JP3454842B2 - 空気イオン化装置 - Google Patents
空気イオン化装置Info
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Description
生する静電気を除去するための空気イオン化装置および
その方法の改良に関する。
では、静電気の発生し易い相対湿度が40%程度となる
低湿度環境であることや、ウェハ及び半導体素子を電気
抵抗の高いプラスチック容器で運搬するために、ウェハ
や半導体素子が絶縁されて、容易に静電気を帯び、高帯
電している。この静電気はウェハ表面上に塵埃を付着さ
せたり、ウェハ上のICや半導体素子を破壊してしま
い、製品の歩留まりを低下させている。しかも、最近の
半導体素子の高密度化に伴い、クリーンルームの超高清
浄度化が望まれると共に半導体素子の静電気耐性も低下
し、この様な静電気による生産障害が、益々問題となっ
ている。
静電気を除去する対策として、空気イオン化装置が利用
されている。この空気イオン化装置では、これに設けら
れた電極に高電圧を印加してコロナ放電を起こさせ、そ
の時発生するイオンによって帯電体上の電荷を中和させ
て除電を行っている。
空気イオン化装置では、イオンの発生を容易にし、且つ
発生したイオンの消耗を防止するのために、電極は露出
した状態で除電対象物の近傍に配設されている。このた
め、次に示すような問題が発生している。
気をコロナ放電によりイオン化しているため、空気中の
窒素や水蒸気がイオン化する以外に、酸素がオゾンとな
る反応も起こることになる。このオゾンの酸化作用によ
り、シリコンウェハの表面が酸化されたり、空気中の微
量の不純物と反応して、2次粒子を生じる。
から発生する不規則な電磁波が、半導体素子を内蔵した
精密機器やコンピュータ等の誤作動を引き起こす。
放電を起こさせる毎に電極が摩耗し、その摩耗した電極
材が飛散する。また、高性能フィルタで除去されなかっ
た空気中のSiO2微粒子がイオン発生電極上に析出
し、これがある程度の大きさになると再飛散する。この
様な発塵により、生産効率が低下することになる。
解決するために提供されたもので、その目的は、オゾン
や電磁ノイズ、および発塵等の発生を起こすこと無く除
電を行うことのできる高効率の空気イオン化装置を提供
することである。
ン化装置は、非反応性ガスの供給部と、非反応性ガスの
イオン化を行う無電極イオン発生部と、交流不平等電界
面を発生させてイオンを非接触搬送するイオン搬送部
と、正負のイオンを帯電体に供給するためのミキシング
部とを備えた空気イオン化装置において、前記無電極イ
オン発生部は、分岐管により2方向に配設された前記非
反応性ガスの供給管と、非反応性樹脂により構成され前
記各供給管にバルブを介して接続された2つのイオン発
生室と、を備え、前記各イオン発生室の、前記各供給管
と接続する壁面近傍には、紫外線を発生させる紫外線ラ
ンプがそれぞれ設けられ、前記各イオン発生室の、前記
各供給管と接続する壁面と対向する壁面には、前記イオ
ン発生室と前記イオン搬送部との接続部がそれぞれ設け
られ、前記各接続部近傍のイオン発生室外壁面周囲に
は、負電圧を印可し正イオンを捕集する第1の直流バイ
アス電極と正電圧を印可し負イオンを捕集する第2の直
流バイアス電極とがそれぞれ設けられていることを特徴
とする。
載の発明において、前記イオン搬送部は、外管と非反応
性樹脂からなる内管の二重構造で構成されると共に、前
記接続部から前記ミキシング部に至るまで配設され、前
記外管と前記内管の間には、交流電圧が印加されるらせ
ん状電極が配設されていることを特徴とする。
に記載の空気イオン化装置において、前記非反応性ガス
として、高純度窒素ガスを含むことを特徴とする。
は、イオン発生部を、非反応性ガスの供給管を分岐管に
より2方向に配設し、その下流側に2つのイオン発生室
を設け、さらに、このイオン発生室のそれぞれに第1と
第2の直流バイアス電極を設けることにより、一方から
負イオンを、他方から正イオンを、それぞれイオン搬送
部およびミキシング部を介して帯電体に供給することが
可能となる。
ランプを設けイオン化を行うことにより、コロナ放電を
行う電極が必要ない。このため、従来問題となっていた
摩耗した電極材の飛散やSiO 2 粒子の再飛散等の発塵
が皆無となる。これにより、半導体素子を内蔵した精密
機器の誤動作等の生産障害を防止することができる。
部が、外管と非反応性樹脂からなる内管の二重構造で構
成されると共に、この外管と内管の間にらせん状電極が
設けられ、このらせん状電極に高電圧の交流電圧が印加
されることによって、イオン発生部に交流不平等電界面
が発生するため、イオンを非接触状態で帯電体近傍まで
搬送することができる。これにより、イオンを消耗する
ことなしに帯電体まで供給することができる。
て、酸素等の他のガスや微粒子等の不純物を含まない高
純度窒素ガスが使用されることにより、オゾンの発生や
発塵等が起こらず、イオンを高効率で供給することがで
きる。
を図面に従って説明する。
に、イオン発生部1とイオン搬送部2、およびイオンの
ミキシング部3とから構成される。
り、酸素等他のガスや微粒子等の不純物を含まない高純
度ドライ窒素ガスの供給管4が設けられ、分岐管により
2方向に配設されている。それぞれの供給管4は、バル
ブ6を介してPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)
等による非反応性樹脂により構成されたイオン発生室7
に接続されている。このイオン発生室7の供給管4接続
部と対向する壁面には、イオン搬送部2との接続部が設
けられている。この様なイオン発生室7には、供給管4
接続部近傍に紫外線を発生させる紫外線ランプ8が設け
られている。また、イオン搬送部2との接続部近傍の外
壁面周囲には、正負のイオンを分離するために直流バイ
アス電極9が設けられている。この直流バイアス電極9
により、一方のイオン発生室7Aからは負イオンがイオ
ン搬送部2Aに供給される様に、また、他方のイオン発
生室7Bからは正イオンがイオン搬送部2Bに供給され
る様に構成されている。ここで、負イオンの供給を行う
構成部材等には、必要に応じて符号と共にAを、また、
正イオンの供給を行う部材等にはBを付す。
送部2として、図2に示す様に、外管10aおよび内管
10bにより二重構造に構成される配管10が設けら
れ、ミキシング部3まで配設されている。この配管10
は、外管10aが金属により構成され、内管10bがP
TFE等による非反応性樹脂により構成されている。そ
して、内管10bの外周面にはイオン発生部1との接続
部からミキシング部3までらせん状電極11が配設され
て、交流の高電圧が印加されている。ミキシング部3で
は、帯電体S近傍に開口部12を有し、各ミキシング部
3A,3Bの開口部12A,12Bは近接して配設され
ている。
様にして帯電体S上の電荷が除電される。まず、イオン
発生室7内部において、供給管4から供給された高純度
ドライ窒素ガスに紫外線を照射することにより、窒素が
正負のイオンとなる。ここで、紫外線の波長が短い方が
イオン化に適する。この様なイオンは、イオン発生室7
外壁面に設けられた直流バイアス電極9により、正イオ
ンと負イオンとに分離され、一方がイオン搬送部2に送
られる。これは、一方のイオン発生室7A内では直流バ
イアス電極9に負電圧が印加されることにより正イオン
が捕集されて、負イオンのみがイオン搬送部2Aに供給
される。また、他方のイオン発生室7B内では、正電圧
が印加されることにより負イオンが捕集されて、正イオ
ンのみがイオン搬送部2Bに供給される。前述の様に負
イオンおよび正イオンは、それぞれのイオン搬送部2
A,2Bからミキシング部3A,3Bに搬送され開口部
12A,12Bから排出される。この時、それぞれの開
口部12A,12Bが隣接して設けられ、帯電体S近傍
に配設されているため、開口部12から排出された両イ
オンが帯電体Sの正負の電荷をそれぞれ中和する。この
様にして除電が行われる。
の様にしてイオンがミキシング部3A,3Bに搬送され
る。すなわち、イオン搬送部2の構成により、内管10
b内部には交流不平等電界面K(以下、電界カーテンと
する)が発生して、帯電したイオンが空間的に非接触状
態で静止することになる。これに窒素ガスの供給圧力が
加わることにより窒素ガスの供給方向となるミキシング
部3方向に、イオンが搬送される。
カニズムおよび作用について記述する。まず、図3に示
すように、2本の棒状電極13,13を平行に配設し、
交流電圧を印加してそれぞれの正負をスイッチングする
ことにより交番電界を発生させる。ここで、帯電粒子、
例えば正電荷を有する帯電粒子qの場合には、スイッチ
ングにより一定間隔で交互となる負電極方向に、電気力
線に沿ってクーロン力fが働く。このクーロン力fによ
り帯電粒子qが電気力線に沿って運動し、その結果帯電
粒子qに遠心力Fが生じ、帯電粒子qの軌道は中心線上
から両電極方向に一定の速度・振幅で蛇行しながら棒状
電極13から離れる方向となる。これが、図4に示す様
に4本の電極13を同一円上に一定間隔で設けた四重極
交番電極の場合には、各遠心力Fが電極により取り囲ま
れた中心方向に作用し、帯電粒子qは中心位置に閉じ込
められた状態、すなわち静止した状態となる。これが、
定在波電界カーテンの作用として知られている。この電
界カーテンの作用により中央付近に束縛される帯電粒子
qに対し、各遠心力Fに対して垂直となる方向に力を加
えると、帯電粒子qを非接触状態で一定方向に移動させ
ることができる。
利用し、2本のらせん状電極を用いることにより、イオ
ン搬送管内部にチューブ状の電界カーテンKを設けるこ
とができる。これにより、イオンを非接触状態で搬送す
ることが可能となる。
である窒素ガスをイオン化して用いているため、除電対
象物であるウェハ等の構成に影響を及ぼすことが無い。
しかも、窒素ガスとして酸素等の他のガスや微粒子等の
不純物を含有しない高純度ドライ窒素ガスを使用してい
るため、オゾンの発生は起こらず、シリコンウェハ表面
が酸化される等の問題が解決される。
行うため、コロナ放電を行う電極が必要無い。このた
め、従来問題となっていた摩耗した電極材の飛散やSi
O2粒子の再飛散等の発塵が皆無となる。さらに、イオ
ンを搬送する方式であるため、ミキシング部3での電磁
ノイズの発生は起こらない。これにより、半導体素子を
内蔵した精密機器の誤作動等の生産障害は起こらない。
を利用することにより、イオンはイオン発生室1からミ
キシング部3まで搬送部壁面等他物質に接触することな
く、一定速度で供給することができる。これにより、イ
オンを消耗することなしに帯電体まで搬送することがで
き、効率的に除電を行うことができる。
るものでなく、具体的な各部材の形状、或いは各々の取
付け位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、イオ
ン搬送部におけるイオンの搬送方法は、定在波電界カー
テンと窒素ガスの供給圧力とによる以外に、進行波電界
カーテンの作用を利用することも可能である。この進行
波電界カーテンは多相交流電圧を印加することにより発
生し、帯電粒子は電極列から反発力と推力を得て、反時
計方向の回転を行いながら順方向に進行する。これをイ
オンに利用することにより、正負に分離されたイオン
が、窒素ガス供給圧力の影響を受けること無く一定速度
で搬送されるので、確実に除電を行うことができる。
物や装置構成部材等に影響を及ぼさず、イオン化が可能
なアルゴン等の非反応性ガスに適宜変更可能である。ま
た、非反応性ガスのイオン化を行う手段は紫外線ランプ
に限定されず、重水素ランプ等によりイオン化を行うこ
とが可能であり、除電対象物や装置構成部材等に影響を
及ぼさないものであれば、適宜変更可能である。
ゾンや電磁ノイズ、および発塵等の発生を起こすこと無
く除電を行うことのできる、高効率の空気イオン化装置
を提供することができる。
式図。
カニズムを示す説明図。
Claims (3)
- 【請求項1】 非反応性ガスの供給部と、非反応性ガス
のイオン化を行う無電極イオン発生部と、交流不平等電
界面を発生させてイオンを非接触搬送するイオン搬送部
と、正負のイオンを帯電体に供給するためのミキシング
部とを備えた空気イオン化装置において、 前記無電極イオン発生部は、分岐管により2方向に配設
された前記非反応性ガスの供給管と、非反応性樹脂によ
り構成され前記各供給管にバルブを介して接続された2
つのイオン発生室と、を備え、 前記各イオン発生室の、前記各供給管と接続する壁面近
傍には、紫外線を発生させる紫外線ランプがそれぞれ設
けられ、 前記各イオン発生室の、前記各供給管と接続する壁面と
対向する壁面には、前記イオン発生室と前記イオン搬送
部との接続部がそれぞれ設けられ、 前記各接続部近傍のイオン発生室外壁面周囲には、負電
圧を印可し正イオンを捕集する第1の直流バイアス電極
と正電圧を印可し負イオンを捕集する第2の直流バイア
ス電極とがそれぞれ設けられていることを特徴とする空
気イオン化装置。 - 【請求項2】 前記イオン搬送部は、外管と非反応性樹
脂からなる内管の二重構造で構成されると共に、前記接
続部から前記ミキシング部に至るまで配設され、 前記外管と前記内管の間には、交流電圧が印加されるら
せん状電極が配設されていることを特徴とする請求項1
記載の空気イオン化装置。 - 【請求項3】 前記非反応性ガスとして、高純度窒素ガ
スを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の空
気イオン化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11645492A JP3454842B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 空気イオン化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11645492A JP3454842B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 空気イオン化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05315084A JPH05315084A (ja) | 1993-11-26 |
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Family
ID=14687522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11645492A Expired - Lifetime JP3454842B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 空気イオン化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3454842B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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JP4598237B2 (ja) * | 2000-05-22 | 2010-12-15 | 株式会社テクノ菱和 | 静電霧化式イオン化装置および方法並びに荷電粒子搬送式イオン化装置および方法 |
JP4634186B2 (ja) * | 2005-02-24 | 2011-02-16 | 株式会社テクノ菱和 | シースエア式イオナイザー |
JP4565341B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2010-10-20 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 除電装置 |
JP4538853B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2010-09-08 | 株式会社日立プラントテクノロジー | イオン式除電装置 |
JP5303020B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-10-02 | シャープ株式会社 | イオン発生装置及び空気清浄装置 |
JP5201754B1 (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | シャープ株式会社 | イオン発生装置 |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP11645492A patent/JP3454842B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05315084A (ja) | 1993-11-26 |
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