JP3759687B2

JP3759687B2 - イオナイザ

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Publication number: JP3759687B2
Application number: JP2000007488A
Authority: JP
Inventors: 朗笹倉; 泰男溝腰
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2020-01-17
Also published as: JP2001203094A; US6403040B1; US20020037243A1; KR100420979B1; KR20010076282A; TW518641B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般に、除電を行なうイオナイザに関するものであり、より特定的には、イオナイザとしての能力を落とすことなく、リップルとバランスずれを軽減することができるように改良されたイオナイザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のイオナイザの概念図である。イオナイザは、本体１を備える。本体１に、多数の針状の電極２が設けられている。本体１には、通常、接地された金属カバーが設けられている（図示せず）。イオナイザは、除電を目的として使用される。半導体装置の製造工程において、基板３には静電気が発生する。この静電気を除去しないと、素子破壊が生じたり、また、半導体装置にパーティクル状のごみが付着し、歩留まりが低下する。ひいては、生産性が下がる。これを解決するために、イオナイザは、除電を目的とする基板３に、イオン性のものを吹付け、除電を行なっている。
【０００３】
従来のイオナイザは、直流、あるいは交流の高電圧を、針状の電極２や細金属線電極に印加し、電極２付近に、コロナ放電を生じさせることにより、空気をイオン化させ、これによって、イオンを発生させるものが主流である。イオナイザの多くは、周囲の環境に左右されずに、コロナ放電を一定に生じさせる。そのため、放電電極２の付近に、接地された、イオンと接触する面積が不変の電極が設けられている。これを接地電極といい、接地電極は、従来においては、金属カバーと一体として形成されている場合が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のイオナイザを、除電を目的として使用する場合、大きく、次の２つの問題点が生じていた。
【０００５】
１つは、図５を参照して、イオナイザ１０は、通常、プラス、マイナスのイオンを発生させるが、その場合、放電電極２に図６（ａ）に示すような交流の高電圧が印加されたときに、被除電物である基板３に到達するイオンと、高電圧になった放電電極２による誘導により、基板３の表面電位は、放電電極２の印加に連動し、変動する。
【０００６】
プラス、マイナスの印加を交互に行なった場合、基板３の表面電位の変動は、図６（ｂ）に示すように、波状に変動する。以下、この波状の表面電位変位をリップルと表現する。
【０００７】
特に、能力の高いイオナイザ１０を用いた場合、被除電物（基板）の静電容量が大きい場合は、リップルは小さいが、被除電物の静電容量が小さい場合は、リップルは±数１００ボルトの表面電位の変動を生じる。このことは、Ｑ＝ＣＶ（Ｑ：電荷，Ｃ：静電容量，Ｖ：電位差）の関係から、容易に理解される。
【０００８】
被除電物（基板３）の静電容量が等しい場合でも、図７（ａ）に示すように、基板３がグラウンドに接触している場合には、静電容量が大きいので、リップルは小さい。しかし、図７（ｂ）に示すように、被除電物である基板３が、グラウンドから浮き上がった場合には、静電容量は小さくなり、リップルは非常に大きなものとなる。リップルが大きくなった場合、すなわち表面電位変位が大きくなり、放電等を生じた場合、素子破壊が生じ、半導体装置の歩留まりが低下する。
【０００９】
このように、被除電物の帯電量が小さい場合は、リップルの変動量が大きいと、初期に持つ帯電量以上に、表面電位が上がることになる。
【００１０】
もう１つの問題点は、イオナイザを連続使用した場合、放電電極２の劣化や、放電電極２への異物の付着により、プラス、マイナスの放電バランスが崩れる（以下、これをバランスずれという）。放電バランスが崩れた状態で、イオナイザを使用していくと、図８を参照して、被除電物を、プラス、あるいはマイナスに逆帯電させることになる。すなわち、図８を参照して、本来点線の部分は、０ボルトであるべきであるのに、リップル曲線が上に平行移動し、たとえば、１００Ｖプラス側に被除電物が逆帯電する場合がある。特にイオンの発生能力が高いイオナイザについては、このバランスの崩れによって逆帯電した被除電物の静電容量が小さくなった場合には、大きな表面電位が生じることになる。被除電物に大きな表面電位が生じ、放電等を生じた場合は、素子破壊が生じたり、半導体装置にパーティクルが付着し、歩留まりが低下するという問題点を引起こす。
【００１１】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、できるだけイオナイザとしての能力を落とすことなく、リップルとバランスずれを軽減することができるように改良されたイオナイザを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るイオナイザは本体を備える。上記本体に、高電圧印加によりコロナ放電を生じさせることによりイオンを発生させる放電電極が取付けられている。上記放電電極の近傍に、上記イオンと接触し、該イオンの一部を吸収する、接地された接地電極が設けられている。当該イオナイザは、上記接地電極の、上記イオンとの接触する面積を変化させる手段を備える。
また、本体にはボルトが立てられており、接地電極には、上下方向に延びる長穴が設けられており、ボルトに長穴が係合し、それによって、本体に接地電極が上下に可動可能に固定される。さらに、本体には、該本体を覆うとともに、放電電極の放電方向前方が開放されたカバーが設けられており、接地電極は、このカバーを介在させて、ボルトにより本体に固定されている。
【００１３】
この発明によれば、接地電極の、イオンとの接触する面積を変化させる手段を備えているので、接地電極の面積を変化させることによって、できるだけイオナイザとしての能力を落とすことなく、リップルとバランスずれを軽減するよう調節することができる。
また、上記本体にはボルトが立てられて、上記接地電極に上下方向に延びる長穴が設けられ、上記ボルトに上記長穴が係合することによって、上記本体に上記接地電極が上下に可動可能に固定されることにより、接地電極が上下に可動可能に固定されるので、接地電極の、イオンとの接触する面積を変化させることができる。
さらに、本体を覆うカバーが設けられ、接地電極がこのカバーを介在させて、本体に固定されていることにより、従来のイオナイザを、そのまま利用し、接地電極を本体に固定することができる。
【００１４】
請求項２に記載のイオナイザにおいては、上記接地電極と上記放電電極との距離を変化させる手段をさらに備える。
【００１５】
この発明によれば、接地電極と放電電極との距離を変化させる手段を備えるので、接地電極のイオンの一部を吸収する量を調節することができる。
【００１８】
請求項３に係るイオナイザによれば、上記接地電極と上記本体との間に、上記距離を変化させるためのスペーサが設けられている。
【００１９】
この発明によれば、スペーサを設けることにより、接地電極と放電電極との間の距離を変化させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
【００２３】
実施の形態１
図１は、実施の形態に係るイオナイザの概念図である。本実施の形態では、イオナイザの例として、複数の針状放電電極に高電圧の交流を印加するタイプを用いているが、この発明は、これに限られるものではなく、直流の高電圧を印加するものや、放電電極が細線状のものであってもかまわない。
【００２４】
図１を参照して、イオナイザ１０は、本体１を備える。本体１に、複数の針状の放電電極２が設けられている。高圧電源３により、放電電極２には、±数ｋＶ以上の電圧が交流で印加され、コロナ放電を生じる。本体１の側面に、接地された、接地電極である導電性板４が取付けられている。導電性板４はステンレスで形成されるが、金属であればいずれのものも使用できる。導電性板４には、長穴４ａが設けられている。本体１には、ボルト１ａが立てられている。長穴４ａの開き部分に、ボルト１ａは、上下に可動できるように固定されている。説明の簡単化のため、図示するような導電性板４の取付方法を例示したが、上下に可動して、固定できる方法であれば、どのような取付方法でもかまわない。
【００２５】
導電性板４の取付位置を上下することによって、イオンの吸収量を調節することができる。除電能力とリップルの測定には、一例として一般的に用いられている静電プレート等が用いられる。この図では、イオンを受けるプレート５ａとプレート５ａに一定電圧が印加でき、プレート５ａの表面電位を測定できる制御部５ｂとを併せ持つタイプのものを示している。測定した表面電位は、オシロスコープ等の記録計６に取込むことにより、除電時間、リップルを視覚的に見ることができる。
【００２６】
次に、動作について説明する。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００２７】
図２を参照して、針状放電電極２は細線状の放電電極２に高電圧を印加すると、放電電極２はコロナ放電を生じ、電極付近の空気をイオン化する。イオンは周囲の気流、あるいは電界によって被除電物へ到達する。イオナイザ１０と被除電物３間に、接地された電極４が存在すると、一部のイオンは被除電物３に到達せず、接地電極４に吸収される。吸収されるイオン量は、接地電極４と放電電極２の距離が近いほど、また、接地電極４とイオンとの接触面積が大きいほど多くなる。吸収されるイオン量が多くなるとリップル、バランスずれ量は減少する。一方、除電能力は低下する。そのため、接地電極４の、イオンとの接触面積を可変させて、調整することによって、イオナイザに必要な除電能力の低下を許容範囲内に抑えながら、リップルとバランスずれ量を低減させることができる。得られた結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１中、比較例１は初期状態を示すものであり、接地電極４を本体に取付けない場合のデータである。リップル幅（Ｖ）は２００と大きい。また、ずれ量は２３０（Ｖ）と大きい。一方、実施例１では、接地電極（ＧＮＤ）４を下に１０ｍｍ延長した場合であり、リップル幅とずれ量は、初期状態に比べて減少している。また、実施例２から明らかなように、ＧＮＤを下に５ｍｍ延長した場合でも、初期状態に比べてリップル幅とずれ量は減少している。
【００３０】
なお、プラスイオンの除電時間とマイナスイオンの除電時間は、比較例１が、一番よく、実施例１および２では、比較例に比べて長くなっている。しかし、これは、許容される範囲内のものである。
【００３１】
なお、イオナイザの除電時間、リップルを測定する装置は、上述のものに限られるものでなく、どのような測定計でもかまわない。適当な測定計を用いて、除電能力と、リップル、バランスずれの最適な組合せ条件が得られるように、接地電極である導電性板４の位置を決める。なお、一旦最適な導電性板４の位置が確定して、移動の必要性がなくなった場合には、導電性板４の長穴４ａを、丸穴にして、使用すればよい。
【００３２】
実施の形態２
図３は、実施の形態２に係るイオナイザの断面図である。図中、図１装置と、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を繰返さない。
【００３３】
図３装置が図１装置と異なる点は、本体１と導電性板４との間に、放電電極２と導電性板４との距離を可変にすることができる、スペーサ７が設けられている点である。
【００３４】
接地電極４に吸収されるイオン量は、接地電極４と放電電極２との距離が近いほど、多くなる。接地電極４に吸収されるイオン量が多くなると、リップル、バランスずれ量は減少するが、除電能力は低下する。本実施の形態によれば、放電電極２と接地電極４との距離を可変させて調節することによって、必要な除電能力の低下を許容範囲内に抑えながら、リップルとバランスずれ量を低減させることができる。
【００３５】
実施の形態３
図４は、実施の形態３に係るイオナイザの断面図である。図中、図１装置と同一または相当する部分には、同一の参照番号を付し、その説明を繰返さない。
【００３６】
図４装置では、本体１を覆うようにカバー８が設けられている。カバー８を介在させて、本体１に、接地電極４が取付けられている。カバー８を備えた本体１は、従来のイオナイザである。本実施の形態によれば、従来のイオナイザに、接地電極４を取付けることによって、イオナイザに必要な除電能力の低下を許容範囲内に抑えながら、リップルとバランスずれ量を低減させることができる。
【００３７】
なお、上記実施例では半導体装置を製造する場合を例示したが、この発明に係るイオナイザは、除電を必要とする分野（たとえば、フィルム、紙作成、自動車産業）のいずれにも使用できる。
【００３８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るイオナイザの概念図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】実施の形態２に係るイオナイザの断面図である。
【図４】実施の形態３に係るイオナイザの断面図である。
【図５】従来のイオナイザの概念図である。
【図６】従来のイオナイザのリップルを説明するための図である。
【図７】従来のイオナイザのリップルを説明するための他の図である。
【図８】従来のイオナイザのバランスずれを説明するための図である。
【符号の説明】
１本体、２放電電極、４接地電極、１ａボルト、４ａ長穴、１０イオナイザ。

Claims

本体と、
前記本体に取付けられ、高電圧印加によりコロナ放電を生じさせることによりイオンを発生させる放電電極と、
前記放電電極の近傍に設けられ、前記イオンと接触し、該イオンの一部を吸収する、接地された接地電極と、
前記接地電極の、前記イオンとの接触する面積を変化させる手段と、を備え、
前記本体にはボルトが立てられており、前記接地電極には、上下方向に延びる長穴が設けられており、前記ボルトに前記長穴が係合し、それによって、前記本体に前記接地電極が上下に可動可能に固定され、
さらに、前記本体には、該本体を覆うとともに、前記放電電極の放電方向前方が開放されたカバーが設けられており、前記接地電極は、前記カバーを介在させて、前記ボルトにより前記本体に固定されている、イオナイザ。
前記接地電極と前記放電電極との距離を変化させる手段をさらに備える、請求項１に記載のイオナイザ。
前記接地電極と前記本体との間に、前記距離を変化させるためのスペーサが設けられている、請求項２に記載のイオナイザ。