JP3376600B2 - 雰囲気の分析方法及び分析装置並びにクリーンルーム雰囲気の制御装置 - Google Patents
雰囲気の分析方法及び分析装置並びにクリーンルーム雰囲気の制御装置Info
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Description
析装置並びにクリーンルーム雰囲気の制御装置に関す
る。
ーティクルとして捕らえられる不純物であり,それを測
定する技術及びそれを制御するための空調技術が発達し
てきている。
の高度化に伴い,空気中に極く微量に存在するイオン状
の成分が問題視されるようになってきた。イオン状の成
分は例えばNa+ のような不純物イオンを含み,製造さ
れる半導体装置の信頼性を阻害する。
れるこのような成分を分析し,その量を抑制するよう対
策することが要求される。
として次のようなものがある。 ガスクロマトグラフィーにより,直接空気中の成分
を分析する方法。
ことにより純水に空気中の成分を溶解し,その純水を分
析する方法。 ところが,これらの方法は次のような問題がある。即
ち,では空気中に極く微量に存在するイオン状の成分
(例えば1m3 中に数ng)の測定は極めて困難であ
り,では純水中に溶解させるためには数時間乃至数十
時間の空気との強制的接触が必要であり,リアルタイム
の測定ができない。
オン状の成分をリアルタイムに測定する方法の開発が必
要となっている。
鑑み,空気中の成分を純水中に溶解させる方法を発展さ
せ,直接雰囲気から水分を取り出して分析する新しい分
析方法及び分析装置を提供するものであり,さらに,ク
リーンルーム雰囲気のイオン状成分をある値以下に押さ
える制御装置を提供するものである。
を説明する図,図2はクリーンルーム雰囲気の制御方法
(その1)を説明する図,図3はクリーンルーム雰囲気
の制御方法(その2)を説明する図である。
を常時連続的に採取して冷却し,得られた結露水を回収
して該結露水に含まれる不純物を随時分析する雰囲気の
分析方法によって解決される。
連続的に採取する手段と,採取した雰囲気を冷却する冷
却部と,該冷却部で生成した結露水を回収するドレイン
受けと,該結露水に含まれる不純物を分析する分析装置
とを有する雰囲気の分析装置によって解決される。
ンルーム11に外気を供給する外気供給経路12に設けられ
た第1の空気量調整弁13と, 該クリーンルーム11から排
出された空気を該クリーンルーム11へリターンするリタ
ーン経路15に設けられた第2の空気量調整弁16と, 該分
析装置による不純物の量が予め設定した量より多くなっ
た時,リターン経路15風量の外気供給経路12風量に対す
る割合を下げるように該第2の空気量調整弁16及び又は
該第1の空気量調整弁13を操作する入出力変換部17とを
有するクリーンルーム雰囲気の制御装置によって解決さ
れる。
ンルーム11から排出された空気を該クリーンルーム11へ
リターンするリターン主経路21に設けられた第1の空気
量調整弁22と, 該リターン主経路21の一部と並列に設け
られ,一部に不純物吸着剤24の装填されたリターン副経
路23に設けられた第2の空気量調整弁25と, 該分析装置
による不純物の量が予め設定した量より多くなった時,
リターン主経路21風量のリターン副経路23風量に対する
割合を下げるように該第1の空気量調整弁22及び該第2
の空気量調整弁25を操作する入出力変換部26とを有する
クリーンルーム雰囲気の制御装置によって解決される。
図であり,温度に対する空気の保有水分量を示してい
る。曲線aは飽和水蒸気を含む空気の場合,曲線bは未
飽和水蒸気を含む空気の場合である。
却して行くと,温度T2 で飽和に達し,さらに冷却する
と余剰水分が結露してくる。温度T3 では(x1 −
x2 )の余剰水分が結露する。
雰囲気に含まれる水分を結露させて結露水を得ることが
できる。結露水は雰囲気中の不純物を溶解しているの
で,結露水に含まれる不純物を分析することにより雰囲
気に含まれる不純物を分析することができる。
4℃,水分が飽和水蒸気量の45%に調整されており,
これを冷却すると 11.5 ℃で飽和に達する。したがっ
て,この雰囲気を例えば6℃の冷却水の流れる冷却部
(パイプ)3に接触させたとすると冷却部3の外面に結
露水2を生じる。
露水2に含まれる不純物を分析装置7により分析すれ
ば,リアルタイムで連続してクリーンルーム雰囲気に含
まれる不純物を分析することができる。この時,冷却部
3及びドレイン受け4aの表面が石英又は高分子材料であ
れば冷却部3及びドレイン受け4aから結露水2に不純物
が入り込まないので,分析精度が向上する。
ーム11への外気の供給を節約するため,クリーンルーム
11から排出された空気をクリーンルーム11へ一部リター
ンすることが行われるが,クリーンルーム11内の汚染が
進んだ時はその汚染を減らすためリターン空気量と外気
供給量の割合を調整しなければならない。そのため,雰
囲気の分析装置7と,外気供給経路12に第1の空気量調
整弁13と, リターン経路15に第2の空気量調整弁16と,
入出力変換部17とを設け,雰囲気の分析装置7による不
純物の量が予め設定した量より多くなった時,入出力変
換部17によりリターン経路15風量の外気供給経路12風量
に対する割合を下げるように第2の空気量調整弁16及び
又は第1の空気量調整弁13を操作する。これによりクリ
ーンルーム雰囲気の汚染が抑制される。
時その汚染を減らすため,リターン主経路21に第1の空
気量調整弁22と, リターン主経路21の一部と並列に設け
られ一部に不純物吸着剤24の装填されたリターン副経路
23に第2の空気量調整弁25と,入出力変換部26を設け,
雰囲気の分析装置7による不純物の量が予め設定した量
より多くなった時,入出力変換部26によりリターン主経
路21風量のリターン副経路23風量に対する割合を下げる
ように第1の空気量調整弁22及び第2の空気量調整弁25
を操作する。これによりクリーンルーム雰囲気の汚染が
抑制される。
図で,(a) は全体図, (b) は冷却除湿器を示し, 1は採
取した空気,2は結露水,3は冷却部であって冷却パイ
プ,4aはドレイン受け, 4bは水封トラップ, 4cは結露水
取り出し口, 5はファン,6はフィルタ,7は分析装
置,8はコンピュータ,9はディスプレイを表す。
囲気である。ドレイン受け4aは冷却パイプ3の外壁につ
いた結露水が滴り落ちるのを受けるものであり,水封ト
ラップ4bが形成されている。冷却パイプ3,ドレイン受
け4a,水封トラップ4bは石英で作るかまたはテフロンの
ような高分子材料で作る。または高分子材料でコーティ
ングする。このようにすれば,分析精度が向上する。も
し,冷却パイプ3,ドレイン受け4a,水封トラップ4bが
金属製であれば,結露水にそこから微量の金属が取り込
まれる可能性が大きく,分析精度が低下する。
フィ分析装置,原子吸光分析装置,ICP発光分析装置
である。結露水の分析値出力はコンピュータ8に送ら
れ,クリーンルームの状態が監視,判断される。
するか又はフィルタ6を通してクリーンルームへ戻す。
この分析装置を使用して,クリーンルーム雰囲気を分析
した一例について説明する。室温24℃,相対湿度45
%に調節されたクリーンルーム雰囲気を採取して,6℃
の冷却水の通る冷却パイプで冷却して結露水2を得た。
り分析した。その時の各種イオンの結露水中濃度を表1
に示す。さらに表1にはそれに対応する空気中濃度を示
す。結露水中濃度と空気中濃度の関係は,予備実験によ
り定めておいた。
明する図で,1は採取した空気,10は前述の雰囲気の分
析装置, 11はクリーンルーム, 12は外気供給経路, 12a
は外調機, 13は空気量調整弁, 14は空調供給経路, 14a
は空調機, 15はリターン経路, 16は空気量調整弁, 17は
入出力変換部, 18は排気経路, 18a はファン, 19は空気
量調整弁を表す。さらに,Aは外気供給経路の風量,B
はリターン経路の風量,Cは排気経路の風量,Dは空調
供給経路の風量を表す。
外気供給経路12,空気量調整弁13を経て空調機14a に送
る。空調機14a は空気を一定温度,一定湿度(例えば2
4℃,45%)に調整し,空調供給経路14を経てクリー
ンルーム11に空気を送る。
り,空気量調整弁19,排気経路18を経て排気されるが,
一部はリターン経路15,空気量調整弁16を経てクリーン
ルーム11へリターンされる。クリーンルーム雰囲気に含
まれる不純物濃度がある値以下に保たれている間は排気
量を減らしてリターンする空気の量を多くすることが経
済的である。
導体装置の製造作業で不純物が雰囲気に拡散するような
場合は,クリーンルーム雰囲気に含まれる不純物濃度を
ある値以下に保つため,排気量を大きくしリターンする
空気の量を少なくしなければならない。
と結露水の不純物濃度の関係を予め調べておく。そし
て,クリーンルーム雰囲気の不純物濃度の上限値に合わ
せて結露水の不純物濃度の上限値を定めておく。
し,前述の雰囲気の分析装置10により結露水を得てその
結露水を分析する。不純物濃度が上限値を超えた時,入
出力変換部17を作動させてリターン経路15の空気量調整
弁16及び又は外気供給経路12の空気量調整弁13を調整
し,リターン経路15の風量の外気供給経路12の風量に対
する比(B/A)を下げるようにする。それに合わせて
空気量調整弁19を調整し,排気経路18の風量(C)を増
し,クリーンルーム11内の空気圧のバランスを保つよう
にする。
弁16の開度を小さくし,排気経路18の空気量調整弁19の
開度を大きくする。同時に外気供給経路12の空気量調整
弁13の開度を大きくしてもよい。
ーム雰囲気は清浄な雰囲気に置換され,クリーンルーム
雰囲気の不純物濃度は予め定めた値以下に保たれる。図
3はクリーンルーム雰囲気の制御方法(その2)を説明
する図で,符号は図2と共通であり,さらに,21はリタ
ーン主経路, 22は空気量調整弁, 23はリターン副経路,
24は不純物吸着剤, 25は空気量調整弁, 26は入出力変換
部を表す。さらに,Eはリターン主経路21の風量,Fは
リターン副経路23の風量を表す。
ーン主経路21の一部と平行して, 一部に不純物吸着剤24
を装填したリターン副経路23を設け, リターン副経路23
に空気量調整弁25を設けたものである。不純物吸着剤24
は例えば活性炭である。
し,前述の雰囲気の分析装置10により結露水を作り,そ
の結露水を分析する。不純物濃度が上限値を超えた時,
入出力変換部26を作動させてリターン主経路21の空気量
調整弁22及びリターン副経路23の空気量調整弁25を調整
し,リターン主経路21の風量のリターン副経路23の風量
に対する比(E/F)を下げるようにする。さらにこの
調整はクリーンルーム11内の空気圧のバランスを保つよ
うにする。
整弁22の開度を小さくし,リターン副経路23の空気量調
整弁25の開度を大きくする。このようにすれば,リター
ン副経路23で空気の不純物が除去され,リターンされた
空気の不純物濃度が減少する。汚染されたクリーンルー
ム雰囲気は清浄な雰囲気に置換され,クリーンルーム雰
囲気の不純物濃度は予め定めた値以下に保たれる。
クリーンルームの汚染状況を連続で監視することが可能
となる。また,クリーンルームの不純物濃度を予め定め
た値以下に抑制することができる。
ム環境からの影響をなくし,安定した製品歩留りを確保
できる。また,クリーンルームの不純物濃度が上昇した
時だけ換気処理または不純物吸着処理を行えばよいか
ら,空調システムのランニングコストの低減を図ること
ができる。
ーンルームの環境管理に適用する時特に大きな効果を奏
するものである。
る。
説明する図である。
説明する図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 クリーンルームの常温雰囲気を常時連続
的に採取して冷却し、得られた結露水を回収して該結露
水に含まれる不純物を随時分析することを特徴とする雰
囲気の分析方法。 - 【請求項2】 クリーンルームの常温雰囲気を常時連続
的に採取する手段と、採取した雰囲気を冷却する冷却部
と、該冷却部で生成した結露水に回収するドレイン受け
と、該結露水に含まれる不純物を分析する分析装置とを
有することを特徴とする雰囲気の分析装置。 - 【請求項3】 前記冷却部及び前記ドレイン受けの前記
結露水が接する表面は石英若しくは高分子材料であるこ
とを特徴とする請求項2記載の雰囲気の分析装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の雰囲気の分析装置と、 クリーンルームに外気を供給する外気供給経路に設けら
れた第1の空気量調整弁と、該クリーンルームから排出
された空気を該クリーンルームへリターンするリターン
経路に設けられた第2の空気量調整弁と、 該分析装置による不純物の量を予め設定した量より多く
なった時、リターン経路風量の外気供給経路風量に対す
る割合を下げるように該第2の空気量調整弁又は該第1
の空気量調整弁の少なくとも一方を操作する入出力変換
部とを有することを特徴とするクリーンルーム雰囲気の
制御装置。 - 【請求項5】 請求項2記載の雰囲気の分析装置と、 クリーンルームから排出された空気を該クリーンルーム
へリターンするリターン主経路に設けられた第1の空気
量調整弁と、 該リターン主経路の一部と並列に設けられ、一部に不純
物吸着剤の装填されたリターン副経路に設けられた第2
の空気量調整弁と、 該分析装置による不純物の量を予め設定した量より多く
なった時、リターン主経路風量のリターン副経路風量に
対する割合を下げるように該第1の空気量調整弁及び該
第2の空気量調整弁を操作する入出力変換部とを有する
ことを特徴とするクリーンルーム雰囲気の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10820492A JP3376600B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 雰囲気の分析方法及び分析装置並びにクリーンルーム雰囲気の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10820492A JP3376600B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 雰囲気の分析方法及び分析装置並びにクリーンルーム雰囲気の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05302872A JPH05302872A (ja) | 1993-11-16 |
JP3376600B2 true JP3376600B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=14478663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10820492A Expired - Fee Related JP3376600B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 雰囲気の分析方法及び分析装置並びにクリーンルーム雰囲気の制御装置 |
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JP (1) | JP3376600B2 (ja) |
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KR100475460B1 (ko) * | 1998-02-05 | 2005-05-27 | 삼성전자주식회사 | 클린룸의 오염 평가방법 |
JP2002357346A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-12-13 | Ricoh Co Ltd | クリーンルーム |
KR102532670B1 (ko) * | 2021-05-28 | 2023-05-16 | 주식회사 선반도체 | 결로 온도를 이용한 수분 함량 측정을 동반한 잔류 가스 및 표면 이온 분석 시스템 |
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-
1992
- 1992-04-28 JP JP10820492A patent/JP3376600B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH05302872A (ja) | 1993-11-16 |
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