チャンバ型イオン搬送式イオン化装置
【課題】オゾンや電磁ノイズの発生及び発塵等をなくし、狭いスペースに対しても除電が可能であるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を提供する。
【解決手段】軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線又は沿面放電の発生部、あるいは密封放射性同位元素などのイオン化源４を、チャンバ１の内部に配置する。イオン化源４の電源部及び制御部からなる制御装置５は、チャンバ１の外部に配置する。チャンバ１の下流側には、複数の隔壁７，７からなる遮蔽部を設け、イオン化源４から発生する軟Ｘ線、低エネルギー電子線又は放射性同位元素からの放射線等を遮蔽する。
【解決手段】軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線又は沿面放電の発生部、あるいは密封放射性同位元素などのイオン化源４を、チャンバ１の内部に配置する。イオン化源４の電源部及び制御部からなる制御装置５は、チャンバ１の外部に配置する。チャンバ１の下流側には、複数の隔壁７，７からなる遮蔽部を設け、イオン化源４から発生する軟Ｘ線、低エネルギー電子線又は放射性同位元素からの放射線等を遮蔽する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルーム内等で発生する静電気を除去するためのチャンバ型イオン搬送式イオン化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体や液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤ）等を製造するクリーンルームでは、静電気の発生が問題となっている。半導体製造のクリーンルームの場合は、低湿度環境であることや、ウエハ及び半導体素子を運搬するプラスチック容器が帯電しやすいこと等が静電気の発生の原因となっている。この静電気は、ウエハ表面上に塵埃を付着させたり、ウエハ上のＩＣや半導体素子を破壊してしまい、製品の歩留りを低下させている。
【０００３】
また、ＬＣＤの場合は、処理工程で異なる材質等と接触し、摩擦帯電による静電気が発生する。特に、このＬＣＤに使用するガラス基板は、大面積で絶縁性が高く静電気が発生しやすいため、大量の静電気による静電破壊が製品の歩留りに影響を与えている。
【０００４】
そこで、従来より、このようなクリーンルーム等の生産環境における静電気を除去する装置として、イオンにより帯電体の電荷を中和する空気イオン化装置が用いられている。この空気イオン化装置は、正または負の電極に正または負の高電圧をそれぞれ印加することによりコロナ放電を発生させ、上記電極先端の周囲の空気を正と負とにイオン化し、このイオンを気流によって搬送して帯電体上の電荷を逆極性のイオンで中和するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のコロナ放電を利用した空気イオン化装置では、イオンの発生を容易にし、発生したイオンの消耗を防止するために、除電対象物の近くで、電極を露出した状態で空気をイオン化していた。このため、次のような問題が発生していた。
【０００６】
（１）オゾンの発生
除電対象物近傍の空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。このオゾンの酸化作用により、シリコンウエ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次粒子が発生する原因となる。
【０００７】
（２）電磁ノイズの発生
放電時に放電極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などの誤動作を引き起こす原因となる。
（３）イオン発生電極からの発塵
コロナ放電を起こさせるたびに電極が摩耗し、その摩耗した電極材が飛散する。また、空気中の微量ガス成分がコロナ放電により粒子化して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。このような発塵により、歩留りが低下する。
【０００８】
また、近年、半導体やＬＣＤ等の製造装置は年々小型化が進んでおり、従来の空気イオン化装置では、これらの製造装置内に最適な設置スペースを確保することが困難となってきている。すなわち、従来の空気イオン化装置では、有効な除電を行うため、イオンを発生させるための電極と除電対象物との間に、適当なサイズの空間、例えば、電極と除電対象物との距離で３００ｍｍ以上離すことが必要であったが、近年の製造装置の小型化に伴い、空気イオン化装置のためにこのような設置スペースを確保することが困難になっている。
【０００９】
さらに、例えばＬＣＤの製造工程においては、ガラス基板は接触・剥離により著しく帯電するため、従来から、上述したような空気イオン化装置により除電が行われている。しかし、生産装置の処理速度が速いために、ガラス基板は、完全には除電されずにカセットに収納されることが多い。このようなカセット内では、収納されたガラス基板とガラス基板との間が数ｍｍと狭いため、従来の空気イオン化装置を使用した場合、イオン化した空気の流れがガラス基板の間に入っていかず、ガラス基板を除電することが困難であった。従って、そのような狭いスペースにおける静電気対策に対する要求も高まってきている。
【００１０】
さらに、近年、軟Ｘ線を帯電体に直接照射し、帯電体周囲をイオン化して除電する光イオナイザーが知られているが、この光イオナイザーにおいては、イオナイザー周囲を遮蔽構造とする必要があるため、設置が困難であった。
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、オゾンや電磁ノイズ、及び発塵等の発生を起こすことなく、且つ、各種製造装置の小型化にも対応すると共に、狭いスペースに対しても除電を行うことのできるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置は、チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、前記チャンバが、前記イオン化源の下流側において、イオン化源の放射角に合わせて円錐状又は角錘状に拡張されていることを特徴とする。
【００１３】
以上の態様では、チャンバ内のガスをイオン化するイオン化源とその制御装置とを別々に設け、イオン化源のみをチャンバ内に配置しているため、チャンバの内径を小さくすることができる。このため、極めて狭い場所でイオンを発生させることができると共に、狭いスペースに対しても除電を行うことができる。
【００１４】
また、イオン化源の下流側のチャンバを、イオン化源の放射角に合わせて円錐状又は角錘状に広げることにより、Ｘ線等によるイオン化領域が拡張されるので、発生イオン量を大幅に増加させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、前記チャンバが、空気輸送管の側部に設けられたバイパス管であることを特徴とする。
【００１６】
以上の態様では、空気輸送管の側部に設けられたバイパス管に、空気輸送管内の空気を送り込み、その空気をイオン化し、そのイオン化気流を再び空気輸送管に送出するように構成することにより、イオン搬送ガスを別途チャンバ型イオン搬送式イオン化装置に導入する必要がない。また、本発明のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の吹出部は、バイパス管と空気輸送管の合流部に相当するため、ノズル等を取り付ける必要もない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、オゾンや電磁ノイズ、及び発塵等の発生を起こすことなく、且つ、各種製造装置の小型化にも対応すると共に、狭いスペースに対しても除電を行うことのできるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図４】第３実施形態を適用した実施例を示す模式図である。
【図５】本発明の第４実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第５実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図７】第５実施形態を適用した実施例を示す模式図である。
【図８】第５実施形態を適用した他の実施例を示す模式図である。
【図９】本発明の第６実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の第７実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第８実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第８実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の他の構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の第９実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２０】
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１は、本実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。同図において、１は円柱状のイオン化チャンバ（以下、チャンバという）であり、長さ約２０ｃｍ、直径約２５φの金属製のパイプから構成されている。なお、このチャンバの材質としては、アルミ、ステンレス等の金属、塩化ビニル等の樹脂が用いられる。また、このチャンバ１は、大別してイオン化部、遮蔽部及び吹出部から構成されている。以下、各部の構成について説明する。
【００２１】
（イオン化部の構成）
チャンバ１の側端部（図中、右側側端部）には、チューブフィッティング２を介して細いチューブ（図示せず）が接続され、このチューブを通して、チャンバ１内にクリーンルーム内等の空気、又は高純度Ｎ2ガス等の非反応性ガス（以下、イオン搬送ガスという）が供給されるように構成されている。なお、ここで「高純度Ｎ2ガス」とは、負イオンを形成する程度の酸素や水蒸気を含み、且つ、その酸素濃度はオゾンを発生しない程度（５％程度以下）であるＮ2ガスをいう。
【００２２】
また、チャンバ１内のチューブフィッティング２の配設位置近傍には、イオン発生装置３が設けられている。このイオン発生装置３は、チャンバ１の内部に配置されたイオン化源４と、このイオン化源４によるイオン発生量を制御する制御装置５とから構成されている。なお、この制御装置５は、チャンバ１の外部に配置され、イオン化源４から軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線もしくは沿面放電を発生させるための電源部及び制御部からなり、ケーブル６によってイオン化源４と接続されている。
【００２３】
また、前記イオン化源４は、軟Ｘ線発生装置の発生部、低エネルギー電子線発生装置の発生部、密封放射性同位元素、紫外線発生装置の発生部、又は沿面放電によるイオナイザー等からなり、チャンバ１内を流れるイオン搬送ガスをイオン化するように構成されている。
【００２４】
（遮蔽部の構成）
チャンバ１には、前記イオン化部の下流側に遮蔽部が設けられている。この遮蔽部は、例えば図１に示すように、半円状の２枚の隔壁７，７から構成され、これらの隔壁７，７は、チャンバ１の上部と下部とに一定の間隔をおいて交互に形成されている。すなわち、イオン化源４が軟Ｘ線の発生部、低エネルギー電子線の発生部又は密封放射性同位元素である場合、直進する軟Ｘ線、電子線又は放射性同位元素からの放射線（α線又はβ線）が隔壁７，７に当たるように構成され、それらが外部に漏れないように遮蔽される構成となっている。なお、イオン化源４が紫外線の発生部もしくは沿面放電の発生部である場合は、この遮蔽部は不要である。
【００２５】
（吹出部の構成）
チャンバ１の先端部１ａは開放され、帯電体Ｓの近傍に配置されており、イオン発生装置３において発生した正負イオンをこの帯電体Ｓに向けて供給するように構成されている。
【００２６】
（イオン化源）
次に、イオン化源４について説明する。軟Ｘ線は、３〜９．５ｋｅＶ程度のエネルギーを有する微弱Ｘ線であり、２ｍｍ厚さ程度の塩化ビニル板で容易に遮蔽することができるものである。また、低エネルギー電子線は、例えばウシオ電機株式会社製の超小型電子ビーム照射管チューブ等により数１０ｋＶの低い動作電圧で取り出された電子ビーム（ソフトエレクトロン）であり、空気中では５ｃｍ程度の到達距離しかなく、その領域の空気あるいはガスをイオン化する。なお、低エネルギー電子線は、酸素を含む気体中ではオゾンを発生すると同時に軟Ｘ線も発生するため、遮蔽が必要となる。そのため、イオン化源として低エネルギー電子線を用いる場合には、イオン搬送ガスとして、高純度Ｎ2ガス等のようにオゾンが発生しない程度の酸素を含む非反応性ガスを用いることが望ましい。
【００２７】
さらに、密封放射性同位元素は、放射性同位元素をカプセル等に封入したものであり、放射性同位元素としては、α線を発生するアメリシウム２４１又はβ線を発生するニッケル６３等がある。アメリシウム２４１から発生するα線のエネルギーは５．４ＭｅＶ程度であり、電離作用は大きいが空気中での到達距離は数ｃｍ程度であって、紙１枚で容易に遮蔽することができる。また、ニッケル６３から発生するβ線のエネルギーは５７ｋｅＶ程度であり、樹脂板で容易に遮蔽することができる。また、紫外線発生装置から発生する紫外線は４００ｎｍ以下の短波長であり、３０ｗ程度の出力である。
【００２８】
イオン化源４が、軟Ｘ線の発生部又は密封放射性同位元素である場合は、チャンバ１に供給するイオン搬送ガスとして空気及び非反応性ガスのいずれを用いてもよいが、イオン化源４が低エネルギー電子線の発生部又は紫外線の発生部である場合は、高純度Ｎ2ガス等のようにオゾンが発生しない程度の酸素を含む非反応性ガスを用いることが望ましい。
【００２９】
［１−２．作用効果］
続いて、上述したような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の作用・効果について説明する。すなわち、図示しないチューブ及びチューブフィッティング２を介してチャンバ１に供給されたイオン搬送ガスは、チャンバ１内に内蔵されたイオン化源４によって軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線、沿面放電又は放射性同位元素からの放射線等が照射されることにより、正負のイオンとなる。そして、これら正負イオンはイオン化部の下流側に設けられた遮蔽部を通過して、チャンバ１の先端部１ａから帯電体Ｓに供給され、帯電体Ｓ上の正負の逆極性の電荷をそれぞれ中和する。
【００３０】
以上のように、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置では、イオン化源４が軟Ｘ線の発生部又は密封放射性同位元素である場合、イオン搬送ガスとして空気もしくは非反応性ガスのいずれを用いてもオゾンが発生することがない。また、電極材の飛散や空気中の不純物の堆積及び再飛散のような発塵がなく、かつ、電磁ノイズの発生も起こらない。
【００３１】
また、イオン化源４が低エネルギー電子線、紫外線又は沿面放電の発生部である場合は、イオン搬送ガスとして高純度Ｎ2ガス等のようにオゾンが発生しない程度の酸素を含む非反応性ガスを使用することにより、イオン化に当たってオゾンの発生がなく、発塵及び電磁ノイズの発生も起こらない。
【００３２】
さらに、軟Ｘ線、低エネルギー電子線及び密封放射性同位元素からの放射線（α線等）は、薄い塩化ビニル板等で十分遮蔽することができ、反射はほとんどないため、図１に示すような簡単な構造で遮蔽することができる。また、チャンバ１のイオン化部の下流側周辺を遮蔽構造とすることができるので、チャンバ型イオン搬送式イオン化装置の設置時に別途遮蔽を施す必要がなく、簡易な構成とすることができるので、このチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の応用範囲が広くなる。また、チャンバ１のイオン化部の下流側周辺に遮蔽部が形成されているため、従来のイオン化源を露出して設置するような生産装置のように、生産装置全体を２ｍｍ程度の塩化ビニル板で覆う必要もない。
【００３３】
また、イオン化源４とその電源部及び制御部である制御装置５とをケーブル６を介して別設し、イオン化源４のみをチャンバ１内に設置することにより、チャンバ１の内径を小さくすることができる。その結果、極めて狭い場所でイオンを発生させることができると共に、例えばカセット内に収納したガラス基板の隙間等、狭いスペースに対しても除電を行うことができる。さらに、イオン化源４からチャンバ出口までの距離が短いため、正負イオンの再結合によるイオンの減少がほとんどないという利点もある。
【００３４】
［２．第２実施形態］
本実施形態は、上記第１実施形態の遮蔽部の構成を変更した変形例である。図２に示したように、本実施形態においては、チャンバ１の遮蔽部が、直径が３φ程度の細孔１１が多数設けられた２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂにより構成され、これら２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂは、互いに３ｍｍ程度離して、且つ細孔１１が重ならないようにずらして設置されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００３５】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られるだけでなく、図１に示した隔壁を用いる方法よりチャンバ内を通る気流の乱れが小さいため、その乱れに起因するイオン量の減少が少ないという利点がある。
【００３６】
［３．第３実施形態］
本実施形態は、上記第１実施形態の吹出部の構成を変更した変形例である。なお、本実施形態の吹出部を、上記第２実施形態に適用できることは言うまでもない。図３に示したように、本実施形態においては、チャンバ１の遮蔽部の下流側に、イオン化気流を噴出させるためのノズル２０が設けられている。このノズル２０としては、例えば、ＳＩＬＶＥＮＴ社製のノズル２１６、フラットノズル９２０、エアーカーテン３０２−３０６、エアーナイフ３９２−３９６等が用いられる。
【００３７】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、上記第１実施形態あるいは第２実施形態と同様の作用・効果が得られるだけでなく、吹出部に所望の形状・大きさを有するノズル２０を取り付けることにより、イオン化気流を高速で帯電体に吹き付け、除電しながら帯電体に付着したごみ等を高効率で除去することができる。また、種々のノズル２０を選択することにより、イオン化気流を円錐状に広角で広げたり、エアカーテン状に広げることができるので、除電対象に合わせてイオン化気流をコントロールすることができる。さらに、開口度を調整することができるノズルを使用することにより、イオン化気流の噴出速度を容易に変更することができる。
【００３８】
続いて、本実施形態を用いたより具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
樹脂バック２１に内容物を充填する際に静電気が発生すると、内容物が樹脂バック２１の入口に付着するため、樹脂バック２１の開口部をヒートシールによって密封しようとしても、樹脂バック２１を溶着することができないといった問題が生じていた。
【００３９】
図４は、このような樹脂バックの入口に本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を設置した例である。すなわち、図４に示したように、本実施例においては、図３に示したチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の吹出部に、略円錐形状のノズル２２が取り付けられ、このノズル２２の開口部が樹脂バック２１の入口部に向けて配設されている。そして、略円錐形状のノズル２２から樹脂バック２１の入口部に向けて高速でイオン化気流を吹き込むことにより、樹脂バック２１の入口部に発生した静電気を除去することができる。
【００４０】
［４．第４実施形態］
本実施形態は、上記第３実施形態の吹出部の構成をさらに変更した変形例である。図５に示したように、本実施形態においては、チャンバ１の吹出部にフレキシブルホース３０が取り付けられ、その先端にノズル３１が取り付けられている。なお、このノズル３１としては、上記第３実施形態と同様に、例えば、ＳＩＬＶＥＮＴ社製のノズル２１６、フラットノズル９２０、エアーカーテン３０２−３０６、エアーナイフ３９２−３９６等が用いられる。なお、このフレキシブルホース３０は、ビニールチューブ等と異なり、設定した形を保持できる構造になっている。
【００４１】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、吹出部にフレキシブルホース３０を取り付け、さらにその先端にノズル３１を取り付けることにより、上記第１実施形態乃至第３実施形態と同様の作用・効果が得られるだけでなく、イオン化気流を高速で帯電体に吹き付け、除電しながら帯電体に付着したごみ等を高効率で除去することができる。また、種々のノズル３１を選択することにより、イオン化気流を円錐状に広角で広げたり、エアカーテン状に広げることができるので、除電対象に合わせてイオン化気流をコントロールすることができる。さらに、ノズルの開口を調整することができるノズルを使用することにより、イオン化気流の噴出速度を容易に変更することができる。
【００４２】
［５．第５実施形態］
本実施形態は、遮蔽部及び吹出部を一体化して構成したものである。図６に示したように、本実施形態においては、イオン化源４の下流側のチャンバの一部（例えば、側面）に、Ｘ線等を遮蔽できる程度の開口（直径１φ程度の孔）４０が、除電対象に合わせて１つあるいは複数個形成されている。なお、本実施形態においては、これらの開口４０が、遮蔽部及び吹出部として機能している。
【００４３】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、イオン化源４の下流側のチャンバの一部に、Ｘ線等を遮蔽できる程度の開口４０を複数個形成することにより、遮蔽と同時に、除電対象に向けてイオン化気流を高速で噴出することができる。なお、本実施形態は、以下に述べるように、カセット内のガラス基板の隙間等の狭い場所に、高速でイオン化気流を奥まで吹き込み除電する場合に非常に有効である。
【００４４】
続いて、本実施形態を用いたより具体的な実施例について説明する。
（実施例２）
液晶や半導体製造プロセスでは、ガラス基板やウエハを収納・搬送するために、多段式のカセットが用いられている。このように多段式のカセットに収納されたガラス基板やウエハはコンデンサを形成するので、全体としての電位が高くなり、個々のガラス基板やウエハを除電するのがさらに難しくなる。
【００４５】
図７は、このようなガラス基板、ウエハ用カセットの側面に、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を設置した例である。すなわち、図７に示したように、本実施例においては、図６に示したチャンバ型イオン搬送式イオン化装置が、ガラス基板５０を収納した多段式のカセット５１の対向する側部に配設されている。また、遮蔽部及び吹出部として機能する複数個の開口４０が、ガラス基板やウエハの間隙に向けて設けられ、これらの開口４０からガラス基板やウエハの間隙に高速でイオン化気流を吹き込むことにより、除電することができるように構成されている。
【００４６】
なお、この場合、チャンバ型イオン搬送式イオン化装置の設置台数は、ガラス基板やウエハの寸法に合わせて調整する必要がある。また、このチャンバ型イオン搬送式イオン化装置をカセットと一体化して構成することもできる。
【００４７】
（実施例３）
液晶や半導体製造プロセスでは、アライメントをはじめ、加熱、冷却、露光等種々の目的で吸着ステージが用いられている。しかしながら、ガラス基板やウエハが吸着ステージの表面と接触、剥離すると静電気が発生し、放電による半導体素子の性能劣化や破壊及びダストの静電吸着等の原因となる。
【００４８】
このような問題を解決する方法としては、ガラス基板やウエハが吸着ステージから剥離された間隙にイオンを供給し、静電気の電荷を保持しているガラス基板もしくはウエハの裏面側と吸着ステージ表面を除電する方法が有効である。
【００４９】
図８は、このようなガラス基板、ウエハ用吸着ステージの側部に、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を設置した例である。すなわち、図８に示したように、本実施例においては、図６に示したチャンバ型イオン搬送式イオン化装置が、吸着ステージ６０の上面の一辺に沿って配設され、遮蔽部及び吹出部として機能する複数個の開口４０が、吸着ステージ６０から突き上げピン６１によって剥離されたガラス基板６２と吸着ステージ６０の間隙に向けて設けられている。そして、これらの開口４０から、ガラス基板６２と吸着ステージ６０の間隙に向けて、高速でイオン化気流を吹き込むことにより、ガラス基板６２の裏面側と吸着ステージ６０の表面を除電することができる。
【００５０】
［６．第６実施形態］
本実施形態は、Ｘ線等によるイオン化領域を広げ、発生イオン量を増加させることができるように構成したものである。図９に示したように、本実施形態においては、Ｘ線等によるイオン化領域を広げるために、イオン化源４の下流側のチャンバが、イオン化源４の放射角に合わせて円錐状や四角錐状に広げられている。また、遮蔽部は、図２に示した第２実施形態と同様に、直径が３φ程度の細孔１１が多数設けられた２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂにより構成され、これら２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂは、互いに３ｍｍ程度離して、且つ細孔１１が重ならないようにずらして設置されている。
【００５１】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、Ｘ線等を広角で放射することができるイオン化源（例えば、軟Ｘ線ヘッド）４を用いる場合、そのイオン化源４の下流側のチャンバをその放射角に合わせて円錐状や四角錐状に広げることにより、Ｘ線等によるイオン化領域が拡張されるので、発生イオン量を大幅に増加させることができる。
【００５２】
［７．第７実施形態］
本実施形態は、空気又は非反応性ガス（Ｎ2ガス等）の流入口（チューブフィッティング２）からＸ線等が漏洩しないように、イオン化源の上流側にも遮蔽部を設けたものである。本実施形態においては、図１０に示したように、イオン化源４の上流側にも、直径が３φ程度の細孔１１が多数設けられた２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂを、互いに３ｍｍ程度離して、且つ細孔１１が重ならないようにずらして設置してなる遮蔽部が形成されている。
【００５３】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、イオン化源４の上流側にも遮蔽部を設けたことにより、空気又は非反応性ガス（Ｎ2ガス等）の流入口からＸ線等が漏洩することを防止することができる。
【００５４】
［８．第８実施形態］
本実施形態は、イオン化源の下流側の遮蔽構造からのＸ線等の漏洩を防止するため、チャンバの側面から、あるいは気流の上流側に向かってＸ線等を照射するように構成したものである。上記の各実施形態のように、隔壁や遮蔽板に向かってＸ線等を照射する場合、隔壁や遮蔽板が気流の流路を大きく遮断するため、大きな乱れが発生し、それによりイオン量が減少する。
【００５５】
そこで、本実施形態においては、イオン化源４の下流側の２枚のパンチング板からなる遮蔽板の開口を、直径が５ｍｍ程度となるように大きくして、気流の乱れを小さくし、イオン量の減少を小さくしている。そのため、下流側の遮蔽板に直接照射しない方向に照射することができるように、図１１に示した実施形態においては、エアの流れ方向に直角に照射できるようにイオン化源を配設し、図１２に示した実施形態においては、エアの流れ方向と逆向きに照射できるようにイオン化源を配設している。なお、本実施形態においては、チューブフィッティングからのＸ線の漏洩を防止するため、第７実施形態と同様に、イオン化源の上流側にも遮蔽部が設けられている。
【００５６】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、チャンバの側面から、あるいは気流の上流側に向かってＸ線等を照射するように構成したことにより、イオン化源の下流側の遮蔽部からのＸ線等の漏洩を防止することができるので、イオン化源の下流側の２枚のパンチング板からなる遮蔽板の開口を大きくすることができる。その結果、気流の乱れを小さくすることができ、イオン量の減少を小さくすることができる。
【００５７】
［９．第９実施形態］
本実施形態は、空気輸送システムに本発明のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を組み込んだものである。一般に、粉体や樹脂ペレット等の空気輸送ラインでは、空気輸送管の内部で摩擦・接触等が繰り返されるために静電気が発生し、輸送管内部に粉体や樹脂ペレットが付着、堆積する。
【００５８】
このような問題を解決するために、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置は以下のように構成されている。すなわち、図１３に示したように、空気輸送管７０の側部に所定の径を有するバイパス管７１が設けられ、その内部に上記と同様のイオン化部及び遮蔽部が形成されている。また、空気輸送管７０からバイパス管７１への流入側にはフィルタ７２が設けられ、空気輸送管７０内を移動する粉体や樹脂ペレットがバイパス管７１内へ流入しないように構成されている。
【００５９】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、空気輸送管７０の側部に設けられたバイパス管７１に、空気輸送管７０内の空気が送り込まれ、その空気がイオン化源４によってイオン化され、その正負イオンが遮蔽部を介して再び空気輸送管７０に送出されるように構成されている。従って、上記の各実施形態と異なり、イオン搬送ガスを別途チャンバ型イオン搬送式イオン化装置に導入する必要がない。また、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の吹出部は、バイパス管７１と空気輸送管７０の合流部に相当するため、ノズル等を取り付ける必要もない。
【００６０】
［１０．他の実施形態］
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような各種態様も可能である。すなわち、具体的な各部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、遮蔽部の形状は、図１に示すような隔壁７，７及び図２に示すようなパンチング板１０ａ、１０ｂに限らず、直進する軟Ｘ線、低エネルギー電子線又は放射性同位元素からの放射線等が外部に漏れず、かつ、発生する正負のイオンが搬送され得る形状であればどのようなものでもよい。
【００６１】
また、イオン化源４は、軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線又は沿面放電の発生部、あるいは放射性同位元素に限らず、イオン化によりオゾンの発生、発塵及び電磁ノイズの発生のないものであれば、他の電磁波又はビーム等を使用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１…イオン化チャンバ
１ａ…先端部
２…チューブフィッティング
３…イオン発生装置
４…イオン化源
５…制御装置
６…ケーブル
７…隔壁
１０…パンチング板
１１…細孔
２０、２２、３１…ノズル
２１…樹脂バック
３０…フレキシブルホース
４０…開口
５０…ガラス基板
５１…カセット
６０…吸着ステージ
６１…突き上げピン
６２…ガラス基板
７０…空気輸送管
７１…バイパス管
７２…フィルタ
Ｓ…帯電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルーム内等で発生する静電気を除去するためのチャンバ型イオン搬送式イオン化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体や液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤ）等を製造するクリーンルームでは、静電気の発生が問題となっている。半導体製造のクリーンルームの場合は、低湿度環境であることや、ウエハ及び半導体素子を運搬するプラスチック容器が帯電しやすいこと等が静電気の発生の原因となっている。この静電気は、ウエハ表面上に塵埃を付着させたり、ウエハ上のＩＣや半導体素子を破壊してしまい、製品の歩留りを低下させている。
【０００３】
また、ＬＣＤの場合は、処理工程で異なる材質等と接触し、摩擦帯電による静電気が発生する。特に、このＬＣＤに使用するガラス基板は、大面積で絶縁性が高く静電気が発生しやすいため、大量の静電気による静電破壊が製品の歩留りに影響を与えている。
【０００４】
そこで、従来より、このようなクリーンルーム等の生産環境における静電気を除去する装置として、イオンにより帯電体の電荷を中和する空気イオン化装置が用いられている。この空気イオン化装置は、正または負の電極に正または負の高電圧をそれぞれ印加することによりコロナ放電を発生させ、上記電極先端の周囲の空気を正と負とにイオン化し、このイオンを気流によって搬送して帯電体上の電荷を逆極性のイオンで中和するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のコロナ放電を利用した空気イオン化装置では、イオンの発生を容易にし、発生したイオンの消耗を防止するために、除電対象物の近くで、電極を露出した状態で空気をイオン化していた。このため、次のような問題が発生していた。
【０００６】
（１）オゾンの発生
除電対象物近傍の空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。このオゾンの酸化作用により、シリコンウエ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次粒子が発生する原因となる。
【０００７】
（２）電磁ノイズの発生
放電時に放電極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などの誤動作を引き起こす原因となる。
（３）イオン発生電極からの発塵
コロナ放電を起こさせるたびに電極が摩耗し、その摩耗した電極材が飛散する。また、空気中の微量ガス成分がコロナ放電により粒子化して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。このような発塵により、歩留りが低下する。
【０００８】
また、近年、半導体やＬＣＤ等の製造装置は年々小型化が進んでおり、従来の空気イオン化装置では、これらの製造装置内に最適な設置スペースを確保することが困難となってきている。すなわち、従来の空気イオン化装置では、有効な除電を行うため、イオンを発生させるための電極と除電対象物との間に、適当なサイズの空間、例えば、電極と除電対象物との距離で３００ｍｍ以上離すことが必要であったが、近年の製造装置の小型化に伴い、空気イオン化装置のためにこのような設置スペースを確保することが困難になっている。
【０００９】
さらに、例えばＬＣＤの製造工程においては、ガラス基板は接触・剥離により著しく帯電するため、従来から、上述したような空気イオン化装置により除電が行われている。しかし、生産装置の処理速度が速いために、ガラス基板は、完全には除電されずにカセットに収納されることが多い。このようなカセット内では、収納されたガラス基板とガラス基板との間が数ｍｍと狭いため、従来の空気イオン化装置を使用した場合、イオン化した空気の流れがガラス基板の間に入っていかず、ガラス基板を除電することが困難であった。従って、そのような狭いスペースにおける静電気対策に対する要求も高まってきている。
【００１０】
さらに、近年、軟Ｘ線を帯電体に直接照射し、帯電体周囲をイオン化して除電する光イオナイザーが知られているが、この光イオナイザーにおいては、イオナイザー周囲を遮蔽構造とする必要があるため、設置が困難であった。
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、オゾンや電磁ノイズ、及び発塵等の発生を起こすことなく、且つ、各種製造装置の小型化にも対応すると共に、狭いスペースに対しても除電を行うことのできるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置は、チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、前記チャンバが、前記イオン化源の下流側において、イオン化源の放射角に合わせて円錐状又は角錘状に拡張されていることを特徴とする。
【００１３】
以上の態様では、チャンバ内のガスをイオン化するイオン化源とその制御装置とを別々に設け、イオン化源のみをチャンバ内に配置しているため、チャンバの内径を小さくすることができる。このため、極めて狭い場所でイオンを発生させることができると共に、狭いスペースに対しても除電を行うことができる。
【００１４】
また、イオン化源の下流側のチャンバを、イオン化源の放射角に合わせて円錐状又は角錘状に広げることにより、Ｘ線等によるイオン化領域が拡張されるので、発生イオン量を大幅に増加させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、前記チャンバが、空気輸送管の側部に設けられたバイパス管であることを特徴とする。
【００１６】
以上の態様では、空気輸送管の側部に設けられたバイパス管に、空気輸送管内の空気を送り込み、その空気をイオン化し、そのイオン化気流を再び空気輸送管に送出するように構成することにより、イオン搬送ガスを別途チャンバ型イオン搬送式イオン化装置に導入する必要がない。また、本発明のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の吹出部は、バイパス管と空気輸送管の合流部に相当するため、ノズル等を取り付ける必要もない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、オゾンや電磁ノイズ、及び発塵等の発生を起こすことなく、且つ、各種製造装置の小型化にも対応すると共に、狭いスペースに対しても除電を行うことのできるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図４】第３実施形態を適用した実施例を示す模式図である。
【図５】本発明の第４実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第５実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図７】第５実施形態を適用した実施例を示す模式図である。
【図８】第５実施形態を適用した他の実施例を示す模式図である。
【図９】本発明の第６実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の第７実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第８実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第８実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の他の構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の第９実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２０】
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１は、本実施形態によるチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の構成を示す模式図である。同図において、１は円柱状のイオン化チャンバ（以下、チャンバという）であり、長さ約２０ｃｍ、直径約２５φの金属製のパイプから構成されている。なお、このチャンバの材質としては、アルミ、ステンレス等の金属、塩化ビニル等の樹脂が用いられる。また、このチャンバ１は、大別してイオン化部、遮蔽部及び吹出部から構成されている。以下、各部の構成について説明する。
【００２１】
（イオン化部の構成）
チャンバ１の側端部（図中、右側側端部）には、チューブフィッティング２を介して細いチューブ（図示せず）が接続され、このチューブを通して、チャンバ１内にクリーンルーム内等の空気、又は高純度Ｎ2ガス等の非反応性ガス（以下、イオン搬送ガスという）が供給されるように構成されている。なお、ここで「高純度Ｎ2ガス」とは、負イオンを形成する程度の酸素や水蒸気を含み、且つ、その酸素濃度はオゾンを発生しない程度（５％程度以下）であるＮ2ガスをいう。
【００２２】
また、チャンバ１内のチューブフィッティング２の配設位置近傍には、イオン発生装置３が設けられている。このイオン発生装置３は、チャンバ１の内部に配置されたイオン化源４と、このイオン化源４によるイオン発生量を制御する制御装置５とから構成されている。なお、この制御装置５は、チャンバ１の外部に配置され、イオン化源４から軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線もしくは沿面放電を発生させるための電源部及び制御部からなり、ケーブル６によってイオン化源４と接続されている。
【００２３】
また、前記イオン化源４は、軟Ｘ線発生装置の発生部、低エネルギー電子線発生装置の発生部、密封放射性同位元素、紫外線発生装置の発生部、又は沿面放電によるイオナイザー等からなり、チャンバ１内を流れるイオン搬送ガスをイオン化するように構成されている。
【００２４】
（遮蔽部の構成）
チャンバ１には、前記イオン化部の下流側に遮蔽部が設けられている。この遮蔽部は、例えば図１に示すように、半円状の２枚の隔壁７，７から構成され、これらの隔壁７，７は、チャンバ１の上部と下部とに一定の間隔をおいて交互に形成されている。すなわち、イオン化源４が軟Ｘ線の発生部、低エネルギー電子線の発生部又は密封放射性同位元素である場合、直進する軟Ｘ線、電子線又は放射性同位元素からの放射線（α線又はβ線）が隔壁７，７に当たるように構成され、それらが外部に漏れないように遮蔽される構成となっている。なお、イオン化源４が紫外線の発生部もしくは沿面放電の発生部である場合は、この遮蔽部は不要である。
【００２５】
（吹出部の構成）
チャンバ１の先端部１ａは開放され、帯電体Ｓの近傍に配置されており、イオン発生装置３において発生した正負イオンをこの帯電体Ｓに向けて供給するように構成されている。
【００２６】
（イオン化源）
次に、イオン化源４について説明する。軟Ｘ線は、３〜９．５ｋｅＶ程度のエネルギーを有する微弱Ｘ線であり、２ｍｍ厚さ程度の塩化ビニル板で容易に遮蔽することができるものである。また、低エネルギー電子線は、例えばウシオ電機株式会社製の超小型電子ビーム照射管チューブ等により数１０ｋＶの低い動作電圧で取り出された電子ビーム（ソフトエレクトロン）であり、空気中では５ｃｍ程度の到達距離しかなく、その領域の空気あるいはガスをイオン化する。なお、低エネルギー電子線は、酸素を含む気体中ではオゾンを発生すると同時に軟Ｘ線も発生するため、遮蔽が必要となる。そのため、イオン化源として低エネルギー電子線を用いる場合には、イオン搬送ガスとして、高純度Ｎ2ガス等のようにオゾンが発生しない程度の酸素を含む非反応性ガスを用いることが望ましい。
【００２７】
さらに、密封放射性同位元素は、放射性同位元素をカプセル等に封入したものであり、放射性同位元素としては、α線を発生するアメリシウム２４１又はβ線を発生するニッケル６３等がある。アメリシウム２４１から発生するα線のエネルギーは５．４ＭｅＶ程度であり、電離作用は大きいが空気中での到達距離は数ｃｍ程度であって、紙１枚で容易に遮蔽することができる。また、ニッケル６３から発生するβ線のエネルギーは５７ｋｅＶ程度であり、樹脂板で容易に遮蔽することができる。また、紫外線発生装置から発生する紫外線は４００ｎｍ以下の短波長であり、３０ｗ程度の出力である。
【００２８】
イオン化源４が、軟Ｘ線の発生部又は密封放射性同位元素である場合は、チャンバ１に供給するイオン搬送ガスとして空気及び非反応性ガスのいずれを用いてもよいが、イオン化源４が低エネルギー電子線の発生部又は紫外線の発生部である場合は、高純度Ｎ2ガス等のようにオゾンが発生しない程度の酸素を含む非反応性ガスを用いることが望ましい。
【００２９】
［１−２．作用効果］
続いて、上述したような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の作用・効果について説明する。すなわち、図示しないチューブ及びチューブフィッティング２を介してチャンバ１に供給されたイオン搬送ガスは、チャンバ１内に内蔵されたイオン化源４によって軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線、沿面放電又は放射性同位元素からの放射線等が照射されることにより、正負のイオンとなる。そして、これら正負イオンはイオン化部の下流側に設けられた遮蔽部を通過して、チャンバ１の先端部１ａから帯電体Ｓに供給され、帯電体Ｓ上の正負の逆極性の電荷をそれぞれ中和する。
【００３０】
以上のように、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置では、イオン化源４が軟Ｘ線の発生部又は密封放射性同位元素である場合、イオン搬送ガスとして空気もしくは非反応性ガスのいずれを用いてもオゾンが発生することがない。また、電極材の飛散や空気中の不純物の堆積及び再飛散のような発塵がなく、かつ、電磁ノイズの発生も起こらない。
【００３１】
また、イオン化源４が低エネルギー電子線、紫外線又は沿面放電の発生部である場合は、イオン搬送ガスとして高純度Ｎ2ガス等のようにオゾンが発生しない程度の酸素を含む非反応性ガスを使用することにより、イオン化に当たってオゾンの発生がなく、発塵及び電磁ノイズの発生も起こらない。
【００３２】
さらに、軟Ｘ線、低エネルギー電子線及び密封放射性同位元素からの放射線（α線等）は、薄い塩化ビニル板等で十分遮蔽することができ、反射はほとんどないため、図１に示すような簡単な構造で遮蔽することができる。また、チャンバ１のイオン化部の下流側周辺を遮蔽構造とすることができるので、チャンバ型イオン搬送式イオン化装置の設置時に別途遮蔽を施す必要がなく、簡易な構成とすることができるので、このチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の応用範囲が広くなる。また、チャンバ１のイオン化部の下流側周辺に遮蔽部が形成されているため、従来のイオン化源を露出して設置するような生産装置のように、生産装置全体を２ｍｍ程度の塩化ビニル板で覆う必要もない。
【００３３】
また、イオン化源４とその電源部及び制御部である制御装置５とをケーブル６を介して別設し、イオン化源４のみをチャンバ１内に設置することにより、チャンバ１の内径を小さくすることができる。その結果、極めて狭い場所でイオンを発生させることができると共に、例えばカセット内に収納したガラス基板の隙間等、狭いスペースに対しても除電を行うことができる。さらに、イオン化源４からチャンバ出口までの距離が短いため、正負イオンの再結合によるイオンの減少がほとんどないという利点もある。
【００３４】
［２．第２実施形態］
本実施形態は、上記第１実施形態の遮蔽部の構成を変更した変形例である。図２に示したように、本実施形態においては、チャンバ１の遮蔽部が、直径が３φ程度の細孔１１が多数設けられた２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂにより構成され、これら２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂは、互いに３ｍｍ程度離して、且つ細孔１１が重ならないようにずらして設置されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００３５】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られるだけでなく、図１に示した隔壁を用いる方法よりチャンバ内を通る気流の乱れが小さいため、その乱れに起因するイオン量の減少が少ないという利点がある。
【００３６】
［３．第３実施形態］
本実施形態は、上記第１実施形態の吹出部の構成を変更した変形例である。なお、本実施形態の吹出部を、上記第２実施形態に適用できることは言うまでもない。図３に示したように、本実施形態においては、チャンバ１の遮蔽部の下流側に、イオン化気流を噴出させるためのノズル２０が設けられている。このノズル２０としては、例えば、ＳＩＬＶＥＮＴ社製のノズル２１６、フラットノズル９２０、エアーカーテン３０２−３０６、エアーナイフ３９２−３９６等が用いられる。
【００３７】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、上記第１実施形態あるいは第２実施形態と同様の作用・効果が得られるだけでなく、吹出部に所望の形状・大きさを有するノズル２０を取り付けることにより、イオン化気流を高速で帯電体に吹き付け、除電しながら帯電体に付着したごみ等を高効率で除去することができる。また、種々のノズル２０を選択することにより、イオン化気流を円錐状に広角で広げたり、エアカーテン状に広げることができるので、除電対象に合わせてイオン化気流をコントロールすることができる。さらに、開口度を調整することができるノズルを使用することにより、イオン化気流の噴出速度を容易に変更することができる。
【００３８】
続いて、本実施形態を用いたより具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
樹脂バック２１に内容物を充填する際に静電気が発生すると、内容物が樹脂バック２１の入口に付着するため、樹脂バック２１の開口部をヒートシールによって密封しようとしても、樹脂バック２１を溶着することができないといった問題が生じていた。
【００３９】
図４は、このような樹脂バックの入口に本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を設置した例である。すなわち、図４に示したように、本実施例においては、図３に示したチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の吹出部に、略円錐形状のノズル２２が取り付けられ、このノズル２２の開口部が樹脂バック２１の入口部に向けて配設されている。そして、略円錐形状のノズル２２から樹脂バック２１の入口部に向けて高速でイオン化気流を吹き込むことにより、樹脂バック２１の入口部に発生した静電気を除去することができる。
【００４０】
［４．第４実施形態］
本実施形態は、上記第３実施形態の吹出部の構成をさらに変更した変形例である。図５に示したように、本実施形態においては、チャンバ１の吹出部にフレキシブルホース３０が取り付けられ、その先端にノズル３１が取り付けられている。なお、このノズル３１としては、上記第３実施形態と同様に、例えば、ＳＩＬＶＥＮＴ社製のノズル２１６、フラットノズル９２０、エアーカーテン３０２−３０６、エアーナイフ３９２−３９６等が用いられる。なお、このフレキシブルホース３０は、ビニールチューブ等と異なり、設定した形を保持できる構造になっている。
【００４１】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、吹出部にフレキシブルホース３０を取り付け、さらにその先端にノズル３１を取り付けることにより、上記第１実施形態乃至第３実施形態と同様の作用・効果が得られるだけでなく、イオン化気流を高速で帯電体に吹き付け、除電しながら帯電体に付着したごみ等を高効率で除去することができる。また、種々のノズル３１を選択することにより、イオン化気流を円錐状に広角で広げたり、エアカーテン状に広げることができるので、除電対象に合わせてイオン化気流をコントロールすることができる。さらに、ノズルの開口を調整することができるノズルを使用することにより、イオン化気流の噴出速度を容易に変更することができる。
【００４２】
［５．第５実施形態］
本実施形態は、遮蔽部及び吹出部を一体化して構成したものである。図６に示したように、本実施形態においては、イオン化源４の下流側のチャンバの一部（例えば、側面）に、Ｘ線等を遮蔽できる程度の開口（直径１φ程度の孔）４０が、除電対象に合わせて１つあるいは複数個形成されている。なお、本実施形態においては、これらの開口４０が、遮蔽部及び吹出部として機能している。
【００４３】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、イオン化源４の下流側のチャンバの一部に、Ｘ線等を遮蔽できる程度の開口４０を複数個形成することにより、遮蔽と同時に、除電対象に向けてイオン化気流を高速で噴出することができる。なお、本実施形態は、以下に述べるように、カセット内のガラス基板の隙間等の狭い場所に、高速でイオン化気流を奥まで吹き込み除電する場合に非常に有効である。
【００４４】
続いて、本実施形態を用いたより具体的な実施例について説明する。
（実施例２）
液晶や半導体製造プロセスでは、ガラス基板やウエハを収納・搬送するために、多段式のカセットが用いられている。このように多段式のカセットに収納されたガラス基板やウエハはコンデンサを形成するので、全体としての電位が高くなり、個々のガラス基板やウエハを除電するのがさらに難しくなる。
【００４５】
図７は、このようなガラス基板、ウエハ用カセットの側面に、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を設置した例である。すなわち、図７に示したように、本実施例においては、図６に示したチャンバ型イオン搬送式イオン化装置が、ガラス基板５０を収納した多段式のカセット５１の対向する側部に配設されている。また、遮蔽部及び吹出部として機能する複数個の開口４０が、ガラス基板やウエハの間隙に向けて設けられ、これらの開口４０からガラス基板やウエハの間隙に高速でイオン化気流を吹き込むことにより、除電することができるように構成されている。
【００４６】
なお、この場合、チャンバ型イオン搬送式イオン化装置の設置台数は、ガラス基板やウエハの寸法に合わせて調整する必要がある。また、このチャンバ型イオン搬送式イオン化装置をカセットと一体化して構成することもできる。
【００４７】
（実施例３）
液晶や半導体製造プロセスでは、アライメントをはじめ、加熱、冷却、露光等種々の目的で吸着ステージが用いられている。しかしながら、ガラス基板やウエハが吸着ステージの表面と接触、剥離すると静電気が発生し、放電による半導体素子の性能劣化や破壊及びダストの静電吸着等の原因となる。
【００４８】
このような問題を解決する方法としては、ガラス基板やウエハが吸着ステージから剥離された間隙にイオンを供給し、静電気の電荷を保持しているガラス基板もしくはウエハの裏面側と吸着ステージ表面を除電する方法が有効である。
【００４９】
図８は、このようなガラス基板、ウエハ用吸着ステージの側部に、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を設置した例である。すなわち、図８に示したように、本実施例においては、図６に示したチャンバ型イオン搬送式イオン化装置が、吸着ステージ６０の上面の一辺に沿って配設され、遮蔽部及び吹出部として機能する複数個の開口４０が、吸着ステージ６０から突き上げピン６１によって剥離されたガラス基板６２と吸着ステージ６０の間隙に向けて設けられている。そして、これらの開口４０から、ガラス基板６２と吸着ステージ６０の間隙に向けて、高速でイオン化気流を吹き込むことにより、ガラス基板６２の裏面側と吸着ステージ６０の表面を除電することができる。
【００５０】
［６．第６実施形態］
本実施形態は、Ｘ線等によるイオン化領域を広げ、発生イオン量を増加させることができるように構成したものである。図９に示したように、本実施形態においては、Ｘ線等によるイオン化領域を広げるために、イオン化源４の下流側のチャンバが、イオン化源４の放射角に合わせて円錐状や四角錐状に広げられている。また、遮蔽部は、図２に示した第２実施形態と同様に、直径が３φ程度の細孔１１が多数設けられた２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂにより構成され、これら２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂは、互いに３ｍｍ程度離して、且つ細孔１１が重ならないようにずらして設置されている。
【００５１】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、Ｘ線等を広角で放射することができるイオン化源（例えば、軟Ｘ線ヘッド）４を用いる場合、そのイオン化源４の下流側のチャンバをその放射角に合わせて円錐状や四角錐状に広げることにより、Ｘ線等によるイオン化領域が拡張されるので、発生イオン量を大幅に増加させることができる。
【００５２】
［７．第７実施形態］
本実施形態は、空気又は非反応性ガス（Ｎ2ガス等）の流入口（チューブフィッティング２）からＸ線等が漏洩しないように、イオン化源の上流側にも遮蔽部を設けたものである。本実施形態においては、図１０に示したように、イオン化源４の上流側にも、直径が３φ程度の細孔１１が多数設けられた２枚のパンチング板１０ａ、１０ｂを、互いに３ｍｍ程度離して、且つ細孔１１が重ならないようにずらして設置してなる遮蔽部が形成されている。
【００５３】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、イオン化源４の上流側にも遮蔽部を設けたことにより、空気又は非反応性ガス（Ｎ2ガス等）の流入口からＸ線等が漏洩することを防止することができる。
【００５４】
［８．第８実施形態］
本実施形態は、イオン化源の下流側の遮蔽構造からのＸ線等の漏洩を防止するため、チャンバの側面から、あるいは気流の上流側に向かってＸ線等を照射するように構成したものである。上記の各実施形態のように、隔壁や遮蔽板に向かってＸ線等を照射する場合、隔壁や遮蔽板が気流の流路を大きく遮断するため、大きな乱れが発生し、それによりイオン量が減少する。
【００５５】
そこで、本実施形態においては、イオン化源４の下流側の２枚のパンチング板からなる遮蔽板の開口を、直径が５ｍｍ程度となるように大きくして、気流の乱れを小さくし、イオン量の減少を小さくしている。そのため、下流側の遮蔽板に直接照射しない方向に照射することができるように、図１１に示した実施形態においては、エアの流れ方向に直角に照射できるようにイオン化源を配設し、図１２に示した実施形態においては、エアの流れ方向と逆向きに照射できるようにイオン化源を配設している。なお、本実施形態においては、チューブフィッティングからのＸ線の漏洩を防止するため、第７実施形態と同様に、イオン化源の上流側にも遮蔽部が設けられている。
【００５６】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、チャンバの側面から、あるいは気流の上流側に向かってＸ線等を照射するように構成したことにより、イオン化源の下流側の遮蔽部からのＸ線等の漏洩を防止することができるので、イオン化源の下流側の２枚のパンチング板からなる遮蔽板の開口を大きくすることができる。その結果、気流の乱れを小さくすることができ、イオン量の減少を小さくすることができる。
【００５７】
［９．第９実施形態］
本実施形態は、空気輸送システムに本発明のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置を組み込んだものである。一般に、粉体や樹脂ペレット等の空気輸送ラインでは、空気輸送管の内部で摩擦・接触等が繰り返されるために静電気が発生し、輸送管内部に粉体や樹脂ペレットが付着、堆積する。
【００５８】
このような問題を解決するために、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置は以下のように構成されている。すなわち、図１３に示したように、空気輸送管７０の側部に所定の径を有するバイパス管７１が設けられ、その内部に上記と同様のイオン化部及び遮蔽部が形成されている。また、空気輸送管７０からバイパス管７１への流入側にはフィルタ７２が設けられ、空気輸送管７０内を移動する粉体や樹脂ペレットがバイパス管７１内へ流入しないように構成されている。
【００５９】
上記のような構成を有する本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置においては、空気輸送管７０の側部に設けられたバイパス管７１に、空気輸送管７０内の空気が送り込まれ、その空気がイオン化源４によってイオン化され、その正負イオンが遮蔽部を介して再び空気輸送管７０に送出されるように構成されている。従って、上記の各実施形態と異なり、イオン搬送ガスを別途チャンバ型イオン搬送式イオン化装置に導入する必要がない。また、本実施形態のチャンバ型イオン搬送式イオン化装置の吹出部は、バイパス管７１と空気輸送管７０の合流部に相当するため、ノズル等を取り付ける必要もない。
【００６０】
［１０．他の実施形態］
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような各種態様も可能である。すなわち、具体的な各部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、遮蔽部の形状は、図１に示すような隔壁７，７及び図２に示すようなパンチング板１０ａ、１０ｂに限らず、直進する軟Ｘ線、低エネルギー電子線又は放射性同位元素からの放射線等が外部に漏れず、かつ、発生する正負のイオンが搬送され得る形状であればどのようなものでもよい。
【００６１】
また、イオン化源４は、軟Ｘ線、低エネルギー電子線、紫外線又は沿面放電の発生部、あるいは放射性同位元素に限らず、イオン化によりオゾンの発生、発塵及び電磁ノイズの発生のないものであれば、他の電磁波又はビーム等を使用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１…イオン化チャンバ
１ａ…先端部
２…チューブフィッティング
３…イオン発生装置
４…イオン化源
５…制御装置
６…ケーブル
７…隔壁
１０…パンチング板
１１…細孔
２０、２２、３１…ノズル
２１…樹脂バック
３０…フレキシブルホース
４０…開口
５０…ガラス基板
５１…カセット
６０…吸着ステージ
６１…突き上げピン
６２…ガラス基板
７０…空気輸送管
７１…バイパス管
７２…フィルタ
Ｓ…帯電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、
前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、
前記チャンバが、前記イオン化源の下流側において、イオン化源の放射角に合わせて円錐状又は角錘状に拡張されていることを特徴とするチャンバ型イオン搬送式イオン化装置。
【請求項２】
チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、
前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、
前記チャンバが、空気輸送管の側部に設けられたバイパス管であることを特徴とするチャンバ型イオン搬送式イオン化装置。
【請求項１】
チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、
前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、
前記チャンバが、前記イオン化源の下流側において、イオン化源の放射角に合わせて円錐状又は角錘状に拡張されていることを特徴とするチャンバ型イオン搬送式イオン化装置。
【請求項２】
チャンバ内に供給されたイオン搬送ガスの一部をイオン化するイオン化部と、帯電体に向かってイオン搬送ガスを供給する吹出部を有するチャンバを備え、
前記イオン化部が、前記チャンバに内蔵されたイオン化源と、前記チャンバの外部に設けられ、前記イオン化源によるイオン発生量を制御する制御装置とから構成され、
前記チャンバが、空気輸送管の側部に設けられたバイパス管であることを特徴とするチャンバ型イオン搬送式イオン化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２７６１４（Ｐ２０１０−２７６１４Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１１９０５（Ｐ２００９−２１１９０５）
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【分割の表示】特願平１１−３５８８０９の分割
【原出願日】平成１１年１２月１７日（１９９９．１２．１７）
【出願人】（０００２３６１６０）株式会社テクノ菱和 (50)
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【出願人】（５９１１４５４８３）原田産業株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【分割の表示】特願平１１−３５８８０９の分割
【原出願日】平成１１年１２月１７日（１９９９．１２．１７）
【出願人】（０００２３６１６０）株式会社テクノ菱和 (50)
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【出願人】（５９１１４５４８３）原田産業株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
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