chambers, and the generated positive and negative charged particles are independently transported by individual tubes,
Unipolar charged particle transport ionization, wherein the charged particles are generated using an electrostatic atomization ionization method selected from the electrostatic atomization ionization method according to claim 5 or 6. Method.
正負の電荷を持つ荷電粒子を共通のチャンバ内で同時に発生させ、発生した正負の荷電粒子を共通のチューブにより同時に搬送する両極荷電粒子搬送式イオン化方法において、
前記請求項5又は6に記載の静電霧化式イオン化方法の中から選択された静電霧化式イオン化方法を用いて前記荷電粒子を発生させることを特徴とする両極荷電粒子搬送式イオン化方法。
In the bipolar charged particle transport ionization method in which charged particles having positive and negative charges are simultaneously generated in a common chamber and the generated positive and negative charged particles are simultaneously transported by a common tube.
A bipolar charged particle transport ionization method, wherein the charged particles are generated using an electrostatic atomization ionization method selected from the electrostatic atomization ionization method according to claim 5 or 6. .
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