DE68916938T2

DE68916938T2 - Anordnung zum Abführen statischer Elektrizität von aufgeladenen Gegenständen in Reinräumen.

Info

Publication number: DE68916938T2
Application number: DE68916938T
Authority: DE
Inventors: Takao Okada; Soichiro Sakata; Takanori Yoshida
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2009-10-14
Also published as: EP0386318A1; JP2520311B2; US5057966A; EP0386318B1; JPH03230499A; DE68916938D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Bei der Produktion von Halbleiterelementen in Reinräumen wurde auf verschiedene Schwierigkeiten aufmerksam gemacht, die durch statische Elektrizität bzw. Aufladung verursacht werden. Solche Schwierigkeiten schließen Zusammenbrechen (breakdown) und Leistungsverschlechterung von Halbleitereinrichtungen, Oberflächenkontaminierung bzw. -verschmutzung von Produkten auf Grund von Absorption von feinen Partikeln und Fehlfunktionen elektronischer Instrumente in den Räumen ein.
Ebenso wie Hochintegration, Hochgeschwindigkeitsberechnung und Energiesparen bei Halbleitereinrichtungen gefordert werden, wurden Isolationsfilme bzw. -schichten von Halbleiterelementen dünner und Schaltkreise und Metallelektroden der Elemente wurden miniaturisiert und so verursacht statische Entladung häufig eine Grubenbildung (pit formation) in den Elementen und/oder eine Fusion oder Verdampfung von metallischen Teilen der Elemente, was zu Zusammenbrechen und Leistungsverschlechterungen der erzeugten Halbleitereinrichtungen führt. Zum Beispiel können einige MOS-FET und GaAs einer niedrigen Spannung wie 100 bis 200 Volt nicht widerstehen und folglich ist es häufig erforderlich, die Oberflächenspannung der Elemente solcher Halbleitermaterialien bei ungefähr 20 Volt oder geringer zu halten. Wenn Halbleiterelemente vollständig zusammengebrochen sind, können sie nach einer Lieferungsprüfung detektiert werden. Jedoch ist es sehr schwierig, eine Leistungsverschlechterung der Elemente herauszufinden. Um statische Schwierigkeiten zu reduzieren, ist es deshalb notwendig, die Gelegenheiten so weit wie möglich zu reduzieren, bei denen Halbleiterelemente statischer Elektrizität ausgesetzt sind, d. h. geladene Gegenstände so weit wie möglich von Halbleiterelementen und Substraten, die Halbleiterelemente inkorporiert haben, fernzuhalten, und alles bei jedem geladenen Gegenstand zu destatizieren bzw. zu entladen. Jedoch war es mit der Technologie des Standes der Technik unmöglich, dies vollständig durchzuführen. Ein Beispiel von Oberflächenspannungsmessungen auf verschiedenen Gegenständen, die in der Herstellung bzw. Produktion van Halbleitereinrichtungen auftreten, lehrte, daß Oberflächenspannungen 5 kV für einen Wafer, 35 kV für einen Waferträger (wafer carrier), 8 kV für eine Acrylabdeckung, 10 kV für eine Tischoberfläche, 30 kV für eine Speicherkabinett, 10 kV für Arbeitskleidung und 1,5 kV für eine Quarzpalette sind.
Andererseits wurde es mit den modernen Reinräumen möglich, eine derartige Superreinheit zu realisieren, daß ein gelieferter Strom von sauberer Luft keine Teilchen bzw. Partikel enthält, die eine Größe von 0,03 um oder mehr besitzen. Jedoch werden feine Partikel unvermeidbar von Bedienungspersonen, Robotern und verschiedenen Herstellungsvorrichtungen, die im Reinraum existieren, erzeugt. Solch intern erzeugte Partikel können eine Größe von 0,1 um bis einige 10 um besitzen, und wenn sie auf Wafer von modernen LSI und VLSI, die einen minimalen Leitungsabstand wie 1 um besitzen, deponiert werden, hat das Fehlprodukte zur Folge, was die Ausbeute reduziert. Es wurde kürzlich herausgefunden, daß die Deponierung bzw. Abscheidung von feinen Partikeln auf Wafern primär der elektrostatischen Anziehung zugeschrieben wird und im wesentlichen irrelevant gegenüber bestimmten Mustern von Luftströmung in der Nachbarschaft der Wafer ist. Demzufolge kann eine Verhinderung solcher Oberflächenkontaminierung von Produkten auf Grund von Deponierung von feinen Partikeln nur durch das Entwickeln einer Technologie zum Entfernen statischer Elektrizität erreicht werden, die nicht direkt eine Technologie zum Erhöhen der Reinheit von Reinräumen betrifft, einschließlich einer Technologie zum verbessern von Filterleistungen.
Außerdem werden in Fällen, in denen elektronische Ausrüstungen in Reinräumen existieren, Entladungsströme durch die Entladung von geladenen Gegentänden erzeugt, zum Beispiel können geladene menschliche Körper und Blätter aus Papier eines Druckers ein statisches "Rauschen" bzw. Untergrund werden, was Fehlfunktionen der elektronischen Ausrüstungen verursacht. Um solche Fehlfunktionen zu vermeiden, ist es ebenfalls wünschenwert, statische Elektrizität von geladenen Gegenständen, die in Reinräumen existieren, zu entfernen.
Um die oben diskutierten verschiedenen Schwierigkeiten auf Grund von statischer Elektrifizierung in Reinräumen zu beseitigen, ist es wirksam, statische Elektrizität von geladenen Gegenständen in Reinräumen zu destatizieren, d. h. sie zu entfernen. In Fällen, in denen die geladenen Gegenstände elektrisch leitend sind, kann das Destatizieren einfach durch Erden der Gegenstände ausgeführt werden, wodurch statische Aufladungen schnell entfernt werden. Jedoch ist es praktisch unmöglich, alle geladenen Gegenstände in den Reinräumen zu erden und in Fällen, in denen geladene Gegenstände Isolatoren sind, können sie nicht durch das Erden destatiziert werden. Was nun die Wafer betrifft, obwohl sie selbst leitend sind, werden sie in einem Zustand transportiert, daß sie in Kassettengehäusen oder Paletten transportiert und gehandhabt werden, die isolierend sind. Demzufolge ist es schwierig, die Wafer durch Erden zu destatizieren bzw. zu erden. Aus diesen Gründen wurden Destatizierungssysteme mittels Ionisiereinrichtungen vorgeschlagen.
Das unterliegende Prinzip ist wie folgt. In Reinräumen strömt Luft, die durch das Durchströmen von Filtern gereinigt wurde, im wesentlichen in einer Richtung. Eine Ionisiereinrichtung bzw. ein Ionisierer zum Ionisieren von Luft durch Koronaentladung (Ionengenerator) ist stromaufwärts des Stromes sauberer Luft (normalerweise in der Nähe von Luft ausstoßenden Oberflächen der Filter) angeordnet zum Liefern eines Stromes von ionisierter Luft, der in Kontakt mit geladenen Gegenständen kommt, um die statische Elektrizität auf den geladenen Gegenständen zu neutralisieren. Somit werden positiv und negativ geladene Gegenstände durch negativ bzw. positiv ionisierte Luft entladen.
Bei Koronaentladungsionisierern sind Ionisierer des gepulsen DC(Gleichstrom)-Typs, des DC(Gleichstrom)-Typs und des AC(Wechselstrom)-Typs bekannt. In einem solchen Luftionisierer werden Emitter in der Luft angeordnet und eine hohe DC- oder Ac-Spannung wird an jeden Emitter angelegt, so daß ein elektrisches Feld von einer Intensität höher als die des Isolierungsversagens von Luft erzeugt werden kann, in der Nähe des Emitters, wodurch eine Koronaentladung bewirkt wird. Die bekannten Typen von Luftionisierern werden nun im Detail beschrieben.
Gepulster DC-Typ: Wie schematisch in Fig. 19 gezeigt ist, werden bei diesem Typ von Ionisierer Gleichströme, die zum Beispiel Spannungen von +13 kV bis +20 kV bzw. von -13 kV bis -20 kV besitzen, abwechselnd angelegt mit einem Zeitintervall (Puls) von zum Beispiel von 1 bis 11 Sekunden an ein Paar von nadelähnlichen Emittern (Wolframelektroden) 100a und 100b, die gegenüberliegend voneinander in einem vorbestimmten Abstand (zum Beispiel einige 10 cm) angeordnet sind, wodurch abwechselnd positive und negative Luftionen von jedem der Emitter 100a und 100b alternierend erzeugt werden. Die so erzeugten Luftionen werden durch den Luftstrom zu einem geladenen Gegenstand 101 getragen und neutralisieren statische Aufladungen von entgegengesetzter Polarität auf den Gegenständen. Ein Beispiel des Pulses ist in Fig. 20 gezeigt.
DC-Typ: Wie schematisch in Fig. 21 gezeigt ist, ist bei diesem Ionisierertyp ein Paar von elektrisch leitenden Stangen 102a und 102b mit isolierenden Beschichtungen, die jeweils eine Vielzahl von Emittern 103a und 103b darin versenkt in Intervallen von 1 bis 2 cm besitzen, gegenüberliegend voneinander mit ihren Stangen- bzw. Stabachsen parallel und in einem vorbestimmten Abstand (zum Beispiel einige 10 cm) angeordnet. Eine DC-Spannung von zum Beispiel von +12 bis +30 kV wird an die Emitter 103a des Stabs 102a angelegt, während eine DC-Spannung von zum Beispiel -12 bis -30 kV an die Emitter 103b der Stange 102b angelegt wird, wodurch die Luft ionisiert wird.
AC-Typ: Bei diesem Typ von Ionisierer wird eine AC-Hochspannung von einer kommerziellen Frequenz von 50/60 Hz an nadelähnliche Emitter angelegt. Wie schematisch in Fig. 22 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Emittern 104 in einer zwei-dimensionalen Ausdehnung angeordnet und mit einer Hochspannungs-AC-Quelle 105 über ein Rahmengerüst (frame work) von leitenden Stäben 106, die isolierende Beschichtungen besitzen, verbunden. Für jeden Emitter ist ein geerdetes Gitter 107 als ein gegenüberliegender bzw. entgegengesetzter Leiter (Gegenleiter) angeordnet, so daß das Gitter 107 das Entladungsende des Emitters 104 mit einem Zwischenraum umgibt. Wenn die Wechselspannung einer Hochspannung an die Emitter 104 angelegt wird, wird ein elektrisches Feld zwischen dem Emitter 104 und dem geerdeten Gitter 107 gebildet, das seine Polarität gemäß einem Zyklus der angelegten Wechselspannung invertiert, wodurch positive und negative Luftionen von dem Emitter 104 erzeugt werden.
Alle derartigen bekannten Typen von Ionisierern besitzen verschiedene Probleme, wie weiter unten bemerkt wird, wenn sie beim Entladen von geladenen Gegenständen in Reinräumen verwendet werden.
Zuerst kontamieren die Emitter selbst den Reinraum. Man sagt, daß Wolfram das am meisten bevorzugte Material für den Emitter ist. Wenn eine Hochspannung an dem Wolframemitter angelegt wird, zum Bewirken einer Koronaentladung wird eine große Anzahl von feinen Partikeln (von denen fast alle eine Größe von 0,1 um oder geringer besitzen) von dem Entladungsende des Emitters nach Erzeugung von positiven Luftionen ausgestoßen bzw. gesputtert, von dem Strom sauberer Luft getragen und verunreinigen den Reinraum. Außerdem, da das Entladungsende des Emitters durch das Sputtern beschädigt wird, sollte der Emitter häufig erneuert werden.
Zweitens, wenn ein Ionisierer einen längeren Zeitraum in einem Reinraum arbeitet, häuft sich ein weißer Teilchenstaub, der hauptsächlich aus SiO&sub2;-Ablagerungen besteht, auf den Entladungsende des Emitters in sichtbarem Maße an. Wenn man glaubt, daß eine Ursache eines solchen weißen Teilchenstaubs ein Material, das die Filter zum Reinigen von Luft aufbaut, ist, so stellt die Deposition bzw. Deponierung und die Anhäufung des Teilchenstaubs auf dem Entladungsende des Emitters das Problem der Reduktion in Ionenerzeugung und das Problem der Kontaminierung auf Grund von Streuung des Staubs. Demzufolge muß der Emitter häufig gereinigt werden.
Drittens kann eine Vielzahl von Emittern, die auf der Decke des Reinraums angeordnet sind, die Konzentration von Ozon in dem Reinraum erhöhen. Obwohl eine erhöhte Ozonkonzentration nicht sehr schädlich für menschliche Körper ist, ist Ozon reaktiv und unerwünscht bei der Produktion von Halbleitereinrichtungen.
Zusätzlich zu den oben diskutierten gemeinsamen Problemen besitzen individuelle Typen von bekannten Ionisierern die folgenden individuellen Probleme.
Bei DC-Typ-Ionisierern, bei denen einige Emitter (die Emitter 103a auf dem Stab 102a in dem in Fig. 21 gezeigten Beispiel) positive Luftionen bilden, während die anderen Emitter (die Emitter 103b auf dem Stab 102b in dem in Fig. 21 gezeigten Beispiel) negative Luftionen bilden und diese Luftionen durch den Luftstrom getragen werden, gibt es häufig einen Fall, in dem Luftionen, die zu einer positiven oder negativen Seite geneigt sind, auf einem geladenen Gegenstand ankommen. Der geladene Gegenstand empfängt oft nur Luftionen, die die gleiche Polarität, wie die der statischen Ladung darauf besitzen. In diesem Fall wird der geladene Gegenstand nicht entladen. Im Gegenteil kann es einen Fall geben, in dem ein ungeladener oder leicht geladener Gegenstand durch Luftionen, die darauf getragen werden, statiziert bzw. geladen wird. Während solche Phänomene wahrscheinlich in Fällen auftreten, in denen der Abstand zwischen den Elektroden (der Abstand zwischen den Stäben 102a und 102b in dem in Fig. 21 gezeigten Beispiel) ziemlich groß ist, gilt, daß wenn der Abstand zu kurz gemacht wird, sich das Problem von Funken stellt.
Bei gepulsten DC-Typ-Ionisierern, bei denen die Polarität von Luftionen zu einer vorbestimmten Periode invertiert wird, werden positive und negative Luftionen alternierend an geladene Gegenstände geliefert gemäß der periodischen Erzeugung der jeweiligen Ionen. Demzufolge wird die Bedingung, daß positive oder negative Ionen ständig an dem geladenen Gegenstand geliefert werden, wie es der Fall bei den DC-Typ-Ionisierern ist, vermieden. Jedoch, falls die Periode kurz ist, werden die Chancen erhöht, für die positiven und negativen Ionen in dem Luftstrom vermischt zu werden, und so zu verschwinden, bevor sie den geladenen Gegenstand erreichen. Im Gegenteil, falls die Periode lang ist, werden, obwohl die Gelegenheiten für die Ionen zu verschwinden, herabgesenkt werden, große Massen von positiven und negativen Ionen alternierend bei den geladenen Gegenständen ankommen. Es wird von Blitshteyn et al. in "Assesing The Effectiveness of Cleanroom Ionization Systems", Microcontamination, März 1985, Seiten 46- 52, 76 berichtet, daß bei gepulsen DC-Typ-Ionisierern ein Potential von geladenen Oberflächen zick-zackförmig zerfällt, wie beispielsweise in Fig. 23 gezeigt ist. Nach diesem Bericht verschwindet statische Elektrizität auf einer geladenen Oberfläche nicht, sondern eher erscheinen statische Aufladungen von ungefähr +500 Volt und ungefähr -500 Volt alternierend auf der geladenen Oberfläche. Solch ein Oberflächenpotential so groß wie z. B. 500 Volt reduziert die Produktausbeuten, da die kürzlich hergestellten Super LSI beschädigt werden können, sogar durch ein Oberflächenpotential von der Größenordnung von einigen 10 Volt.
AC-Typ-Ionisierer besitzen ein grundlegendes Problem darin, daß der Betrag von erzeugten positiven Ionen und der Betrag von erzeugten negativen Ionen in großem Naße verschieden ist. Man erfährt häufig, daß positive Ionen in einem Betrag von mehr als 10mal dem Betrag der negativen Ionen erzeugt werden. M. Suzuki et al. berichteten ein Beispiel einer Messung von Dichten von positiven und negativen Ionen, die durch einen in Fig. 24 gezeigten AC- Typ-Ionisierer erzeugt wurden in einer Literaturstelle in japanischer Sprache, "Proceedings of The 6th. Annual Meeting For Study of Air Cleaning and Contamination Control", (1987), Seiten 269-276, und in der entsprechenden englischen sprachlichen Literatur, H. Suzuki et al., "Effectiveness of Air Ionization Systems in Clean Rooms", 1988, Proceedings of the IES Annual Technical Meeting, Institute of Environmental Sciences, Mt. Propect, Illinois, Seiten 405 bis 412. Wie man in Fig. 24 erkennen kann, ist die Dichte der negativen Ionen merklich geringer als die der positiven Ionen. Die in Fig. 24 gezeigte Messung wurde mit einem AC-Tp-Ionisierer durchgeführt, der in einem Raum installiert wurde, wobei reine Luft vertikal nach unten von horizontal angeordneten HEPA-Filtern zu strömen veranlaßt wurde. In Fig. 24 bezeichnet das Bezugszeichen "d" einen vertikalen Abstand von dem Punkt, an dem die Messung ausgeführt wurde von den Emitterpunkten, ein Bezugszeichen "l" bezeichnet einen horizontalen Abstand von dem Punkt, an dem die Messung durchgeführt wurde von einer vertikalen Linie, die durch einen zentralen Punkt des Ionisierers verläuft und HINTERGRUND bzw. UNTERGRUND zeigt positive und negative Ionendichten des Luftstroms an, wenn der Ionisierer AUS ist. Bei den konventionellen AC-Typ-Ionisierern, die an positiven Ionen reiche Luft liefern, wird die geladene Oberfläche nicht entladen, sondern eher verbleibt sie positiv geladen bei einem Potential von der Größenordnung von + einigen 10 Volt bis ungefähr +200 Volt.

Ziel der Erfindung

Demzufolge ist es ein Ziel der Erfindung, eine Ausrüstung zum Entfernen statischer Elektrizität von geladenen Gegenständen, die in einem Reinraum existieren, zu schaffen, insbesondere in einem Reinraum für die Produktion bzw. Herstellung von Hableitereinrichtungen, wodurch die Schwierigkeiten, die durch die statische Elektrifizierung verursacht werden, überwunden werden sollen. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, die oben diskutierten Probleme von Ionenungleichgewicht, die mit bekannten AC-Typ- Ionisierern verbunden sind, wie die oben diskutierten Probleme, die den bekannten Ionisierern gemeinsam sind, d. h. die Kontaminierung von Reinräumen auf Grund von Emittersputtern, Deponierung und Akkumulation von Teilchenstaub auf den Emittern und Erzeugung von Ozon, wodurch eine effektive Prävention von statischer Elektrifizierung in einer Umgebung für die Produktion von Halbleitereinrichtungen erreicht wird.

Zusammenfassung der Erfindung.

Dieses Ziel wird erreicht durch eine Ausrüstung zum Entfernen statischer Elektrizität von geladenen Gegenständen, die in einem Reinraum existieren gemäß der Erfindung, wobei die Ausrüstung eine Wechselspannungs-(AC-)- Ionisiereinrichtung aufweist, die eine Vielzahl von nadelähnlichen Emittern besitzt, die in einem Strom von sauberer Luft, der durch Filter passiert ist, angeordnet sind, wobei eine AC-Hochspannung an die Emitter angelegt wird, um eine Koronaentladung zu bewirken zum Entladen von ionisierter Luft, wobei ein Strom ionisierter Luft auf die geladenen Gegenstände geliefert wird zum Neutralisieren statischer Elektrizität darauf, und dadurch gekennzeichnet, daß:
ein Entladungsende von jedem der nadelähnlichen Emitter mit einem dielektrischen keramischen Material beschichtet ist;
jeder der Emitter angeordnet ist mit seinem Entladungsende beabstandet in einem vorbestimmten Abstand von einem geerdeten gitter- oder schleifenähnlichen gegenüberliegenden bzw. entgegengesetztem Leiter, um ein Entladungspaar zu bilden;
eine Vielzahl solcher Entladungspaare, die angeordnet sind in einer zwei-dimensionalen Ausdehnung in einer transversalen Richtung des Stromes von sauberer Luft; und die Emitter von einigen der Entladungspaare mit einer Hochspannungs-AC-Quelle verbunden sind, die eine dazuaddierte Minus-Vorspannung besitzt, wodurch pseudonegativ-polige Emitter gebildet werden, wobei die Emitter der anderen Entladungspaare mit einer Hochspannungs-AC-Quelle verbunden sind, die eine dazuaddierte Vorspannung besitzen, die zu einer positiveren Seite als die Minus-Vorspannung vorgespannt ist, wodurch pseudopositiv-polige Emitter gebildet werden und wobei die pseudonegativ-poligen Emitter und die pseudopositiv-poligen Emitter diskret in der zwei-dimensionalen Ausdehnung angeordnet sind.
Wir haben herausgefunden, daß durch das Beschichten eines Entladungsendes eines nadelähnlichen Emitters mit einem dünnen Film von dielektrischen keramischen Material, Stauberzeugung von dem Entladungsende nach einer Koronaentladung durch Anlegung einer AC-Hochspannung minimiert werden kann, ohne wesentlich die Ionisierungsfähigkeit des Emitters herabzusetzen, und daß, wenn solch ein Emitter in einem Reinraum verwendet wird, der eine Entladungsende, das mit einem keramischen Material beschichtet ist, besitzt, nicht nur die Deponierung von Teilchenstaub auf dem Entladungsende vermieden werden kann, sondern ebenfalls die Ozonerzeugung in dem Reinraum minimiert wird. Geeignete dielektrische keramische Materialien, die hier verwendet werden können, schließen zum Beispiel Quarz, Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Kieselerde bzw. -Quarz(glas) und hitzebeständiges Glas ein. Von diesen ist Quarz insbesondere transparenter bzw. durchsichtiger Quarz bevorzugt. Die Dicke der keramischen Beschichtung auf dem Entladungsende des Emitters ist geeigneterweise 2 mm oder weniger. In dem Fall von durchsichtigem Quarz reicht die Dicke vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 mm. Falls eine DC-Hochspannung an solch einen Emitter angelegt wird, der das Entladungsende mit einem keramischen Material beschichtet hat, kann Luft ionisiert werden durch ein elektrisches Feld, das an dem Entladungsende des Emitters für einen Moment der Anlegung der DC-Hochspannung erzeugt wurde. Jedoch umgeben nach Ablauf einer bestimmten Zeit (zum Beispiel 0,1 Sekunden bei einem Luftstrom von 0,3 m/sec) Luftionen von einer Polarität entgegengesetzt zu der der angelegten Spannung den Emitter, um das elektrische Feld an dem Entladungsende des Emitters abzuschwächen, wodurch die Erzeugung von Ionen nicht länger fortgesetzt wird. Demzufolge ist es nötig, eine AC- Hochspannung zu verwenden.
Wir haben weiter herausgefunden, daß das grundlegende Problem von einer großen Differenz zwischen den Dichten der positiven und negativen Ionen, das mit AC-Typ-Ionisierern verbunden ist, ebenso wie das Problem der Neutralisierung von erzeugten Ionen in dem Luftstrom auf Grund von Änderungen der Polarität mit der Zeit gemäß der Frequenz der angelegten AC (Wechselspannung bzw. Wechselstrom) nahezu vollständig gelöst werden kann durch Addieren vorbestimmter Vorspannungen an die angelegte AC- Hochspannung, so daß einige Emitter (pseudopositiv-polige Emitter) kontinuierlich bzw* ständig an positiven Ionen reichhaltige Luft bilden, während die anderen Emitter (pseudonegativ-polige Emitter) kontinuierlich bzw. ständig an negativen Ionen reichhaltige Luft bilden trotz der Tatsache, daß eine AC-Hochspannung angelegt wird. Somit ist es möglich, durch geeignetes Anordnen solcher pseudopositiv-poligen Emitter und pseudonegativ-poligen Emitter in einem Strom sauberer Luft, Luft zu liefern mit gleichgewichteten Beträgen von positiven und negativen Ionen an geladene Gegenstände, die destatiziert werden sollen.
Das Entladungsende von jedem pseudonegativ-poligen Emitter ist vorzugsweise stromabwärts von dem entsprechenden geerdeten gitter- oder schleifenähnlichen gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Leiter mit Bezug auf den Luftstrom in einen vorbestimmten Abstand angeordnet. Es ist vorteilhaft, daß Emitter von einigen Entladungspaaren mit einer gemeinsamen Hochspannungs-AC-Quelle verbunden sind, die eine dazuaddierte Minus-Vorspannung besitzt, wodurch pseudonegativ-polige Emitter gebildet werden, während Emitter der anderen Entladungspaare mit einer gemeinsamen Hochspannungs-AC-Quelle verbunden sind, die eine dazuaddierte Plus-Vorspannung besitzt, wodurch pseudopositiv-polige Mittel gebildet werden. Beide Hochspannungs-AC-Quellen können passenderweise mit einer Spannungskontrolleinrichtung ausgestattet sein, die mit Mitteln ausgestattet ist, zum Umwandeln bzw. Transformieren einer kommerziell erhältlichen AC in eine AC einer vorbestimmten Hochspannung, Mittel zum Addieren jeweiliger vorbestimmter positiver und negativer vorgespannten DC- Spannungen an die umgewandelte oder transformierte AC und ein Spannungsbedienungsteil zum Einstellen der AC-Hochspannung und der vorgespannten DC-Spannungen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Luftionisierers, der in der erfindungsgemäßen Ausrüstung verwendet wird;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Emitters, der in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht, die ein Paar von Emitter und gegenüberliegendem Leiter zeigt, die in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden können;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Emitters, der in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels eines Emitters, der in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Teil von geerdeten schleifenförmigen gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Leitern zeigt, die in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 7 eine Seitenansicht, die ein Beispiel der Relativposition des Emitters und des entsprechenden entgegenüberliegenden Leiters zeigt, die in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 8 eine Seitenansicht, die ein weiteres Beispiel der Relativposition des Emitters und des entsprechenden gegenüberliegenden Leiters zeigt, die in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 9 ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Schaltkreis einer Spannungskontrolleinrichtung und sein Spannungsbedienungsteil zeigt, das in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig.10 ein Diagramm, das ein Beispiel einer bevorzugten Anordnung von Schaltungen für eine Spannungskontrolleinrichtung und sein Spannungsbedienungsoder Betriebsteil zeigt, das in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig.11 Beispiele einer Rechteckswelle, die durch die Schaltungsanordnung der Fig. 10 erhalten wurde;
Fig.12 ein Testverfahren und eine hier verwendete Vorrichtung;
Fig.13 ein Wellendiagramm zum Darstellen eines effektiven AC-Komponente einer Hochspannungs-AC, die in dem Test der Fig. 12 angelegt wurde;
Fig.14 ein Wellendiagramm zum Darstellen einer Vorspannung bzw. Vorspannungsspannung, die bei dem Test der Fig. 12 verwendet wurde;
Fig.15 ein Graph der Dichten von positiven und negativen Ionen zeigt, die durch ein Ionendichtemesser gemessen wurden, aufgetragen gegen die addierte Vorspannung bzw. Vorspannungsspannung VB, die in dem Test der Fig. 12 unter den angezeigten Bedingungen erhalten wurde;
Fig.16 ein AC Wellendiagramm zum Darstellen von Effekten einer Vorspannung bzw. Vorspannungsspannung;
Fig.17 ein erläuterndes Diagramm zum Zeigen des Zustands des Entladungsendes zu einer Zeit, zu der eine positive Spannung (a) der Fig. 16 angelegt wird;
Fig.18 ein erläuterndes Diagramm zum Zeigen des Zustands des Entladungsteils zu einer Zeit, an der eine negative Spannung (b) der Fig. 16 angelegt wird;
Fig.19 eine schematische Darstellung eines konventionell gepulsen DC-Typ-Ionisierers;
Fig.20 ein Wellendiagramm einer Spannung, die an dem Ionisierer der Fig. 19 gelegt wird;
Fig.21 eine schematische Darstellung eines konventionellen DC-Typs-Ionisierers;
Fig.22 eine schematische Darstellung eines konventionellen AC-Typ-Ionisierers;
Fig.23 ein Beispiel eines Wechsels bzw. einer Veränderung eines Oberflächenpotentials eines geladenen Gegenstandes gegen die Zeit, wenn eine konventionelle gepulse DC-Typ-Ionisierer verwendet wird; und
Fig.24 ein Beispiel von Dichten von positiven und negativen Ionen, die durch einen konventionellen AC-Typ- Ionisieres erzeugt wurden.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel eines Luftionisierers, der in der erfindungsgemäßen Ausrüstung verwendet wird. Der Ionisierer weist eine Vielzahl von Entladungspaaren 4 auf, wobei jedes ein nadelförmigen Emitter 2 und ein geerdeten schleifenförmigen gegenüberliegenden Leiter 3 aufweist. Die Entladungspaare 4 sind in einer zwei-dimensionalen Ausdehnung in einer transversalen Richtung eines Stromes sauberer Luft, der durch einen Pfeil 1 gezeigt wird, angeordnet. HEPA oder ULPA-Filter (nicht gezeigt) sind stromaufwärts in der Position der Entladungspaare 4 angeordnet und Luft, die durch die Filter gereinigt wird, paßt hier durch die Entladungspaare 4. Ein in einer Richtung gerichteter Luftstrom, der durch die Entladungspaare 4 passiert ist, wird auf die geladenen Gegenstände gerichtet. In dem dargestellten Beispiel ist jeder nadelähnliche Emitter 2 angeordnet mit seinem Ende in eine stromabwärtige Richtung des Luftstromes und jeder ringförmige gegenüberliegende Leiter 3 ist transversal zu dem Luftstrom angeordnet. Das Ende des Emitters 2 ist auf ungefähr einer imaginären vertikalen Linie angeordnet, die durch das Zentrum des Ringes des gegenüberliegenden Leiters 3 verläuft, angeordnet. Weiter sind in dem dargestellten Beispiel sechs Endladungspaare 4, wobei jedes den Emitter 2 den gegenüberliegenden Leiter 3 aufweist, in einer Linie mit im wesentlichen denselben Zwischenraum angeordnet und vier solcher Linien bzw. Reihen sind im wesentlichen parallel und im wesentlichen innerhalb einer Ebene angeordnet. Die Emitter 2a in der ersten Linie der Figur und die Emitter 2a in der dritten Linie der Figur stehen durch eine gemeinsame isolierte leitende Leitung 6a mit einem Ausgangsanschluß 7a einer Spannungskontrolleinrichtung 5 in Verbindung, während die Emitter 2b in der zweiten Linie der Figur, und die Emitter 2b in der vierten Linie der Figur durch eine gemeinsame isolierte leitende Leitung 6b mit einem Ausgangsanschluß 7b der Spannungskontrolleinrichtung 5 in Verbindung stehen. Wie später detaillierter beschrieben wird, liefert der Ausgangsanschluß 7b eine AC-Hochspannung, die dazuaddiert eine vorbestimmte Spannung, die auf einer Minus-Seite vorgespannt ist, während der Aus- gangsanschluß 7a eine AC-Hochspannung liefert, die dazu eine vorbestimmte Spannung besitzt, die zu einer Minus-Seite geringen Maßes als der Ausgangsanschluß 7b oder optional zu einer Plus-Seite vorgespannt ist. Ein Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Spannungsbedienungs- oder Betriebsteil des Spannungskontrollbzw. Spannungssteuereinrichtung 5. Alle ringähnlichen gegenüberliegenden Leiter 3 sind durch eine gemeinsame isolierte leitende Leitung 9 mit der Erde 10 geerdet.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels des Emitters 2. Der hier verwendete Emitter ist dadurch gekennzeichnet, daß sein Entladungende mit einem dielektrischen keramischen Material beschichtet ist. Der in Fig. 2 dargestellte Emitter weist einen Wolframstab 12 auf, der einen sich verjüngenden Nadelteil 13 an einem Ende und eine Röhre 14 aus keramischem Material, das konzentrisch den Wolframstab 12 enthält, auf. Die keramische Röhre 14 besitzt ebenfalls einen abgedichteten verjüngenden Endteil 15 und der Wolframstab 12 ist so plaziert, daß das Ende seines verjüngenden Nadelteils 13 in Kontakt kommen kann mit den Innenoberflächen des verjüngenden Endteils 15 der Keramikröhre 14, wobei das verjüngende Nadelteil 13 des Wolframstabes 12 mit einer dünnen keramischen Röhre 14 beschichtet sein kann. In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist der äußere Durchmesser des Wolframstabes 12 geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Keramikröhre 14 und das verjüngende Nadelteil 13 des Wolframstabes 12 hat einen spitzeren Winkel als der das verjüngende Endteil 15 der Keramikröhre 14. Somit kann durch das Beschichten des Wolframstabs 12 mit der Keramikröhre 14, so daß das verjüngende Nadelteil 13 des ersteren das verjüngende Endteil 15 des letzteren berührt, der Mittelpunkt des Endes des verjüngenden Nadelteils 13 des Wolframstabes 12 natürlich an dem Mittelpunkt der Innenoberfläche des verjüngenden Endteils 15 der Keramikröhre 14 angepaßt werden. Das andere Ende 16 des Wolfreamstabes ist mit einem metallischen Leiter 17 verbunden. Diese Verbindung wird hergestellt durch intimes und konzentrisches Einfügen einer vorbestimmten Tiefe des Wolframstabes 12 bei seinem Ende 16 in ein Ende des Metallstabes 17, der einen Durchmesser besitzt, der größer als der des Wolframstabes 12 ist. Der Metallstab 17 wird in einer Röhre 18 aus einem isolierenden Material, wie zum Beispiel Glas, aufgenommen, mit dem das andere Ende 19 der Keramikröhre 14 ebenfalls über ein Dichtungsglied 20 verbunden ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Emitter 2 mit seinem Endladungsende 21, das eine kermische Abdeckung besitzt, die beabstandet von dem entsprechenden geerdeten ringförmigen gegenüberliegenden Leiter 3 ist, in einem vorbestimmten Abstand beabstandet und im wesentlichen von der imaginären vertikalen Mittellinie des gegenüberliegenden Leiterrings 3 angeordnet. Dieses Positionieren wird erreicht durch hängendes Tragen des Emitters 2 auf einem isolierenden Leiter 6, das stark genug ist, um die Emitter 2 zu tragen, und somit selbst als Rahmenglied zum Tragen der Emitter dient. Der isolierende Leiter 6 kann einen relativ dicken Metalleiter 17, der mit einem isolierenden Harz 22 (zum Beispiel Fluorharze, wie zum Beispiel "Teflon") beschichtet sein und dient ebenfalls als ein Rahmenglied zum Tragen der gegenüberliegenden Leiter 3 über isolierende Trageglieder. Durch Verbinden der Emitter 2 mit dem isolierten Leiter 6 über jeweilige Verbindungsglieder 23 an beabsichtigten Positionen, können die Emitter 2 in dem Luftstrom ohne den Luftstrom angeordnet sein, ohne siginifikant zu stören.
Der hier verwendete Emitter 2 sollte sein Entladungsende mit einem dielektrischen keramischen Material beschichtet haben. Beispiele eines solchen dieelektrischen keramischen Materials schließen zum Beispiel Quarz, Aluminiumoxid, Aluminium-Kieselerde bzw. -Quarz(glas) und hitzebeständiges Glas ein. Unter diesen ist Quarz, inbesondere transparenter bzw. durchsichtiger Quartz bevorzugt. Die Dicke der keramischen Beschichtung auf dem Nadelteil 13 des Wolframstabs 12 ist geeigneterweise 2 mm oder geringer, vorzugsweise zwischen 0,05 bis 0,5 mm. Die keramische Schicht sollte ebenfalls ein verjüngendes Endteil (ein spitzes Ende 15, wie in Fig. 2 gezeigt) besitzen. Teile des Wolframstabes 12 außer seinem Nadelteil, die normalerweise nicht als das Entladungsende wirken, wie zum Beispiel ein Körperteil des Wolframstabs 12 werden nicht notwendigerweise mit einem Keramikmaterial beschichtet. Solche Beispiele sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Fig. 4 zeigt einen Wolframstab 12 mit seinem verjüngenden Ende beschichtet mit einer Keramikröhre 14. Der Nadelteil 13 des Wolframstabes 12 ist dicht mit dem verjüngenden Endteil 15 der Keramikröhre 14 beschichtet und der Körperteil des Wolframstabes 12 ist mit einem anderen isolierenden Material (zum Beispiel einem isolierenden Harz) 25 beschichtet. Die Keramikröhre 14 ist mit dem Wolframstab 12 mittels eines Klebstoffs (zum Beispiel einen Klebstoff auf Epoxyharzbasis) 26 gebunden und der Vebindungsteil ist mit einem Dichtmittel (zum Beispiel einem Silikondichtmittel) 27 bedeckt, so daß das Wolfram nicht exponiert ist. In diesem Beispiel gibt es keine Öffnung zwischen der Außenoberfläche des verjüngenden Nadelteils 13 des Wolframstabs 12 und der Innenoberfläche des verjüngenden Endteils 15 der Keramikröhre 14. Fig. 5 zeigt ein Beispiel, in dem ein leitender Klebstoff 29 zwischen einem Ende 28 des Wolframstabes 12 und dem verjüngenden Endteil 15 der Keramikröhre 14 eingefüllt ist. Das Ende 28 des Wolframstabes 12, das sich über die isolierende Beschichtung 25 erstreckt, ist durch die Keramikröhre 14 bedeckt, die ein verjüngendes Endteil 15 mit einer Öffnung dazwischen besitzt und die Öffnung ist mit dem leitenden Klebstoff 29 gefüllt. Ein Bezugszeichen 27 bezeichnet ein Dichtungsmittel, wie in dem Fall der Fig. 4. Beispiele von leitenden Klebstoffen, die hier verwendet werden können, schließen zum Beispiel eine Dispersion von teilchenförmigen Silber in Epoxyklebstoff und eine kolloidale Disperson von Graphit in einem Klebstoff ein. In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel kann das Ende 28 des Wolframstabes zugespitzt oder nicht zugespitzt sein.
Fig. 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Teil des geerdeten schleifenrörmigen gegenüberliegenden Leiters 3 der Fig. 1 zeigt. In diesem Beispiel weist jeder gegenüberliegende Leiter 3 einen Metallring auf und erforderliche Anzahlen solcher Ringe sind miteinander an vorbestimmten Zwischenräumen durch einen Leiter 9 verbunden, der eine isolierende Beschichtung besitzt, so daß sie im wesentlichen innerhalb einer Ebene in einer zwei-dimensionalen Ausdehnung angeordnet sind. Der verwendete Leiter 9 ist stark genug, um die ringförmigen gegenüberliegenden Leiter 3 in der Position zu halten und dient so als ein Rahmen zum Tragen bzw. Unterstützen der gegenüberliegenden Leiter in ihrer Position. Die gegenüberliegenden Leiter 3 sind mit der Erde 10 geerdet über den Leiter 9. Da der Leiter 9 als ein Rahmen zum Tragen der gegenüberliegenden Leiter 3 dient, ist ein separates Glied zum Tragen der gegenüberliegenden Leiter 3 nicht erforderlich und somit wird ein Luftstrom von sauberer Luft, der durch die Anordnung der gegenüberliegenden Leiter 3 passiert, nicht signifikant gestört. Die gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Leiter sind vorzugsweise von einer Form wie eine vollkommene Kreisform, wie hier dargestellt ist. Aber sie können von einer Form wie einer Ellipse oder eines Polygons sein. Alternativ können sie Gitter eines konventionellen AC-Typ-Ionisierern sein, die gebildet werden durch senkrechtes Durchschneiden einer Vielzahl von geraden Linien innerhalb einer Ebene. In jedem Fall ist der gegenüberliegende Leiter 3 nicht mehr mit einem Keramikmaterial beschichtet und wird mit der Metalloberfläche exponiert verwendet.
Fig. 7 und 8 zeigen Beispiele der relativen Position des Emitters 2 und des entsprechenden gegenüberliegenden Leiters 3, die ein Entladungspaar 4 aufbauen. In beiden Beispielen sind der Emitter 2 und der gegenüberliegende Leiter 3 entlang der Richtung bzw. transversal zu dem durch den Pfeil gezeigten Luftstrom angeordnet, so daß der Emitter ungefähr auf einer vertikalen Linie angeordnet ist, die durch den Mittelpunkt des gegenüberliegenden Leiters 3 verläuft. In dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel ist der Emitter 2 mit seinem Entladungsende 21 stromaufwärts von dem gegenüberliegenden Leiter 3 angeordnet in Bezug auf den Luftstrom durch einen Abstand G. Während in dem Beispiel der Fig. 8 der Emitter 2 zu seinem Entladungsende 21 stromabwärts von dem gegenüberliegenden Leiter 3 in Bezug auf den Luftstrom durch einen Abstand G angeordnet ist. Der Emitter 2 verläuft nämlich durch den Ring des gegenüberliegenden Leiters 3 in dem Beispiel der Fig. 8, während er nicht so in dem Beispiel der Fig. 7 verläuft. Welches Ausführungsbeispiel angenommen wird, wird bestimmt durch die Bedingungen des Anlegens einer Spannung wie im folgenden beschrieben wird.
Wie oben beschrieben wurde, legt das erste charakteristische Merkmal der Erfindung bei der Verwendung von Emittern mit ihrem Entladungsende beschichtet mit einem dielektrischen Keramikmaterial bei einem AC-Typ-Ionisierer. Das zweite charakteristische Merkmal der Erfindung liegt in der Art, wie eine AC-Hochspannung an dem Emitter angelegt wird. Wir haben herausgefunden, daß nach Anlegen einer AC-Hochspannung an die Emitter mit ihrem Entladungsende beschichtet mit einem dielektrischen Keramikmaterial durch Hinzufügen von Vorspannungen zu der AC-Hochspannung es möglich ist, einige Emitter dazu zu veranlassen, ständig an positive Ionen reichhaltige Luft zu bilden, während die anderen Emitter dazu veranlaßt werden, kontinuierlich an negative Ionen reichhaltige Luft zu bilden trotz der Tatsache, daß eine AC-Hochspannung angelegt wird. Konventionelle AC-Typ-Ionisierer sollten positive und negative Ionen gemäß der Frequenz der verwendeten AC erzeugen, obwohl es eine große Differenz zwischen den Dichten der erzeugten positiven und negativen Ionen gibt. Andererseits, wie oben bereits beschrieben wurde, wenn eine DC-Hochspannung an einem Emitter, der das Entladungsende mit einem Keramikmaterial beschichtet besitzt, angelegt wird, obwohl Luft für einen Moment der Anwendung der DC-Hochspannung ionisiert werden kann, umgeben Luftionen von einer Polarität entgegengesetzt zu der der angelegten Hochspannung sofort in den Emitter, um das elektrische Feld an dem Entladungsende des Emitters abzuschwächen und somit wird die Erzeugung von Ionen nicht weiter fortgesetzt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein verbesserter AC-Typ-Ionisierer geschaffen, der fähig ist, kontinuierlich bzw. ständig positive Ionen von einigen Emittern zu erzeugen, während kontinuierlich bzw. ständig negative Ionen von den anderen Emittern erzeugt werden. Der hier beschriebene Ionisierer erzeugt im wesentlichen nur positive Ionen von einigen seiner Emittern, während er im wesentlichen nur negative Ionen von seinen verbleibenden Emittern erzeugt trotz der Tatsache, daß eine AC-Hochspannung an die Emitter angelegt wird, an Stelle von alternierenden Erzeugung von positiven und negativen Ionen gemäß der Frequenz der angelegten AC. Typischerweise wid eine AC-Hochspannung, die eine zuaddierte Minus-Vorspannung besitzt, und einige Emitter angelegt, während eine AC-Hochspannung, die eine dazuaddierte positive Vorspannung angelegt besitzt, an die anderen Emitter angelegt. Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird eine AC-Hochspannung, die eine dazuaddierte Minus-Vorspannung besitzt, an eine Gruppe von Emittern angelegt, die mit 2b bezeichnet werden, wodurch sie veranlaßt werden, kontinuierlich bzw. ständig an negative Ionen reichhaltige Luft zu bilden und eine AC-Hochspannung, die eine dazu- addierte Spannung besitzt, die zu einer positiveren Seite vorgespannt ist, an eine Gruppe von Emittern angelegt, die mit 2a bezeichnet werden, wodurch sie veranlaßt werden, kontinuierlich bzw. ständig an positiven Ionen reichhaltige Luft zu bilden.
Genau genommen, kann jeder Emitter entweder ein positiver oder ein negativer Pol werden, da eine AC-Spannung daran angelegt wird. Zum Zwecke der Erklärung wird ein Emitter, an den eine AC-Hochspannung, die eine dazuaddierte Minus- Vorspannung besitzt, angelegt und der fähig ist, kontinuierlich an negativen Ionen reichhaltige Luft zu bilden, hier als ein "pseudonegativ-poliger Emitter" bezeichnet und ein Emitter, an dem eine AC-Hochspannung, die eine dazuaddierte Spannung besitzt, die zu einer positiveren Seite vorgespannt ist, angelegt wird und die fähig ist, kontinuierlich an positive Ionen reichhaltige Luft zu bilden, hier als "pseudopositiv-poliger Emitter" bezeichnet. In Fig. 1 sind die Emitter 2a pseudopositiv-polige Emitter während die Emitter 2b pseudonegativ-polige Emitter sind. Alle pseudopositiv-polige Emitter 2a stehen in Verbindung mit dem AUSGANG 7a der Spannungssteuereinrichtung 5 durch den isolierten leitenden Draht 6a, während alle pseudonegativ-poligen Emitter 2b mit dem AUSGANG 7b der Spannungssteuereinrichtung 5 über den isolierten leitenden Draht 6b in Verbindung stehen. Der AUSGANG 7a und der AUSGANG 7b geben eine AC-Hochspannung aus, die dazuaddierte Vorspannungsspannungen besitzen, die verschieden voneinander sind in der Polarität bzw. Intensität. Ein Bezugszeichen 8 in Fig. 1 bezeichnet einen Spannungsbetriebsteil zum Betreiben oder Steuern der Natur der Wechselspannungen (AC-Spannungen), die von dem AUSGANG 7a und 7b ausgegeben werden.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das eine Schaltung für eine Spannungssteuereinrichtung 5 und sein Spannungsbetriebsteil 8, die in dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden kann, zeigt. Die dargestellte Schaltung weist einen gemeinsamen EINGANG 31 einer kommerziellen AC (AC von 100 V in dem dargestellten Beispiel) und vier Transformatoren 32, 33, 34 und 35, die parallel angeordnet sind, auf. Variable Widerstände (Gleitrheostaten) T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4; sind auf der Eingangsseite der Transformatoren 32, 33, 34 bzw. 35 vorgesehen. Diese Gleitrheostaten bilden das Spannungsbetriebsteil 8 der Fig. 1. Der Transformator 32 transformiert die kommerzielle AC (100 V) zu einer Spannung von zum Beispiel 8 kV oder höher und gibt die transformierte AC an den AUSGANG 7a aus, der mit dem pseudopositiv-poligen Emittern 2a in Verbindung steht, während der Transformator 33 die kommerzielle AC (100 V) zu einer Spannung von zum Beispiel 8 kV oder höher transformiert und gibt die transformierte AC an den AUSGANG 7b, der mit dem pseudonegativ-poligen Emittern 2b in Verbindung steht, aus. Demgemäß sind die Transformatoren 32 und 33 gewöhnliche AC-Transformtoren, die die kommerzielle AC zu einer höheren Spannung transformieren, ohne die Frequenz zu ändern. Wenn die Transformatoren 34 und 35 einen jeweiligen Gleichrichter einschließen und dazu dienen, die kommerziellen AC zu einer DC gleichzurichten und danach die DC zu einer Hochspannung transformieren. Demgemäß wird auf die Transformatoren 34 und 35, hier als DC- Transformatoren Bezug genommen. Der DC-Transformator 34 gibt eine DC von einer erhöhten Minus-Spannung aus und ist mit einer Seite einer sekundären Spule des Transformators 33 verbunden. Somit von dem AUSGANG 7b wird eine kombinierte Spannung der AC-Komponente einer Spannung, die durch den Transformtor 33 erhöht wurde, kombiniert mit der DC-Spannung, die zu einer Minus-Seite in einem vorbestimmten Ausmaß vorgespannt wurde, angelegt. Andererseits gibt der DC-Transformator 35 eine DC von einer erhöhten Plus-Spannung aus und ist mit einer Seite an der zweiten Spule des Transformators 32 verbunden. Somit wird von dem AUSGANG 7a eine kombinierte Spannung von einer AC-Komponente einer Spannung, die durch den Transformator 32 erhöht wurde, kombiniert wird mit der DC-Spannung, die zu einer Plus-Seite in einen vorbestimmten Ausmaß vorgespannt wurde, angelegt. In Fig. 9 bezeichnet ein Bezugszeichen F eine Sicherung, SW einen Schalter für die elektrische Quelle und Z&sub1; und Z&sub2; bezeichnen Funkenkiller bzw. -vernichter (spark killer) zum Absorbieren von Rauschen zu der Zeit des Anschaltens, wodurch das Liefern einer Pulskomponente reduziert wird. Gemäß der Schaltung dieses Aufbaus sind die Intensitäten der AC-Spannung und der DC- Spannung zu einer Plus-Seite vorgespannt, die von dem AUSGANG 7a an die pseudopositiv-poligen Emitter 2a ausgegeben werden sollen, können nach Belieben gesteuert werden durch den Betrieb der Gleitrheostaten T&sub1; und T&sub4;. Ähnlich können die Intensitäten der AC-Spannung und der DC- Spannung, die zu einer Minus-Seite vorgespannt wurde, die von dem AUSGANG 7b an die pseudonegativ-poligen Emitter 2b ausgegeben werden können, nach Belieben gesteuert werden durch den Betrieb der Gleitrheostaten T&sub2; und T&sub3;.
Fig. 10 ist ein Diagramm, das eine bevorzugte Anordnung von Schaltungen für eine Spannungssteuereinrichtung 5 und seinen Spannungsbetriebsteil 8, die bei dem Ionisierer der Fig. 1 verwendet werden können, zeigt. Die dargestellte Schaltungsanordnung weist einen Eingangsanschluß 31 für eine kommerzielle AC (AC von 100 Volt), einen Transformator 37 befestigt an dem Eingangsanschluß 31, und eine Gleichrichterschaltung 38, eine Konstantspannungsschaltung 39, eine Invertierschaltung 40, einen Hochspannungstransformator 41 und einen Hochspannungsblock, der in Reihe mit der Sekundärseite des Transformators 37 verbunden ist. Die AC des Transformators 37 unterzieht sich der Gesamtwellengleichrichtung in der Gleichrichtungsschaltung 38 und wird eine DC. Die Konstantspannungsschaltung 39 soll einen Ausgang einer konstanten Spannung liefern. Wenn die Spannung der verwendeten kommerziellen AC aus einigen Gründen variiert, variiert die Spannung der DC aus der Gleichrichtungsschaltung demgemäß und ihrerseits die Eingangsspannung an den folgenden Hochspannungstransformator 41 und schließlich kann die Ausgangsspannung nicht konstant gehalten werden. Demzufolge wird die Konstantspannungsschaltung 39 verwendet. Die Invertierschaltung 40 ist in der Oszillationsschaltung inkorporiert und unterbricht (chopper) die Konstantspannung DC aus der Konstantspannungsschaltung 39 in eine Rechteckswelle, die dann durch den Hochspannungstransformator 41 in eine Wechselspannung einer Rechtseckswelle in Fig. 11(a), deren Bezugszeichen 43 gezeigt ist. Der Hochspannungstransformator 41 weist einen isolierten Transformator auf, der einen Gleitrheostat inkorporiert besitzt und kann die Ausgangs-AC-Spannung variieren. Die AC-Spannung von dem Hochspannungstransformator 41 pasiert durch den Hochspannungsblock 42, in dem Hochspannungsgleichrichter (die Dioden D1 und D2 und die Hochspannungswiderstände R1 bis R6 inkorporiert sind und werden an den AUSGANG 7a und 7b ausgegeben. In dem Hochspannungsblock 42 ist eine Sekundärspule des Transformators 41 verzweigt, so daß sie mit einer Erdungsleitung 44 auf der einen Seite und mit den Ausgangsleitungen 45 bzw. 46, die zu dem AUSGANG 7a und 7b auf der anderen Seite in Verbindung steht. Zwischen der Ausgangsleitung 45, die zu dem AUSGANG 7a führt, und der Erdungsleitung 44 ist eine Diode D1 eingefügt, die nicht einen Strom von der Plus- Seite zu fließen veranlaßt und nur einen Strom von einer Minus-Seite zu strömen erlaubt. Zwischen der Ausgangsleitung 46, die zu dem AUSGANG 7b führt und der Erdungsleitung 44 ist eine Diode D2 eingefügt, die nicht einen Strom von einer Minus-Seite zu strömen veranlaßt, und nur einen Strom von einer Plus-Seite zu strömen erlaubt. Weiter sind Widerstände R1 bis R6 in dem Hochspannungsblock 42 derart wie in der Fig. 10 gezeigt ist, inkorporiert. Somit wird an den AUSGANG 7a eine Spannung einer Plus- Seite des Transformators 41, wie sie ist angelegt, aber eine Spannung einer Minus-Seite, die an dem AUSGANG 7a angelegt wird, nähert sich der Null durch einen Betrag, der durch die Diode D1 zur Masse abfließt. Der Betrag des Minus-Stromes, der zur Erde bzw. Masse fließen darf, kann durch die Widerstände R1 und R5 eingestellt werden. Im Ergebnis wird eine Spannung, die zu einer Plus-Seite vorgespannt ist, d. h. eine Wellenform 47 besitzt, die in Fig. 11(b) gezeigt ist, an den AUSGANG 7a angelegt. In diesem Fall kann man sagen, daß einer zur positiven Seite vorgespannte Spannung VB addiert wurde. Ähnlich wird eine Spannung, die zu einer Minus-Seite vorgespannt ist, d. h. eine Wellenform 48 besitzt, die in Fig. 11(c) gezeigt ist, wird an den AUSGANG 7b angelegt. In diesem Fall kann man sagen, daß eine zur Minus-Seite vorgespannte Spannung VB addiert wurde. In dem Fall der Schaltungsanordnung, die in Fig. 10 gezeigt ist, kann die Intensität der AC- Spannung, die an die pseudopositiv-poligen Emitter 2a und an die pseudonegativ-poligen Emitter 2b angelegt wird, nach Belieben gesteuert werden durch das Gleitrheostatteil des Hochspannungstransformators 41. Weiter kann die Intensität der zur Plus-Seite vorgespannten Spannung VB, die von dem AUSGANG 7a an die pseudopositiv-poligen Emitter 2a ausgegeben wird, nach Belieben gesteuert werden durch Einstellen des Verhältnisses der Widerstände R1 und R5, genauer durch das Einstellen des Verhältnisses R5/(R1 + R5). Ähnlich kann die Intensität zur Minus-Seite vorgespannten Spannung VB, die von dem AUSGANG 7b an die pseudonegativ-poligen Emitter 2b ausgegeben wird, nach Belieben gesteuert werden, indem man das Verhältnis der Widerstände R2 und R6 einstellt, genauer indem man das Verhältnis R6/(R2 + R6) einstellt.
Die elektrische Schaltung oder Schaltungen für die Spannungssteuereinrichtung 5 und sein Spannungsbetriebsteil 8, die in den Fig. 9 und 10 gezeigt sind, sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es ist erforderlich, daß der AUSGANG 7b eine Hochspannungswechselspannung liefert, die durch die Transformation einer kommerziellen AC zu einer Hochspannung von zum Beispiel 8 kV oder mehr erhält, gefolgt von einer Addition dazu von einer Spannung, die zu einer Minus-Seite vorgespannt ist, wobei die Zunahme in der Spannung durch die Transformation und der Betrag der Vorspannung einstellbar ist und daß der AUSGANG 7a eine Hochspannungs-AC liefert, die man durch Transformation einer kommerziellen AC zu einer Hochspannung von zum Beispiel 8 kV oder mehr gefolgt von einer Addition dazu von einer Spannung, die zu einer weniger negativen Seite als die oben erwähnte vorgespannte Spannung vorgespannt ist, optional zu einer Plus-Seite, wobei die Zunahme in der Spannung durch die Transformation und den Betrag der Vorspannung einstellbar ist. Soweit diese Erfordernisse erfüllt werden, kann jede Schaltungsanordnung oder Schaltungsanordnungen hier verwendet werden.
Während des Betriebs der erfindungsgemäßen Ausrüstung können die pseudonegativ-poligen Emitter 2b trotz der Tatsache, daß eine AC-Hochspannung angelegt wird, kontinuierlich bzw. ständig ionisierte Luft bilden, die eine hohe negative Ionendichte bzw. Negativionendichte und eine positive Ionendichte bzw. Positivionendichte von ungefähr O besitzt, und so wird die an negativen Ionen reichhaltige gebildete Luft durch den Strom von sauberer Luft zu den geladenen Gegenständen getragen. Andererseits können die pseudopositiv-poligen Emitter 2a trotz der Tatsache, daß eine AC-Hochspannung angelegt wird, kontinuierlich bzw. ständig ionisierte Luft bilden, die eine hohe Positivionendichte und eine niedrige Negativionendichte besitzt, und die so gebildete an positiven Ionen reichhaltige Luft wird durch den Strom von sauberer Luft zu den geladenen Gegenständen getragen. Demgemäß ist es möglich, gut ausgewogene positive und negative Ionen an die geladenen Gegenstände, die stromabwärts des Ionisierers existieren, zu liefern, in dem man eine Vielzahl der pseudonegativ-poligen Emitter 2b unter pseudopositiv-poligen Emitter 2a in einer zwei-dimensionalen Ausdehnung transversal zum Luftstrom anordnet, zum Beispiel durch alternierendes Anordnen einer Linie von Emittern 2b und einer Linie der Emitter 2a, wie in Fig. 1 gezeigt ist, oder durch Anordnen der individuellen Emitter 2b und 2a alternierend oder zick-zackförmig oder durch Anordnen einer kleinen Gruppe der Emitter 2b und einer kleinen Gruppe der Emitter 2a alternierend.
Die Erfindung wird weiter durch Testbeispiele beschrieben werden. Fig. 12 stellt ein hier verwendetes Testverfahren und eine Testvorrichtung vor. Ein Einzelemitter 2, der mit Quarz bedeckt ist, besitzt den in Fig. 2 gezeigten Aufbau und ist mit seiner Achse vertikal gehalten in einem Strom von sauberer Luft, der nach unten mit einer Rate von 0,3 m/sec in einem Reinraum mit vertikal laminaren Fluß strömt, angeordnet. Der Wolframstab 12 des Emitters
2 besitzt einen Durchmesser von 1,5 mm. Die Quarzröhre 14 des Emitters 2 besitzt einen äußeren Durchmesser von 3,0 mm und einen inneren Durchmesser von 2,0 mm und die Länge des sich verjüngenden oder zugespitzten Endteils 15 der Quarzröhre ist 5 mm. Die Glasröhre 18 des Emitters 2 besitzt einen äußeren Durchmesser von 8 mm und einen inneren Durchmesser von 6 mm und enthält dem metallischen Leiter 17 mit einem Durchmesser von 3 mm, der dadurch passiert. Der Emitter 2 steht in elektrischer Verbindung mit der Spannungskontrolleinrichtung 5, die sich vertikal erstreckt über die Glasröhre 18 und die sich horizontal erstreckende mit Harz bedeckte Röhre 22. Ein geerdeter gegenüberliegender Leiter 3, der einen Ring von rostfreiem Stahl aufweist, ist so angeordnet, daß seine imaginäre vertikale Mittellinie im wesentlichen mit der Achse des Emitters 2 zusammenfällt. Der Abstand G zwischen dem Entladungsende 21 des Emitters 2 und dem Mittelpunkt des gegenüberliegenden leitenden Rings bzw. Leiterrings 3 wird gesteuert durch vertikales Gleiten bzw. Verschieben des gegenüberliegenden Leiters 3. In Fällen, in denen das Entladungsende 21 stromaufwärts vom dem gegenüberliegenden Leiter 3 mit Bezug auf den Luftstrom angeordnet ist (in Fällen, die in Fig. 7 gezeigt sind), ist der Abstand G positiv. Wogegen in Fällen, in denen das Entladungsende 21 durch den gegenüberliegenden leitenden Ring 3 verläuft und stromabwärts von dem gegenüberliegenden Leiter 3 in Bezug auf den Luftstrom angeordnet ist (in Fällen, die in Fig. 8 gezeigt sind), ist der Abstand G negativ. Ein Durchmeser des gegenüberliegenden leitenden Rings 3 wird durch D dargestellt. Eine Hochspannungs- AC, die eine dazuaddierten vorgespannte Spannung besitzt, wird dann mit dem Emitter 2 angelegt, und Dichten von positiven und negativen Ionen (in x 10³ Ionen/cm³) werden an einer Stelle 1200 mm unterhalb des Enladungsendes 21 des Emitters 2 mittels eines Luftionendichtemessers 50 gemessen. Eine effektive AC-Komponente der AC, die an den Emitter 2 angelegt wird, und die Vorspannungsspannung, die zu der AC addiert wird, werden durch V bzw. VB dargestellt. Die effektive AC-Komponente ist 1/ 2 mal die Spitzenspannung, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Die Vorspannungsspannung VB ist eine DC-Komponnte, die zu einer AC- Welle addiert wurde, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Die Spannung VB ist positiv, wenn die addierte Spannung zu einer Plus-Seite vorgespannt ist und ist negativ, wenn die addierte Spannung zu einer Minus-Seite vorgespannt ist.
Fig. 15 ist ein Graph, der Dichten von positiven und negativen Ionen zeigt, die von dem Luftionendichtemesser 50 gemessen wurden, aufgetragen gegen die addierte Vorspannungspannung VB unter Bedingungen, die einschließen, daß D = 80 mm, G = -25 mm, V = 11 kV und einer Frequenz der angelegten AC von 50 Hz. Das in Fig. 15 gezeigte Ergebnis ist sehr interessant dahingehend, daß trotz der Tatsache, daß eine AC an den Emitter angelegt wird, ionisierte Luft, die in extremem Maße positive oder negative Ionen besitzt, gebildet wird durch Steuern der Spannung VB. Die positive Ionendichte besitzt ein Maximum, wo die Spannung VB ungefähr +2 kV ist, und nimmt drastisch ab, wenn die Spannung VB nach O abnimmt durch -2 kV. Andererseits besitzt die negative Ionendichte ein Maximum, wenn die Spannung VB ungefähr -4 kV ist und nimmt drastisch ab, wenn die Spannung VB auf -2 kV anwächst durch 0 kV. Unter den verwendeten Bedingungen ist es möglich, im wesentlichen entweder positive oder negative Ionen zu erzeugen durch geeignete Steuerung der Spannung VB. Zum Beispiel, falls die Spannung VB positiver als 0 addiert wird, werden positive Ionen erzeugt, in einer hohen Dichte ohne wesentliche Erzeugung von negativen Ionen. Falls eine Spannung VB negativer als -3 kV ist, vorzugsweise negativer als -4 kV, addiert wird, werden negative Ionen erzeugt in einer hohen Dichte, ohne wesentliche Erzeugung von positiven Ionen.
Unter den verwendeten Bedingungen werden sowohl positive als auch negative Ionen erzeugt, wenn die Spannung VB innerhalb eines Bereichs zwischen -3 kV und 0 kV ist. Somit ist es möglich, sowohl positive als auch negative Ionen an ein und demselben Emitter zu erzeugen. In diesem Fall werden positive und negative Ionen erzeugt alternierend gemäß der Frequenz der angelegten AC. Solch ein System, in dem positive und negative Ionen erzeugt werden von ein und demselben Emitter alternierend bei einer hohen Frequenz ist jedoch nicht notwendig vorteilhaft, teilweise, weil die erzeugten positiven und negativen Ionen, sich wahrscheinlich gegenseitig neutralisieren, bevor sie die geladenen Gegenstände erreichen, was eine Reduktion der effektiven Ionen für den Zweck der Destatizierung zur Folge hat, teilweise weil eine leichte Abänderung der Spannung VB in dem oben erwähnten Bereich eine große Veränderung der Ionendichte zur Folge hat, und es deshalb nicht leicht ist, die Spannung VB zu steuern.
Unter den verwendeten Bedingungen, falls eine Spannung VB positiver als 0, zu einem bestimmten Emitter addiert wird, wird es ein Emitter, der fähig ist zum Erzeugen, von nur positiven Ionen (das heißt ein pseudopositiv-poliger Emitter 2a). Falls eine Spannung VB negativer als - 3 kV an einem bestimmten Emitter addiert wird, wird der Emitter fähig zur Erzeugung von im wesentlichen nur negativen Ionen (das heißt ein pseudonegativ-poliger Emitter 2b). Demgemäß, durch geeignete diskrete Anordnung sowohl der Pseudo-Emitter 2a als auch 2b in einer zwei-dimensionalen Ausdehnung transversal zum Luftstrom, ist es möglich, gut ausgewogene positive und negative Ionen an die geladenen Gegenstände zu liefern.
Die Fig. 16 und 18 illustrieren Effekte der Vorspannungsspannung. Mit einer AC, die eine dazuaddierte Minus-Vorspannungsspannung besitzt, ist die durch (a) in Fig. 16 gezeigte Intensität einer positiven Spannung (V - VB ), die geringer als die effektive AC-Komponente V um VB ist. Wogegen die Intensität einer negativen Spannung, die durch (b) in Fig. 16 gezeigt ist, (V + VB ) ist, die höher ist als die effektive AC-Komponente V um VB . Demgemäß, wenn diese AC-Spannung am Emitter angelegt wird, ist die Intensität des elektrischen Feldes in der Nähe des Entladungsendes des Emitters stärker als in dem Fall von (b) als in dem Fall von (a), wobei eine Coulomb-Kraft zum Veranlassen von negativen Ionen sich abwärts zu bewegen, viel größer ist als eine Coulomb-Kraft zum Veranlassen der positiven Ionen sich abwärts zu bewegen. Fig. 17 ist ein erläuterndes Diagramm zum Aufzeichnen des Zustands des Entladungsendes zu einer Zeit, zu der eine positive Spannung (a) der Fig. 16 angelegt wird und Fig. 18 ist ein erläuterndes Diagramm zum Aufzeichnen des Zustands des Entladungsendes zu einer Zeit, zu der eine negative Spannung (b) der Fig. 16 angelegt wird. In diesen Figuren zeigen die an den Ionen angebrachten Pfeile die Stärke der Coulomb-Kraft, die auf die jeweiligen Ionen ausgeübt wird, an. Somit in diesem Fall, während positive und negative Spannungen an dem Emitter angelegt werden, erreichen mehr negative Ionen den Luftdichtemesser 50 als positive Ionen.
Wir haben die Tests wiederholt unter Verwendung von Luftstromraten von 0,15 bis 0,6 m/sec und variierenden Parametern V, G, D und VB. Es wurde herausgefunden, daß die optimalen Bedingungen einen pseudopositiv-poligen Emitter 2a einschließen:
8 kV ≤ V
-80 mm ≤ G ≤ 80 mm
50 mm ≤ D ≤ 150 mm, und
-8 kV ≤ VB ≤ 8 kV
und daß die optimalen Bedingungen für pseudonegativ-polige Emitter 2b einschließen:
8 kV ≤ V
-80 mm ≤ G ≤ 0 mm
50 mm ≤ D ≤ 150 mm, und
-8 kV ≤ VB ≤ 0 kV.
Somit in dem Fall der pseudonegativ-poligen Emitter 2b ist das G vorzugsweise negativ, das heißt, das Entladungsende 21 des Emitters 2 geht vorzugsweise durch den gegenüberliegenden leitenden Ring 3, so daß das Entladungsende 21 stromabwärts des gegenüberliegenden Leiters 3 angeordnet sein kann mit Bezug auf den Luftstrom, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, und die Spannung VB ist vorzugsweise negativ. In dem Fall des pseudopositiv-poligen Emitters 2a kann das G entweder positiv oder negativ sein, das heißt das Entladungsende 21 des Emitters 2 kann stromaufwärts von dem gegenüberliegenden Leiter 3 mit Bezug auf den Luftstrom angeordnet sein, wie in Fig. 7 gezeigt ist, oder es kann durch den gegenüberliegenden leitenden Ring 3 gehen, so daß es stromabwärts des gegenüberliegenden Leiters angeordnet sein kann mit Bezug auf den Luftstrom, wie er in Fig. 8 gezeigt ist und die Spannung VB kann negativ oder positiv sein.
In dem Test der Fig. 12, wobei eine AC-Hochspannung von 20 kV an den Emitter angelegt wurde, wurde keine Erzeugung von Staub von dem Entladungsende 21 detektiert. Im Gegensatz zu dem Test der Fig. 12 mit der Ausnahme, daß ein Emitter mit einem exponierten Wolframstab 12 verwendet wurde, und wobei die anderen Bedingungen dieselben blieben, wurde eine beträchtliche Erzeugung von Staub von dem Entladungsende 21 angezeigt, wenn eine AC-Hochspannung oberhalb von 6 kV verwendet wurde. Die Anzahl der Teilchen, die eine Größe von größer als 0,03 um besitzen, gemessen an einer Stelle 160 mm unterhalb des Entladungsendes 21 waren 7,4 x 10² Teilchen/ft³ bei 6 kV, 2,5 x 10&sup4; Teilchen/ft³ bei 10 kV und 2,9 x 10&sup4; Teilchen/ft³ bei 20 kV. Ein Emitter, der eine hier empfohlene Quarzröhre 14 besitzt, wurde veranlaßt, eine kontinuierliche Periode von 1050 Stunden zu arbeiten bzw. in Betrieb zu sein. Am Ende dieser Periode wurde das Entladungsende des Emitters mit einem Mikroskop untersucht. Es konnte nicht von einem neuen unterschien werden und keine Deponierung von Teilhenstaub und kein Schaden wuren beobachtet. Außerdem wurde eine AC von 11,5 kV an den hier empfohlenen Emitter angelegt und eine Ozonkonzentration wurde an einer Stelle 12,5 cm unterhalb des Entladungsendes des Emitters untersucht. Ozon oberhalb von 1 ppb wurde nicht detektiert.
Durch die erfindungsgemäße Ausrüstung können fast alle Probleme, die mit dem Stand der Technik assoziiert sind, gelöst werden und Schwierigkeiten, die durch statische Elektrifizierung bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen auftreten, können überwunden werden.

Claims

1. Eine Einrichtung, um statische Elektrizität von geladenen Gegenständen bzw. Artikeln zu entfernen, die in einem Reinraum existieren, der eine Wechselspannungs-(AC)-Ionisierungsrichtung aufweist, die eine Vielzahl von nadelähnlichen Emittern besitzt, die in einem Strom von sauberer Luft, der durch Filter passiert ist, angeordnet ist, wobei eine AC-Hochspannung an die Emitter angelegt wird, um eine Koronaentladung zum Ionisieren von Luft zu bewirken, wobei ein Strom von ionisierter Luft auf die geladenen Gegenstände geliefert wird, um die statische Elektrizität darauf zu neutralisieren, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Entladungsende von jedem der nadelähnlichen Emitter mit einem dielektrischen Keramikmaterial beschichtet ist;

jeder der Emitter angeordnet ist mit seinem Entladungsende beabstandet mit einem vorherbestimmten Abstand von einem geerdeten gitter- oder schleifenähnlichen gegenüberliegenden Leiter, um ein Entladungspaar zu bilden;

eine Vielzahl solcher Entladungspaare, die angeordnet sind in einer zweidimensionalen Ausdehnung in einer transversalen Richtung des Stromes von sauberer Luft; und

die Emitter von einigen der Entladungspaare mit einer Hochspannungs-AC-Quelle verbunden sind, die dazu eine addierte Minusvorspannung besitzt, wodurch pseudonegativ-polige Emitter gebildet werden, während die Emitter der anderen Entladungspaare mit einer Hochspannungs-AC-Quelle verbunden sind, die dazu eine addierte Vorspannung besitzt, die auf eine positivere Seite vorgespannt wurde als die Minus-Vorspannung, wodurch pseudopositiv-polige Emitter gebildet werden, und wobei die pseudonegativ-poligen Emitter und die pseudopositive-poligen Emitter diskret in der zweidimensionalen Ausdehnung angeordnet sind.

2. Die Einrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität von geladenen Gegenständen nach Anspruch 1, wobei der Reinraum für die Produktion bzw. Herstellung von Halbleiterelementen bzw. -vorrichtungen vorgesehen ist.

3. Die Einrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität von geladenen Gegenständen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das dielektrische keramische Material Quarz ist.

4. Die Einrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität von geladenen Gegeständen nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Entladungsende von jedem pseudonegativ-poligen Emitter stromabwärts von den entsprechenden geerdeten gitter- oder schleifenähnlichen gegenüberliegenden Leiter angeordnet ist in Bezug auf den Luftstrom.

5. Die Einrichtung zum Enfernen von statischer Elektrizität von geladenen Gegenständen nach Anspruch 1, 2 ode 3, wobei die Emitter von einigen Entladungspaaren mit einer gemeinsamen Hochspannungs-AC-Quelle verbunden sind, die dazu eine addierte Minus-Vorspannung besitzt, wodurch pseudonegativ-polige Emitter gebildet werden, wobei die Emitter der anderen Entladungspaare mit einer gemeinsamen Hochspannungs- AC-Quelle verbunden sind, die eine addierte Plusvorspannung besitzt, wodurch pseudopositiv-polige Emitter gebildet werden.

6. Die Einrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität von geladenen Gegenständen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die Hochspannungs-AC-Quellen durch eine Spannungssteuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die ausgerüstet ist mit Mitteln zum Transformieren einer kommerziell erhältlichen Wechselspannung (AC) in eine AC von einer vorbestimmten Hochspannung, Mittel zum Addieren von jeweils vorbestimmten positiv und negativ vorgespannten DC- Spannungen zu der transformierten AC und ein Spannungsbetriebsteil, um die AC-Hochspannung und die vorgespannten DC-Spannungen einzustellen.

7. Die Einrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität von geladenen Gegenständen nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die pseudonegativ-poligen Emitter und die pseudopositiv-poligen Emitter diskret angeordnet sind, und zwar alternierend in mindestens einer Richtung innerhalb der zweidimensionalen Ausdehnung.