JPH0936009A - イオナイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオナイザにおける発塵をなくし、人間の作
業空間でも安全に使用でき、帯電物に対するイオン化さ
れた電荷の到達領域を広くできるようにする。 【解決手段】 高電圧の直流電源４、直流電源４に接続
された逆Ｕ字型の電極５及びこの電極５の内方に形成さ
れる空間部に横向きに配置し、上記電極の対向面に軟Ｘ
線の照射部７を向けて設けた軟Ｘ線発生器６を備え、軟
Ｘ線発生器６より照射される軟Ｘ線により上記空間部の
空気をプラスイオン及びマイナスイオンにイオン化した
状態で、電極５に直流電源４から直流の高電圧を印加
し、この直流の高電圧と同極性のイオン化された電荷を
電極５の開口部５ｂから前方に向けて放散するように構
成した。この場合、上記の高電圧の直流電源４に代え
て、高電圧の直流パルス電源や高電圧の交流電源を用い
るようにしても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】例えば、ＬＳＩや液晶等の半
導体製造工程においては、半導体ウェーハや液晶基板の
帯電が大きな問題となっており、帯電防止のための技術
手段として、最近イオナイザが着目されている。本発明
は、このような用途に用いられるイオナイザの改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のイオナイザは、主にコロナ放電式
が主流とされてきたが、コロナ放電による電極からの発
塵が問題になるため、軟Ｘ線発生器が用いられるように
なった。ここで、軟Ｘ線発生器を用いた従来のイオナイ
ザを図４及び図５を用いて説明する。 第１の従来例：図４は第１の従来例であるイオナイザの
構成を示す正面図である。同図において、１は軟Ｘ線発
生器、２は帯電物である。矢印Ｙ１及びＹ２は夫々軟Ｘ
線発生器１における軟Ｘ線照射範囲、即ちイオン生成範
囲を示す。また、本図も含め以下の説明で使用する各図
面では、プラスイオン及びマイナスイオンを＋、−の各
符号を丸で囲んで示すことにする。上記構成において、
帯電物２の方向に軟Ｘ線発生器１により軟Ｘ線を照射す
ることにより、帯電物２の周囲の空気がイオン化され、
帯電物２付近にプラスとマイナスの電荷が生成される。
ここで、例えば帯電物２がマイナスの極性の電荷を持っ
ているとすると、帯電物２の帯電極性とは逆の電荷（こ
こではプラスの電荷）が帯電物２に引き寄せられ、帯電
物２を中和させ、除電させるものである。 第２の従来例：図５は第２の従来例であるイオナイザの
構成を示す正面図で、第１の従来例と同等の部分は図４
と同一の符号を付して示した。同図において、１は軟Ｘ
線発生器、２は帯電物である。３は気流発生源（又はフ
ィルタ）である。矢印Ｙ１及びＹ２は夫々軟Ｘ線発生器
１における軟Ｘ線照射範囲、即ち、イオン生成範囲を示
し、矢印Ｋ１乃至Ｋ５は気流発生源３による気流の方向
を示す。図示のように、気流発生源３に対向する位置に
帯電物２を置き、両者の中間位置に横向きに軟Ｘ線発生
器１を配置して軟Ｘ線を照射すると、軟Ｘ線発生器１に
より照射された軟Ｘ線の照射範囲の空気がイオン化さ
れ、プラスとマイナスの電荷が生成される。生成された
イオンは、気流発生源３の気流の流れに沿って風上から
風下の帯電物２に運ばれる。従って、例えば帯電物２が
マイナスの極性を持っているとすると、帯電物２の帯電
極性とは逆の電荷（ここではプラスの電荷）が帯電物２
に引き寄せられ、帯電物２を中和させ、除電するもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のイオ
ナイザでは、まず、コロナ放電式のものでは、電極から
の発塵という問題点があった。また、軟Ｘ線発生器を用
いた２つの従来例のものでは、次のような問題点があっ
た。 （１）第１の従来例のものでは、軟Ｘ線は人体に有害な
ため、このような軟Ｘ線発生器を作業者が存在する空間
に向けて設置することができない。 （２）第２の従来例では、人体への危険を考慮し、軟Ｘ
線を直接、帯電物に照射せず生成したイオンを気流を用
いて帯電物まで運ぶようにしたものであるが、気流が単
一方向であるため、広い範囲にイオンを放散することが
できず、有効範囲が狭くなり、限られた範囲の帯電物の
除電には向くが、半導体製造工程等のように比較的広い
空間に配置される帯電物の除電手段としては、適当でな
い。 本発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決するよ
うにしたイオナイザを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のイオナイザは、
上記課題を解決するために、高電圧の直流電源、この直
流電源に接続された逆Ｕ字型の電極及びこの電極の内方
に形成される空間部に横向きに配置し、上記電極の対向
面に軟Ｘ線の照射部を向けて設けた軟Ｘ線発生器を備
え、上記軟Ｘ線発生器より照射される軟Ｘ線により上記
空間部の空気をプラスイオン及びマイナスイオンにイオ
ン化した状態で、上記電極に上記直流電源から直流の高
電圧を印加し、この直流の高電圧と同極性のイオン化さ
れた電荷を上記電極の開口部から前方に向けて放散する
ように構成した。この場合、上記の高電圧の直流電源に
代えて、高電圧の直流パルス電源を用いるようにしても
良い。また、これらの電源に代え、高電圧の交流電源を
用いるようにしても良い。上述のように、上記軟Ｘ線発
生器より照射される軟Ｘ線により上記空間部の空気をプ
ラスイオン及びマイナスイオンにイオン化した状態で、
上記電極に上記直流電源から直流の高電圧を印加すれ
ば、この直流の高電圧と同極性のイオン化された電荷を
上記電極の開口部から前方に向けて放散される。同様
に、上記電極に上記直流パルス電源からの高電圧の直流
パルス電圧を印加するようにすれば、この直流パルス電
圧と同極性のイオン化された電荷を上記電極の開口部か
ら前方に向けて放散される。また、上記電極に高電圧の
交流電源からの交流の高電圧を印加するようにすれば、
この交流の高電圧と同極性のイオン化された電荷を上記
電極の開口部から前方に向けて放散される。各場合と
も、電極に印加される高電圧の電界の作用で、上記のよ
うに生成されたイオン化された電荷を、前方に向かって
広い範囲に亙って放散することができる。この場合、軟
Ｘ線発生器から照射される軟Ｘ線は、逆Ｕ字型の電極に
囲まれた空間内部に留どまるため、人間が作業している
空間でも、安全に使用できる。また、軟Ｘ線発生器を用
いているため、発塵もない。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３に示す実施の
形態１乃至３により、本発明を具体的に説明する。 実施の形態１：図１は本発明の実施の形態１のイオナイ
ザの正面図である。同図において、４は直流電源であ
る。５は逆Ｕ字型の電極、５ａはこの電極５に設けられ
ている絶縁体である。６は電極５の内方の空間部に横向
きに配置された軟Ｘ線発生器、７はその照射部で、電極
５内方の対向面に向けて照射部７から軟Ｘ線を照射する
ようになっている。８及び９は夫々導線で、一方は電極
５に接続され他方は接地されているものとする。なお、
Ｙ１、Ｙ２は夫々軟Ｘ線の照射範囲を示す。上記構成に
おいて、軟Ｘ線発生器６を駆動し、その照射部７から対
向する空間に向けて軟Ｘ線を照射すると、電極５に囲ま
れた空間部の空気がイオン化される。この場合、空気中
にはプラスイオン、マイナスイオンが等量存在している
ので、電極５内には図示のようにプラス、マイナス両方
のイオンが存在している。この状態で、直流電源４によ
り直流の高電圧を電極５に印加すると、この図の場合、
電源の向きから電極５にはプラスの電位が印加される。
従って、電極５がプラスに帯電することにより、電極５
内に生成したプラスイオンの電荷だけが電極５の開口部
５ｂの前方に向けて電界の作用で放散されるから、この
電極５の開口部５ｂの前方に配置される帯電物２がマイ
ナスに帯電されている場合は、このプラスイオンの電荷
によって中和され、除電される。一方、帯電物２がプラ
スに帯電されていたときは、直流電源４の電極に対する
接続を代えることによって、マイナスイオンの電荷を帯
電物２に向けて放散させることができるから、この場合
も、帯電物２は適切に中和され、除電されることにな
る。さらに、これらに代えて、直流電源４による印加が
正電圧の場合と負電圧の場合をセットにした１対のイオ
ナイザを構成するようにすれば、帯電物２の帯電がプラ
ス又はマイナスのいずれの極性に帯電していた場合で
も、上記のように電源の極性を切り替える必要がなくな
るので、便利である。

【０００６】実施の形態２：図２は本発明の実施の形態
２のイオナイザの正面図である。同図において、実施の
形態１と同等の構成については、図１と同一の符号を付
し、その説明を省略する。本実施の形態では電源とし
て、直流パルス電源１０を用いている点に構成上の特徴
がある。本実施の形態の場合も、軟Ｘ線発生器６を駆動
し、軟Ｘ線を照射させると、電極５に囲まれた空間部の
空気がプラスイオン、マイナスイオンに等量イオン化さ
れる。従って、この状態において、直流パルス電源１０
により直流パルスの高電圧を電極５に印加すると、電極
５にプラス極性の直流パルス電圧が印加される区間では
電極５内の所定量のプラスイオンの電荷を電極５の開口
部５ｂの前方の電界方向に放散し、次に、極性が反転
し、電極５にマイナス極性の直流パルス電圧が印加され
る区間では、電極５内の所定量のマイナスイオンの電荷
を電極５の開口部５ｂの前方に向けて放散する。即ち、
本実施の形態では、図２に示すように所定量のプラスイ
オン及びマイナスイオンの各電荷を、直流パルス電源の
繰り返し周期に対応して、休止区間を入れて交互に、前
方に向けて電界の作用で広い範囲に拡散させることがで
きる。従って、図示しないが本実施の形態２の場合も、
電極５の開口部５ｂの前方に帯電物を配置すれば、その
帯電物の極性を中和する反対極性のイオンの電荷、例え
ばプラスイオンの電荷（又はマイナスイオンの電荷）に
よって、帯電物の電荷は中和され、除電される。本実施
の形態では直流パルス電源を用いることにより、プラス
イオン又はマイナスイオンの電荷を所定量、交互に電界
方向に広い範囲に放散するため、帯電物の電荷のいずれ
の極性にも対応することができ、従って、プラス及びマ
イナスの各帯電物をセットすると同時に除電することが
できるという特徴を有する。また、直流方式のように、
正および負電極を別個に設置することもできる。この場
合、より広い範囲に電荷を放散することができる。

【０００７】実施の形態３：図３は実施の形態３のイオ
ナイザの正面図である。同図において、実施の形態１と
同等の構成については、図１と同一の符号を付し、その
説明を省略する。本実施の形態では、電極に対して接続
する高電圧電源として、高電圧の交流電源１１を用いて
いる点に、構成上の特徴がある。本実施の形態の場合
も、軟Ｘ線発生器６を駆動し、軟Ｘ線を照射させると、
電極５に囲まれた空間部の空気がプラスイオン、マイナ
スイオンに等量イオン化される。従って、この状態で交
流電源１１により交流の高電圧を電極５に印加すると、
電極５に印加される電圧の極性が、交流電源１１の電圧
の周期によって正、負に交互に極性が反転するので、こ
れに対応してプラスイオンの電荷及びマイナスイオンの
電荷が交互に電極５の開口部５ｂの前方へ向けて電界の
作用で放散する。本実施の形態の場合は、実施の形態２
に比べて、印加電圧の反転の周期が短いので、図３に示
すようにプラスイオンの電荷及びマイナスイオンの電荷
が、ほぼ、混合した状態で発生するので、除電対象物を
逆に帯電させてしまうことがない。但し、電荷の拡散範
囲は狭い。従って、この場合も、電極５の開口部５ｂの
前方に帯電物を配置すれば、その帯電の極性がプラスマ
イナスのいずれの場合でも、これを中和する逆極性のイ
オンによって帯電物の中和が適正に行われる。従って、
プラス及びマイナスの各帯電物をセットすると同時に除
電することができる。本実施の形態では電極に対して接
続する高電圧電源として、交流電源を用いることによ
り、プラスイオンの電荷又はマイナスイオンの電荷を混
合して放散することができるという特徴を有する。

【０００８】

【発明の効果】本発明のイオナイザは、上記のように構
成されるので、次のような優れた効果を有する。 （１）電極からの放電は行わないので、従来の電極にコ
ロナ放電時のような反応生成物が付着することがなく発
塵がない。また、それによって電極の清掃等も必要なく
なる。 （２）軟Ｘ線の直接照射範囲を逆Ｕ字型の電極内部に封
じ込めるようにしているので、人間が作業している空間
にも安全に使用できる。 （３）帯電物の中和のために使用するイオン化された電
荷は、電界の作用で放散するようにしているため、従来
に比べ広い範囲にイオン化された電荷を放散させること
ができるので、帯電物に対するイオン化された電荷の到
達領域が広くなる。 （４）この場合、請求項１の構成では、帯電物の電荷の
極性に応じ電極に接続する直流電源の極性を選択するこ
とにより、また、請求項２又は３の構成では、そのまま
の状態で帯電物を中和に適したプラスイオン又はマイナ
スイオンを適正に放散できる。 （５）従って、電極の開口部の前方に帯電物を配置する
ことにより、帯電物の中和が適正に行われ、帯電物の静
電気の除去（除電）を常に適切に行おことができる。よ
って、本発明のイオナイザは、半導体製造工程等におけ
る広い範囲の静電気の除去手段として極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のイオナイザの正面図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態２のイオナイザの正面図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態３のイオナイザの正面図で
ある。

【図４】第１の従来例である軟Ｘ線発生器を用いたイオ
ナイザの正面図である。

【図５】第２の従来例である軟Ｘ線発生器を用いたイオ
ナイザの正面図である。

【符号の説明】

４：直流電源 ５：逆Ｕ字型の電極 ５ｂ：開口部 ６：軟Ｘ線発生器 ７：軟Ｘ線照射部 １０：直流パルス電源 １１：交流電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧の直流電源、この直流電源に接続
   された逆Ｕ字型の電極及びこの電極の内方に形成される
   空間部に横向きに配置し、上記電極の対向面に軟Ｘ線の
   照射部を向けて設けた軟Ｘ線発生器を備え、 上記軟Ｘ線発生器より照射される軟Ｘ線により上記空間
   部の空気をプラスイオン及びマイナスイオンにイオン化
   した状態で、上記電極に上記直流電源から直流の高電圧
   を印加し、この直流の高電圧と同極性のイオン化された
   電荷を上記電極の開口部から前方に向けて放散するよう
   にしたことを特徴とするイオナイザ。
2. 【請求項２】 高電圧の直流パルス電源、この直流パル
   ス電源に接続された逆Ｕ字型の電極及びこの電極の内方
   に形成される空間部に横向きに配置し、上記電極の対向
   面に軟Ｘ線の照射部を向けて設けた軟Ｘ線発生器を備
   え、 上記軟Ｘ線発生器より照射される軟Ｘ線により上記空間
   部の空気をプラスイオン及びマイナスイオンにイオン化
   した状態で、上記電極に上記直流パルス電源からの高電
   圧の直流パルス電圧を印加し、この直流パルス電圧と同
   極性のイオン化された電荷を上記電極の開口部から前方
   に向けて放散するようにしたことを特徴とするイオナイ
   ザ。
3. 【請求項３】 高電圧の交流電源、この交流電源に接続
   された逆Ｕ字型の電極及びこの電極の内方に形成される
   空間部に横向きに配置し、上記電極の対向面に軟Ｘ線の
   照射部を向けて設けた軟Ｘ線発生器を備え、 上記軟Ｘ線発生器より照射される軟Ｘ線により上記空間
   部の空気をプラスイオン及びマイナスイオンにイオン化
   した状態で、上記電極に交流電源からの交流の高電圧を
   印加し、この交流の高電圧と同極性のイオン化された電
   荷を上記電極の開口部から前方に向けて放散するように
   したことを特徴とするイオナイザ。