JPH03230500A - イオン発生装置およびこれを利用した清浄空間内の帯電物品の除電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コロナ放電を行わせる交流式イオン発生器を
用いて清浄空間内の静電気を帯びた物品を除電する設備
、特に半導体製造用クリーンルムに適用される帯電物品
の除電設備に関する。

〔発明の背景〕

例えば半導体素子を製造するクリーンルームでは、静電
気の帯電現象に起因する種々の障害が問題視されるよう
になった。このような障害には。

半導体デバイスの破壊と性能劣化、微粒子の吸着による
製品の表面汚染、エレクトロニクスｌｌ器の誤動作等が
ある。

半導体素子の高集積化、高速、省電力化が進むにつれて
酸化絶縁膜の厚みもどんどん薄くなり。

配線や金属電橋が極小化し、このために、静電気による
放電が発生すると、孔があいたり、金属成分が溶融また
は蒸発したりして、半導体デバイスの破壊や性能劣化を
引き起こす、ＭＯＳ−ＦＥＴやＧａＡｓでは１００〜２
００ボルトの電圧にも耐えられない場合があり、その素
子の表面電位を２０ボルト以下に下げる必要のある場合
もある。半導体素子が完全に破壊した場合は出荷検査の
段階でそれを発見できるが、性能劣化は見分けるのが非
常に困難である。したがって静電破壊の障害を少なくす
るには、半導体が静電気に出会う機会をできるだけ少な
くすること、すなわち素子および素子が組み込まれた基
板に帯電物をできるだけ近づけないこと、帯電物はこと
ごとく除電しておくことである。ところが、これを完全
に遂行することは従来の技術では殆んど不可能であった
。半導体製造工程における各種物体の表面電位の測定例
として。

ウェハ：５ｋＶ、　　ウェハキャリヤ：　３５ｋＶ、　
　アクリルカバー：ｓｋｖ、　テーブル表面：　１０に
シ、保管キャビネント：　３０ｋＶ、作業着：　１０ｋ
Ｖ、石英パレット：１．５にνであったという報告例も
ある。

一方、最近のクリーンルームでは室内に供給する清浄空
気流中には０．０３μ戴以上の大きさの粒子は検出され
ないと言った超清浄度を維持するものまで登場した。し
かし、クリーンルーム内に存在するオペレータ、ロボッ
ト、更には種々の製造装置類から微粒子が不可避的に発
生する。このような内部発生微粒子の大きさは０．１μ
Ｉから数ｌＯμ麟にもおよび、かような粒子が最小線幅
が１μ繭といった最近のＬＳｌ、ＶＬＳＩ等のウェハ上
に付着すれば、格落ち品となって製品歩留りを低下させ
る。かような微粒子のウェハ表面への沈着は大部分は静
電気力によって起こり、その付近の気流形状とはほとん
ど無関係であることが明らかとなってきた。したがって
、この微粒子の吸着によル製品の表面汚染の防止には、
クリーンルームの清浄廣を高める技術およびフィルター
の性能向上技術とは直接的には関係のない静電気の除電
技術の開発を待たねばならない。

また、クリーンルーム内にエレクトロニクス機器が存在
する場合に２例えば帯電した人体やプリンタ用紙が放電
したりすると、その放電電流が静電ノイズとなって電子
機器の誤動作を引き起こすこともある。これの防止にも
、クリーンルーム内に存在する帯電物体の除電が必要と
なる。

以上のようなりリーンルーム内での静電気の帯電現象に
起因する各種の障害を除去するには、クリーンルーム内
に存在する帯電した物体から帯電負荷を除去すること、
つまり静電気を除電すればよい、この除電は、帯電物体
が電気の良導体である場合には接地すればよく、これに
よって帯電した静電気を素早く逃がすことができる。し
かしクリーンルーム内の全ての導体物品を接地すること
は事実上不可能であるし、帯電物体が絶縁体の場合では
接地しても除電できず無意味となる。ウェハについて言
えば、ウェハ自身は導体であっても絶縁物であるカセッ
トケースやパレットに入れて搬送されるために、接地に
よって帯電を除去することは困難である。このようなこ
とから、イオナイザによる除電方式が提案された。

クリーンルーム内はフィルターで浄化された清浄空気流
がほぼ一方向性に流れているので、この清浄空気流の上
流側（通常はフィルターの空気吹出し面に近い位置）に
コロナ放電によって空気をイオン化するイオナイザ（イ
オン発生器）を配置し９　ここでイオン化した空気の流
れを帯電物体の表面と触れさせることにより、帯電物体
上の静電気を中和しようとするものである。すなわち、
物体表面がプラスに帯電していればマイナスにイオン化
した空気によって中和し、マイナスに帯電していればプ
ラスにイオン化した空気によって中和して、物体表面の
静電気を除電しようとするものである。

これまで　かようなコロナ放電によるイオン発生器とし
て、　Ｐｕ１ｓｅｄ−ＤＣタイプ、ＤＣタイプおよびＡ
Ｃタイプのものが知られている（ＤＣは直流ＡＣは交流
を意味する）、いずれにしてテ）、空気中に配置した電
極（Ｅｍｉｔｔｅｒ）近傍で発生する電界強度が、空気
の絶縁破壊電界強度以上となるような直流または交流の
高電圧を該電極に印加することによってコロナ放電を行
わせるものであり、それぞれ次のような特徴を有する。

Ｐｕ１ｓｅｄ−ＤＣタイプ：これは、第１７図に図解的
に示したように、所定の間隔（例えば数１０ｃｍの間隔
）を開けて対向配置された一対の針状エミッタ　（タン
グステン電極）　１００ａと１００ｂに１　例えば＋１
３〜＋２０ｋＶまたは−１３〜−２０にνの直流を１例
えば１〜１１秒間隔（パルス）で交互に印加してエミッ
タ１００ａと１００ｂから交互に正と負のイオン（ａｉ
ｒ　１ｏｎｓ）を発生させ、このエアイオンを気流に乗
せて帯電物体１０１に運び１帯電物体の帯電電荷と反対
極性のイオンで中和する仕組みである。そのパルス波形
の例を第１８図に示した。

ＤＣタイプ・これは、第１９図に図解的に示したように
、絶縁被覆された一対の導電性のバー１０２８と＋０２
ｂ　（これらのバーには多数本の針状エミッタ］０３ａ
、　ｌ０３ｂが１〜２ｃｍ間隔でそれぞれ埋めこまれて
いる）を所定の間隔（例えば数１０ｃｍ間隔）でバー軸
を平行にして対向配置し、一方のバー１０２ａの各エミ
ッタ１０３ａに＋１２〜＋３０ｋＶ、　他方のバー１０
２ｂの各エミッタ１０３ｂに−１２〜−３０ｋＶの直流
電圧を印加し、空気をイオン化する仕組みである。

ＡＣタイプ：これは針状エミッタに高電圧の交流（周波
数は商用の５０／６０Ｈｚ）を印加するものであり１例
えば第２２図に示すように、多数本のエミッタ１０４を
二次元的波がりをもって配置すると共にこれらを交流高
圧電ｒＡＩＯ５に対して絶縁被覆されたフレーム状の導
電性バー１０６によって接続し。

各エミッタ１０４の放電端を取り囲むように放電端から
離してグリッド１０７を対極として配置し、このグリッ
ド１０７を接地する構造のものが知られている。これに
よると、各エミッタ１０４と接地グリッド１０７との間
で交流サイクルに応して極性が反転する電界が形成され
、各エミッタ１０４からイオン空気が発生する。

ところが、これらいずれのタイプの公知のイオン発生器
も、クリーンルーム内の帯電物品の除電に使用しようと
すると、以下のような問題に遭遇する。

先ず第一は、いずれのタイプでも、エミッタ自身による
クリーンルームの汚染の問題である。放電極である針状
エミッタの材質はタングステンが最も好ましいとされて
いるが、このエミッタに高電圧を印加してコロナ放電を
行わせると、スパッタリング現象によって正イオン発生
時におびただしい微粒子（０，１μ閘以下の粒径のもの
が殆んどである）がエミッタ先端から発生し、これが清
浄空気流に運ばれてクリーンルーム内を汚染する。

第二に、いずれのタイプでも、クリーンルーム内で長時
間稼働するとエミッタの放電端に主として５ｉＯｚから
なる白色の粉塵が目視できるほど付着堆積する。これは
、クリーンルームに清浄空気を供給するためのフィルタ
素材にその原因があると考えられる。この堆積粉塵によ
ってイオン発生量が低下したり、またこの堆積粉塵がク
リーンルームに再飛散したりする問題を起こす。したが
って、エミッタの洗浄が怠れず、また前記のスパノタリ
ング現象はエミッタ先端を損傷させるので頻繁な取り換
えを必要とする。

第三に、クリーンルームの天井面に多数のイオン発生器
を取付けると、クリーンルーム内のオゾン濃度が高くな
ることがある。その濃度は人体に影響を与えるほどでは
なくても、オゾンは反応性に冨むので半導体製造には好
ましくない。

そして、前記の各タイプそれぞれ次のような個別の問題
がある。

ＤＣタイプでは一方のエミッタ　（第１９図の例ではバ
ー１０２ａ側のエミッタ）からは正にイオン化した空気
が、他方のエミッタ　（同バー１０２ｂ側のエミッタ）
からは負にイオン化した空気が空気流にのって流れるの
で、正と負の何方かに偏ったイオンが帯電物品に到達す
ることになりかねない。このため、帯電物品の帯電負荷
の極性と同し極性のイオンが供給される機会も多く、こ
の場合には除電されることはない。逆に、帯電していな
いが若しくは帯電量が小さい物品に対しては、搬送され
た空気イオンによって帯電を助成する事態も起こり得る
。この現象は特に正負の電極間距離を離した場合に起こ
り易いが、電極間距離をあまり短くするとスパークが生
じるといった問題がある。

Ｐｕ１ｓｅｄ−ＤＣタイプでは所定の周期でこのイオン
の極性を反転させるのでその発生周期毎に交互に正負イ
オンが帯電物品に供給されることになりＤＣタイプのよ
うに正負どちらかのイオンが連続して送られるといった
ことは避けられるが　その周期をあまり短くすると正と
負のイオンが搬送気流中で混ざり合って帯電物品に到達
する前に結合してイオンが消滅する度合いが多くなる。

また逆に周期をあまり長くすると、正負イオンの結合の
割合は低下する代わりに、正と負のイオンの大きな塊が
交互に帯電表面に到達することになる。門。

Ｂ１１ｔｓｈｔｅｙｎ、ｅｔ、ａｌ、、はＡｓｓｅｓｓ
ｉｎｇ　Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　
Ｃ１ｅａｎｒｏｏＩＩＩＩｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ、　Ｍｉｃｒ。

ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ、　Ｍａｒｃｈ　１９８５
．　Ｐ、４６〜５２７６においてＰｕ１ｓｅｄ−ＤＣタ
イプでは帯電表面の電位は例えば第２１図に示すように
正と負を交互に繰り返して減衰することを報告している
。この結果では、帯電表面は帯電電荷が無くなることは
なく、正または負に５００ν程度の帯電が交互に生じる
ことになる。

近年の超ＬＳＩが数ｌｏｖの表面電位でも破壊されるこ
とを考えると、かような５００νの如き表面電位が生し
ることは、かえって製品歩留りを低下することにもなり
かねない。

ＡＣタイプは、正イオンと負イオンの発生量が異なると
いう基本的な問題がある。エミッタに高電圧の交流を印
加すると、正イオンの発生量は負イオンの発生量の１０
倍以上となることもある。

鈴木政典ほかは、第６回空気清浄とコンタミ７−ション
コントロール研究大会予稿集（１９８７）　、　Ｐ２６
９〜２７６およびこれに対応する英文文献、　Ｍ、５ｕ
ｚｕｋｉｅｔ、ａｌ、、　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ
　ｏｆ　Ａｉｒ　Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ　ｉｎ　Ｃ１ｅａｎ　Ｒｏｏｍｓ、　１９８８　Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＴｈｅＩＥＳ　Ａｎｎｕａ
ｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ、　Ｉｎ５ｔ
ｉｔｕｔｅ　ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　５ｃｉ
ｅｎｃｅｓ、　Ｍｔ、Ｐｒｏｓｐｅｃｔ、ｌ１ｌｉｎｏ
ｉｓｐ、４０５〜４１２において２例えば第２２図に示
すような、ＡＣタイプのイオン発生器で発生するイオン
濃度の測定例を報告しているが、負イオンの濃度は正イ
オンのそれに比べて著しく少なくなっている。なお第２
２図の測定は水平方向に設置したＨＥＰ＾フィルタから
垂直下方に清浄空気が流れる空間内にＡＣタイプのイオ
ン発生器を設置して行われたものであり７図中のｄはイ
オン発生器から測定点までの鉛直距離、ｌはイオン発生
器中心軸（鉛直線）から測定点までの水平距離を表わし
ておりＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤはイオン発生器をＯＦＦに
したときのもともと気流中に含まれていたイオン濃度を
表している。このように、従来のＡＣタイプのイオン発
生器では正イオン濃度の高いイオン空気が供給されるの
で、帯電表面は中和されるどころか数ｌＯボルトから２
００ボルト程度の正の電位に帯電したままになることす
らある。

〔発明の目的〕

したがって９本発明の■的とするところは、静電気によ
って引き起こされる。特に半導体製造時の各種の静電気
障害を、公知のイオン発生器が有する先述のような弊害
を起こさないように、取り除くことにある。特に本発明
は、ＡＣタイプのイオン発生器の先述の問題を解決し、
且つ公知のエミッタが有する共通した問題、すなわち発
塵によるクリーンルームｌη染、粉塵の付着堆積および
オゾンの発生といった問題をも解決して、半導体製造環
境の静電気の帯電を効果的に防止しようとするところに
ある。

〔発明の構成〕

まず本発明によれば２針状の放電極に交流高電圧を印加
してコロナ放電により該放電極周辺の空気をイオン化す
るイオン発生装置において、導電性のグリッド又は適宜
間隔で配置された複数のリングと　これらグリッド又は
リングの夫々の内部空間に配置された針状の放電極と、
これらの放電極に交流高電圧を印加する高圧電源と、該
グリッド又は各リングに直流電圧を印加する直流電源と
該交流高電圧の大きさ及び周期と該直／Ｉｔ電圧の大き
さ及び極性を調節できるコントローラとで構成したこと
を特徴とするイオン発生装置が提供される。そのさい、
針状の放電極は、その先端に石英が被着されているのが
好ましい。

そして　かようなイオン発生装置を用いて前記の問題の
解決を図った。特に半導体製造設備における帯電物品の
除電設備を本発明は提供するものであり、その要旨とす
るところは、針状の放電極に交流の高電圧を印加してコ
ロナ放電を行わせる交流式イオン発生器を、フィルタを
通過した清浄空気の流れの中に設置し、このイオン発生
器によってイオン化された空気の流れを静電気を帯びた
物体に供給して該帯電物体上の静電気を中和する設備に
おいて、該イオン発生器における該放電極の放電端がセ
ラミックスの誘電体材料で被覆されており、該放電端が
、グリッド状またはループ状の導体からなる対極に対し
て所定の距離を離して空気中に配置されることによって
、１個の放電対が形成され、この放電対が前記の清浄空
気の流れを横切る方向に二次元的な拡がりをもって多数
配置され、このように配置された多数の放電対の各対極
が直流電圧源に接続され、この直流電圧源から出力する
直流電圧の大きさを調節する手段が設けられたことを特
徴とする清浄空間内の帯電物品を除電する設備に存する
。

すなわち本発明者らは、コロナ放電用の金属製（最も普
通にはタングステン製）の放電極（エミッタ）の放電端
を誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）であるセラミックス
の薄膜で被覆した場合には、これに交流の高電圧を印加
してコロナ放電を行わせると該被覆なしの場合に比べて
空気をイオン化する能力はそれほど低下させないで、放
電端からの発塵をほぼ皆無にすることができ、しかも、
このセラミック放電部にはクリーンルーム内での使用に
よっても粉塵が耐着することがなく、加えてオゾンの発
生も低下させることができることを見い出した。

誘電体としてのセラミックスは２石英特に透明石英が好
適であり、そのほか、アルミナ磁器、アルミナ−シリカ
系磁器、さらには耐熱ガラス等が使用できる。この誘電
体セラミックスの厚みは２ＩＩＩ１１以下、透明石英を
使用した場合には、好ましくは０．０５〜０．５■とす
る。なお、このような誘電体のセラミックスの薄膜で金
属エミッタの先端を被覆した放電極に９本来の使用態様
とは異なるが、直流の高電圧を印加した場合には、電圧
を印加した瞬間はエミッタ先端部の電界によって空気は
電離され、正と負のイオンが発生するが、印加後一定時
間が経過すると（例えば０．３ｍ／ｓｅｃの気流中では
０．１秒後）、印加電圧と反対極性の空気イオンがエミ
ッタの回りを取り囲み、エミッタ先端部の電界強度を弱
めてしまい、持続的なイオンの発生は望めないので、交
流の高電圧を印加する必要がある。

さらに本発明者らは、ＡＣタイプのイオン発生器の基本
的な問題であった既述の正イオン濃度と負イオン濃度の
大きな差は、対極側に所定の直流電圧を印加することに
よって解消できることを見出した。この場合、咳セラミ
・ノクスカノマー付きの放電極の放電端は、グリッド状
またはループ状の対極に対し所定の距離だけ気流の上流
側に位置しているのが好ましい。この対極側に印加する
直流の電圧はその大きさを適切に調節することが第一に
必要であるが、これとは別に、この直流電圧の印加の仕
方によって大きく分けて二つの方式で交流式イオン発生
器から正イオンと負イオンの濃度がバランスしたイオン
化空気を帯電物品に供給することができる。その一つは
、咳針状の放電極と対極とからなる実質的に同一の形状
および構造をもつ全ての放電対に、共通した直流電圧源
から所定の電圧に調節された直流電圧をその各対極に印
加する方式である。この方式によれば、各放電対からは
、放電極に印加する交流電圧の周波数に対応した周期で
正と負のイオン空気を交互にほぼ同し濃度で生成せるこ
とができる。その二は、正イオン濃度が高く負イオンが
殆んどないイオン化空気を或る放電対から継続して発生
させ、他の放電対からは逆に負イオン濃度が高く正イオ
ンが殆んどないイオン化空気を継続して発生させる方式
である。この第二の方式では、正イオンを発生させる放
電対の対極に対しては或る大きさの直流電圧を、また負
イオンを発生させる対極に対してはそれとは異なる或る
大きさの直流電圧を印加するのであり、この正イオン発
生用放電対と負イオン発生用放電対とを二次元的な拡が
りのなかで適切な分布をもって配置することによって、
気流の下流側に存在する帯電物品に対して、やはり正イ
オンと負イオンの濃度がバランスした空気を供給するこ
とができる。

さらに、この対極への直流電圧の印加に加え針状の放電
極側に印加する交流電圧に対しても正または負に偏った
直流成分をもつバイアス電圧を適当に付加すると、放電
対からは一層高い濃度の正負イオンを発生させることが
できることもわかった。

したがって１本発明によれば、針状の放電極に交流の高
電圧を印加してコロナ放電を行わせる交流式イオン発生
器を、フィルタを通過した清浄空気の流れの中に設置し
、このイオン発生器によってイオン化された空気の流れ
を静電気を帯びた物体に供給して該帯電物体上の静電気
を中和する設備であって、該イオン発生器における咳針
状放電極の放電端がセラミックスの誘電体材料で被覆さ
れており、この放電端が、グリンド状またはループ状の
導体からなる対極に対して所定の距離を離して空気中に
配置されることによって、１個の放電対が形成され、こ
の放電対が前記の清浄空気の流れを横切る方向（好まし
くは空気の流れ方向とほぼ直角な方向）に二次元的な拡
がりをもって多数配置された前記設備において。

（ａ）、このように配置された多数の放電対の各対極が
共通の直流電圧源に接続され。

この直流電圧源から出力する直流電圧の大きさを！ｊ！
節する手段が設けられ。

この電圧調節手段によって、各放電対でイオン化される
空気の正イオン濃度と負イオン濃度がほぼ均衡する直流
電圧に調整することを特徴とする清浄空間内の帯電物品
を除電する設備、または。

（ｂ）、前記のように配置された多数の放電対を構成す
る前記の対極のうち、或る対極は第一の直流電圧源に接
続され、それ以外の対極は第二の直流電圧源に接続され
。

この第一および第二の直流電圧源とも、それらから出力
する直流電圧の大きさを独立してｔＪ４節する手段が設
けられ。

第一の直流電圧源に接続される或る対極の放電対は、正
または負のいずれかに偏ったイオンを発生させる放電対
に、他方、第二の直流電圧源に接続される他の対極の放
電対は、前記の放電対とは逆の極性をもつ負または正の
いずれかに偏ったイオンを発生させる放電対に構成され
ることを特徴とする清浄空間内の帯電物品を除電する設
備、または。

（Ｃ）、前記のように配置された多数の放電対の各対極
が直流電圧源に接続され この直流電圧源から出力する直流電圧の大きさを調節す
る手段が設けられ このように配置された多数の放電対の各放電極が正また
は負に偏ったバイアス電圧が付与された交流の高圧電源
に接続され。

この交流の高圧電源から出力する電圧の大きさおよびバ
イアス電圧の極性と大きさを調節する手段が設けられた
ことを特徴とする清浄空間内の帯電物品を除電する設備
、が提供される。

〔発明の具体的態様〕

図面に示した本発明の好ましい態様についての以下の説
明から１本発明の内容が一層理解されるであろう。

第１図は、矢印１で示す清浄空気の流れの中に配置され
た本発明に従うイオン発生器の例を示したものであり、
針状のエミッタ２とループ形状の導電性の対極３との対
からなる放電部４が、清浄空気の流れを横切る方向に二
次元的な拡がりをもって多数配置されている。図示され
てはいないがこのイオン発生器が配置された位置より空
気流れの上流側にはＨＥＰＡまたはＵＬＰＡフィルター
が設置されており、該フィルターによって浄化された空
気がこのイオン発生器を通過する。そして、このイオン
発生器を通過した一方向性の空気流が帯電物品の表面に
向けて流れる。図示の例では、各針状エミッタ２は、そ
の先端を気流の下流方向に向けて配置され、そして、真
円状の金属リングからなる対極３がその気流を横切る方
向に配置されており、各エミッタ２の先端は、対極３の
リングの中心を貫通ずる仮悲線上にほぼ位置している。

何れのエミッタ２も、絶縁被覆された共通の導線６によ
って、印加する交流の電圧をコントロールする交流電圧
コントローラ装置５のＯＵＴ　ＰＵＴ　７に通している
。また何れの対極３も、絶縁被覆された共通の導線８に
よって、各対極に印加する直流の電圧をコントロールす
る直流電圧コントローラ装置９のＯＵＴ　ＰＵＴ　１０
に通している。１１は、交流電圧コントローラ装置５お
よび直流電圧コントローラ装置９の出力電圧を調節する
操作部を示している。

第２図は、第１図の各放電部４を構成しているエミッタ
２の詳細を示したものである。本発明に従うエミッタは
放電極の放電端が薄いセラミックスの誘電体材料で被覆
されている点に特徴があるが　第２図の例では、放電極
として先細りの針部１３を先端にもつタングステン棒１
２をセラミックス製のチューブ１４内に同心的に収容し
ている。そのさい、セラミツクス型のチューブ１４の先
端も先細りの針部１５をもつ封鎖された形状とし、タン
グステン棒の針部１３の先端が、このセラミックスチュ
ーブの針部１５の内面と接触するようにする。これによ
って、タングステン棒の針部１３はセラミックスチュー
ブの薄い層で覆われる。第２図の例ではタングステン棒
１２の外径がセラミックス製のチューブ１４の内径より
もやや小さく、また、タングステン棒の針部１３のテー
パー角度は、セラミックスチューブの針部１５のテーパ
ー角度よりも鋭角となっているので、タングステンの針
部１３がセラミックスチューブの針部１５の内面に接す
るようにタングステン棒にセラミックスチューブを被着
させれば、タングステン棒の針部１３の先端中心が、セ
ラミックスチューブの針部１５の内面中心に自然に整合
して接することになる。タングステン棒１２の他方の端
部１６は金属導体１７に導通接続されている。

この接続は、タングステン棒１２よりも径大の金属導体
１７の端部に同心的にタングステン棒の端部１６を緊密
に所定の距離だけ挿入することによって達成される。こ
の金属導体１７は絶縁材料例えばガラスのチューブ１８
内に納められ、この絶縁チューブ１８に対してセラミッ
クスチューブ１４の他方の端部１９もシール部材２０を
介して接続されている。このようにして構成された本発
明のエミッタ２は第３図に示すように、第１図で説明し
たリング状の対極３に対して、セラミックスカバー付き
の放電端２１が所定の距離を離して（該放電端２１が対
極リング３の仮想中心線上にほぼ位置するところに）配
置されるが、その位置の固定は、充分な強度をもち、従
ってそれ自身がかようなエミッタ構造を支持するフレー
ム材として機能する絶縁被覆導体６に吊るすことによっ
て行われ得る。例えばこの絶縁被覆導体６は、大めの金
属導体１７を絶縁性樹脂２２（例えば商品名　テフロン
）で被覆することによって、これに多数のエミッタ構造
物を吊るしても、場合によっては、対極３の自重を絶縁
支持部材を介してこれに支持させても、充分な強度をも
つフレーム材として機能する。したがって、第３図に示
すように絶縁被覆導体６に対して第２図のエミッタ構造
物をジヨイント部材２３を介して意図する位置に適宜接
続することによって、エミッタ２は空気の流れの中に空
気流れをそれほど乱すことなく配置できる。

本発明のエミッタの放電端２１を被覆するセラミクロス
は誘電体材料からなることが必要であり。

具体的には石英、アルミナ、アルミナ−シリカ。

耐熱ガラス等のセラミックス材料が使用できるが。

石英特に透明石英が好適である。タングステン棒の針部
Ｉ３を覆うその厚みは２１以下、好ましくは０．５１以
下で０−０５ｍ＋ｗ以上であるのがよい。そのさい、被
覆セラミックスも針部（例えば第２図の１５で示すよう
な鋭角的な先端）を有することが必要である。タングス
テン棒のうち通常は放電部とはならない針部以外の個所
１例えばタングステン棒１２の胴部などは必ずしもセラ
ミックスで被覆する必要はない。第４図および第５図は
そのような例を示したもので、第４図のものは、タング
ステン棒１２の先端部だけをセラミンクスチューブ１４
で被着した例を示している。すなわち、タングステン棒
Ｉ２の針部１３の外側に、セラミックスチューブ１４の
針部１５を密着して被覆し、タングステン棒１２の胴部
には他の絶縁材料（例えば絶縁性の樹脂）２５を被覆し
である。セラミンクスチューブ１４はタングステン棒１
２に接着材（例えばエポキシ樹脂系接着材）２６を用い
て固定し、この固定部にはシール材（例えばシリコン系
シール材）２７がタングステンが露出しないように覆わ
れている。なお、この例ではタングステンの針部１３の
外表面と、セラミックスチューブの針部１５の内表面と
の間に隙間が生じないような針部構造としである。第５
図の例ではセラミックスチューブ１４の針部１５とタン
グステン棒１２の端２８との間に導電性の接着剤２９を
充填した例を示している。すなわち、タングステン棒１
２の端部２８を絶縁被覆２５から若干突出させ、この突
出部に、針部１５をもつセラミックスチューブ１４を隙
間をもって被せ、この隙間に導電性接着剤２９を充填し
たものである。２７は第４図と同様のシール材を示して
いる。充填する導電性接着剤２９としては銀粉末をエポ
キシ系樹脂に分散させたちの黒鉛粉末をコロイドとした
もの９等が使用できる。

第５図の例ではタングステン棒の端部２８は必ずしも針
状に尖っていなくてもよいが、尖っていてもよい。

第６図は、第１図の各放電部４を構成しているループ形
状の導電性対極３の一部を拡大して示したものである。

この例の対極３は金属の真円状リングからなり、このリ
ング状の対極３が、絶縁被覆を施した導体８によって、
必要数だけほぼ同一面内に二次元的な拡がりをもって所
定の間隔を開けて、互いに接続されている。絶縁被覆を
施した導体８は各リング状対極３を空間内に支持できる
に充分な強度を有したものが使用され、したがってこの
導体８自身が各リング状対極３を空間内の所定の位置に
配列するためのフレームとしても機能している。そして
、いずれのリング状対極３もこの導体８を通して直流電
圧コントローラ装置９のＯＵＴ　ＰＩＩＴ　１０に接続
される。なお、対極３は回倒のように真円状のリングで
あるのが好ましいが。

必ずしも真円でなくとも楕円形などであってもよい。ま
た、従来のＡＣタイプで使用されたような平行な多数の
直線を二次元的にクロスさせたグリッド状であってもよ
く、また場合によっては、多角形の導体の輪を絶縁被覆
した導体で接続したものでもよい。いずれにしても、対
極３の表面は。

前記のエミッタのようにセラミックスで被覆したりはせ
ず、金属表面を露出したままで使用する。

第７図と第８図は、第１図の放電部４を形成するエミッ
タ２と対極３との位置関係を示したもので、いずれも、
矢印で示す気流ｌの流れに沿う方向にエミッタ２がそし
て流れを横切る方向に対極３が配置され、且つエミッタ
２は対極３のほぼ仮想中心軸線に沿って配置されるので
あるが、第７図の例ではエミッタ２のセラミックスカバ
ー付き放電端２１が、対極３よりも気流の上流側の方向
に距離Ｇだけ離れた位置に設置された状態を、また第８
図の例では、該放電端２１が対極３よりも気流の下流側
の方向に距離Ｇだけ離れた位置に設置された状態を示し
ている。すなわち第７図の例ではエミッタ２がリング状
対極３を突き抜けず、第８図の例ではエミッタ２がリン
グ状対極３を突き抜けている。本発明設備を稼働するに
さいし、どちらの態様を採るかは、後述の電圧付与条件
によって決定される。

第９図は、第１図の交流電圧コントローラ装宜５および
操作部１１を構成する回路を示したものである。この回
路装置は、商用の交流（ＡＣｌｏｏＩＩ）　　の端子３
１にトランス３２を取付けたうえ、その二次側に整流回
路３３．定電圧回路３４．インバータ回路３５および高
圧変換トランス３６を設けたものである。

整流回路３３ではトランス３２で得られた交流を全波整
流し直流に変換する。定電圧回路３４は出力電圧を一定
にするものである。入力する商用交流の電圧が変動した
場合には整流回路３３で得られる直流電圧もそれに伴っ
て変動し、後続の高圧変換トランス３６の入力電圧が変
化して最終的な出力電圧を一定にできなくなるので、こ
の定電圧回路３４を挿入する。インバータ回路３５には
発振回路が組み込まれており、定電圧回路３４から出力
する定電圧直流を方形波にチョンバする。この方形波の
電圧は高圧変換トランス３６によって昇圧され、出力端
子７から各エミッタ２に出力される。高圧変換トランス
３６は、絶縁トランスの後段にスライダックの入った構
成とすることにより、交流電圧の大きさを自在に調整で
き、したがって、この高圧変換トランス３６が第１図の
操作部１１に対応する。なお。

第９図において、Ｆはヒユーズ、ＳＷは電源スィッチ、
ＺｌおよびＺ２は電源投入時におけるノイズを吸収して
パルス成分供給を少なくするためのスパークキラーを示
す。

第１図における直流電圧コントローラ９は、商用交流を
直流に変換する公知のものが使用され例えば商用交流１
００νをほぼ−ＩＫｖ〜＋ＩＫｖの範囲の任意の大きさ
の直流に自在に調整できるものであればよい。

以上のような構成になる第１図の設備では、各放電部４
は、それらのセラミックスカバー付きエミッタ２に同じ
高電圧の交流が印加され、また。

いずれの対極３に対しても同じ直流電圧が印加される。

放電部４の形状と構造が実質的に全て等しく、これらに
−様に清浄空気が流れる場合には。

何れの放電部４も同し挙動を示して正負同じ濃度にイオ
ン化された空気が生成する。すなわち　どの放電部４か
らも印加する交流電圧の周波数に応じた周期で正と負に
極性が変換したイオンが発生するが、そのさい、対極３
に印加する直流の電圧を適正に調整するならば、正イオ
ン濃度と負イオン濃度をほぼ等しくすることができる。

〔発明の作用効果〕

以下に本発明者らが行った代表的な試験例を挙げて、第
１図の設備の作用効果を具体的に説明する。

第１０図は試験に供した設備の略図であり、垂直層流式
クリーンルーム内の上から下に向かう流速が０．３ａ／
ｓｅｃの一様清浄空気流れの中に、第２図に示した構造
の石英カバー付きのエミッタ２の一本をその軸を鉛直方
向にして配置する。その寸法は第２図の符号で説明すれ
ば、タングステン棒１２の直径は１．５−一１石英管１
４は外径３．０ｍｍ、内径２．０１であり９石英管１４
の先細りの針部１５の長さが５ｍｍである。またガラス
管１８は外径８１１１１．内径６■でありその中に３＃
ｌＩ径の金属導体１７が通っている。このエミッタ２は
鉛直方向のガラス管１８および横方向に延びる樹脂被覆
管２２内を経て交流電圧コントローラ５に導体６で接続
される。ステンレス鋼の真円のリング状対極３がその仮
想中心軸線を鉛直方向にして配置され、この仮想中心軸
にエミッタ２の軸をほぼ一致させる。この位置決めは樹
脂被覆管２２からアクリル棒３８を垂直に垂らし、この
アクリル棒３Ｂに対極３の絶縁被覆導体３９を支持する
ことによって行う。絶縁被覆導体３９と結合した導体８
は直流電圧コントローラ９に接続される。対極３を構成
するステンレスリングの線径は６ｍ（リングの直径は８
０ＩＩＩｌである。エミッタ２に印加する交流電圧と対
極３に印加する直流電圧を制御してコロナ放電を行わせ
、エミッタ２の放電端２１がら１２００ｍｍ１ｌれた下
方にイオン濃度計４０を配置して。

ここに到達する空気中の正イオン濃度および負イオン濃
度（単位：　Ｘ　１０”／ｃｃ）を測定する。なお。

エミッタ２に印加する交流電圧の交流成分実効値を■、
対極３に印加する直流電圧をＶｅとする。

第１１図は、エミッタ２の放電端２１を対極３より気流
の上流側に３７ｍｍ離しく第７図に示すＧ＝＋３７ａｍ
）、エミッタに周波数−５０Ｈｚで、Ｖ＝１３ＫｖＯ高
電圧の交流を印加してコロナ放電を行わせたさいに対極
３に印加する直流電圧Ｖｅを変えたときの。

イオン濃度計４０で測定されたプラスおよびマイナスイ
オン濃度を示したものである。

第１１図の結果は、対極に電圧を付与しない場合には、
正イオン濃度が負イオン濃度よりも著しく高く、正イオ
ン濃度に極端に偏ったイオン化空気が得られるが、対極
にマイナス側の直流電圧を印加すると、正イオン濃度は
その直流電圧の大きさに応じて減少し、逆に負イオン濃
度は増加するという興味深い事実を示している。そして
５この試験条件下では、　　Ｖｅ＃−１９０Ｖのところ
で５正イオン濃度と負イオン濃度はともに約４８Ｘ１０
”（個／ＣＣ）となってバランスする。したがって、こ
の試験条件と同し条件を第１図の各放電部にそのまま適
用した場合には、第１図の各対極３にＶｅζ−１９０Ｖ
の直流電圧を印加すれば、いずれの放電部からも正イオ
ンと負イオン濃度がほぼ等しい割合のイオン化空気がこ
のイオン発生器の空気下流側に連続して流れる。精度の
高いクリーンルームでは気流の乱れは少ない。したがっ
て、正負イオン濃度のバランスした空気が比較的下流側
まで到達することになる。

第１２図は、エミッタに印加する交流電圧にプラスの側
に偏った直流成分のバイアス電圧（Ｖｇ）を付加した以
外は、前記の試験と同し試験を行った結果を第１１図同
様に示したものである。すなわち、エミッタ側に出力す
る高電圧の交流に、正または負の直流成分の電圧を付加
できる電源装置を使用し、これによって、バイアス電圧
の極性や大きさを種々変化させた場合の代表例として■
、＝＋　２．　ＩＫｖを付加したときのデータを第１２
図に示した。なお、このようなバイアス電圧の付加は、
第１図の設備においては、交流電圧コントローラ５に、
直流トランス４１を接続することによって達成できる。

第１２図の結果によれば、このバイアスの効果が明らか
である。すなわち、第１２図の場合のように、　　Ｖｇ
＝＋２．１にＶのプラス側のバイアス電圧を付加した場
合には、第１１図のようにバイアス電圧＝ＯＫνの時に
比べて、全体として負イオン濃度が高くなり１例えば対
極への直流電圧がＯｖのときでも、正負イオン濃度の差
は小さくなり、僅か一６３Ｖの直流電圧を対極に印加す
るだけで、正負イオン濃度はバランスする。しかも、そ
のときの正負イオン濃度はいずれも約６３　Ｘ　１０’
　（個／ＣＣ）で第１１図のバランス（ｉ４８Ｘ１０３
（個／ＣＣ）よりも高い。

したがって、第１図の設備において、交流電圧コントロ
ーラ５に直流トランス４１を付加して、各エミッタ２に
印加する交流の高電圧に正または負にかたよった直流電
圧成分を付加するようにするのが好ましい。

第１３図は１本発明の他のＬ！ｉ欅を示す第１図同様の
図であり、この場合には、二次元的な拡がりをもって配
置されている或る対極には、或る大きさの直流電圧を、
他の対極にはこれとは異なった大きさの直流電圧を印加
することによって、或る対極からは負イオン濃度が高い
イオン化空気をまた他の対極からは正イオン濃度の高い
イオン化空気を継続して生成させるようにしたものであ
る。すなわち１図示の例では、直流電圧コントローラ装
置９ａと９ｂのそれぞれの０υＴＰＵＴ　ｌｏａとｌｏ
ｂから異なった電圧の直流が出力する構成とし、直流０
ＵＴＰＵＴＩＱａには被覆導線８ａを通して或る対極３
ａを接続し直１０１１ＴＰｔｌＴ　ｌＯｂには被覆導線
８ｂを通じて他の対極３ｂを接続したものである。より
具体的には、エミッタと対極の対からなる放電部４をほ
ぼ同間隔で６個並べて一つの列を構成し、この列が、は
ぼ平行に且つほぼ同一平面内に４列配置され、そして。

図の最上部の第１列目の各対極３ａと、上から第３列目
の各対極３ａは、絶縁被覆された共通の導線８ａによっ
て、直流電圧コントローラ装置９ａの０ＵＴＰＵＴ１０
ａに通じ、他方、上から第２列目の各対極３ｂと上から
第４列目の各対極３ｂには、絶縁被覆された共通の導線
８ｂによって直流電圧コントローラ装置９ｂの０ＵＴＰ
ＵＴ　１０ｂに通じている。いま、この配置において、
　０ＵＴＰＵＴ　１０ａにマイナス側に偏った直流電圧
を、そしてＯ［ＩＴＰＵＴ　１０ｂには、これよりもプ
ラス側にかたよった直流電圧を出力すると、各対極３ａ
からは負イオン濃度の高いイオン空気が、また各対極３
ｂからは正イオン濃度の高いイオン空気が継続して生成
する。

例えば、第１１図の試験にて使用したのと同し放電対の
構造を採用し、各エミッタ２に周波数５０！（ｚでＶ−
１３Ｋｖの交流電圧を印加した場合には５第１Ｉ図の正
負イオン濃度の挙動から、　０ＵＴＰＩＩ↑１０ａには
例えば−３００ｖよりもマイナス側に偏った直流電圧を
出力させれば、各対ｉ３ａから負イオンｆｊ４ｒＸが高
く正イオン４度の低いイオン空気が生成し、他方０１Ｊ
ＴＰＵＴ　ｌｏｂには例えばＯｖよりもプラス側に偏っ
た直流電圧を出力させれば、各対極３ｂから正イオン濃
度が筋く負イオンは殆んど存在しないイオン化空気を生
成させることができる。同様に、第１２図の試験のよう
にエミッタ２の側にバイアス電圧付きの交流電圧を印加
した場合には、　　Ｖａ−２，ｌＫｖという第１２１１
ｉｌの試験と同し条件において、　０ＵＴＰＵＴＬｏａ
ｄ：は例えば−４００Ｖ、　０ＩＩＴＰＩＩＴ　１０ｂ
ニハ例えば＋２００Ｖの直流電圧を出力させれば、各対
極３ａからは負イオン４度が高く、各対極３ｂからは正
イオン濃度が高いイオン空気を安定継続して生成させる
ことができる。このバイアス電圧の印加は、第１図で説
明したのと同様に、第１３図の設備でも、交流電圧コン
トローラ５に直流トランス４１を付設することによって
行うことができる。なお、負イオンを多く発生させる対
極３ａと正イオンを多く発生させる対極３ｂとの配置は
、第１３図ではそれらの列を交互に配列した例を示した
が、場合によっては個々に３８と３ｂを互い違いに隣接
させたり、更には千鳥状にしたり、　３ａの少数の群と
３ｂの少数の群を交互に配置したりすることによって、
このイオン発生器の下流側に存在する帯電物品に対して
、その状況に最も望ましいように、負イオンと正イオン
をバランスさせて供給することができる。

第１４〜１６図は、前記のような対極に印加する直ｔ！
Ｌ電圧の効果を説明しようとするものである。交流式エ
ミッタではＶｅ−ＯＶでは必ずプラスイオンが過剰に発
生することは避けられない。ところが第１４図のように
、エミッタ側にはコロナ放電が生ずるに充分な交流成分
実効値■が印加された状態で、マイナスのＶｅが対極に
印加されると、第１５図のようにエミッタ２の位相がプ
ラスである場合も、第１６図のようにエミッタ２の位相
がマイナスである場合にも、対極３の気流の下流側（エ
ミッタ２とは反対側）に破線矢印で示すような対極３に
向かう電界ができる。すなわち、対極３をくぐり抜けた
マイナスイオンは、この電界によってエミッタ２の極性
が正（ａ）か負（ｂｌかに拘わらず、絶えず下方へ移動
させようとするクーロン力が働くことになり、その結果
、下流側の帯電物品に到達する負イオン濃度を増やすこ
とができる。この理由が正しいとすれば、エミッタ２に
対する対極３の配置は、第７図のようにエミッタ２の先
＠２１が対極３よりも気流の上流側に位置することが好
ましく、第８図のようにエミッタ２の先端２１が対極３
よりも気流の下流側に位置するときは負イオンを増やす
効果が薄れることになる。本発明者らの試験によれば、
対極３を接地してエミッタ２の側に特定のバイアス電圧
を付加した高圧交流を印加してイオン化空気を得るさい
には第８図のような放電対の構造も好ましいことがある
が１本発明設備の特徴である対極３に直流電圧を印加す
るという状態でイオン化空気を得るさいには、第７図の
ようにエミッタ２の放電端２１が対ｉ３よりも気流の上
流側に位置することが望ましいことがわかった。

また２本発明者らは、第７〜８図に示すＧ、対極のリン
グ径（Ｄ）、エミッタに印加する交流電圧（交流成分実
効値Ｖ）、Ｖに付加するバイアス電圧Ｖ８．対極に印加
する直流電圧Ｖｅ等を種々変化させて、それらの影響を
調べたが、気流の速度が０．１５〜０．６ｍ／ｓｅｃの
クリーンルームにおいて。

本発明設備の稼働条件としては ８０ＩＩｌ蒙≦Ｇ≦８０＋１１１ ５０ｎｕ＋＋≦Ｄ≦１５０ｍｍ ８Ｋｖ≦■、≦８Ｋｖ ８Ｋｖ≦Ｖ ５００Ｖ≦Ｖｅ≦５００Ｖ の範囲の或る値となるようにすればよいことがわかった
。

また１本発明者らは、第１０図の試験設備においてエミ
ッタに２０Ｋｖの高電圧の交流を印加してもこの放電部
からの発塵は全く検出できなかった。これに対して、第
２図で示した石英管１４を取り除いてタングステン棒１
２を露出した状態での試験を実施したところ、コロナ開
始電圧６にＶ以上になると発塵し始め、空気中に含まれ
る０、０３μｍ以上の粒子数をエミッタの端部から鉛直
下方へ１６０＋ｌＩＩＩＭれた位置で計測したところ、
６Ｋｖでは７．４　ｘ　１０”（個／ｆｔ’）、　　１
０　Ｋｖでは２．５　　ＸＩＯ’（個／ｆｔ３）、　　
２０　Ｋｖでは２．９Ｘ１０’（個７ｆｔ”）　　の発
塵が生した。また１石英管１４を付けた本発明に従うエ
ミッタを１０５０時間使用後に、その放電端部を顕微鏡
観察したが、使用後の形態は使用前のものと全く区別が
付かず、粉塵の耐着もｔ負傷も全くなかった。さらに１
本発明に従うエミッタに１１．５Ｋｖの交流を印加して
エミッタ端部から１２．５ｃ−下方のオゾン濃度を測定
したが１ｐρｂ以下の検出不能な値となった。

以上説明したように１本発明によると、既述の従来技術
において内蔵していた問題の殆んどが解決され、特に半
導体製造における静電気障害を効果的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うイオン発生器の配置状態の概略を
示す斜視図、第２図は第１図の各放電部を構成している
エミッタの例を示した断面図、第３図は第１図の放電部
を構成しているエミッタと対極の拡大図、第４図は第１
図の各放電部を構成するエミッタの他の例を示した断面
図、第５図は第１図の各放電部を構成するエミッタのさ
らに他の例を示した断面図、第６図は第１図の各放電部
を構成する対極の例を示した斜視図、第７図は第１図の
各放電部を構成するエミッタと対極との位置関係の例を
示した図、第８図は第１図の各放電部を構成するエミッ
タと対極との位置関係の他の例を示した図、第９図は第
１図の電圧コントローラ装置およびその操作部の電気回
路の例を示した回路図、第１０図は本発明に従うイオン
発生器の試験に供した設備の配置図５第１１図は第１０
図の試験設備において対極に印加した直流電圧を変化さ
せた場合にイオン濃度計で測定されたプラスおよびマイ
ナスイオン濃度を示した図、第１２図は第１０図の試験
設備においてエミッタ側に印加する交流に直流成分をバ
イアスさせたうえ対極に印加した直流電圧を変化させた
場合にイオン濃度計で測定されたプラスおよびマイナス
イオン濃度を示した図。 第１３図は本発明に従うイオン発生器の配置状態の他の
例を示す斜視図、第１４図は本発明設備において印加す
る交流および直流の波形図、第１５図は本発明設備にお
いて対極にマイナス側の直流電圧を印加した場合にエミ
ッタの位相がプラスの場合の電場の状態を示す図、第１
６図は本発明設備において対極にマイナス側の直流電圧
を印加した場合にエミッタの位相がマイナスの場合の電
場の状態を示す図、第１７図は従来のＰｕ１ｓｅｄ−Ｄ
Ｃタイプのイオン発生器の要部を示す概略図、第１８図
は第１７図のイオン発生器に印加する電圧の波形を示す
回、第１９図は従来のＤＣタイプのイオン発生器の要部
を示す概略図、第２０図は従来のＡＣタイプのイオン発
生器の要部を示す概略図、第２１図は従来のＰｕ１ｓｅ
ｄＤＣタイプのイオン発生器を用いた場合の帯電表面電
位の経時変化の例を示した図□第２２図は従来のＡＣタ
イプのイオン発生器で発生するイオン濃度の測定例を示
す図である。 ２　・ ３　・ ４　・ ５　・ ６　・ ９　・ １ １２　・ １４　・ ２１　・ ３３　・ ３４　・ ３５　・ ３６　・ ・針状の放電極（エミ、り） 対極 放電対。 ・交流電圧コントローラ装置。 ・絶縁被覆された導線。 ・直流電圧コントローラ装置。 ・電圧調節操作部。 ・タングステン棒。 ・セラミックス製のチュー７ ・エミッタの放電端、３ ・整流回路 ・定電圧回路 インバータ回路 ・スライダツタ付き高圧変換トランス。 第 ２ 図 第 図 ２ 第 図 第 ６ 図 第 １７ 図 第 ８ 図 第 １つ 図 第 ０ 図 第 １ 図 第 ２ 図 ０．０ ０．１ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）針状の放電極に交流高電圧を印加してコロナ放電
   により該放電極周辺の空気をイオン化するイオン発生装
   置において、導電性のグリッド又は適宜間隔で配置され
   た複数のリングと、これらグリッド又はリングの夫々の
   内部空間に配置された針状の放電極と、これらの放電極
   に交流高電圧を印加する高圧電源と、該グリッド又は各
   リングに直流電圧を印加する直流電源と、該交流高電圧
   の大きさ及び周期と該直流電圧の大きさ及び極性を調節
   できるコントローラとで構成したことを特徴とするイオ
   ン発生装置。
2. （２）針状の放電極は、その先端に石英が被着されてい
   る請求項１に記載のイオン発生装置。
3. （３）針状の放電極に交流の高電圧を印加してコロナ放
   電を行わせる交流式イオン発生器を、フィルタを通過し
   た清浄空気の流れの中に設置し、このイオン発生器によ
   ってイオン化された空気の流れを静電気を帯びた物体に
   供給して該帯電物体上の静電気を中和する設備において
   、 該イオン発生器における該放電極の放電端がセラミック
   スの誘電体材料で被覆されており、該放電端が、グリッ
   ド状またはループ状の導体からなる対極に対して所定の
   距離を離して空気中に配置されることによって、１個の
   放電対が形成され、 この放電対が前記の清浄空気の流れを横切る方向に二次
   元的な拡がりをもって多数配置され、このように配置さ
   れた多数の放電対の各対極が直流電圧源に接続され、 この直流電圧源から出力する直流電圧の大きさを調節す
   る手段が設けられたことを特徴とする清浄空間内の帯電
   物品を除電する設備。
4. （４）針状の放電極に交流の高電圧を印加してコロナ放
   電を行わせる交流式イオン発生器を、フィルタを通過し
   た清浄空気の流れの中に設置し、このイオン発生器によ
   ってイオン化された空気の流れを静電気を帯びた物体に
   供給して該帯電物体上の静電気を中和する設備において
   、 該イオン発生器における該放電極の放電端がセラミック
   スの誘電体材料で被覆されており、該放電端が、グリッ
   ド状またはループ状の導体からなる対極に対して所定の
   距離を離して空気中に配置されることによって、１個の
   放電対が形成され、 この放電対が前記の清浄空気の流れを横切る方向に二次
   元的な拡がりをもって多数配置され、このように配置さ
   れた多数の放電対の各対極が共通の直流電圧源に接続さ
   れ、 この直流電圧源から出力する直流電圧の大きさを調節す
   る手段が設けられ、 この電圧調節手段によって、各放電対でイオン化される
   空気の正イオン濃度と負イオン濃度がほぼ均衡する直流
   電圧に調整することを特徴とする清浄空間内の帯電物品
   を除電する設備。
5. （５）針状の放電極に交流の高電圧を印加してコロナ放
   電を行わせる交流式イオン発生器を、フィルタを通過し
   た清浄空気の流れの中に設置し、このイオン発生器によ
   ってイオン化された空気の流れを静電気を帯びた物体に
   供給して該帯電物体上の静電気を中和する設備において
   、 該イオン発生器における該放電極の放電端がセラミック
   スの誘電体材料で被覆されており、該放電端が、グリッ
   ド状またはループ状の導体からなる対極に対して所定の
   距離を離して空気中に配置されることによって、１個の
   放電対が形成され、 この放電対が前記の清浄空気の流れを横切る方向に二次
   元的な拡がりをもって多数配置され、このように配置さ
   れた多数の放電対を構成する前記の対極のうち、或る対
   極は第一の直流電圧源に接続され、それ以外の対極は第
   二の直流電圧源に接続され、 この第一および第二の直流電圧源とも、それらから出力
   する直流電圧の大きさを独立して調節する手段が設けら
   れ、 第一の直流電圧源に接続される或る対極の放電対は、正
   または負のいずれかに偏ったイオンを発生させる放電対
   に、他方、第二の直流電圧源に接続される他の対極の放
   電対は、前記の放電対とは逆の極性をもつ負または正の
   いずれかに偏ったイオンを発生させる放電対に構成され
   ることを特徴とする清浄空間内の帯電物品を除電する設
   備。
6. （６）針状の放電極に交流の高電圧を印加してコロナ放
   電を行わせる交流式イオン発生器を、フィルタを通過し
   た清浄空気の流れの中に設置し、このイオン発生器によ
   ってイオン化された空気の流れを静電気を帯びた物体に
   供給して該帯電物体上の静電気を中和する設備において
   、 該イオン発生器における該放電極の放電端がセラミック
   スの誘電体材料で被覆されており、該放電端が、グリッ
   ド状またはループ状の導体からなる対極に対して所定の
   距離を離して空気中に配置されることによって、１個の
   放電対が形成され、 この放電対が前記の清浄空気の流れを横切る方向に二次
   元的な拡がりをもって多数配置され、このように配置さ
   れた多数の放電対の各対極が直流電圧源に接続され、 この直流電圧源から出力する直流電圧の大きさを調節す
   る手段が設けられ、 このように配置された多数の放電対の各放電極が正また
   は負に偏ったバイアス電圧が付与された交流の高圧電源
   に接続され、 この交流の高圧電源から出力する電圧の大きさおよびバ
   イアス電圧の極性と大きさを調節する手段が設けられた
   ことを特徴とする清浄空間内の帯電物品を除電する設備
   。
7. （７）清浄空間は半導体製造のための空間である請求項
   ３、４、５または６に記載の帯電物品の除電設備。
8. （８）セラミックスの誘電体材料は石英である請求項３
   、４、５、６または７に記載の帯電物品の除電設備。
9. （９）セラミックスカバー付き放電極の放電端はグリッ
   ド状またはループ状の対極に対し気流の上流側に位置し
   ている請求項３、４、５、６、７または８に記載の帯電
   物品の除電設備。
10. （１０）多数の該放電対のうち、第一の直流電圧源に接
    続される或る対極の放電対と、第二の直流電圧源に接続
    される他の対極の放電対とが、二次元的な拡がりの中で
    少なくとも一次元方向には互い違いに分散して配置され
    ている請求項５に記載の帯電物品の除電設備。