(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを正イオンにイオン化する正イオン発生装置と、
ガスを負イオンにイオン化する負イオン発生装置と、
被除電物の位置に設けられた少なくとも一つの供給端ユニットと、
前記正イオン発生装置と前記供給端ユニットを接続し、前記正イオン発生装置でイオン化されたガスを前記供給端ユニットに搬送する正イオン搬送ラインと、
前記負イオン発生装置と前記供給端ユニットを接続し、前記負イオン発生装置でイオン化されたガスを前記供給端ユニットに搬送する負イオン搬送ラインと、
を備え、前記供給端ユニットは、
前記正イオン搬送ラインの先端が接続され、ガス中の正イオン数を調節する正イオン制御ユニットと、
前記負イオン搬送ラインの先端が接続され、ガス中の負イオン数を調節する負イオン制御ユニットと、
前記正イオン制御ユニットで正イオン数を調節したガスと、前記負イオン制御ユニットで負イオン数を調節したガスとをミキシングするミキシング部と、
ミキシングしたガスを前記被除電物に向けて噴射する噴射口と、
を備えることを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記正イオン制御ユニットは、前記ガスが通過する管の壁面に負の電圧を印加することによって、ガス中の正イオンを減少させて正イオン数を調節し、
前記負イオン制御ユニットは、前記ガスが通過する管の壁面に正の電圧を印加することによって、ガス中の負イオンを減少させて負イオン数を調節することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【請求項３】
前記正イオン制御ユニット及び前記負イオン制御ユニットは、通過するガス流量を調節する流量調節手段を有し、該流量調節手段で流量を調節することによって、ガス中に含まれるイオン数を調節することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【請求項４】
前記供給端ユニットは、
前記被除電物の表面電位を計測する表面電位計と、
該表面電位計の計測値に基づいて、前記正イオン制御ユニット及び／又は前記負イオン制御ユニットを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の除電装置。
【請求項５】
前記供給端ユニットは、
前記被除電物の近傍のイオンバランスを計測するイオンバランスセンサと、
該イオンバランスセンサの測定値に基づいて、前記正イオン制御ユニット及び／又は負イオン制御ユニットを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の除電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は除電装置に係り、特に半導体製造工場のクリーンルーム内で発生する静電気を除去する除電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体などの製造工場、特に高性能化・高集積化が進む半導体デバイスや大型化が進むフラットパネルディスプレイを製造する製造工場では、静電気によるデバイスの破壊や塵埃の付着が問題となっている。これらの静電気障害を防止するため、空気をイオン化して供給することによって、発生した電位を低減する除電装置が用いられている。
【０００３】
ところで、近年では、製造装置の小型化により、除電装置に必要な設置スペースを製造装置内に確保することが困難となっている。そこで、特許文献１には、製造装置から離れた位置にイオン発生装置を設け、このイオン発生装置で発生させたイオンを除電場所まで搬送することにより、製造装置内の設置スペースを大幅に低減できるイオン搬送式除電装置が提案されている。この除電装置は、別々に搬送した正イオンと負イオンとを帯電体の位置でミキシングすることによって、イオンバランスを調製したガスを帯電体に吹きかけている。
【特許文献１】特開２０００−２１５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の除電装置は、複数箇所で除電を行う際に対応できないという問題があった。すなわち、特許文献１は、複数箇所の除電を行うために複数のイオンガス供給端を設けると、各供給端までのイオン搬送路の距離に差異が生じる。イオン搬送路の内面は、空気との摩擦によって正または負に帯電しており、搬送路の内面から各イオンが力を受けて搬送速度が増減するので、イオン搬送路の距離に差異が生じると、正・負イオンを所望のバランスに制御することができないという問題が発生する。
【０００５】
また、特許文献１は、除電時間の短縮が困難であり、帯電物を迅速に除電することができないという問題があった。すなわち、特許文献１は、帯電物の表面電位を測定することができず、帯電物のもつ電荷（＋又は−）に対して逆極性のイオン（−イオン又は＋イオン）を供給することができないため、除電時間を短縮することが難しく、たとえば、ライン上を搬送される帯電物を除電することが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、複数の除電箇所を確実に除電することができ、且つ、除電時間を短縮できる除電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、ガスを正イオンにイオン化する正イオン発生装置と、ガスを負イオンにイオン化する負イオン発生装置と、被除電物の位置に設けられた少なくとも一つの供給端ユニットと、前記正イオン発生装置と前記供給端ユニットを接続し、前記正イオン発生装置でイオン化されたガスを前記供給端ユニットに搬送する正イオン搬送ラインと、前記負イオン発生装置と前記供給端ユニットを接続し、前記負イオン発生装置でイオン化されたガスを前記供給端ユニットに搬送する負イオン搬送ラインと、を備え、前記供給端ユニットは、前記正イオン搬送ラインの先端が接続され、ガス中の正イオン数を調節する正イオン制御ユニットと、前記負イオン搬送ラインの先端が接続され、ガス中の負イオン数を調節する負イオン制御ユニットと、前記正イオン制御ユニットで正イオン数を調節したガスと、前記負イオン制御ユニットで負イオン数を調節したガスとをミキシングするミキシング部と、ミキシングしたガスを前記被除電物に向けて噴射する噴射口と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、被除電物の位置に設けられた供給端ユニットに正イオン制御ユニットと負イオン制御ユニットを設けるので、所望のイオンバランスに制御したガスを噴射口から噴射することができる。すなわち、本発明によれば、正イオン搬送ラインや負イオン搬送ラインでイオン数が増減しても、各搬送ラインの先端の制御ユニットでイオンバランスを制御するので、所望のイオンバランスに制御したガスを被除電物に吹きつけることができ、被除電物を確実に除電することができる。
【０００９】
また、請求項１に記載の発明によれば、供給端ユニットごとにイオンバランスを制御するので、複数の供給端ユニットを設けた場合にも、各供給端ユニットで確実に除電を行うことができる。したがって、請求項１の発明によれば、被除電物が複数の場合にも確実に対応することができる。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、正イオン発生装置及び負イオン発生装置が搬送ラインを介して供給端ユニットに接続されているので、イオン発生装置を供給端から離れた位置に配置することができ、被除電物の周囲の設置スペースが狭い場合にも取りつけることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記正イオン制御ユニットは、前記ガスが通過する管の壁面に負の電圧を印加することによって、ガス中の正イオンを減少させて正イオン数を調節し、前記負イオン制御ユニットは、前記ガスが通過する管の壁面に正の電圧を印加することによって、ガス中の負イオンを減少させて負イオン数を調節することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、イオンを減少させることによって、イオン数を高い精度で調節することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は請求項１の発明において、前記正イオン制御ユニット及び前記負イオン制御ユニットは、通過するガス流量を調節する流量調節手段を有し、該流量調節手段で流量を調節することによって、ガス中に含まれるイオン数を調節することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、ガス流量によってイオン数を調節するので、イオン数をより迅速に制御することができる。よって、除電時間をさらに短縮することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は請求項１〜３のいずれか１に記載の発明において、前記供給端ユニットは、前記被除電物の表面電位を計測する表面電位計と、該表面電位計の計測値に基づいて、前記正イオン制御ユニット及び／又は前記負イオン制御ユニットを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、被除電物の表面電位を測定し、その測定値に基づいてイオン量を制御するので、被除電物に吹きつけるガスを被除電物の表面電位に適したイオンバランスに制御することができ、被除電物を確実に除電することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は請求項１〜４のいずれか１に記載の発明において、
前記供給端ユニットは、前記被除電物の近傍のイオンバランスを計測するイオンバランスセンサと、該イオンバランスセンサの測定値に基づいて、前記正イオン制御ユニット及び／又は負イオン制御ユニットを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、被除電物の近傍のイオンバランスを測定し、その測定値に基づいてイオン量を制御するので、被除電物の帯電に適したイオンバランスのエアを被除電物に吹きつけることができ、被除電物を確実に除電することができる。特に請求項５の発明は請求項４の発明と組み合わせることによって、被除電物をより確実に除電することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被除電物の位置に設けられた供給端ユニットにイオン制御ユニットを設けたので、イオン搬送ラインでのイオン減少の影響を受けることがなく、所望のイオンバランスに正確に制御したガスを被除電物に吹きつけることができる。また、本発明によれば、供給端ユニットとイオン発生装置とを搬送ラインで接続したので、イオン発生装置を供給端から離れた位置に設置することができ、被除電物の周囲の設置スペースが狭い場合にも取りつけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下添付図面に従って本発明に係る除電装置の好ましい実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態の除電装置の構成を模式的に示している。同図に示す除電装置１０は、二つの被除電物１２Ｘ、１２Ｙを除電するための装置である。なお、本実施の形態では、被除電物の個数を二個としたが、被除電物の個数はこれに限定するものではなく、一個あるいは三個以上であってもよい。また、被除電物は、連続走行する帯状物であってもよく、この場合にも、一カ所、あるいは複数箇所で除電するようにしてもよい。
【００２２】
図１に示すように、除電装置１０は主として、イオン発生部１４と、各被除電物１２Ｘ、１２Ｙごとに設けられた供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙで構成される。
【００２３】
イオン発生部１４は、正イオン発生装置１４Ａと負イオン発生装置１４Ｂとを備える。正イオン発生装置１４Ａのケーシング１８Ａには、不図示のクリーンルームからのガス供給配管２０Ａが接続されており、クリーンルームからのエアが供給される。同様に、負イオン発生装置１４Ｂのケーシング１８Ｂには不図示のクリーンルームからのガス供給配管２０Ｂが接続されており、クリーンルームからのエアが供給される。正イオン発生装置１４Ａ、負イオン発生装置１４Ｂはそれぞれ、直流高圧電源２２Ａ、２２Ｂと、これに接続された放電針２４Ａ、２４Ｂを備えており、ケーシング１８Ａ、１８Ｂを通過するエアをそれぞれ正イオン、負イオンにイオン化するように構成される。
【００２４】
正イオン発生装置１４Ａにはダクト２６Ａ（正イオン搬送ラインに相当）が接続されており、このダクト２６Ａを介して正イオン化ガスが搬送される。ダクト２６Ａは、途中で分岐して各供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙに接続される。
【００２５】
負イオン発生装置１４Ｂにはダクト２６Ｂ（負イオン搬送ラインに相当）が接続されており、このダクト２６Ｂを介して負イオン化エアが送気される。ダクト２６Ｂは、途中で分岐して各供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙに接続される。
【００２６】
各供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙは、被除電物１２Ｘ、１２Ｙの近傍に配置されており、正イオンバランス制御ユニット２８Ａ（以下、正制御ユニットという）と、負イオンバランス制御ユニット２８Ｂ（以下、負制御ユニットという）を備えている。正制御ユニット２８Ａにはダクト２６Ａの先端が接続され、負制御ユニット２８Ｂにはダクト２６Ｂの先端がダクト２６Ｂの先端が接続される。
【００２７】
図２は、供給端ユニット１６Ｘの構成を模式的に示している。以下、供給端ユニット１６Ｘについて説明するが、供給端ユニット１６Ｙも同様に構成される。
【００２８】
図２に示すように、正制御ユニット２８Ａは、絶縁体３４Ａにより絶縁された管状の帯電部３０Ａと、この帯電部３０Ａに接続された直流電源３２Ａとを備える。直流電源３２Ａは帯電部３０Ａに対して負の電圧を印加するようになっており、その電圧を自在に調節できる構成になっている。この正制御ユニット２８Ａは、ダクト２６Ａを介して送気されたエアの正イオンを、電圧を印加した帯電部３０Ａの管壁に接触させることによって消滅させる。また、正制御ユニット２８Ａは、帯電部３０Ａの表面電位を増減させることによって、消滅させる正イオンの数を調節し、供給する正イオン数を調節する。たとえば、帯電部３０Ａの電圧を増加させることによって、帯電部３０Ａに接触して消滅する正イオン数を増加させ、供給される正イオン数を減少させる。逆に、帯電部３０Ａの電圧を減少させることによって、帯電部３０Ａに接触して消滅する正イオン数を減少させ、供給される正イオン数を増加させる。これにより、正制御ユニット２８Ａを通過する正イオン数を調節することができ、被除電物１２Ｘへの正イオンの供給量を調節することができる。
【００２９】
同様に負制御ユニット２８Ｂは、絶縁体３４Ｂにより絶縁された管状の帯電部３０Ｂと、この帯電部３０Ｂに接続された直流電源３２Ｂとを備える。直流電源３２Ｂは帯電部３０Ｂに対して正の電圧を印加するようになっており、その電圧を自在に調節できる構成になっている。この負制御ユニット２８Ｂは、ダクト２６Ｂを介して送気されたエアの負イオンを、電圧を印加した帯電部３０Ｂに接触させることによって消滅させる。また、負制御ユニット２８Ｂは、帯電部３０Ｂの表面電位を増減させることによって、消滅させる負イオン数を調節し、供給する負イオン数を調節する。たとえば、帯電部３０Ｂの電圧を増加させることによって、帯電部３０Ｂに接触して消滅する負イオン数を増加させ、供給される負イオン数を減少させる。逆に、帯電部３０Ｂの電圧を減少させることによって、帯電部３０Ｂに接触して消滅する負イオン数を減少させ、供給される負イオンの数を増加させる。これにより、負制御ユニット２８Ｂを通過する負イオン数を調節することができ、被除電物１２Ｘへの負イオンの供給量を調節することができる。
【００３０】
正制御ユニット２８Ａ及び負制御ユニット２８Ｂは、ミキシングユニット３６に接続される。ミキシングユニット３６の構成は特に限定するものではないが、正制御ユニット２８Ａからのイオン化エアと、負制御ユニット２８Ｂからのイオン化エアとを均一に混合するように構成される。ミキシングユニット３６の先端にはノズル３８が設けられる。このノズル３８は、被除電物１２Ｘに向けて配置されている。これにより、ミキシングユニット３６でミキシングしたイオン化エアを、被除電物１２Ｘに向けて噴射することができる。
【００３１】
被除電物１２Ｘの近傍には、被除電物１２Ｘの表面電位を計測するプローブ４０が設けられる。このプローブ４０は、演算装置４２内の表面電位計４４に接続されており、表面電位計４４は、プローブ４０からの表面電位の測定値の信号を受信し、その信号を演算部４６に出力する。演算部４６は、測定した表面電位の値に基づいて、被除電物１２Ｘの表面電位に適したイオンバランスを演算する。この演算部４６は、正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂに接続されており、演算した結果を正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂに出力する。正制御ユニット２８Ａ及び負制御ユニット２８Ｂは、受信した演算信号に基づいて、正イオン数、負イオン数を調節する。これにより、被除電物１２Ｘの表面電位に適したイオンバランスのエアをノズル３８から噴射して、被除電物１２Ｘに吹きつけることができ、被除電物１２Ｘを確実に除電することができる。
【００３２】
上記の如く構成された除電装置１０によれば、被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）の近傍に設けられた供給端ユニット１６Ｘ（または１６Ｙ）に正制御ユニット２８Ａと負制御ユニット２８Ｂを設けたので、ノズル３８から噴射するガスを所望のイオンバランスに確実に調節することができる。すなわち、除電装置１０によれば、長い搬送経路であるダクト２６Ａ、２６Ｂでイオン数が増減しても、ダクト２６Ａ、２６Ｂの先端に設けた正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂでイオン数を調整するので、所望のイオンバランスに確実に調節したエアを噴射することができる。したがって、被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）を確実に除電することができる。さらに、本実施の形態によれば、各供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙに正制御ユニット２８Ａと負制御ユニット２８Ｂを設けたので、各供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙにおいて各被除電物１２Ｘ、１２Ｙを確実に除電できる。よって、複数の被除電物１２Ｘ、１２Ｙの場合にも、被除電物１２Ｘ、１２Ｙを同時に除電することができる。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、被除電物１２Ｘ、１２Ｙの近傍に設けた供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙにおいてイオンバランスを調節するので、除電にかかる時間を短縮することができる。すなわち、正イオン発生装置１４Ａや負イオン発生装置１４Ｂでイオン量を調節する場合に比べて、ダクト２６Ａ、２６Ｂでの搬送時間の分だけ、除電時間を短縮することができる。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、正制御ユニット２８Ａ及び負制御ユニット２８Ｂが、帯電部３０Ａ、３０Ｂの管壁を帯電させることによってイオンを減少させるので、イオン数を高い精度で制御することができる。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、表面電位計４４で被除電物１２Ｘ、１２Ｙの表面電位を計測し、その計測値に基づいて、噴射エアのイオンバランスを制御するので、被除電物１２Ｘ、１２Ｙの表面電位に適したイオンバランスのエアを被除電物１２Ｘ、１２Ｙに吹きつけることができ、除電時間をさらに短縮することができる。
【００３６】
さらに、除電装置１０によれば、正イオン発生装置１４Ａと負イオン発生装置１４Ｂをダクト２６Ａ、２６Ｂによって供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙに接続したので、イオン発生装置１４Ａ、１４Ｂを供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙから離れた位置に配置することができる。したがって、被除電物１２Ｘ、１２Ｙの周囲に広い設置スペースが不要であり、狭い設置スペースであっても本実施の形態の除電装置１０を取りつけることができる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態は、正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂにおいてイオン数を減少させてイオン数を制御するようにしたが、イオン数の制御方法はこれに限定するものではなく、たとえば、図３に示すように、正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂにそれぞれ、ダンパ４８Ａ、４８Ｂを設け、このダンパ４８Ａ、４８Ｂによってミキシングユニット３６に供給するエア流量を調節するようにしてもよい。このようにエア流量を調節することによっても、ミキシングユニット３６に供給するイオン数を増減させることができ、ノズル３８から噴射するエアのイオンバランスを調節することができる。
【００３８】
また、上述した実施形態は、被除電物１２Ｘ、１２Ｙの表面電位に基づいて、吹きつけるエアのイオンバランスを調節したが、被除電物１２Ｘ、１２Ｙの周囲のイオンバランスを測定し、このイオンバランスに基づいて、吹きつけるエアのイオンバランスを制御するようにしてもよい。図４は、イオンバランスセンサ５０をノズル３８の近傍に設け、このイオンバランスセンサ５０の測定値に基づいて、ノズル３８から吹きつけるエアのイオンバランスを制御する例である。図４のイオンバランスセンサ５０は、供給端での正・負のバランスを計測するセンサであり、このイオンバランスセンサ５０が演算装置４２内の検出部５２に接続される。検出部５２は、イオンバランスセンサ５０からの測定値の信号を受信すると、適切なイオンバランスに調節するための制御量を演算し、その演算値を正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂに出力する。正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂはこの演算値に基づいて正・負のイオン量を制御する。これにより、ノズル３８から噴き出されるエアが所望のイオンバランスに制御される。このように、ノズル３８から噴き出すエアをフィードバック制御すると、被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）の除電をより正確に行うことができる。
【００３９】
図５は、被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）の表面電位と、被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）の周囲のイオンバランスの両方に基づいて、ノズル３８から噴き出すエアのイオンバランスを調節する例である。同図に示すプローブ４０は被除電物１２Ｘの近傍に設けられ、このプローブ４０に接続された表面電位計４４によって被除電物１２Ｘの表面電位が測定される。イオンバランスセンサ５０はノズル３８の近傍に設けられ、このイオンバランスセンサ５０に接続された検出部５２によって、ノズル３８から噴き出されるエアのイオンバランスが測定される。表面電位計４４及び検出部５２は演算部４６に接続されており、演算部４６は、表面電位計４４の測定値に基づいて被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）の表面電位に適したイオンバランスを演算し、この演算結果を正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂに出力してノズル３８から所望のイオンバランスのエアが噴射されるように制御する。その一方で、演算部４６は、イオンバランスセンサ５０の測定値に基づいて、ノズル３８からの噴射エアが所望のイオンバランスになるように正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂをフィードバック制御する。これにより、被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）の表面電位に対して高い精度で調整したイオンバランスのエアを被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）に吹きつけることができ、被除電物１２Ｘ（または１２Ｙ）の除電を迅速且つ正確に行うことができる。
【００４０】
なお、上述した実施形態は、各供給端ユニット１６Ｘ、１６Ｙに正制御ユニット２８Ａと負制御ユニット２８Ｂの両方を設けて正イオン量と負イオン量の両方を調節するようにしたが、これに限定するものではなく、正制御ユニット２８Ａ、負制御ユニット２８Ｂの一方を設けて正イオン量、負イオン量の一方を調節するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る除電装置の構成を模式的に示す図
【図２】図１の供給端ユニットを示す図
【図３】図２と異なる制御ユニットを示す図
【図４】図２と異なる制御手段を有する供給端ユニットを示す図
【図５】図２と異なる制御手段を有する供給端ユニットを示す図
【符号の説明】
【００４２】
１０…除電装置、１２Ｘ、１２Ｙ…被除電物、１４…イオン供給部、１４Ａ…正イオン発生装置、１４Ｂ…負イオン発生装置、１６Ｘ、１６Ｙ…供給端ユニット、２６Ａ、２６Ｂ…ダクト、２８Ａ…正イオン制御ユニット、２８Ｂ…負イオン制御ユニット、３６…ミキシングユニット、３８…ノズル、４０…プローブ、４２…演算装置、４４…表面電位計、４６…演算部、５０…イオンバランスセンサ、５２…検出部
【図１】
0004565341.tif 000002
【図２】
0004565341.tif 000003
【図３】
0004565341.tif 000004
【図４】
0004565341.tif 000005
【図５】
0004565341.tif 000006