TWI869625B

TWI869625B - 集塵機及集塵方法

Info

Publication number: TWI869625B
Application number: TW110134192A
Authority: TW
Inventors: 長谷川喬彬; 森山紘行
Original assignee: 日商創意科技股份有限公司
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2025-01-11
Also published as: JPWO2022064977A1; EP4219019A4; KR20230070168A; TW202211985A; US12409461B2; US20230381791A1; CN114555235A; EP4219019A1; JP7758348B2; WO2022064977A1

Abstract

本發明係提供：即使是在很小的空間內也能夠設置，而且可以很有效率地進行集塵之集塵機。本發明所提供的集塵機(1)，係具備：由導體所形成的第1電極層(12)；由導體所形成，具有貫穿在厚度方向的鏤空部(貫穿孔(14H)、窄縫(14S))，從俯視觀看具有可將前述第1電極層(12)予以覆蓋的大小，且被配置成與前述第1電極層(12)相對向之第2電極層(14)；以及由絕緣性的材質所形成，用來將前述第1電極層(12)與前述第2電極層(14)予以絕緣，並且與前述第1電極層(12)和前述第2電極層(14)一起形成單一片的層構造之絕緣層(第1絕緣層(13)、第2絕緣層(15))。

Description

集塵機及集塵方法

本發明係關於：集塵機及集塵方法。

發生在例如：半導體製造裝置之類的裝置的內部或裝置的旁邊之細微的塵埃(微粒子)，大多數會對於這種裝置所製造的加工物造成異物不良等的不利影響。因此，針對於裝置的內部和旁邊等處，還是存在著：減少加工物近旁的微粒子，將其保持潔淨的需求。

關於這種需求，曾經有人提出了：過濾器集塵方式、電氣集塵方式、電場簾幕方式等的技術方案。

過濾器集塵方式，係將已經飛散中的微粒子利用空氣通風管進行吸引，並且利用過濾器將該空氣予以過濾。因此，飛散前的微粒子就無法集塵，而且壓力損失也很大，因此，集塵效率不佳。

電氣集塵方式，係將微粒子利用電離器進行電暈放電而使其帶電，而將已經帶電的微粒子集塵到相對向之電極對之其中一方的電極。因此，將會導致集塵機的周圍也跟著帶電，而且裝置趨於大型化，無法隨意地選擇想要設置的地方。

雖然有人提出了將電離器予以省略的集塵裝置(例如：專利文獻1)的技術方案，但是因為其採用：將空氣通過於電極對之間的結構，因此，省空間化的效果還是有限。

電場簾幕方式，是將交流電加諸於埋在電介質內之多相的線狀電極，使其產生朝往單向前進的不均衡電場，而使得已經帶電的微粒子浮起來，並且往前進方向搬運而進行集塵。這種裝置也是裝置趨於大型化，無法隨意地選擇想要設置的地方。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特許第6620994號公報

[發明所欲解決之問題]

因此，業界乃尋求一種即使是在很小的空間內也能夠設置，而且可以很有效率地進行集塵之集塵機及集塵方法。 [解決問題之技術手段]

本發明所提供的集塵機，係具備：由導體所形成的第1電極層；由導體所形成，具有貫穿在厚度方向的鏤空部，從俯視觀看具有可將前述第1電極層予以覆蓋的大小，且被配置成與前述第1電極層相對向之第2電極層；以及由絕緣性的材質所形成，用來將前述第1電極層與前述第2電極層予以絕緣，並且與前述第1電極層和前述第2電極層一起形成單一片的層構造之絕緣層。 [發明之效果]

根據本發明係可提供：即使是在很小的空間內也能夠設置，而且可以很有效率地進行集塵之集塵機及集塵方法。

茲詳細說明本發明的一種實施方式的集塵機如下。

圖1係本實施方式之集塵機1的外觀立體圖；圖2係集塵機1之圖1中的A-A線剖面圖；圖3係集塵機1之各層的俯視圖。

如圖1至圖2所示，集塵機1係具備：支撐基盤層11、第1電極層12、第1絕緣層13、第2電極層14、第2絕緣層15、以及吸附層16。第1電極層12和第2電極層14係連接著電源裝置2。

支撐基盤層11，係由絕緣體，更好是由絕緣性的合成樹脂所形成的層。

第1電極層12，係由導體所形成的層。導體，係可以舉出例如：金箔、導電性的合成樹脂、碳等的材料。第1電極層12係被設置在支撐基盤層11的其中一面。

第1絕緣層13，係由絕緣體，更好是由不會阻礙電場之絕緣性的合成樹脂所形成的層。不會阻礙電場之絕緣性的合成樹脂，係可以舉出例如：聚醯亞胺。第1絕緣層13係被配置在支撐基盤層11之設有第1電極層12的這一側，係與支撐基盤層11一起或者是第1絕緣層13單獨地包圍住第1電極層12，予以絕緣。

第2電極層14，係由導體所形成的層。導體，係可以舉出例如：金箔、導電性的合成樹脂、碳等的材料。第2電極層14係被設置成：位於隔著第1絕緣層13而與第1電極層12相對向的位置。第2電極層14係具有貫穿於厚度方向的鏤空部，且從俯視觀看具有覆蓋第1電極層12的大小。

第2絕緣層15，係由絕緣體，更好是由不會阻礙電場之絕緣性的合成樹脂所形成的層。不會阻礙電場之絕緣性的合成樹脂，係可以舉出例如：聚醯亞胺。第2絕緣層15係被配置成：位於隔著第2電極層14而與第1絕緣層13相對向的位置，可與第1絕緣層13一起或者是第2絕緣層15單獨地包圍住第2電極層14，予以絕緣。

吸附層16係被設在：隔著第2絕緣層15而與第2電極層14相對向的位置。吸附層16，係由很適合吸附細微的塵埃(微粒子)而將其留置的材質所形成的。吸附層16的材質，係可以適當的選用：黏著劑、分子間的吸力高的材質、摩擦力大的材質。

集塵機1，係依序的堆疊支撐基盤層11、第1電極層12、第1絕緣層13、第2電極層14、第2絕緣層15、以及吸附層16而形成層狀構造之單一片的薄片狀或板狀。

亦可將第1絕緣層13與第2絕緣層15形成一體。此外，支撐基盤層11亦可採用與第1絕緣層13及第2絕緣層15相同的材質，而與第1絕緣層13及第2絕緣層15形成一體。

如圖2和圖3所示，本實施方式的集塵機1，係可以形成例如：從俯視觀看是正方形。以下，雖然是針對於將集塵機1形成正方形的例子來進行說明，但是，將集塵機1形成其他的形狀也無妨。

支撐基盤層11、第1絕緣層13、第2絕緣層15、以及吸附層16，係被形成：每一邊的長度為L1之從俯視觀看是近乎相同的正方形及大小。

第2電極層14，係被形成：每一邊的長度為L2的正方形，且L2係小於L1。

第1電極層12，係被形成：每一邊的長度為L3的正方形，且L3係小於L2。

因此，從吸附層16這一側的俯視觀看時，第1電極層12是被涵蓋在第2電極層14的內部，而第2電極層14是被涵蓋在支撐基盤層11、第1絕緣層13、第2絕緣層15、以及吸附層16的內部。

如圖2所示，第1電極層12是被形成位於第2電極層14的內側，並且第1電極層12的邊緣係以寬度W以上的值更位於第2電極層14的邊緣的內側。寬度W係5mm以上為佳。

第1電極層12的厚度T1係小於第1絕緣層13的厚度T2。又，第2電極層14的厚度T3係小於第2絕緣層15的厚度T4。

如圖3所示，從俯視觀看，支撐基盤層11、第1電極層12、第1絕緣層13、第2絕緣層15、以及吸附層16都不具有鏤空部，分別都是形成一個面。

相對於此，第2電極層14則是等間隔地設有：作為鏤空部之貫穿在厚度方向之圓形的貫穿孔14H。貫穿孔14H，例如：內徑為5mm〜15mm；而且與相鄰的貫穿孔14H的間隔為10mm〜30mm。

第2電極層14的變形例之第2電極層14A則是具有窄縫14S來作為鏤空部。窄縫14S，係設置成：從第2電極層14A的其中一邊朝向與這個邊相對向的另外一邊延伸且彼此互相錯開。因此，可以防止吸附效果的不一致。

並且是以不會妨礙對於第2電極層14進行通電的方式來設置鏤空部。

圖4係顯示生成在集塵機1的電場的模態之剖面圖。圖4中，空白的箭頭X及箭頭Y都是表示電場。

將第1電極層12和第2電極層14的其中一方連接到電源裝置2的正極，而將另外一方連接到負極，並且進行通電。

如果微粒子是絕緣物的話，基於提昇集塵效率的觀點，係將與該絕緣物容易帶電的極相反的極連接到第2電極層14為佳。

來自第2電極層14的電場，係如箭頭X所示般地，從第2電極層14通過第2絕緣層15及吸附層16而到達有微粒子存在的空間，然後再度通過吸附層16及第2絕緣層15，且經由第2電極層14的鏤空部而通過第1絕緣層13，而抵達與箭頭Y所示之來自第1電極層12的電場之均衡部。

因此，就會在集塵機1的吸附層16的外側方向上產生不均衡電場，利用朝向外側方向的電場，使得微粒子從加工物等的身上彈開，再利用朝向內側方向的電場，使得微粒子沿著電場進行移動而被吸附到吸附層16。此處所稱的「不均衡電場」係指：因為電場的互相抵消而成為均衡部之不具有方向性之正負為0的地點以外的範圍，也就是正在產生具有方向性的庫倫力的電場。在本實施方式中，從圖4的剖面觀看，第1電極層12並不是與第2電極層14相同的位置高度，而是隔著第1絕緣層13而被配置在第1絕緣層13的更下方。因此，電場的均衡部並不是在圖4中的箭頭X的上端，而是存在於箭頭X與箭頭Y互相對向的位置，也就是存在於集塵機1的內部，因此，可以使得進入到電場內的塵埃隨時都朝向圖4中的箭頭X所示的一定方向移動，而被集塵到設在集塵機1的上端面的吸附層16。

此處，從俯視觀看，第2電極層14係將第1電極層12予以全面地覆蓋。因此，來自第2電極層14的電場的走向全部都是朝向鏤空部的方向，也就是說，集中到集塵機1的內側方向(從俯視觀看時)，因此，可以防止微粒子往集塵機1的外側飛散。

此外，如果微粒子是導體或是局部絕緣物的話，將會在電場的內部受到靜電感應而帶電，如果微粒子是絕緣物或半導體的話，則是在電場的內部受到電介質極化而帶電，無論是哪一種情況，微粒子都會帶電。

帶電後的微粒子將會隨著電場被搬運而被吸附在吸附層16。

此處，針對於實驗結果進行說明。將本實施方式的集塵機1製作成60mm×60mm的大小，來進行實驗。

對於直立在地板面上的集塵機1的第1電極層12施加2kv的電壓，而對於第2電極層14施加較諸施加到第1電極層12的電壓更高的逆電壓也就是-4kv的電壓。

在集塵機1的吸附層16這一側，隔著一間隔而利用絲線吊掛著實驗樣本來進行吸附試驗。

實驗樣本是10mm×0.5mm大小的鋁箔的情況，是被確認出：被吸引到達與吸附層16之間的間隔大約為100mm的程度的距離之吸附效果。

實驗樣本是10mm×0.5mm大小的矽晶圓的情況，是被確認出：被吸引到達與吸附層16之間的間隔大約為50mm的程度的距離之吸附效果。

實驗樣本是10mm×0.5mm大小的樹脂(丙烯酸樹脂)的情況，是被確認出：被吸引到達與吸附層16之間的間隔大約為60mm的程度的距離之吸附效果。

經由以上的說明可知，本實施方式的集塵機1，係具備：由導體所形成的第1電極層12；由導體所形成，具有貫穿在厚度方向的鏤空部(貫穿孔14H、窄縫14S)，從俯視觀看具有可將第1電極層12予以覆蓋的大小，且被配置成與第1電極層12相對向之第2電極層14；以及由絕緣性的材質所形成，用來將第1電極層12與第2電極層14予以絕緣，並且與第1電極層12和第2電極層14一起形成單一片的層構造之絕緣層(第1絕緣層13、第2絕緣層15)。

又，本實施方式的集塵方法，係將電壓施加於：被配置成隔著絕緣層(第1絕緣層13)而與第1電極層12相對向，且從俯視觀看具有將第1電極層12予以覆蓋的大小之層狀的第2電極層14；藉由將電壓施加於第1電極層12而生成：可使第2電極層14所產生之朝向外側方向的電場通過第2電極層14所具有的鏤空部(貫穿孔14H、窄縫14S)而抵達第1電極層12之不均衡電場；並且將微粒子沿著這個不均衡電場進行搬運。

因此，根據本實施方式所獲得的效果，係可以提供：即使是在很小的空間內也能夠設置，而且可以很有效率地進行集塵之集塵機。

1:集塵機 2:電源裝置 11:支撐基盤層 12:第1電極層 13:第1絕緣層 14:第2電極層 14A:第2電極層 14H:貫穿孔 14S:窄縫 15:第2絕緣層 16:吸附層

[圖1]係集塵機的外觀立體圖。 [圖2]係集塵機之圖1中的A-A線剖面圖。 [圖3]係集塵機之各層的俯視圖。 [圖4]係顯示生成在集塵機之電場的模態之剖面圖。

11:支撐基盤層

12:第1電極層

13:第1絕緣層

14:第2電極層

15:第2絕緣層

16:吸附層

Claims

一種集塵機，係具備：由導體所形成的第1電極層；由導體所形成，具有貫穿在厚度方向的鏤空部，從俯視觀看具有可將前述第1電極層予以覆蓋的大小，且被配置成與前述第1電極層相對向之第2電極層；以及由絕緣性的材質所形成，用來將前述第1電極層與前述第2電極層予以絕緣，並且與前述第1電極層和前述第2電極層一起形成單一片的層構造之絕緣層。
如請求項1所述之集塵機，其中，前述第1電極層，係被形成為：前述第1電極層的邊緣係位於前述第2電極層的邊緣之內側5mm以上。
如請求項1或請求項2所述之集塵機，其中，還具備：被配置成隔著前述絕緣層而與前述第2電極層相對向之吸附層。
如請求項1或請求項2所述之集塵機，其中，還具備：被配置成隔著前述絕緣層而與前述第1電極層相對向之支撐基盤層。
如請求項1或請求項2所述之集塵機，其中，前述鏤空部，係圓形的貫穿孔。
如請求項5所述之集塵機，其中，前述鏤空部，內徑為5mm~15mm，並且與相鄰的前述鏤空部之間隔為10mm~30mm。
如請求項1或請求項2所述之集塵機，其中，前述鏤空部，係窄縫。
如請求項1或請求項2所述之集塵機，其中，前述絕緣層，係由聚醯亞胺所形成的。
一種集塵方法，將電壓施加於：被配置成隔著絕緣層而與第1電極層相對向，且從俯視觀看具有將前述第1電極層予以覆蓋的大小之層狀的第2電極層；藉由將電壓施加於前述第1電極層而生成：可使前述第2電極層所產生之朝向外側方向的電場通過前述第2電極層所具有的鏤空部而抵達前述第1電極層之不均衡電場；將微粒子沿著前述不均衡電場進行搬運。