JP4973441B2 - Atmosphere analyzer and atmosphere analysis method - Google Patents
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Description
本発明は雰囲気分析装置及び雰囲気分析方法に関するものであり、特に、雰囲気中に含まれる物質を水蒸気に影響されることなく高精度で検出するための構成に特徴のある雰囲気分析装置及び雰囲気分析方法に関するものである。 The present invention relates to an atmosphere analysis apparatus and an atmosphere analysis method, and in particular, an atmosphere analysis apparatus and an atmosphere analysis method characterized by a configuration for detecting substances contained in the atmosphere with high accuracy without being affected by water vapor. It is about.
近年の半導体装置を始めとする精密電子デバイスの製造分野においては、クリーンルーム等の製造環境雰囲気中に含まれる有機物質等がデバイス性能や製造歩留りに影響を与えるため、雰囲気中の汚染物質を検出することが要請されている。 In the field of manufacturing precision electronic devices such as semiconductor devices in recent years, organic substances contained in the manufacturing environment such as clean rooms have an impact on device performance and manufacturing yield, so pollutants in the atmosphere are detected. It is requested.
この様な雰囲気中の汚染物質を簡便な方法で検出するために水晶振動子を用いた水晶マイクロバランス(QCM:Quartz Crystal Microbalance)センサ等が用いられている(例えば、特許文献1,2参照)。
In order to detect contaminants in such an atmosphere by a simple method, a quartz micro balance (QCM) sensor using a quartz resonator is used (for example, see
このQCMセンサは、水晶振動子の発振周波数が振動子の重量によって変化する現象を利用するものであり、振動子表面に雰囲気中の汚染物質が自然吸着した場合に、水晶振動子の発振周波数の変化によって汚染物質の存在を検出するものである。 This QCM sensor utilizes a phenomenon in which the oscillation frequency of the crystal resonator changes depending on the weight of the resonator. When contaminants in the atmosphere naturally adsorb on the surface of the resonator, the QCM sensor It detects the presence of pollutants by change.
例えば、発振周波数の変化ΔF〔Hz〕は、F0 〔MHz〕を基本周波数、N〔Hz・cm〕を使用する水晶の振動周波数、A〔cm2 〕を電極の面積、ρ〔g・cm-3〕を使用する水晶の密度、Δm〔g〕を吸着した物質の質量とすると、
ΔF=−F0 2 ・Δm/(N・ρ・A)
で表される。
For example, the change in oscillation frequency ΔF [Hz] is: F 0 [MHz] is the fundamental frequency, N [Hz · cm] is the vibration frequency of the crystal, A [cm 2 ] is the electrode area, and ρ [g · cm -3 ] is the density of the quartz crystal to be used, and Δm [g] is the mass of the adsorbed substance,
ΔF = −F 0 2 · Δm / (N · ρ · A)
It is represented by
したがって、物質の吸着Δmによって発振周波数がΔFだけ変化するので、このΔFを測定することによって、汚染物質の濃度を測定することができる。
因に、感度としては、電極1cm2 当たり0.5ngの物質が吸着しただけで発振周波数が1Hz変化する高感度のQCMセンサが発表されている(例えば、非特許文献1参照)。
Accordingly, since the oscillation frequency changes by ΔF due to the adsorption Δm of the substance, the concentration of the pollutant can be measured by measuring this ΔF.
Incidentally, as a sensitivity, a highly sensitive QCM sensor in which the oscillation frequency changes by 1 Hz just by adsorbing 0.5 ng of substance per 1 cm 2 of electrode has been announced (for example, see Non-Patent Document 1).
このQCMセンサは小型であり、且つ、リアル・タイムで高感度に計測できる特長があるため、製造工場の環境管理や、各所の雰囲気管理に利用されている。
また、このような物質感応センサとしては、水晶振動子を用いたQCMセンサの他に、SAW(表面弾性波)素子を利用したものも知られている(例えば、特許文献2参照)。
As such a substance sensitive sensor, a sensor using a SAW (surface acoustic wave) element is known in addition to a QCM sensor using a crystal resonator (see, for example, Patent Document 2).
しかし、QCMセンサ等の物質感応センサは、大気中に通常に含まれている水(湿度)をも検出してしまうため、注目している物質の濃度変化よりも湿度変化の影響を大きく受けるという欠点がある。 However, substance sensitive sensors such as QCM sensors also detect water (humidity) that is normally contained in the atmosphere, so they are more affected by changes in humidity than changes in the concentration of the material of interest. There are drawbacks.
また、現在のQCMセンサ等の物質感応センサは環境管理に用いる場合には、雰囲気中の汚染物質の自然吸着を利用しているため、検出感度が必ずしも充分ではなく、さらに高い感度を望む声もある。 In addition, when using a material sensitive sensor such as a current QCM sensor for environmental management, the detection sensitivity is not always sufficient because of the natural adsorption of pollutants in the atmosphere, and there is a voice that desires a higher sensitivity. is there.
したがって、本発明は、湿度の影響を受けずに、雰囲気中の物質の濃度をリアル・タイムかつ高感度で測定することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to measure the concentration of a substance in the atmosphere in real time and with high sensitivity without being affected by humidity.
図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号8は、センサ電極3とともに圧電体結晶2に電圧を印加するための電極である。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、雰囲気分析装置において、圧電体結晶2を用いた物質感応センサ1、物質感応センサ1の主面に設けたセンサ電極3、及び、センサ電極3に対して間隙を有して対向させた対向電極4を少なくとも備え、センサ電極3と対向電極4との間に電位差を発生させる直流バイアス印加機構6を設けるとともに、センサ電極3と対向電極4との間の空間に紫外線を照射することのできる位置に紫外線源5を設けたことを特徴とする。
FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, the code |
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a substance
このように、センサ電極3に対して間隙を有して対向させた対向電極4を設け、センサ電極3と対向電極4との間に直流バイアスを印加することによって、自然吸着だけではなく、雰囲気中で自然にイオン化している物質を電界で加速して吸着することができるので、検出効率が高まる。
Thus, by providing the
特に、センサ電極3と対向電極4との間の空間に紫外線を照射することのできる位置に紫外線源5を設けているので、光励起によって雰囲気中の汚染物質を光イオン化することにより、イオン化された物質はセンサ電極3と対向電極4の間の電界により加速されてセンサ電極3に吸着するので、感度が大幅に向上する。
In particular, since the
なお、この時、紫外線のエネルギーとしては、水分子を光イオン化しないために、12.6eV以下のエネルギーであることが望ましく、さらに、酸素をイオン化しないためには、12eV以下のエネルギーであることが望ましい。
なお、紫外線を照射しない状態における電圧印加した場合としない場合における周波数変化の差は、雰囲気中で自然にイオン化している物質の量を反映しているので、大気中の荷電粒子モニターとして使用することができる。
At this time, the energy of the ultraviolet rays is preferably 12.6 eV or less so as not to photoionize water molecules, and moreover, it may be 12 eV or less so as not to ionize oxygen. desirable.
Note that the difference in frequency change between when the voltage is applied and when the voltage is not applied is reflected in the amount of the substance that is naturally ionized in the atmosphere, so it is used as a charged particle monitor in the atmosphere. be able to.
また、センサ電極3と対向電極4との間に電位差を発生させる直流バイアス印加機構6は、雰囲気分析装置の外部に設けても良いが、雰囲気分析装置の本体に収容することが望ましく、雰囲気分析装置の全体構成を小型化することができる。
Further, the DC
この場合の圧電体結晶2を用いた物質感応センサ1としては、水晶振動子が典型的なものであり、センサ電極3は発振回路7からの電圧を印加するための一対の電極の内の一方の電極を利用すれば良い。
The substance
或いは、圧電体結晶2を用いた物質感応センサ1が、表面弾性波素子を用いても良く、この場合のセンサ電極3は表面弾性波素子の両端に設けた入力電極と出力電極との間に直流バイアス印加用電極として設ける必要がある。
Alternatively, the material
また、紫外線源5としては、小型で且つ10.78eV以下のエネルギーの紫外線しか放射しないMgF2 窓を備えた重水素放電管が望ましい。
或いは、雰囲気分析装置外に紫外線源5を設けても良く、例えば、10.5eVに相当する118nmの紫外線となる第9次高調波を発生できるNd:YAGレーザを用いても良いものである。
Further, as the
Alternatively, the
また、同一筐体内に、上述の構成の雰囲気分析装置を一対設けるとともに、一対の雰囲気分析装置の一方の紫外線源5を除去しても良い。
In addition, a pair of the atmosphere analyzers having the above-described configuration may be provided in the same housing, and one
このような構成を採用することによって、両者の検出結果の差を取ることによって、イオン化されない水の影響を除去した汚染物質の濃度の測定が可能になる。
また、紫外光を照射しなくても、大気中にはイオンなどの荷電粒子が存在するため、イオン化ポテンシャル値によって測定対象物質を絞り込む際には、大気中に元から存在するイオンが障害となるが、両者の検出結果の差を取ることによってこの影響を排除することができる。
By adopting such a configuration, it is possible to measure the concentration of the contaminant from which the influence of water that is not ionized is removed by taking the difference between the detection results of the two.
In addition, charged particles such as ions are present in the atmosphere without irradiation with ultraviolet light. Therefore, when the measurement target substance is narrowed down by the ionization potential value, the ions existing in the atmosphere become obstacles. However, this effect can be eliminated by taking the difference between the detection results of the two.
なお、この場合、10eV近傍の紫外線は大気中を殆ど透過できないが、完全を期するために、一対の雰囲気分析装置の間に、紫外線源5からの紫外線を遮蔽する紫外線遮蔽手段を設けても良い。
In this case, ultraviolet rays in the vicinity of 10 eV can hardly pass through the atmosphere. However, for the sake of completeness, ultraviolet shielding means for shielding ultraviolet rays from the
また、雰囲気分析方法としては、圧電体結晶2を用いた物質感応センサ1の主面に設けたセンサ電極3とセンサ電極3に対して間隙を有して対向させた対向電極4との間に直流バイアスを印加した状態で、センサ電極3と対向電極4との間の空間に紫外線を間歇的に照射し、照射したときと照射しないときの物質感応センサ1の周波数変化から紫外線によって光イオン化されない物質以外の物質の吸着を検出することを特徴とする。
As an atmosphere analysis method, a sensor electrode 3 provided on the main surface of the substance
このように、センサ電極3と対向電極4との間の空間に紫外線を間歇的に照射することによって、一つの雰囲気分析装置だけで、照射した紫外線によっては光イオン化されない物質、典型的には水の影響を除去した汚染物質の濃度の測定が可能になる。
なお、水の影響を除去するためには、紫外線として、12.6eV以下のエネルギーの紫外線を照射する必要があり、さらに、酸素をイオン化しないためには、12eV以下のエネルギーの紫外線を照射する必要がある。
In this way, by intermittently irradiating the space between the sensor electrode 3 and the
In order to remove the influence of water, it is necessary to irradiate ultraviolet rays having an energy of 12.6 eV or less as ultraviolet rays. Further, in order not to ionize oxygen, it is necessary to irradiate ultraviolet rays having an energy of 12 eV or less. There is.
本発明により、簡便な装置構成により、湿度の影響を受けないで雰囲気中の物質の濃度をリアル・タイムかつ高感度で測定することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to measure the concentration of a substance in the atmosphere in real time and with high sensitivity without being affected by humidity with a simple apparatus configuration.
ここで、図2乃至図4を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図2参照
図2は、本発明の実施の形態の雰囲気分析装置の概念的構成図であり、水晶12の表面に電極13,14を設けた水晶振動子11、一方の電極13と間隙を隔てて対向させた対向電極15、電極13と対向電極15との間隙に紫外線を照射する紫外線源16、電極13と対向電極15と間に加速電界を形成する直流高電圧源17、一対の電極13,14に電圧を印加する発振回路18、発振回路からの発振周波数を測定する周波数カウンター19、紫外線源16に電力を供給するとともにオン・オフを制御するon/off制御回路付き紫外線源電源20、及び、周波数カウンター19及びon/off制御回路付き紫外線源電源20を制御する中央制御装置21、典型的にはパーソナルコンピュータ(PC)からなる。
Here, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
See Figure 2
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of the atmosphere analyzer according to the embodiment of the present invention. The
この場合の電極13と対向電極15との間隙の間隔は、3〜10mmであり、また、直流高電圧源17の電圧は、電極13と対向電極15との間の電界が1000V/cm以上になるような電圧が必要であり、間隙に依存することになる。
In this case, the gap between the
また、紫外線源16は、水分子を光イオン化しないエネルギーの紫外線を発生するものであり、水分子のイオン化エネルギーは12.61eVであるので、それ以下のエネルギーの紫外線を発生するものであれば良く、また、紫外線の強度としては、5×10-8W/nm2 以上の強度があれば良い。
なお、酸素の影響を避けるためには、12eV以下のエネルギーの紫外線を照射する必要がある。
The
In order to avoid the influence of oxygen, it is necessary to irradiate ultraviolet rays having an energy of 12 eV or less.
このような紫外線源16としては、小型で且つ10.78eV以下のエネルギーの紫外線しか放射しないMgF2 窓を備えた重水素放電管がある。
或いは、雰囲気分析装置外に紫外線源16を設けても良く、例えば、10.5eVに相当する118nmの紫外線となる第9次高調波を発生するNd:YAGレーザを用いても良い。
この場合、10eV近傍の紫外線は大気中をほとんど透過できないので、MgF2 窓を電極13と対向電極15との間隙に対してできるかぎり近傍に設置することが望ましい。
As such an
Alternatively, the
In this case, since ultraviolet rays in the vicinity of 10 eV can hardly pass through the atmosphere, it is desirable to place the MgF 2 window as close as possible to the gap between the
図3参照
図3は、代表的な分子のイオン化ポテンシャルの説明図であり、上述の10.78eV以下のエネルギーの紫外線しか放射しないMgF2 窓を備えた重水素放電管を用いた場合には、水以外に、O2 、N2 、NO2 等の製品製造に影響を与えない分子をイオン化しないので、目的とする汚染物質を高感度で検出することができる。
See Figure 3
FIG. 3 is an explanatory diagram of the ionization potential of a typical molecule. When a deuterium discharge tube having an MgF 2 window that emits only ultraviolet rays having an energy of 10.78 eV or less is used, in addition to water, , O 2 , N 2 , NO 2 and other molecules that do not affect the production of the product are not ionized, so that the target pollutant can be detected with high sensitivity.
図4参照
図4は、本発明の雰囲気分析装置を用いた雰囲気分析方法の一例であり、測定対象となる雰囲気中において、まず、AからBの間、例えば、10分間程度、紫外線を照射せずに周波数の変化(減少)ΔFを測定する。
See Figure 4
FIG. 4 is an example of an atmosphere analysis method using the atmosphere analyzer of the present invention. In the atmosphere to be measured, first, between A and B, for example, for about 10 minutes, the frequency is not irradiated with ultraviolet rays. Measure the change (decrease) in ΔF.
この時、水は自然拡散によってセンサ電極に到達して吸着するとともに、大気中で自然にイオン化されている分子は電界により加速されてセンサ電極に到達して吸着し、質量Δmが増加するので、発振周波数はΔFだけ減少する。
したがって、図における勾配は、単位時間当たりの吸着量を反映した値となる。
At this time, water reaches the sensor electrode by natural diffusion and adsorbs, and molecules that are naturally ionized in the atmosphere are accelerated by the electric field to reach the sensor electrode and adsorb, and the mass Δm increases. The oscillation frequency decreases by ΔF.
Therefore, the gradient in the figure is a value reflecting the amount of adsorption per unit time.
次いで、BからCの間、例えば、10分間程度、紫外線を照射して周波数の変化(減少)ΔFを測定する。
この時、水は紫外線によってイオン化されないものの、上記の図3に示した管理対象となる各種の有機物は光イオン化されるので、電極間に形成される電界に沿って移動してセンサ電極に吸着する。
Next, the frequency change (decrease) ΔF is measured by irradiating ultraviolet rays between B and C, for example, for about 10 minutes.
At this time, although water is not ionized by ultraviolet rays, the various organic substances to be managed shown in FIG. 3 are photoionized, and therefore move along the electric field formed between the electrodes and adsorb to the sensor electrode. .
従来の自然拡散のみに依存していたQCMに比べて、水晶振動子−電極間の空間に存在する物質を能動的に集めるため、感度の向上が図れる。
また、水の付着は紫外線の照射の如何によらず一定であるので、紫外線を照射しなかった時のΔFと紫外線を照射した時のΔFを比較することによって、水の吸着の影響をさけることができる。
Compared with the conventional QCM that relies only on natural diffusion, the substances present in the space between the crystal resonator and the electrode are actively collected, so that the sensitivity can be improved.
In addition, since the adhesion of water is constant regardless of UV irradiation, the effect of water adsorption can be avoided by comparing ΔF when UV light is not irradiated and ΔF when UV light is irradiated. Can do.
また、照射する紫外線のエネルギーによって、測定対象としている物質を絞り込むことができる。
この時、紫外線を照射しなくても大気中にはイオンなどの荷電粒子が存在するため、イオン化ポテンシャル値によって測定対象物質を絞り込む際には、大気中に元から存在するイオンが障害となるが、紫外線を照射しなかった時のΔFと紫外線を照射した時のΔFを比較することによって、大気中に元から存在するイオンの影響も避けることができる。
In addition, the substance to be measured can be narrowed down by the energy of the irradiated ultraviolet rays.
At this time, there are charged particles such as ions in the atmosphere without irradiating with ultraviolet rays. Therefore, when narrowing down the measurement target substance by the ionization potential value, the ions existing in the atmosphere become obstacles. By comparing ΔF when the ultraviolet rays are not irradiated and ΔF when the ultraviolet rays are irradiated, the influence of ions originally present in the atmosphere can be avoided.
したがって、この場合の紫外線を照射しなかった時のΔFと紫外線を照射した時のΔFの差分の勾配は、管理対象となる有機物の濃度を反映した値となる。
以降は、再び、紫外線を間歇的に照射して、リアル・タイムで雰囲気の分析を行う。
Therefore, the gradient of the difference between ΔF when the ultraviolet ray is not irradiated and ΔF when the ultraviolet ray is irradiated in this case is a value reflecting the concentration of the organic substance to be managed.
Thereafter, the atmosphere is analyzed in real time again by intermittently irradiating ultraviolet rays.
また、紫外線を照射しない状態で、センサ電極と対向電極との間に電圧を印加しない状態における周波数変化ΔFと、センサ電極と対向電極との間に電圧を印加した状態における周波数変化ΔFとを比較することによって、大気中の荷電粒子モニターとして使用することができる。 In addition, the frequency change ΔF when no voltage is applied between the sensor electrode and the counter electrode in a state where no ultraviolet light is irradiated is compared with the frequency change ΔF when a voltage is applied between the sensor electrode and the counter electrode. By doing so, it can be used as a charged particle monitor in the atmosphere.
また、同一筐体内に、上述の構成の雰囲気分析装置を一対設けるとともに、一対の雰囲気分析装置の一方にのみに紫外線源を設けても良く、この場合には、紫外線を間欠的に照射することなく、一方の雰囲気分析装置に常時紫外線を照射することで、紫外線を照射しない状態のΔFと紫外線を照射した状態のΔFを常時リアル・タイムで取得することができる。 In addition, a pair of atmosphere analyzers having the above-described configuration may be provided in the same housing, and an ultraviolet ray source may be provided only in one of the pair of atmosphere analyzers. In this case, the ultraviolet rays are irradiated intermittently. However, by always irradiating one atmosphere analyzer with ultraviolet rays, it is possible to always obtain ΔF in a state where ultraviolet rays are not irradiated and ΔF in a state where ultraviolet rays are irradiated in real time.
以上を前提として、次に、図5を参照して、本発明の実施例1の雰囲気分析装置を説明する。
図5参照
図5は、本発明の実施例1の雰囲気分析装置の概略的構成図であり、基部41に取り付けられるとともに、一対の電極32,33で挟まれた水晶振動子31、一方の電極32に対向して、例えば、5mm離して設けた対向電極34、水晶振動子31及び対向電極34を囲うように設けたアルミニウム製の筒状の筐体42、筐体42の内側壁に且つ水晶振動子31と対向電極34との間隙部にできるだけ近接させて設けたMgF2 窓36を有する重水素放電管35、筐体42の上部を覆うメッシュ状蓋部材43からなる。
なお、メッシュ状蓋部材43は、測定対象となる雰囲気の流入出を自在にするとともに、水晶振動子31及び対向電極34を機械的破損から保護するものである。
Based on the above, next, the atmosphere analyzer of Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
See Figure 5
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the atmosphere analysis device according to the first embodiment of the present invention, which is attached to the
The mesh-shaped
また、基部41の内部には、電極32と対向電極34との間に直流バイアスを印加する直流高電圧電源44、一対の電極32,33の間に電圧を印加する発振回路45、発振周波数を検出する周波数カウンター46、及び、重水素放電管35で電力を供給するとともに、オン/オフを制御するon/off制御回路付き紫外線源電源47が格納されている。
Further, in the
この場合の水晶振動子31は、水晶の直径が例えば8mmの水晶振動子を用い、一方、対向電極34のサイズは任意であり、面積が大きいほど感度が高まるが、ここでは、水晶振動子と同じ8mmの直径とする。
In this case, the
この様な装置構成により簡便で小型で、且つ、リアル・タイムで高精度の雰囲気分析が可能な雰囲気分析装置を実現することができる。
また、使い捨て的に使用しても、水晶振動子のガス吸着面のリフレッシュを行うことなく数カ月の使用は可能である。
With such an apparatus configuration, it is possible to realize an atmosphere analysis apparatus that is simple, small, and capable of performing an atmosphere analysis with high accuracy in real time.
Even if it is used disposable, it can be used for several months without refreshing the gas adsorption surface of the crystal resonator.
なお、使い捨て的に使用する場合には、基部における水晶振動子及び対向電極の装着部と、直流高電圧電源等の収容部とを着脱自在に別構成としても良く、それによって、直流高電圧電源等のガス吸着の影響を受けない部品は継続使用することができる。 In addition, when used disposablely, the crystal resonator and counter electrode mounting portion in the base portion and the receiving portion for the DC high voltage power source or the like may be detachably provided separately, whereby the DC high voltage power source Parts that are not affected by gas adsorption such as can be used continuously.
次に、図6を参照して、本発明の実施例2の雰囲気分析装置を説明する。
図6参照
図6は、本発明の実施例2の雰囲気分析装置の概略的構成図であり、一対の電極32,33で挟まれた水晶振動子31と、一方の電極32に対向して、例えば、5mm離して設けた対向電極34との組を2組、基部51に取り付けるとともに、アルミニウム製の筒状の筐体52で囲み、一対の雰囲気分析要素の間に例えば、石英製の紫外線遮蔽壁54を設け、筐体52の上部をメッシュ状蓋部材53で覆う。
この場合、MgF2 窓36を有する重水素放電管35は一方の水晶振動子31及び対向電極34との間隙の近傍のみに配置する。
Next, with reference to FIG. 6, the atmosphere analyzer of Example 2 of the present invention will be described.
See FIG.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an atmosphere analyzer according to the second embodiment of the present invention. The
In this case, the
また、基部51の内部には、電極32と対向電極34との間に直流バイアスを印加する直流高電圧電源44、一対の電極32,33の間に電圧を印加する発振回路45、発振周波数を検出する周波数カウンター46、及び、重水素放電管35で電力を供給するとともに、オン/オフを制御するon/off制御回路付き紫外線源電源47が格納されている。
この場合、直流高電圧電源44は一個の直流高電圧電源44を共用しても良いし、また、周波数カウンター46も一個の周波数カウンター46を間歇的に切り替えて共用しても良いが、2つずつ設けても良い。
Further, in the
In this case, the DC high
このような装置構成にすることによって、紫外線を間欠的に照射することなく、一方の雰囲気分析装置に常時紫外線を照射することで、紫外線を照射しない状態のΔFと紫外線を照射した状態のΔFを常時取得することができる。 By adopting such an apparatus configuration, one atmosphere analyzer is always irradiated with ultraviolet rays without intermittently irradiating ultraviolet rays, so that ΔF in a state where ultraviolet rays are not irradiated and ΔF in a state where ultraviolet rays are irradiated are obtained. Can be acquired at any time.
次に、図7を参照して、本発明の実施例3の雰囲気分析装置を説明する。
図7参照
図7は、本発明の実施例3の雰囲気分析装置の概略的構成図であり、基部41に取り付けられるとともに、両端に入力用電極62と出力用電極63とを設けるとともに、両者の間にセンサ電極、即ち、物質吸着電極64を設けたLiTaO3 基板61からなる表面弾性波素子60、物質吸着電極64に対向して、例えば、5mm離して設けた対向電極65、表面弾性波素子60及び対向電極65を囲うように設けたアルミニウム製の筒状の筐体42、筐体42の内側壁に且つ物質吸着電極64と対向電極65との間隙部にできるだけ近接させて設けたMgF2 窓36を有する重水素放電管35、筐体42の上部を覆うメッシュ状蓋部材43からなる。
Next, with reference to FIG. 7, an atmosphere analyzer according to Example 3 of the present invention will be described.
See FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the atmosphere analyzer according to the third embodiment of the present invention, which is attached to the
また、基部41の内部には、物質吸着電極64と対向電極65との間に直流バイアスを印加する直流高電圧電源44、入力用電極62と出力用電極63との間に接続する増幅器48、入力用電極62と出力用電極63との間に電気信号を印加する発振回路49、増幅器48の出力からの周波数変化を検出する周波数カウンター46、及び、重水素放電管35で電力を供給するとともに、オン/オフを制御するon/off制御回路付き紫外線源電源47が格納されている。
Further, in the
この場合、表面弾性波素子60の入力用電極62と出力用電極63との間に発振回路49から、100MHz〜1GHzの電気信号を印加するとLiTaO3 基板61の圧電効果により入力用電極62と出力用電極63との間に互いに逆位相の表面波が励起される。
In this case, when an electric signal of 100 MHz to 1 GHz is applied from the
この場合、物質吸着電極64に大気中の物質が吸着すると、励起された表面弾性波の中心周波数が変化するので、この周波数の変化を測定することによって、大気中の汚染物質の濃度を測定することが可能になる。
In this case, when a substance in the atmosphere is adsorbed on the
以上、本発明の実施の形態及び各実施例を説明してきたが、本発明は実施の形態及び実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、上記の各実施例においては、使い捨て型を前提として物質感応センサと対向電極とを一つの筐体に収容したものとして説明しているが、筐体は必須ではない。 The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments and examples, and various modifications can be made. In each of the above-described embodiments, the substance-sensitive sensor and the counter electrode are described as being housed in one housing on the premise of the disposable type, but the housing is not essential.
また、上記の実施例2においては、一対の雰囲気分析要素の間に紫外線遮蔽壁を設けているが、118nmの紫外線は大気中ですぐに吸収されるため、必ずしも必須ではない。 Moreover, in Example 2 described above, an ultraviolet shielding wall is provided between the pair of atmosphere analysis elements, but 118 nm ultraviolet rays are readily absorbed in the atmosphere and are not necessarily essential.
本発明の活用例としては、半導体装置をはじめとする精密電子デバイスの製造工場における雰囲気管理が典型的なものであるが、精密電子デバイスに限らず各種の製造工場の雰囲気管理に適用されるものであり、さらには、シックハウス管理等の一般的な環境管理にも適用されるものである。 As an example of use of the present invention, atmosphere management in a manufacturing factory for precision electronic devices such as semiconductor devices is typical, but not limited to precision electronic devices, it is applied to atmosphere management in various manufacturing factories. Furthermore, it is also applied to general environmental management such as sick house management.
1 物質感応センサ
2 圧電体結晶
3 センサ電極
4 対向電極
5 紫外線源
6 直流バイアス印加機構
7 発振回路
8 電極
11 水晶振動子
12 水晶
13,14 電極
15 対向電極
16 紫外線源
17 直流高電圧源
18 発振回路
19 周波数カウンター
20 on/off制御回路付き紫外線源電源
21 中央制御装置
31 水晶振動子
32,33 電極
34 対向電極
35 重水素放電管
36 MgF2 窓
41,51 基部
42,52 筐体
43,53 メッシュ状蓋部材
44 直流高電圧電源
45 発振回路
46 周波数カウンター
47 on/off制御回路付き紫外線源電源
48 増幅器
49 発振回路
54 紫外線遮蔽壁
60 表面弾性波素子
61 LiTaO3 基板
62 入力用電極
63 出力用電極
64 物質吸着電極
65 対向電極
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