JPH11176557A

JPH11176557A - イオン発生装置用放電電極

Info

Publication number: JPH11176557A
Application number: JP34235097A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Okano; 一雄岡野
Original assignee: HUEGLE ELECTRONICS KK
Current assignee: HUEGLE ELECTRONICS KK
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のイオン発生装置用放電電極は、製造コス
トが高く、また、イオン搬送効率が悪かったため、除電
効果が低かった。更に、吹出孔の近傍に発生するオゾン
により、絶縁体パイプが劣化するおそれがあった。【解決手段】絶縁体パイプ３の内径を、放電針２の先
端方向に向かうに従って狭く形成すると共に、放電針２
の最先端部を、絶縁体パイプ３の先端面と同一平面上又
は当該先端面より被除電物側に突出して配置する。ま
た、絶縁体パイプ３の少なくとも吹出孔の近傍を、シリ
コン等の無機物質により形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン発生装置に
使用される放電電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、物体が帯電していると、空気中
の微粒子を静電吸着してしまう。そこで、ＬＳＩ等の半
導体製造工程では、基板表面に上記微粒子が付着するの
を防止するために、イオン発生装置を用いて基板の静電
気を除去している。

【０００３】従来のイオン発生装置用放電電極として
は、例えば特開平８−８８０７４号公報に記載されたも
のがある。上記公報に記載された従来技術（第１の従来
技術）は、放電電極のイオン発生部の先端面に気体の吹
出孔を開口させたことを特徴とする。

【０００４】また、第２の従来技術としては、例えば図
７に示されるようなものがある。すなわち、第２の従来
技術は、イオンを発生する放電針１０１と、放電針１０
１を支持する絶縁体１０２と、放電針１０１を覆い、圧
縮空気が流入する穴及び圧縮空気を吹き出す吹出孔１０
３ａを備える金属箱１０３から構成される。前記放電針
１０１に高圧電源１０４により正又は負の高電圧を印加
すると、放電針１０１の先端部近傍に負又は正のイオン
が発生する。このイオンを、吹出孔１０３ａから吹き出
す空気によって搬送し、図示していない基板等に衝突さ
せる。これによって基板を電気的に中和するようになっ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来技術は、イ
オンの搬送効率が良く、吹出孔から低速かつ少量の気体
を吹き出させるだけで済むことを可能にするが、以下の
不都合を有していた。放電電極は多結晶珪素など、又は
ステンレス、タングステン若しくはチタン等の金属の硬
質な丸棒材料を加工して製造されるが、外径が１ｍｍ程
度と小さく、その中に内径０．３ｍｍの吹出孔を形成す
るのは困難であり、製造コストが高かった。

【０００６】また、第２の従来技術は、放電針１０１を
金属箱１０３により覆っているため、放電針１０１で発
生したイオンの大部分は当該金属箱１０３に吸収され
る。しかも、図７に図示したように金属箱は接地されて
いるため、前記イオンを吸収し続ける。したがって、イ
オンの搬送効率は低下し、装置の除電効果が低下すると
いう問題点を有していた。

【０００７】そこで本発明は、製造コストが安く、かつ
除電効果を高めると共に、製品寿命の延長も可能なイオ
ン発生装置用放電電極を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、イオンを発生する放電針
と、前記放電針を囲繞して突出孔を形成する絶縁体パイ
プと、放電針を支持する支持部とから構成されるイオン
発生装置用放電電極であって、前記絶縁体パイプの内径
を、前記放電針の先端方向に向かうに従って狭く形成
し、前記放電針の最先端部を、前記絶縁体パイプの先端
面と同一平面上又は当該先端面より被除電物側に突出し
て配置すると共に、前記絶縁体パイプの少なくとも前記
吹出孔の近傍を無機物質により形成したことを特徴とす
る。

【０００９】なお、前記無機物質としては、請求項２〜
４に記載するように、石英を主成分とするか、あるいは
シリコンにより形成することが望ましい。更には、無機
物質としてシリコンで被覆した炭化珪素セラミックを用
いてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は、本発明の実施形態の断面図を示
したものである。図１において、放電電極１は、放電針
２、放電針２を囲繞して吹出孔３ｂを形成する絶縁体パ
イプ３、放電針２を支持する支持部４から構成される。
なお、前記支持部４は、図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図に
示したように放電針２の最先端部が前記絶縁体パイプ３
の中央に位置するようにし、かつ、放電針の最先端部が
絶縁体パイプ３の先端面と同一平面上又は当該先端面よ
り被除電物側に突出させる役割も果たす。放電電極１
は、絶縁体パイプの内筒に設けられたねじ部３ａを介し
て、イオン発生装置本体５の下部に取り付けられる。イ
オン発生装置本体５の下部は、前記放電針２と高圧ケー
ブル６とを接続する放電針ソケット７、乾燥空気等の気
体を前記絶縁体パイプ３の内部に送り込むための配管８
を備える。

【００１１】放電電極１を用いて帯電した基板等の被除
電物を除電する場合には、図示していない高圧電源によ
り、高圧ケーブル６、放電針ソケット７を介して放電針
２に高電圧を印加する。更に、図示していない気体ボン
ベは、配管８を介して乾燥空気又はアルゴンガス等の気
体を絶縁体パイプ３の内部に送り、放電針２の先端部分
の近傍に形成された吹出孔３ｂから吹き出させる。放電
針２の最先端部分は尖っており、高電圧が印加されるこ
とにより、多量のイオンが発生する。このイオンは、前
記吹出孔３ｂから吹き出された気体によって、搬送さ
れ、図示していない帯電した被除電物に衝突し、被除電
物を電気的に中和する。

【００１２】絶縁体パイプ３の作用は以下の通りであ
る。放電針２で発生したイオンが、絶縁体パイプ３に吸
収されることは著しく減少する。なぜなら、絶縁体パイ
プ３にイオンが付着すると、その部分の電位は高くな
り、今後当該部分はイオンを反発することになるからで
ある。また、仮に、絶縁体パイプ３が接地されていたと
しても、絶縁体パイプ３の絶縁性に起因して、付着した
イオンは移動しない。したがって、イオンが絶縁体パイ
プ３に吸収され続けることはない。

【００１３】ここで、絶縁体パイプ３の少なくとも吹出
孔３ｂの近傍は、セラミックや金属等の無機物質によっ
て形成するものとする。すなわち、放電針２からのイオ
ンの発生により、吹出孔３ｂの近くにはオゾンが発生す
る。仮りに絶縁体パイプ３を合成樹脂等によって形成す
ると、上記オゾンによって絶縁体パイプ３が早期に劣化
してしまい、所望の除電効果が得られなくなる。これを
防止するには、吹出孔３ｂの近傍の絶縁体パイプ３の一
部を、石英を主成分とする物質により形成したり、シリ
コンにより形成すると良い。或いは、炭化珪素セラミッ
クの表面をシリコンで被覆しても良い。勿論、絶縁体パ
イプ３の全体をこれらの無機物質で形成することも可能
である。特に、無機物質としてシリコンを用いる場合、
仮りにシリコンが劣化して飛散したとしても、シリコン
基板等が多用される半導体製造工程では異物とならない
ため、好都合である。

【００１４】絶縁体パイプ３の内径を放電針２の先端方
向に向かうに従って狭くすることの作用は以下の通りで
ある。気体ボンベにより配管８を介して絶縁体パイプ３
の内部に送られた気体は、絶縁体パイプの内部を通っ
て、吹出口３ｂから吹き出されるが、上記気体のほとん
どが、イオンを多量に発生する放電針２の先端部の近傍
を通過するため、イオンの搬送に寄与することができ、
イオンの搬送効率が向上する。

【００１５】更に、前記放電針２の最先端部を絶縁体パ
イプ３の先端面と同一平面上又は上記先端面より被除電
物の側に突出することの作用は以下の通りである。放電
針２の最先端部で発生したイオンは、図２に示すように
放射線状に飛散する。従って、図３に示すように最先端
部を絶縁体パイプ３の先端面と同一平面上又は上記先端
面より被除電物の側に突出させ、絶縁体パイプ３の内部
に気体を流すと、イオンは絶縁体パイプの内壁に衝突す
ることがほとんど無くなり、絶縁体パイプ３に吸収され
ることなく被除電物に向かって搬送される。

【００１６】次に、上述した放電電極１の除電性能を確
認するために行った実験の内容を説明する。この実験に
おいて、放電針２は、外径が１．０ｍｍであり、最先端
部の曲率半径が０．３ｍｍであるものを使用した。絶縁
体パイプ３の先端部に設けられた吹出孔３ｂの穴径は
１．０ｍｍである。前記放電針２の最先端部が、絶縁体
パイプの吹出孔３ｂの中央に位置し、かつ、絶縁体パイ
プ３の先端面と同一平面上に載るように配置した。そし
て、放電電極１を被除電物の中央部の上方に距離５００
ｍｍ離して配置し、前記吹出孔３ｂから吹き出した気体
を被除電物に対して直角に当たるようにした。被除電物
としては、外径が２００ｍｍで厚さが１ｍｍのステンレ
ス板を用いた。吹き付ける気体としては、乾燥空気を用
いた。この実験においては、直流電源によって被除電物
に２０００Ｖの電圧を印加して帯電させた後、放電針２
に１０ＫＶの交流電圧を印加し、被除電物の電圧が１０
０Ｖになるまでの時間を計測した。また、吹出孔３ｂか
ら吹き出させる気体の流量は０〜１．０ｌ／ｍｉｎとし
た。

【００１７】実験結果を図４に示す。図４から明らかな
ように、乾燥空気を被除電物に吹き付けなかった場合に
は、被除電物の電圧が２０００Ｖから１００Ｖまで降下
するのに要する時間が１３４秒であったのに対し、１．
０ｌ／ｍｉｎの乾燥空気を吹き付けた場合には、当該時
間は３０秒となり、除電時間を大幅に短縮することがで
きた。

【００１８】図５は本発明の第２の実施形態を示したも
のである。図１に示した第１の実施形態と相違する点
は、絶縁体パイプ１０の外筒部分は加工せず、円柱形状
そのものとしている点である。なお、１０ａは吹出孔で
ある。

【００１９】図６は本発明の第３の実施形態を示したも
のである。よりコストを低減するために、コップ形状の
絶縁体パイプ１１を用い、コップの底の部分すなわち放
電針２の先端部分の近傍のみに、被除電物の方向に従っ
て内径の小さくなる吹出孔１１ａを開けているのが特徴
である。なお、図５、図６の絶縁体パイプ１０，１１
は、円柱形状の材料を使うことを前提に説明したが、角
材を用いて角柱形状とすることも可能である。また、こ
れらの実施形態においても、絶縁体パイプ１０，１１の
少なくとも吹出孔１０ａ，１１ａの近傍を無機物質によ
り形成することにより、オゾンによる絶縁体パイプの劣
化を防ぐことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、製造コス
トが安く、かつ、除電効果の高い放電電極を提供するこ
とができる。更に、絶縁体パイプの少なくとも吹出孔の
近傍を無機物質にて形成することにより、絶縁体パイプ
の劣化を防いで製品の寿命を延長することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示した断面図である。

【図２】実施形態の作用を説明した概念図である。

【図３】実施形態の作用を説明した概念図である。

【図４】実験結果を示した図である。

【図５】本発明の第２の実施形態を示した断面図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施形態を示した断面図であ
る。

【図７】第２の従来技術を示した断面図である。

【符号の説明】１放電電極２放電針３絶縁体パイプ３ａねじ部３ｂ吹出孔４支持部５イオン発生装置本体６高圧ケーブル７放電針ソケット８配管１０絶縁体パイプ１０ａ吹出孔１１絶縁体パイプ１１ａ吹出孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオンを発生する放電針と、前記放電針
を囲繞して吹出孔を形成する絶縁体パイプと、放電針を
支持する支持部とから構成されるイオン発生装置用放電
電極であって、前記絶縁体パイプの内径を、前記放電針
の先端方向に向かうに従って狭く形成し、前記放電針の
最先端部を、前記絶縁体パイプの先端面と同一平面上又
は当該先端面より被除電物側に突出して配置すると共
に、前記絶縁体パイプの少なくとも前記吹出孔の近傍を
無機物質により形成したことを特徴とするイオン発生装
置用放電電極。
【請求項２】前記無機物質が石英を主成分とする物質
であることを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置
用放電電極。
【請求項３】前記無機物質がシリコンであることを特
徴とする請求項１記載のイオン発生装置用放電電極。
【請求項４】前記無機物質がシリコンで被覆した炭化
珪素セラミックであることを特徴とする請求項１記載の
イオン発生装置用放電電極。