(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的絶縁体である材料を用いて形成され、吸引口を通じて外部の雰囲気を吸引する吸引管と、
吸引管の管内に配置され、先端に針状部が形成されたエミッタと、
高電圧が印加されるエミッタとの間に高圧電界を形成する対向電極と、
吸引管内に配設され、エミッタに高電圧を印加する電圧供給部と、
を備え、
コロナ放電により生成されたプラスイオンまたはマイナスイオンを高圧電界から受けるクーロン力により吸引管の外へ射出して被除電物へ到達させ、それ以外の塵埃または微粒子等の異物を吸引管内へ吸引することを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項２】
請求項１に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管の吸引口の開口面積は、吸引管の断面口面積よりも小さいことを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管の管内で異物を捕集する集塵フィルタを備えることを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、吸引管本体およびこの吸引管本体に着脱自在となるように設けられた吸引管先端部とを備え、また、
エミッタは、吸引管先端部に支持されるエミッタ先端と、吸引管本体の管内にあってエミッタ先端と電気的に接続される本体とを備え、
吸引管本体から吸引管先端部を取り外すことでエミッタ先端を本体から取り外せるようにしたことを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管による吸引を連続して行う吸引手段を備えることを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項６】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管による吸引を間歇的に行う吸引手段を備えることを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
対向電極は、開口部を有することを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
被除電物へ向けて送風する送風手段を備えることを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管の吸引口およびエミッタの針状部が上方へ向くとともに、対向電極が吸引管およびエミッタの上側であって、かつ被除電物の上側に離間して配置されていることを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項１０】
請求項９に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、一列または複数列となるように複数本ならべて配置され、
対向電極は、吸引管の上方に配置される長尺状の電極を含むことを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の吸引型イオナイザにおいて、
複数個の吸引管が支管として接続される本管を備え、
吸引管は、本管から突出されて複数本ならべて配置されることを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項１２】
請求項９に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、少なくとも１本配置され、
対向電極は、吸引管の上方に配置される球状の電極を含むことを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、円周上に沿って複数本配置され、
球状の対向電極は、この円の中心線上の上方に配置されていることを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項１４】
請求項９に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、少なくとも１本配置され、
対向電極は、１本の吸引管の中心を一致させて上方に配置される略円環状または網状の電極を含むことを特徴とする吸引型イオナイザ。
【請求項１５】
請求項１０〜請求項１４の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管の管方向を電界方向と略一致させるとともに、送風手段からの送風方向に対して略垂直となるような面で吸引管の前記吸引口を形成するようにしたことを特徴とする吸引型イオナイザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ放電により生成したプラスイオンまたはマイナスイオンのみを被除電物へ射出し、塵埃または微粒子等の異物は吸引する吸引型イオナイザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体等の電子デバイス（以下、単に電子デバイスという）の製造プロセスにおいて、この電子デバイスに静電気が発生すると、電子デバイスが高電圧静電気により静電破壊されるという障害、または、気体中に浮遊する微粒子が電子デバイスの半導体回路に吸引付着して半導体回路の短絡を引き起こすという障害（以下、これらを単に静電気障害という）が起こる。このような静電気障害が、電子デバイスの製造歩留りを低下させる大きな原因となっている。
この問題は、クリーンルーム内の浮遊物を全て除去できれば解決できるが実際上困難であり、電子デバイスに帯電する静電気を除電することにより解決を図っている。
【０００３】
除電には従来からコロナ放電型イオナイザが広く用いられている。コロナ放電により生成されたプラスイオンまたはマイナスイオンは、被除電物に向かう送風にのせて被除電物へ到達するように噴射され、製造中の電子デバイスに吹き付けられる。そして、電子デバイスに帯電する電荷と異極のイオンを結合させることで除電し、静電気障害の発生を未然に防止するというものである。
【０００４】
しかし、コロナ放電型イオナイザは、エミッタと呼ばれる放電電極に高電圧を印加してイオンを生成するが、コロナ放電型イオナイザ自体がコンタミネーション（被除電物の汚染を引き起こすような異物 ）を引き起こすという問題がある。
現在開発中のギガビットレベルのＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）メモリは、半導体回路の配線ピッチが０．１５μｍレベルという超微細加工を駆使して製造され、酸化膜の厚さは １０ｎｍ程度になっている。シリコンウェハ上の酸化膜形成プロセスにおいて、原子レベルのコンタミネーションがシリコンウェハに付着しただけで、酸化膜の静電耐圧は著しく低下する。したがって、イオナイザはコンタミネーションを起こさないことが望ましい。
【０００５】
続いて、コンタミネーション対策について説明する。
これらコンタミネーションは、以下の３種類がある。
（１）エミッタに高電圧を印加すると、エミッタ先端部からスパッタリング現象（エミッタ先端部がプラズマ状態になっているため、気体分子がイオン化し、高電圧のエミッタにこのイオンが吸引されて高速で衝突し、衝突エネルギーによりエミッタの微粒子を飛散させる現象）により微粒子が飛散する。
（２）エミッタ先端部がプラズマ状態になるため、エミッタの表面に酸化膜が形成されるが、この酸化膜が絶縁破壊を起こしてかけらが飛散する。
（３）エミッタ周辺に浮遊する塵埃がエミッタに吸引され、吸引された塵埃がクラスタ状に成長し、この塵埃群がエミッタから飛散する（再飛散と呼ばれている）。
【０００６】
これらコンタミメーションに対し、各種の対策が施されている。
（１）のコンタミネーションに対しては、たとえばシリコンで形成されたエミッタを用いることで解決を図っている。シリコンで形成されたエミッタからはスパッタリング現象により飛散する微粒子は小さいものであり、また、被除電物が半導体デバイス用のシリコンウェハーのような場合には、同じシリコンであることから微粒子が付着してもその影響を最小限に留めるというものであった。
（２）のコンタミネーションに対しては、定期的にエミッタを交換したり、酸化膜を除去することで対応している。
（３）のコンタミネーションに対しては、定期的にエミッタを交換したり、クラスタ状の塵埃群を清掃・除去することで対応している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら（１）〜（３）のコンタミネーション対策は種々の問題点を包含するものであった。
（１）のコンタミネーションに対しては、たとえばエミッタをシリコンで形成することで対応しているが、シリコン製のエミッタは、シリコン以外の他の材料（タングステン等）で形成されているエミッタより大変高価である（具体的にはシリコン製のエミッタは出願日における市場価格で１本５千円前後で取り引きされている）。
【０００８】
特に、エミッタに交流電圧を印加する場合にエミッタは約１ｃｍ間隔で並べて配置する必要があるため、電子デバイスが搬送される製造ラインの脇に数１００本、数千本単位で配置されることになり、総額にすると著しく高価になるという問題点があった。
このように（１）のコンタミネーション対策では、電子デバイスの歩留まりを高めるというメリットが享受できるものの製造コストを高くするという問題点があった。
【０００９】
また、（２），（３）のコンタミネーションに対しては、エミッタの交換や清掃で対処しているが、清掃・交換作業時には製造ラインの停止を余儀なくされる。製造ラインを停止すると設備が遊休化して、当然に製造コストが上昇するため、製造ラインの停止は好ましくない。
しかも、電子デバイスの受給関係が逼迫して供給が間に合わないようなときに電子デバイスの製造ラインを止めたくないというような場合もあり、製造ラインの停止を伴う清掃・交換作業をできるだけ回避したいという要請があった。
【００１０】
また、先に説明したようにエミッタの数は膨大（数１００〜数１０００本）なため、清掃・交換作業は長時間の作業を伴う。
さらに、エミッタの清掃・交換作業時に過誤により清掃・交換を行わなかったようなエミッタが存在するならば、エミッタにかけら・塵埃群が付着したままであり、製造ラインの稼働後に思わぬ製造不良が発生するおそれもある。このため、清掃・交換作業時には丁寧で根気のいる作業を強制されることなり、作業員の負担は甚大なものであった。
【００１１】
さらにまた、エミッタ交換時には先に説明したような莫大な費用をかけて高価なエミッタを購入する必要があり、交換・清掃作業は人件費等も併せて多額の費用を要するものであった。
このように（２），（３）のコンタミネーション対策のため、清掃・交換作業を行う回数が増えるほど電子デバイスの歩留まりを高めるというメリットを享受できるものの、製造ラインを停止する回数が増えて製造コストを高くするというデメリットがあった。
【００１２】
以上説明したように、（１）〜（３）のコンタミネーション対策を施せば歩留まりを向上させることはできるが、その一方で製造原価を押し上げるという問題点があった。このような歩留まりの向上と製造原価の低減との関係は現状トレードオフの関係（trade-off：２つの条件が同時にみたすことのできなという二律背反の関係をいう。）であり、歩留まり向上と製造原価の低減とを共に満たすことは従来では大変困難であった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、上記（１）〜（３）のコンタミネーション対策に代え、微粒子・かけら・塵埃群（以下、これら（１）〜（３）により発生する微粒子・かけら・塵埃群を総称する場合に異物という。）の発生をなくすことで清掃・交換作業の回数を少なくし、製造ラインの停止を回避するメンテナンスフリーのコンタミネーション対策を実現し、従来トレードオフの関係にあった歩留まり向上と製造原価の低減とを共に実現するような吸引型イオナイザを提供することにある。
【００１４】
【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に係る発明の吸引型イオナイザは、
電気的絶縁体である材料を用いて形成され、吸引口を通じて外部の雰囲気を吸引する吸引管と、
吸引管の管内に配置され、先端に針状部が形成されたエミッタと、
高電圧が印加されるエミッタとの間に高圧電界を形成する対向電極と、
吸引管内に配設され、エミッタに高電圧を印加する電圧供給部と、
を備え、
コロナ放電により生成されたプラスイオンまたはマイナスイオンを高圧電界から受けるクーロン力により吸引管の外へ射出して被除電物へ到達させ、それ以外の塵埃または微粒子等の異物を吸引管内へ吸引することを特徴とする。
【００１５】
従来では、噴射管内にあるエミッタ先端近傍で生成されたイオンを加速するために噴射管から風とともにイオンを噴出するのが一般的であった。しかしながら、イオンが被除電物へ多少速く到達する程度で、風の有無によっては静電気の除電能力はさほど変わらないものであった。そこで本発明者は、速度に大差がないならば、吸気管内にエミッタを配置し、異物を吸引させるほうが好ましいとの着想を得た。
【００１６】
まず、実験により請求項１に係る発明の構成で吸引を行う場合と行わない場合で生成するイオン量を比較した結果、射出するイオン量に変化がないことを確認した。そして、鋭意実験を重ね、後述する実施例で示す実験結果のごとく、吸引管で異物を吸引させたとしても、生成するイオンは、クーロン力により高速に加速して、吸引力に充分に抗して吸引管外部へ射出し、被除電物へ到達することを確認した。
【００１７】
この請求項１に係る発明によれば、吸引管がエミッタから発生する異物を吸引することで、コンタミネーションの発生を回避し、清掃・交換作業の回数を激減させることができる。
【００１８】
また、請求項２に係る発明の吸引型イオナイザは、
吸引管の吸引口の開口面積は、吸引管の断面口面積よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
吸引管の吸引口の開口面積を狭くしていることで、吸引口近傍における吸引速度を速くして、異物をより確実に吸引するようにしている。これにより、吸引管外部へ異物が漏れ出るおそれを著しく低減し、また、吸引口近傍のエミッタ先端に強固に付着するような異物も吸引することができるようになる。
【００２０】
また、請求項３に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１または請求項２に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管の管内で異物を捕集する集塵フィルタを備えることを特徴とする。
【００２１】
集塵フィルタにより、異物が真空ポンプ等の吸引手段へ混入して、吸引手段が故障するおそれを低減する。
【００２２】
また、請求項４に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、吸引管本体およびこの吸引管本体に着脱自在となるように設けられた吸引管先端部とを備え、また、
エミッタは、吸引管先端部に支持されるエミッタ先端と、吸引管本体の管内にあってエミッタ先端と電気的に接続される本体とを備え、
吸引管本体から吸引管先端部を取り外すことでエミッタ先端を本体から取り外せるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
吸引管先端部とともにエミッタ先端を取り外しできるようにしたため、清掃作業および交換作業の手間を著しく低減させることができる。
【００２４】
また、請求項５に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管による吸引を連続して行う吸引手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
吸引を連続して行うことにより、吸引管内にある異物を逆流させるという事態を確実に回避する。
【００２６】
また、請求項６に係る発明の吸引型イオナイザは、
吸引管による吸引を間歇的に行う吸引手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
異物のうち、特に（３）のコンタミネーション（エミッタ先端に付着した塵埃群）を吸引する目的が主であるような場合、塵埃群がクラスタ状に成長するには経験上約１月を要することから、たとえば、平時は吸引を行わず１日１回だけ吸引動作を行うというように間歇的に吸引しても充分にその目的を果たす。
さらに、普通は弱く吸引し、１日１回だけ強く吸引するというような場合もこの発明に含まれる。
【００２８】
また、請求項７に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
対向電極は、開口部を有することを特徴とする。
【００２９】
対向電極が広い範囲にわたるとイオンを拡散させて噴出させることができるようになるが、対向電極が平板のような場合にはイオンが通過できなくなる。そこで、対向電極が開口部を有するようにしたため、イオンが開口部を通過し、広い範囲にわたって被除電物に均一にイオンを射出することができる。
【００３０】
また、請求項８に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
被除電物へ向けて送風する送風手段を備えることを特徴とする。
【００３１】
射出したイオンは、エミッタから遠ざかるに連れてクーロン力が弱くなり、時間が経過するにつれて異極同士のイオンが再結合する確率が高くなる。そこで、送風手段の送風によりイオンを加速するようにしたため、イオンが再結合する前に、より多くの被除電物へ到達し、除電能力を高めることができる。
【００３２】
また、請求項９に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管の吸引口およびエミッタの針状部が上方へ向くとともに、対向電極が吸引管およびエミッタの上側であって、かつ被除電物の上側に離間して配置されていることを特徴とする。
【００３３】
イオンは上側へ射出され、その後下降してくることから除電能力に変わりはないが、異物は下側、つまり吸気管内へ落下して確実に吸引されるため、異物が被除電物へ到達するおそれをさらに著しく低減している。
【００３４】
また、請求項１０に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項９に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、一列または複数列となるように複数本ならべて配置され、対向電極は、吸引管の上方に配置される長尺状の電極を含むことを特徴とする。
【００３５】
吸気管が複数本にわたり列状に並べられるため、特に搬送ライン脇の設置に好適となる。
【００３６】
また、請求項１１に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１０に記載の吸引型イオナイザにおいて、
複数個の吸引管が支管として接続される本管を備え、
吸引管は、本管から突出されて複数本ならべて配置されることを特徴とする。
【００３７】
支管である吸引管を本管に接続すれば、たとえば真空ポンプなどのように一台の吸引手段で複数個所からイオンを射出する吸引型イオナイザとすることができる。
【００３８】
また、請求項１２に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項９に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、少なくとも１本配置され、
対向電極は、吸引管の上方に配置される球状の電極を含むことを特徴とする。
【００３９】
また、請求項１３に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１２に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、円周上に沿って複数本配置され、
球状の対向電極は、この円の中心線上の上方に配置されていることを特徴とする。
【００４０】
電極を球状にしたことで、球状の電極へ向けてイオンが射出され、球状の電極の下方にある被除電物にイオンが到達することとなり、球状の対向電極の下に配置された被除電物を効果的に除電することができる。
【００４１】
また、請求項１４に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項９に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管は、少なくとも１本配置され、
対向電極は、１本の吸引管の中心を一致させて上方に配置される略円環状または網状の電極を含むことを特徴とする。
【００４２】
１本の吸引管を通過する線状に略円環状または網状の電極の中心が一致するように配置することで、この吸引管からイオンが射出された場合、イオンは広い電極へ向けて拡散して射出されることとなり、吸引管の周りにある除電物へイオンを噴射することができる。
【００４３】
また、請求項１５に係る発明の吸引型イオナイザは、
請求項１０〜請求項１４の何れか１項に記載の吸引型イオナイザにおいて、
吸引管の管方向を電界方向と略一致させるとともに、送風手段からの送風方向に対して略垂直となるような面で吸引管の前記吸引口を形成するようにしたことを特徴とする。
【００４４】
対向電極と吸引管が斜め方向に向く場合、当然に吸引口も斜めを向くため、吸引口が送風手段からの送風と略垂直に面するようにして開口面積を広げ、外気を流入しやすくする。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の請求項１に係る第１実施形態である吸引型イオナイザについて図面を参照しつつ説明する。
図１は第１実施形態の概略構成図である。図１で示すように、本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である。
【００４６】
エミッタ１は、図１で示すように、先端部が針状に形成されている。そして、吸引管２の管内に配置されている。
吸引管２は、電気的絶縁体の管体を用いて形成されており、エミッタ１と吸引管２との間で放電するという事態の発生を防止している。なお、吸引口２ａを広くすると吸引量が多くなるが、実験の結果、吸引口２ａの開口径は５ｍｍ位が好適である。
この吸引管２は、図示しない吸引手段に接続されている。この吸引手段は、後述するが、たとえば真空ポンプのように、吸引機能を有するようになされた各種の装置である。
【００４７】
対向電極３は、図１で示すように、針状に形成された電極であってグランド接地されており、エミッタ１の針の先に対向する位置に配置されている。なお、対向電極の接地位置は、特に限定するものでなく、少なくとも所望の電界が発生する位置であればよい。
【００４８】
電圧供給部４は、図示しない高電圧電源へ接続されており、エミッタ１へ高電圧を印加するためのコードなどである。図１でも示すように、この電圧供給部４は吸引管２の管内にて配線される。
被除電物５は、先に説明したような電子デバイスなどに加え、シリコンウェハー、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）用基板、または、ＴＦＴ（Thin Film Transistor)液晶ディスプレイ用の基板などを含めることができる。
【００４９】
続いて動作原理について説明する。
吸引型イオナイザでは、図示しない吸引手段により吸引動作がなされ、空中に浮遊する塵埃や微粒子等の異物を含む外部雰囲気を吸引管２の吸引口２ａから吸引しているものとする。
【００５０】
エミッタ１の電圧の印加方法であるが、本実施形態では、たとえば、直流電圧を印加してもよい。
プラスの高電圧が印加されたならば、プラスイオンが生成され、プラスの電界から受けるクーロン力によりプラスイオンは吸引管２の外部へ射出される。
同様に、マイナスの高電圧が印加されたならば、マイナスイオンが生成され、マイナスの電界から受けるクーロン力によりマイナスイオンは吸引管２の外部へ射出される。
【００５１】
また、エミッタ１に交流電圧を印加してもよい。
まず、プラスの高電圧が印加されたならば、プラスイオンが生成され、プラスの電界から受けるクーロン力により吸引管２の外部へ射出され、続いて、マイナスの高電圧が印加されたならば、マイナスイオンが生成され、マイナスの電界から受けるクーロン力により吸引管２の外部へ射出される。このように交流電圧ではプラスイオンとマイナスイオンとが交互に生成されるため、イオンバランスを均衡させるという利点がある。
【００５２】
交流電圧の周波数であるが、具体的には約１０ｋＨｚよりも低周波数の交流電圧を印加する。約１０ｋＨｚを下回るならば、たとえば、プラス電圧の間に生成されたプラスイオンはクーロン力により加速して充分遠くに射出されているため、後に生成されるマイナスイオンにより再結合されるというような事態はなく、除電能力に変化はない。しかしながら、約１０ｋＨｚを上回るとプラスイオンの生成直後ですぐマイナスイオンが生成されて再結合され、イオンの射出量が減少する。したがって、交流周波数を１０ｋＨｚより下回るように設定する必要がある。
【００５３】
また、エミッタ１に直流電圧および交流電圧を印加する場合には、対向電極３は、グランド接地してゼロ電位とするのが基本である。
しかしながら、エミッタに交流電圧が印加されている場合には対向電極３に、バイアス電圧を印加してイオンバランスを制御してもよい。
【００５４】
たとえば、プラスのバイアス電圧を印加したならば、マイナスイオンが対向電極３に吸引されてプラスイオンが多くなり、同様にマイナスのバイアス電圧を印加したならば、プラスイオンが対向電極に吸引されてプラスイオンが多くなる。このように、イオンバランスを調節することができる。
本実施形態では、印加電圧は上述のように各種選択ができるが、説明を簡略にするため直流電圧を印加するものとして以下説明する。
【００５５】
電圧供給部４を介してエミッタ１に高電圧が印加されると、エミッタ１の周辺はコロナ放電によりプラズマ状態となってプラスイオンまたはマイナスイオン（以下プラスイオンまたはマイナスイオンを総称するときは単にイオンという。）を生成する。
【００５６】
これらイオンは、エミッタ・対向電極間の高圧電界からクーロン力を受ける。たとえば、エミッタ１にプラス電圧が印加されているならば、プラスイオンを生成するが、このプラスイオンは、エミッタ１のプラス電圧による電界からクーロン力を受ける。このイオンのクーロン力による射出速度は理論上おおよそ数１０００ｍ／ｓであるため、たとえば、吸引口２ａからの気体が流入する速度である吸引速度を約３０ｍ／ｓ程度とすれば速度の違いは２桁の違いとなる。
【００５７】
このように、イオンの射出速度は吸引速度と比較して充分に速く、イオンは吸引力に抗して吸引管２の外へ射出される。一方で、イオン以外の異物は吸引管２の中へ吸引される。
このように、本発明の吸引型イオナイザでは、イオンのみ射出し、イオン以外の異物等は吸引管２を通じて吸引されるようにしたため、以下ような利点を有するものである。
【００５８】
本発明では、従来とは逆の発想で、エミッタにおける異物の出現は回避できないものとして許容し、出現した異物を吸引することで飛散を防止しようとするものである。
先に説明した従来の（１）のコンタミネーション対策ではエミッタ１の先端部からスパッタリング現象により微粒子が飛散しており、影響を小さくするためエミッタ１をシリコンで形成して飛散する微粒子を小さくしていた。
【００５９】
本実施形態では、これら微粒子を吸引管から吸引することとしたため、微粒子が被除電物へ到達するおそれを低減する。また、シリコン製以外の従来のエミッタの使用も可能とする。
このように、（１）のコンタミネーション対策では、エミッタ１の微粒子を吸収できることに加え、通常の材料を用いる従来の安価な電極を用いることができる。
【００６０】
また、（２）のコンタミネーション対策においても、エミッタ１の先端部がプラズマ状態になっているため、エミッタ１の表面に酸化膜が形成され、この酸化膜が絶縁破壊を起こしてかけらが飛散していたが、このかけらも吸引管２へ直ちに吸引され、酸化膜のかけらが飛散するおそれも低減される。
【００６１】
さらにまた、（３）のコンタミネーション対策においても、エミッタ１の周辺に浮遊する微粒子がエミッタ１に吸引され、吸引された微粒子がエミッタ１に付着してクラスタ状の微粒子群に成長するという問題があったが、本発明の吸引型イオナイザでは異物は殆ど吸引されるため、微粒子群がクラスタ状に成長するということがなく、再飛散が発生するおそれは殆どない。
【００６２】
また、雰囲気が非反応性ガスでなく空気であったならば、イオン化と同時に金属の腐食を引き起こすオゾンも発生するが、このオゾンも吸引管２を通じて吸引されるため、周囲（特に吸引管２の外界）がオゾンにより影響を受けるという事態も回避される。
さらに、吸引型イオナイザが用いられるクリーンルーム中であっても、いくらかは異物（特に浮遊する塵埃）が残っているが、このような塵埃も吸引管２から吸引されるため、被除電物５の近傍の塵埃が被除電物５へ付着するおそれを低減している。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、従来技術の（１）のコンタミネーション対策を実現することができ、しかも、シリコンのエミッタのみならず、従来の安価な材料で形成されたエミッタも使用できることから、従来技術よりも製造コストを低くするというメリットを併せて享受できる。
【００６４】
また、（２），（３）のコンタミネーションに対しては、吸引管２が異物等を吸引するため、定期的にエミッタ１の清掃・交換を施さなくても長期間連続してエミッタ１を使用することができ、従来のように膨大な数のエミッタ１を対象とする根気のいる長時間の清掃・交換作業を回避し、作業員の負担を激減させるとともに清掃・交換作業時における製造ラインの停止を少なくすることができ、製造ラインの停止に伴う製造コストの上昇を抑制する。
【００６５】
このように（１）〜（３）のコンタミネーション対策を施して歩留まりを向上させるとともに、その一方で歩留まり向上に伴う製造原価高騰要因を排除して従来のトレードオフの関係にある問題を解決し、歩留まり向上と製造原価の低減とを共に実現することができる。
【００６６】
続いて請求項１に係る他の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図２は本発明の第２実施形態の概略構成図である。この第２実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１実施形態と同様であるが、特に吸引管２の構造を相違させている点を特徴としている。
【００６７】
第１実施形態の吸引管２では、電圧供給部４が配線される管と異物が吸引される管とを別個に設けていたが、この実施形態では、これら２つの管を共通としている。この場合、管構造が簡易なものとなって、組み付け等が容易になる。なお、異物が充分に通過できる大きさとなるように吸引管２の内径と電圧供給部４の外径の大きさを調節する必要がある。このような第２実施形態としても本発明の効果を奏しうる。
【００６８】
続いて、本発明の請求項２に係る第３実施形態である吸引型イオナイザについて図面を参照しつつ説明する。
図３は第３実施形態の吸引型イオナイザの吸引管の構成図である。本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点では第１，第２の実施形態と共通であるが、図３で示すように、特に吸引管２の構造を相違させている点を特徴としている。
【００６９】
第１実施形態では、吸引管２の吸引口２ａの開口面積と、吸引管２の断面口２ｂの断面口面積とを同じ面積としていたが、本実施形態では、吸引口２ａの開口面積を断面口２ｂの断面口面積よりも小さくした。たとえば、図３（ａ）で示すように、先端を先細らせて徐々に断面口面積を小さくしたり、図３（ｂ）で示すように急激に断面口面積を変化させたりしてもよく、適宜選択される。
このよう吸引口２ａの開口面積を小さくすると、吸引口２ａにおける外部雰囲気の流入速度が大きくなるため、発塵が著しいエミッタ１の針状先端部の近傍における異物の吸引能力をより高めることができる。
【００７０】
続いて、本発明の請求項３に係る第４実施形態である吸引型イオナイザについて図面を参照しつつ説明する。
図４は第４実施形態の吸引型イオナイザの吸引管の構成図である。本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１〜第３実施形態と同様であるが、特に吸引管２の内部構造を相違させている点を特徴としている。
【００７１】
第１〜第３実施形態では、吸引した異物は吸引管２を通じて吸引手段まで到達するようにしていたが、たとえば、吸引手段が高真空を達成するような真空ポンプなど、異物の侵入が好ましくない場合もある。そこで、異物が吸引手段へ到達する事態を防止するため、図４で示すように吸引管２の管内に集塵フィルタ６を設けている。このため、集塵フィルタ６で異物が捕集されて、異物が先へ進む事態が防止され、吸引手段の故障や機能低下等の事態の発生を防止することができる。
【００７２】
続いて、本発明の請求項４に係る第５実施形態である吸引型イオナイザについて図面を参照しつつ説明する。
図５は第５実施形態の吸引型イオナイザの吸引管の構成図である。本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１〜第４実施形態と同様であるが、特に吸引管２の構造を相違させている点を特徴としている。
【００７３】
第１〜第４実施形態では、長期間にわたり清掃・交換作業が不要であるエミッタ１の取り付け構造について特に配慮していないものであったが、第５実施形態では清掃・交換作業を簡単にできるような構造とし、更なる手間の低減を図るようにした。
【００７４】
具体的には、エミッタ１は、本発明の本体の一例であって電圧供給部４に接続されるエミッタ本体１ａと、このエミッタ本体１ａの先端に取り付けられ、一定範囲で上下方向に移動自在であり、図５では下側へ向けてばねで付勢された圧着部１ｂと、この圧着部１ｂに圧着したときに電気的に接続されるエミッタ先端１ｃとを備えている。
【００７５】
また、吸引管２は、吸引管本体２ｃおよび吸引管先端部２ｄを有している。これら吸引管本体２ｃおよび吸引管先端部２ｄの管口付近にはねじが設けられ、吸引管本体２ｃへ吸引管先端部２ｄを螺挿できるようになされている。
この吸引管先端部２ｄには絶縁支持部２ｅによりエミッタ先端１ｃが電気的に絶縁された状態で支持されている。
【００７６】
エミッタ１の清掃・交換作業を行う場合、吸引管先端部２ｄを回転させると、エミッタ先端１ｃが圧着部１ｂから離脱し、最終的に、吸引管先端部２ｄ、絶縁支持部２ｅおよびエミッタ先端１ｃを一体にして取り外すことができる。
また、エミッタ１の清掃・交換作業の終了後、吸引管本体２ｃへ吸引管先端部２ｄを螺挿して取り付けると、エミッタ先端１ｃが圧着部１ｂに電気的に接続された状態で固定される。
【００７７】
このように、エミッタの交換作業を容易にしたことで、作業に要する時間を低減させ、丁寧で根気のいる作業も不要となり、作業員の負担を低減させることができる。
【００７８】
続いて、本発明の請求項５に係る第６実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１〜第５実施形態と同様であるが、特に吸引手段を効果的に運転する点を特徴としている。
【００７９】
具体的には、吸引管２による吸引を連続して行う吸引手段とすることを特徴としている。吸引手段が連続吸引を行うことで、エミッタ１に付着した異物が誤って吸引管２から外部へ噴出するというような事態を防止することはもちろんのこと、エミッタ１に付着した異物がクラスタ状に成長するという事態を極力回避するため、コンタミネーションの発生をより確実に防止することができる。
【００８０】
続いて、本発明の請求項６に係る第７実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１〜第５実施形態と同様であるが、特に吸引手段を効果的に運転する点を特徴としている。
【００８１】
エミッタ１に付着した微粒子がクラスタ状に成長する期間は、少なくとも１ヶ月は必要である。従って、微粒子群の再飛散を防止することのみを目的とするならば、吸引手段を連続して運転させる必要がなく、たとえば、１日１回だけ吸引動作を行うようにしてもよい。このため、吸引手段を間歇的に動作させるというものである。
間歇動作としては、吸引型イオナイザの稼働中のみ吸引手段を動作させることもでき、また、平時は吸引手段による吸引量を少なくし、１日に１回だけ吸引量を増大させるように動作させることもできる。
【００８２】
このような間歇動作を行う吸引手段としては、真空ポンプの稼働の開始・停止を交互に行うことに加え、真空ポンプを常時稼働させた状態として吸気のオン・オフを行う手動バルブや電磁弁のような装置を用いて間歇動作を実現することもできる。
このように吸引手段は、吸引管２による吸引を間歇的に行うようにしたので、真空ポンプのような吸引手段の寿命を延命させることができる。
【００８３】
続いて、本発明の請求項７に係る第８実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１〜第７実施形態と同様であるが、特に対向電極５の形状を特徴としている。
【００８４】
図６は第８実施形態の対向電極の構成図である。
対向電極３は、図６（ａ）で示すように、リング状の形状を含むようにしたり、図６（ｂ）で示すように、網状の形状を含むようにした。いずれも、針状よりは対向電極３が覆う範囲が広くなって形成される電界が広範囲になって射出されるイオンが拡散するとともに、イオンが開口部を通過することからイオンの移動が妨げられるということがなく、被除電物５に均一にイオンを射出することができる。
【００８５】
続いて、本発明の請求項８に係る第９実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１実施形態〜第８実施形態と同様であるが、特に、被除電物５へ向けてイオンを加速させるため、送風（以下、ラミナフローという）を起こすことを特徴としている。
【００８６】
図７は、第９実施形態の概略構成図である。
図７で示すように吸引管２の上方に、送風手段７を設けている。送風手段７が起こすラミナフローにのってプラスイオンとマイナスイオンとの再結合が起こる前により多くのイオンが被除電物５へ到達するようにした。これにより、除電効果を高めることができる。
【００８７】
続いて、本発明の請求項９に係る第１０実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
本実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１〜第８実施形態と同様であるが、特に、吸引管２を上側へ向け、イオンを下から上へ射出させていることを特徴としている。
【００８８】
図８は、第１０実施形態の概略構成図である。
本実施形態の吸引型イオナイザでは、図８で示すように吸引管２の上方に対向電極３を設け、さらに対向電極３の上方に、送風手段７を設けている。
この吸引型イオナイザでは、生成したイオンは、まず、クーロン力により上方へ射出される。クーロン力は、エミッタから離れるにつれて弱まるため、イオンの上昇力が小さくなり、最後には送風手段７から発せられるラミナフローに抗しきれずに下降を開始し、最終的に被除電物５へ到達する。
なお、送風手段７を除いてラミナフローがないような場合でも、除電時間が長くなるが除電は可能であることが実験により判明しており（後述）、送風手段はなくても良いが、除電時間の短縮のためには送風手段の設置が望ましい。
【００８９】
本実施形態の最大の利点はエミッタ１に付着した異物がエミッタから離れたような場合に、かならず吸引管２の管内へ落下して吸引されるため、異物が被除電物へ到達するおそれを払拭している点が挙げられる。
この吸引管２を下側に配置した場合、第１〜第８実施形態で説明した各種実施形態の適用が可能である。
【００９０】
たとえば、第１実施形態で説明したように  吸引管２を略Ｔ字状として吸引管２と電圧供給部４の配線管とを分離したような構成としてもよい。
また、第３実施形態として説明したように、吸引管２の吸引口２ａの開口面積を、吸引管２の断面口２ｂの断面口面積より小さくしてもよい。
【００９１】
また、第４実施形態として記載したように、前記吸引管の管内には集塵フィルタが設けられるようにしてもよい。この場合、吸引管２を下側から上側へ向けるようにした場合、集塵フィルタ６はその配置位置を変更することができる。
図９は、本実施形態の吸引管２の他の構成図である。図４で示した下向きの吸引管２は集塵フィルタを奥まった個所に配置していた。これは、吸引手段を停止させたような場合、塵埃が落下するような事態を防止するためである。しかしながら、図９で示したように上向きの吸引管では、エミッタ１の近傍に集塵フィルタを配置できる。
【００９２】
このため、吸引手段が常時吸引している場合はもちろんのこと、吸引手段が吸引を停止したような場合でも、自重により集塵フィルタ６上に捕集されたままであって外部へ異物がでることはない。エミッタ１の近傍に集塵フィルタ６を配置できることから、図４で示した吸引管のように奥まった位置にある場合よりは、エミッタ１や集塵フィルタ６の清掃・交換が容易である。
【００９３】
また、第５実施形態として記載したように、吸引管２は、エミッタ１を絶縁しつつ支持する絶縁支持部２ｅと、絶縁支持部２ｅが固定された吸引管先端部２ｄと、吸引管先端部２ｄが着脱自在となるように設けられた吸引管本体２ｃと、吸引管本体２ｃの管内にあって吸引管本体２ｃが取り付けられたときにエミッタ１と電気的に接続されるエミッタ本体１ａとを備える吸引型イオナイザとしてもよい。
【００９４】
図１０は、本実施形態の吸引管２の他の構成図である。図５で示した下向きの吸引型イオナイザを上向きにするだけでよいが、さらに、取り外し自在に設けた吸引管先端部２ｄに集塵フィルタ６を配置した。これによれば、先に述べたような効果に加え、吸引管先端部２ｄを取り外せば、エミッタ１とともに集塵フィルタ６が捕集した異物も取り出せるためエミッタ１の交換・清掃作業を一時に行うことができ、その作業性を著しく改善させる。
【００９５】
また、第６実施形態で説明したような吸引を連続して行う吸引手段や、第７実施形態として説明したような吸引を間歇的に行う吸引手段としても良い。
また、第８実施形態として説明したように、対向電極３は、リング状の形状を含むようにしてもよい。
【００９６】
図１１は、本実施形態でリング状の対向電極３を用いる場合の概略構成図である。このように対向電極３にリング状電極を含むようにすれば、針状の対向電極３よりも広い円状の電極に向かって拡散しつつイオンが噴出し、リングの中央開口を通過するラミナフローにより、除電対象物５の広い領域にイオンが噴射されるため、被除電物をより効率的に除電できる。
【００９７】
また、第８実施形態として説明したように、対向電極は、網状の形状を含むようにしても良い。
図１２は、本実施形態で対向電極に網状電極をもちいる場合の概略構成図である。このように対向電極３に網状電極を含むようにすれば、針状の対向電極３よりも広い網状の電極に向かって拡散しつつイオンが噴出し、網目開口を通過するラミナフローにより、除電対象物５の広い領域にイオンが噴射されるため、被除電物をより効率的に除電できる。
このようにエミッタが上側を向く除電装置でも、先に述べた各種の形態を採用することができる。
【００９８】
続いて、本発明の請求項１０，１１に係る第１１実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１１実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１０実施形態と同様であるが、特に、吸引手段に接続されて吸引がなされている本管に、支管である吸引管２を複数個接続し、複数の吸引管２からイオンを上方へ向けて射出し、ラミナフローの風力により被除電物５へ向かうようにすることを特徴としている。
【００９９】
図１３は、本実施形態の斜視図、図１４は本実施形態の正面図である。
具体的には、図１３，図１４で示すように本管であるバー８には支管である吸引管２が突出し、直線方向に並べられて配置されている。なお、図中では送風手段が図示されていないが、対向電極３の上方に配置されているものとして説明する。このようにすれば、吸引管２に対して個別に吸引手段を設ける必要がなく、一台の吸引手段で除電を行うことが可能となり、吸引型イオナイザの製造コストを低減させることができる。特に一本の製造ラインを搬送される被除電物５の除電に好適である。
【０１００】
吸引管２の傾斜方向は図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）で示すように種々の傾斜を取ることができる。この場合、図１４（ｂ）、（ｃ）で示すように、吸引管２の管方向を電界方向と略一致させるとともに、送風手段からの送風方向に対して略垂直となるような面で吸引管の前記吸引口を形成している。このようにすると、たとえば、図１４（ａ）では吸引口２ａの開口面が円形であるのに対し、図１４（ｂ），（ｃ）では吸引口２ａの開口面が楕円形となっている。
【０１０１】
この発明は請求項１５に係るものであるが、吸引管２が斜めに傾斜するにつれ、吸引口２ａの開口面積が広くなっており、吸引量を増加させている。
また、開口面積が広くなるとラミナフローにより下降してくる塵埃等を捕集する面積が広がり、捕集能力を高めることができる。
【０１０２】
続いて、本発明の請求項１０，１１に係る第１２実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１２実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１１実施形態と同様であるが、特に、吸引手段に接続されて吸引がなされている本管に、支管である吸引管２を二列にわたり複数個接続し、複数の吸引管からイオンを上方へ向けて射出し、ラミナフローの風力により被除電物５へ向かうようにすることを特徴としている。
【０１０３】
図１５は、本実施形態の斜視図、図１６は本実施形態の正面図である。
具体的には、図１５，図１６で示すように本管であるバー８には支管である吸引管２が突出し、直線方向に二列に並べられて配置されている。なお、図中では送風手段が図示されていないが、対向電極３の上方に配置されているものとして説明する。このようにすれば、第１１実施形態と同様に、吸引管２に対して個別に吸引手段を設ける必要がなく、一台の吸引手段で除電を行うことが可能となり、吸引型イオナイザの製造コストを低減させることができる。特に一本の製造ラインを搬送される被除電物５の除電に好適である。
【０１０４】
なお、図１６（ａ）で示すように二列の吸引管２の中央上方に一本の対向電極３を配置すれば、バー８の直上に設置された図示しない搬送ライン上を搬送される被除電物５を除電する用い方が可能となり、また、図１６（ｂ），（ｃ）で示すように、二列の吸引管２の上方に二本の対向電極３を配置すれば、バー８の両側に配置された図示しない搬送ライン上を搬送される被除電物５を除電する用い方が可能となる。
【０１０５】
また、吸引管２の傾斜方向は図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）で示すように種々の傾斜を取ることができ、第１１実施形態で説明したように、吸引口２ａの開口面積が広くなっており、吸引量を増加させている。また、開口面積が広くなるとラミナフローにより下降してくる塵埃等を捕集する面積が広がり、捕集能力を高めることもできる。
【０１０６】
続いて、本発明の請求項１０，１１に係る第１３実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１３実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１１，第１２実施形態と同様であるが、特に、対向電極を二本の吸引管の略中心上方に配置している。
【０１０７】
図１７は、本実施形態の斜視図、図１８は本実施形態の説明図である。
具体的には、図１７，図１８で示すように本管であるバー８には支管である吸引管２が突出し、直線方向に並べられて配置されている。なお、図中では送風手段が図示されていないが、対向電極３の上方に配置されているものとして説明する。そして、図１８でも示すように２本の吸引管２の中心の上方に対向電極が配置されている。
【０１０８】
このようにすれば、吸引管２から射出して対向電極３へ向かったイオンが、対向電極３の直下へ落下するため、吸引管２の間を通過して下方へ到達するようになる。このため、吸引管２の下側へ搬送ラインを配置でき、吸引型イオナイザの設置位置の選択性が広がるという利点がある。
【０１０９】
なお、図１８で示すように吸引管２は、プラスイオンとマイナスイオンを交互に射出するようになされている。この場合エミッタ１へ供給する電圧を調節することでイオンバランスを制御することができる。
搬送ライン上を通過する被除電物５は、使用する機械によりプラスかマイナスかに偏って帯電していることが多く、イオンバランスを制御することで、設置工場毎に異なる条件に応じて除電することが可能となり、利用価値をさらに高めることができる。
【０１１０】
続いて、本発明の請求項１０，１１に係る第１４実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１４実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１１〜第１３実施形態と同様であるが、特に、クリーンベンチ９にこの吸引型イオナイザを搭載した場合の具体的な実施形態としている。
【０１１１】
図１９は、本実施形態の斜視図である。複数の吸引管２はコ字状に形成されたバー８に接続され、クリーンベンチ中央の周りを囲むように配置されている。手前側は、作業員が作業しやすいように、吸引管２を設置することなく開けられている。
この吸引管２の上方には、網状の対向電極３が配置され、さらに対向電極３の上方には図示しないが送風手段７が配置されている。
クリーンベンチ９内には、図示しないが各種の作業台・装置・搬送ラインなどが配置されており、被除電物５が設置されている。
【０１１２】
このクリーンベンチ９を動作させる場合について説明する。送風手段７が下側へ向けてラミナフローを送風した状態で、吸引管２からイオンを射出する場合、イオンは網状の対向電極３へ向かって拡散しつつ上昇し、やがてラミナフローにのって下降してくる。このため、クリーンベンチ９内にある被除電物５に均一にイオンが到達し、除電能力が高いクリーンベンチ９とすることができる。
【０１１３】
続いて、本発明の請求項１２に係る第１５実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１５実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は請求項９の発明に係る第１０実施形態と同様であるが、特に、対向電極３を球状に形成したことが特徴である。
【０１１４】
図２０は、本実施形態の概略構成図である。１本の吸引管２は、支持台１０から突設するように設けられており、図示しない吸引手段に接続されている。この吸引管２の上方には球状の対向電極３が支持されて設けられている。対向電極３の下側には、被除電物５が配置されることとなる。
【０１１５】
本実施形態を動作させる場合について説明する。送風手段（図示せず）が下側へ向けて送風した状態で、吸引管２からイオンを射出する場合、イオンは球状の対向電極３へ向かって上昇し、やがてラミナフローにのって拡散しつつ下降してくる。このため、一定の範囲内において被除電物５に均一にイオンが到達し、除電能力が高い吸引型イオナイザとすることができる。
【０１１６】
続いて、本発明の請求項１３に係る第１６実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１６実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１５実施形態と同様であるが、特に、対向電極３を球状に形成し、かつ吸引管２を円周上に配置したことが特徴である。
【０１１７】
図２１は、本実施形態の概略構成図である。複数本（図２１では４本）の吸引管２は、円状の本管に接続されており、さらにこの本管は支持台１０から突設するように設けられている。これら吸引管２の上方には球状の対向電極３が支持されるように設けられている。対向電極３の下側には、被除電物５が配置されることとなる。
【０１１８】
本実施形態を動作させる場合について説明する。送風手段（図示せず）が下側へ向けて送風した状態で、吸引管２からイオンを射出する場合、イオンは球状の対向電極３へ向かって集中するように上昇し、やがてラミナフローにのって下降してくる。このため、一定の範囲内において被除電物５に均一にイオンが到達し、除電能力が高い吸引型イオナイザとすることができる。
【０１１９】
続いて、本発明の請求項１４に係る第１７実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１７実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１０実施形態と同様であるが、特に、対向電極３をリング状に形成したことが特徴である。
【０１２０】
図２２は、本実施形態の概略構成図である。１本の吸引管２は、支持台１０から突設するように設けられており、図示しない吸引手段に接続されている。この吸引管２の上方にはリング状の対向電極３が支持されるように設けられている。対向電極の下側には、被除電物５が配置されることとなる。
【０１２１】
本実施形態を動作させる場合について説明する。送風手段（図示せず）が下側へ向けて送風した状態で、吸引管２からイオンを射出する場合、イオンはリング状の対向電極３へ向かって拡散しつつ上昇し、やがてラミナフローにのってさらに拡散しつつ下降してくる。このため、一定の範囲内において被除電物に均一にイオンが到達し、除電能力が高い吸引型イオナイザとすることができる。
【０１２２】
続いて、本発明の請求項１５に係る第１８実施形態である吸引型イオナイザについて説明する。
第１８実施形態の吸引型イオナイザは、エミッタ１、吸引管２、対向電極３、電圧供給部４、送風手段７を備え、被除電物５を除電する装置である点は第１７実施形態と同様であるが、特に、対向電極をリング状に形成し、かつ吸引管２をリングの中心軸上に配置したことが特徴である。
【０１２３】
図２３は、本実施形態の概略構成図である。１本の吸引管２は、本管に接続されており、さらにこの本管は支持台１０から突設するように設けられている。これら吸引管２の上方にはリング状の対向電極３が支持されて設けられている。対向電極３の下側には、被除電物５が配置されることとなる。
【０１２４】
本実施形態を動作させる場合について説明する。送風手段（図示せず）が下側へ向けて送風した状態で、吸引管２からイオンを射出する場合、イオンはリング状の対向電極３へ向かって拡散するように上昇し、やがてラミナフローにのってさらに拡散しつつ下降してくる。このため、一定の範囲内において被除電物５に均一にイオンが到達し、除電能力が高い吸引型イオナイザとすることができる。
【０１２５】
【実施例】
続いて、本発明をより具体的に構成し、具体的な数値を以てその効果を検証するための実施例である吸引型イオナイザについて説明する。
図２４は、本実施例の概略構成図、図２５はイオナイザバー内部の構成図である。本実施例は、先に説明した請求項９に係る第１０実施形態（図１２参照）を具体的に検証するために組み立てたものである。
【０１２６】
この吸引型イオナイザは、図２４，図２５で示すように、エミッタ（第１０実施形態のエミッタ１に相当）、イオナイザバー内の吸引パイプ（第１０実施形態の吸引管２に相当）、金網状の対向電極（第１０実施形態の対向電極３に相当）、０ｋＶ〜１０ｋＶの範囲内で印加電圧を設定できる直流電源（第１０実施形態の電圧供給部４に相当）、静電モニタが接続されている金属プレート（第１０実施形態の被除電物５に相当）および、吸引装置（第１０実施形態の吸引手段に相当）で構成されている。静電モニタは、この吸引型イオナイザにおける除電時間を測定する。
【０１２７】
イオナイザバーは、図２５に示すように、シリコンエミッタ、吸引パイプ、電線を有している。
エミッタは、高電圧を印加した際にエミッタから発生する微粒子の数を少なくするため、シリコン製のエミッタを採用している。
【０１２８】
吸引パイプは、エミッタ先端の雰囲気を吸引する吸引パイプと吸引した気体を送るパイプとが一体になって構成されている。この吸引パイプは外径１２ｍｍ 、内径８ｍｍのビニルパイプを５０ｍｍの長さに切断したものを用いた。吸引パイプの吸引口とエミッタ先端とが同一平面上に位置するようにエミッタを組み込み、電線と電気的に接続した。このような吸引パイプは、接地した金属製のイオナイザバー内部に取り付けられる。
【０１２９】
対向電極は、エミッタからの電界を安定させるために設けられるものであり、接地した対向電極がエミッタ上方に配置される。
エミッタ先端の雰囲気を吸引するコロナ放電を行う吸引型イオナイザはこのような構成である。
【０１３０】
続いて、本実施例の吸引型イオナイザを用いた検証実験について説明する。
吸引型イオナイザの基礎的特性は発塵特性と除電特性に大別できる。
発塵特性についてはエミッタ先端の雰囲気を吸引することにより、発塵量が大幅に低減できると考えられる。しかしながら、このような構造のイオナイザでは、エミッタ先端の雰囲気を吸引する際に、エミッタが生成したイオンをも吸引して、除電能力が大幅に低下することも考えられる。
【０１３１】
そこで、除電特性について実験的に検討した。この除電特性は吸引型イオナイザに直流電圧を印加して、以下のパラメータを変化させた場合の除電時間ｔｅで評価した。
１）エミッタへの印加電圧ＶＥ
２）吸引速度ＶＶ
３）風速ＶＦ
４）エミッタから対向電極までの距離ｄＧ
なお、除電時間は、２０ｐＦの被除電物の電位が −１０００ V から−１００Ｖになるまでの時間と定義した。
【０１３２】
実験は、作業空間が５５０ｍｍ×８００ｍｍ×７００  ｍｍ の図示しないクリーンベンチ内で行った。このクリーンベンチの作業面は接地された金属で構成されている。また、クリーンベンチ内は上方から下方に向かって ０ｍ／ｓ〜０．６ｍ／ｓの風速ＶＦで送風できる構造になっている。
このクリーンベンチ内に先に図２４を用いて説明した吸引型イオナイザの実験装置を設置した。静電モニタは上部に静電容量２０ｐＦの金属プレートが設置されており、金属プレートには −１０００Ｖの電圧を印加して電荷が蓄電されている。
【０１３３】
吸引型イオナイザは、静電モニタの金属プレート上面から上方３００ｍｍにエミッタ先端が位置するように固定した。吸引型イオナイザの対向電極の位置はエミッタからの距離ｄＧを５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲で変化できる。エミッタへの印加電圧ＶＥは直流電圧０ｋＶ〜１０ｋＶの範囲で変化できる。また、エミッタ先端の雰囲気を吸引する吸引速度ＶＶは５０ｍ／ｓの風速となるように吸引装置を調整した。
【０１３４】
続いて実験結果とその考察について説明する。
まず除電時間に及ぼす吸引の影響を検証するための実験について説明する。
エミッタから対向電極までの距離ｄＧを３００ｍｍ、風速ＶＦを０．６ｍ／ｓ、吸引速度ＶＶは０ｍ／ｓまたは５０ｍ／ｓとし、エミッタへの印加電圧ＶＥを０ｋＶ〜１０ｋＶの範囲で変化させた場合の除電時間ｔｅを測定した。
【０１３５】
この測定結果を図２６を用いて説明する。図２６は、エミッタへの印加電圧と除電時間との関係を説明する特性図である。
図２６において、印加電圧が低い場合は、吸引しない場合と吸引した場合の除電時間の差が顕著に現れている。しかし、印加電圧が約５ｋＶ以上ではその差は著しく小さくなっている。
【０１３６】
ここで、除電時間に及ぼす吸引の影響について考察する。エミッタから発生したイオンに作用する力は、
（１） エミッタからの電界によるクーロン力、
（２） 雰囲気の吸引に基づく力
に大別できる。
【０１３７】
このような力を図示すると、図２７のようになる。図２７は、 エミッタ近傍で発生したイオンに作用する力を説明する説明図である。
図２７（ａ）に示すように、エミッタへの印加電圧が高い場合には、エミッタからの電界によるクーロン力ＦＥが大きくなり、吸引に基づく力ＦＶとの合力 Ｆ０は吸引型イオナイザの吸引パイプの外部に向かっている。このため、生成されたイオンは除電に有効なイオンとして働くと考えられる。
一方、図 ２７（ｂ）に示すように、エミッタへの印加電圧が低い場合には、エミッタからの電界によるクーロン力ＦＥは弱いため、吸引に基づく力ＦＶとの合力Ｆ０は吸引型イオナイザの吸引パイプの内部に向かっている。このため、生成されたイオンは吸引パイプ内部に吸引され、除電能力は低下すると考えられる。
【０１３８】
以上説明したように、エミッタへの印加電圧が低い場合は除電能力が低下するが、エミッタへの印加電圧を高くした場合はエミッタ先端の雰囲気を吸引してもイオンは吸引されることなく射出され、除電可能であることが明らかになった。
【０１３９】
続いて、クリーンベンチ内の風速が除電時間に及ぼす効果について検討する。図２４に示す吸引型イオナイザにおいて、エミッタから対向電極までの距離ｄＧを３００ｍｍ、エミッタへの印加電圧ＶＥを７ｋＶ 、吸引速度ＶＶ を０ｍ／ｓまたは５０ｍ／ｓとし、風速ＶＦを０ｍ／ｓ〜０．６ｍ／ｓの範囲で変化させた場合の除電時間ｔｅを測定した。
【０１４０】
この測定結果について考察する。図２８は、風速と除電時間との関係を示す特性図である。
この図において、風速ＶＦが高くなるに従って、除電時間が短くなっていることがわかる。送風の効果について考察する。吸引の有無に関わらず、風速が高くなるに従って除電時間が短くなることを考慮すると、送風により、再結合前に金属プレートへ到達するイオンが増加し、除電に有効なイオンを移送する効果が高まったと考えられる。
【０１４１】
また、送風手段の風速ＶＦ  が０ｍ／ｓの場合にも除電がなされていることが図２８から見てとれる。したがって、請求項９の発明に係る第１０実施形態において、送風手段を設置しなくとも良い旨説明したが、この実験結果により裏付けられる。
【０１４２】
つづいて、印加電圧をパラメータとして増減させた場合のエミッタ−対向電極間距離が除電時間に及ぼす影響について検討する。吸引速度ＶＶを５０ｍ／ｓ、風速ＶＦを０．６ｍ／ｓ、エミッタへの印加電圧ＶＥを０ｋＶ〜１０ｋＶとし、エミッタから対向電極までの距離ｄＧを５０ｍｍ〜 ３００ｍｍの範囲で変化させた場合の除電時間ｔｅを測定した。
【０１４３】
この測定結果について考察する。図２９は、印加電圧をパラメータとして増減させた場合のエミッタから対向電極までの距離と除電時間との関係を示す特性図である。
図２９からも明らかなように、印加電圧が高くなるに従って除電時間は短くなることがわかる。また、印加電圧が４ｋＶまたは５ｋＶの場合の除電時間は、エミッタ−対向電極間距離の影響を大きく受けていることがわかる。
【０１４４】
ここで、除電時間に及ぼすエミッタ−対向電極間距離の影響について考察する。エミッタから対向電極までの距離が短くなるとエミッタで発生したイオンの一部が対向電極に吸収されると考えられる。エミッタへの印加電圧が低い場合には、イオンの発生量が少なくなり、さらにこの一部が対向電極に吸収される。したがって、除電に十分なイオン量は著しく減少し、除電時間が長くなったと考えられる。
【０１４５】
つづいて、送風手段による送風の風速をパラメータとして増減させた場合のエミッタ−対向電極間距離が除電時間に及ぼす影響について検討する。
吸引速度ＶＶを５０ｍ／ｓ、エミッタへの印加電圧ＶＥを７ｋＶ、風速 ＶＦを０ｍ／ｓ〜０．６ｍ／ｓとし、エミッタから対向電極までの距離ｄＧ を５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲で変化させた場合の除電時間ｔｅを測定した。
【０１４６】
この測定結果について考察する。図３０は、送風手段による送風の風速をパラメータとして増減させた場合のエミッタから対向電極までの距離と除電時間との関係を示す特性図である。この図３０において、エミッタから対向電極までの距離に関係なく風速が高くなるに従って除電時間は短くなることがわかる。
【０１４７】
ここで、除電時間に及ぼすエミッタから対向電極までの距離と送風の効果について考察する。前述のようにエミッタが発生したイオンの一部は対向電極に吸収される。この吸収されるイオンの量は風速を高くするに従って、対向電極に吸収され難くなる。したがって、風速を高くするに従って除電時間が短くなると考えられる。また、エミッタから対向電極までの距離が長くなるに従って、対向電極に吸収され難くなると考えられる。
【０１４８】
このように、風速を高くすることとエミッタから対向電極までの距離を長くすることとは対向電極に吸収されるイオン量を低下させるという観点では等価となる。以上のことから、風速を高くした場合には、エミッタから対向電極までの距離を短くしても十分な除電能力が得られることが明らかになった。
【０１４９】
このように、吸引型イオナイザの基礎的特性について実験を行った結果、
（１）エミッタへの印加電圧を４ｋＶ〜１０ｋＶとした場合、エミッタ先端の雰囲気を吸引してもイオンが発生し除電が可能であることが明らかになった。
（２）クリーンベンチ内の風速を高くすることにより、除電能力が向上することが明らかになった。
（３）クリーンベンチ内の風速を高くすることにより、エミッタから対向電極までの距離を短くしても十分な除電能力が得られることが明らかになった。
【０１５０】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、微粒子・かけら・塵埃群という異物の発生をなくすことで清掃・交換作業の回数を少なくし、製造ラインの停止を回避するメンテナンスフリーのコンタミネーション対策を実現し、歩留まり向上と製造原価の低減とを共に実現するような吸引型イオナイザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態の吸引型イオナイザの吸引管の構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態の吸引型イオナイザの吸引管の構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態の吸引型イオナイザの吸引管の構成図である。
【図６】本発明の第８実施形態の対向電極の構成図である。
【図７】本発明の第９実施形態の構成図である。
【図８】本発明の第１０実施形態の構成図である。
【図９】本発明の第１０実施形態の吸引管の他の構成図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態の吸引管の他の構成図である。
【図１１】本発明の第１０実施形態でリング状の対向電極を用いる場合の概略構成図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態で対向電極に網状電極をもちいる場合の概略構成図である。
【図１３】本発明の第１１実施形態の斜視図である。
【図１４】本発明の第１１実施形態の正面図である。
【図１５】本発明の第１２実施形態の斜視図である。
【図１６】本発明の第１２実施形態の正面図である。
【図１７】本発明の第１３実施形態の斜視図である。
【図１８】本発明の第１３実施形態の説明図である。
【図１９】本発明の第１４実施形態の斜視図である。
【図２０】本発明の第１５実施形態の概略構成図である。
【図２１】本発明の第１６実施形態の概略構成図である。
【図２２】本発明の第１７実施形態の概略構成図である。
【図２３】本発明の第１８実施形態の概略構成図である。
【図２４】本発明の実施例の概略構成図である。
【図２５】イオナイザバー内部の構成図である。
【図２６】エミッタへの印加電圧と除電時間との関係を説明する特性図である。
【図２７】エミッタ近傍で発生したイオンに作用する力を説明する説明図である。
【図２８】風速と除電時間との関係を示す特性図である。
【図２９】印加電圧をパラメータとして増減させた場合のエミッタから対向電極までの距離と除電時間との関係を示す特性図である。
【図３０】送風手段による送風の風速をパラメータとして増減させた場合のエミッタから対向電極までの距離と除電時間との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１            エミッタ
１ａ        エミッタ本体
１ｂ        圧着部
１ｃ        エミッタ先端
２            吸引管
２ａ        吸引口
２ｂ        断面口
２ｃ        吸引管本体
２ｄ        吸引管先端部
２ｅ        絶縁支持部
３            対向電極
４            電圧供給部
５            被除電物
６            集塵フィルタ
７            送風手段
８            バー
９            クリーンベンチ
１０          支持台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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