JP2000180348A - ガス状汚染物質の濃度測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつ軽量、安価であって、取り扱いが容
易であり、リアルタイム計測が可能なガス状汚染物質の
濃度測定装置及び方法を提供する。 【解決手段】 酸性ガスを発生する酸性ガス発生装置５
を配置し、採取口３から取り込むクリーンルーム内の空
気中のガス成分と、酸性ガスのガス成分とを配管８で混
合する。この混合により、空気中のアンモニアガスと酸
性ガスとが反応して粒子化する。この粒子の粒径及び粒
子数をパーティクルカウンタ９で測定し、その測定結果
に基づき、濃度算出部１０によってアンモニアガスの濃
度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム内
等の空気中に含まれるアンモニアガスもしくは酸性ガス
の濃度を測定するガス状汚染物質の濃度測定装置及び方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、最先端の工業用クリーンルームで
は、製造プロセスでの使用薬品やクリーンルームの構成
材料等の種々の要因に起因する空気中のガス状汚染物質
が問題となっている。特に、アンモニアは、半導体製造
のリソグラフィ工程において化学増幅型レジストと反応
し、パターン不良の原因となる場合や、ステッパの光学
系に対して曇りにより照度を低下させる原因となる場合
があった。

【０００３】図６に、超清浄のクリーンルームにおける
空気中の粒子状汚染物質の重量濃度（以下、粒子濃度と
いう）及びガス状汚染物質の重量濃度（以下、化学汚染
濃度という）を示す（第１４回空気清浄とコンタミネー
ションコントロール研究大会予稿集、１１７〜１１９
頁）。この図に示すように、一般的なクリーンルームの
アンモニアガスの濃度が１０¹ μｇ／ｍ³ 程度であるの
に対して、清浄度が６４Ｍ〜１６Ｍクラスのクリーンル
ームでは、粒子濃度は１０^-6μｇ／ｍ³ から１０^-5μｇ
／ｍ³ 程度となっている。この場合には、クリーンルー
ム内の空気中におけるアンモニアガスの濃度は、粒子濃
度の約１０⁶ 倍と非常に大きい。

【０００４】一方、従来より、アンモニア分析装置によ
って、クリーンルーム内のアンモニアガスの濃度測定が
行われている。このアンモニア分析装置としては、拡散
スクラバ法を用いてガスの捕集を行い、捕集したガスの
濃度をイオンクロマトグラフによって分析する装置が知
られている。

【０００５】例えば、特開平１０−９０２４１号公報記
載の装置は、それぞれ拡散スクラバを備えた２台の気体
採取装置と、それぞれ異なる拡散スクラバに対して作動
する２台の送液ポンプと、各拡散スクラバと各送液ポン
プとの流路を切替える流路切替装置と、イオンクロマト
グラフとを備えている。そして、流路切替装置の切替に
より、一方の送液ポンプに接続された拡散スクラバが測
定状態にあり、その拡散スクラバで吸収された分析対象
気体がイオンクロマトグラフによって分析されている間
に、他方の送液ポンプに接続された拡散スクラバは並行
して予備運転が実行される。

【０００６】また、アンモニア対策として、活性炭やイ
オン交換繊維等からなるケミカルフィルタが開発されて
おり、このケミカルフィルタを用いた空調設備により汚
染対策がなされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のアンモニア分析装置は、機器が高価で、大型かつ重
量が大であり、取り扱いが困難であるという問題があっ
た。また、拡散スクラバ法に使用される吸収液やイオン
クロマトグラフに使用される溶離液の交換が必要である
という面倒があった。また、１回の測定において、例え
ば予備運転、リンス、サンプリング、及び分離分析とい
った処理が必要であり、１時間に４点、もしくは２０分
で１点といったような測定しか行うことができず、リア
ルタイム測定が困難であった。更に、従来のアンモニア
分析装置では、定量下限が１０^-2μｇ／ｍ³ 程度であ
り、実際にはより低いものが望まれている。

【０００８】一方、ケミカルフィルタを用いる場合に
は、フィルタに寿命があり、頻繁にメンテナンスを行う
必要があるという問題があった。特に、極微量のアンモ
ニアガスをモニタリングしてフィルタの交換時期を判定
する方法等、交換時期を知る方法が簡便でないという問
題があった。

【０００９】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
小型かつ軽量、安価であって、取り扱いが容易であり、
リアルタイム計測が可能であって、アンモニア等のガス
状汚染物質の定量下限を下げることができるガス状汚染
物質の濃度測定装置及び方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、請求項１記載の発明は、空気中のガス状汚染物質の
濃度を測定するガス状汚染物質の濃度測定装置におい
て、前記ガス状汚染物質と反応することにより粒子化す
る反応用ガスを発生するガス発生手段と、前記反応用ガ
スと前記空気とを混合させる混合手段と、前記空気中の
ガス状汚染物質と前記反応用ガスとが反応することによ
って発生する粒子を計数する計数手段と、前記計数手段
による計数の結果に基づき、前記ガス状汚染物質の濃度
を算出する濃度算出手段とを具備することを特徴として
いる。

【００１１】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の発明を方法の観点から捉えたものであり、空気中の
ガス状汚染物質の濃度を測定するガス状汚染物質の濃度
測定方法において、前記ガス状汚染物質と反応すること
により粒子化する反応用ガスを発生させ、前記反応用ガ
スと前記空気とを混合させることにより、前記反応用ガ
スと前記空気中の前記ガス状汚染物質とを反応させ、前
記反応によって発生する粒子を計数手段によって計数
し、前記計数手段による計数の結果に基づき、前記ガス
状汚染物質の濃度を算出することを特徴としている。

【００１２】請求項１又は６記載の発明によれば、以下
のような作用効果が得られる。すなわち、例えばクリー
ンルーム内等において、空気を取り込み、反応用ガスと
混合させる。これにより、空気中のガス状汚染物質と反
応用ガスとが反応し、粒子化する。この粒子をパーティ
クルカウンタ等の計数手段によって計数し、その計数の
結果から空気中のガス状汚染物質の濃度を算出する。こ
のように、簡単な構成で測定装置を実現することができ
るため、小型かつ軽量で、安価であり、取り扱いが容易
な装置を提供することができる。

【００１３】請求項２記載の発明によるガス状汚染物質
の濃度測定装置は、請求項１記載の発明において、前記
ガス状汚染物質がアンモニアガスであり、前記反応用ガ
スが酸性ガスであることを特徴としている。請求項７記
載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定方法は、請求
項２記載の発明を方法の観点で捉えたものであり、請求
項６記載の発明において、前記ガス状汚染物質がアンモ
ニアガスであり、前記反応用ガスが酸性ガスであること
を特徴としている。

【００１４】一般に、アンモニアは、塩化水素等の酸性
ガスと非常に反応し易く、これらの混合によって粒子が
発生し易い。また、図６に示すように、一般的なクリー
ンルーム内のアンモニアガスの濃度が１０¹ μｇ／ｍ³
程度であるのに対して、清浄度が６４Ｍ〜１６Ｍクラス
のクリーンルームでは、粒子濃度が１０^-6μｇ／ｍ³か
ら１０^-5μｇ／ｍ³ 程度となっている。すなわち、クリ
ーンルーム内で計測される粒子状汚染物質の濃度に比較
して、アンモニアガスの濃度は１０⁶ 倍程度であるた
め、酸性ガスと反応して生成される粒子の数も多くな
る。このため、通常のパーティクルカウンタによって生
成粒子の数を測定することが可能である。

【００１５】請求項２又は７記載の発明によれば、イオ
ンクロマトグラフのような方法を用いることなく、酸性
ガスとアンモニアガスとを反応させてその結果発生する
粒子をパーティクルカウンタで計測するのみでよいた
め、アンモニアガスをリアルタイムに計測することがで
きる。また、酸性ガスの濃度は、アンモニアガスの濃度
よりやや濃いめ程度でよいため、装置の腐食対策等が不
要であり、一般のパーティクルカウンタを使用すること
ができる。更に、アンモニアと酸性ガスとは反応して粒
子化し易く、パーティクルカウンタでそれらの粒子数等
を計測することによってアンモニアの濃度を測定するた
め、アンモニアの定量下限を下げることが可能となる。

【００１６】請求項３記載の発明によるガス状汚染物質
の濃度測定装置は、請求項１記載の発明において、前記
ガス状汚染物質が酸性ガスであり、前記反応用ガスがア
ンモニアガスであることを特徴としている。請求項８記
載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定方法は、請求
項３記載の発明を方法の観点から捉えたものであり、請
求項６記載の発明において、前記ガス状汚染物質が酸性
ガスであり、前記反応用ガスがアンモニアガスであるこ
とを特徴としている。

【００１７】請求項３又は８記載の発明によれば、アン
モニアガスと酸性ガスとを反応させて、その結果発生す
る粒子をパーティクルカウンタで計測するのみでよいた
め、塩化水素（ＨＣＬ）、硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）もしくは
硝酸（ＨＮＯ₃ ）等の酸性ガスの総量をリアルタイムに
計測することができる。また、アンモニアガスの濃度
は、酸性ガスの濃度よりやや濃いめ程度でよいため、装
置の腐食対策等が不要であり、一般のパーティクルカウ
ンタを使用することができる。

【００１８】請求項４記載の発明によるガス状汚染物質
の濃度測定装置は、請求項１乃至３のいずれか１項記載
の発明において、前記計数手段が、前記空気が供給さ
れ、該空気中に含まれる粒子を計測することにより清浄
度を測定するように構成されていることを特徴としてい
る。

【００１９】請求項４記載の発明によれば、計数手段
を、空気中の清浄度を測定するように構成することによ
って、ガス状汚染物質の測定と清浄度の測定とを兼用さ
せることができる。また、空気の清浄度を測定するため
に従来から使用されているパーティクルカウンタ等の計
数手段に、ガス発生手段、混合手段、及び濃度算出手段
からなるユニットを取り付ける構成とすることも可能で
ある。これにより、装置をより安価なものとすることが
できる。

【００２０】請求項５記載の発明によるガス状汚染物質
の濃度測定装置は、請求項１乃至４のいずれか１項記載
の発明において、前記混合手段に、前記ガス状汚染物質
と前記反応用ガスとによる粒子化を促進する手段を設け
たことを特徴としている。

【００２１】請求項５記載の発明によれば、混合手段
に、例えば紫外線又はコロナ放電等の粒子化及び粒子の
大型化を促進する手段を設けることにより、ガス状汚染
物質と反応用ガスの混合による粒子化率が低い場合、も
しくは発生する粒子が小さい場合等においても測定が可
能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるガス状汚染物
質の濃度測定装置及び測定方法の実施の形態について、
図面を参照して具体的に説明する。本実施の形態では、
クリーンルーム内の空気中のガス状汚染物質の濃度測定
を例として説明する。また、ガス状汚染物質としてアン
モニアの濃度を測定するアンモニアガス濃度測定装置に
ついて説明する。

【００２３】［１．第１の実施の形態］ ［１−１．構成］図１は、本発明の第１の実施の形態に
よるアンモニアガス濃度測定装置１の構成を示す図であ
る。同図において、２は粒子除去フィルタであり、採取
口３から取り込まれたクリーンルーム内の空気（ＡＩ
Ｒ）が配管４によって供給され、その空気中に含まれる
粒子を除去してガス成分のみとする。５は酸性ガス発生
装置であり、塩化水素（ＨＣｌ）等の酸性ガスを発生す
る。この酸性ガスの濃度は、クリーンルーム内に存在す
ると予想されるアンモニアガスの濃度よりも濃いめに設
定されている。７は粒子除去フィルタであり、酸性ガス
発生装置５から発生する酸性ガスが配管６を介して供給
され、これを通過させることによって、酸性ガス中の粒
子を除去してガス成分のみとする。

【００２４】また、８はガス成分の混合手段である配管
であり、上記粒子除去フィルタ２を通過した空気中のガ
ス成分、及び粒子除去フィルタ７を通過した酸性ガス中
のガス成分が、この配管８内で混合され、空気中のガス
成分のうちのアンモニアガスと、酸性ガスとが反応し、
粒子化してアンモニウム塩の粒子（酸性ガスが塩化水素
の場合、塩化アンモニウム塩の粒子）が発生するように
なっている。

【００２５】９は計数手段としてのパーティクルカウン
タであり、例えばレーザ・パーティクルカウンタであっ
て、上記配管８において発生した粒子の粒径及び粒子数
を測定する。ここで、レーザ・パーティクルカウンタを
用いた場合、粒径が０．１μｍ以上の粒子を粒径別に計
数することができ、累計することもできる。なお、図６
において示したように、例えば清浄度が６４Ｍ〜１６Ｍ
クラスのクリーンルームでは、アンモニアガスの濃度が
１０¹ μｇ／ｍ³ に対して、粒子濃度は１０^-6μｇ／ｍ
³ から１０^-5μｇ／ｍ³ 程度となっている。すなわち、
クリーンルーム内で計測される粒子状汚染物質の重量濃
度に比較して、アンモニアガスの重量濃度は１０⁶ 倍程
度であるため、酸性ガスと反応して生成される粒子の数
も多くなる。このため、通常のパーティクルカウンタに
よって生成粒子の数を測定することができる。

【００２６】１０は濃度算出部であり、パーティクルカ
ウンタ９によって測定される粒径及び粒子数に基づき、
アンモニアガスの濃度を算出する。なお、発生する粒子
の粒径及び粒子数、酸性ガスの種類と濃度、アンモニア
ガスの濃度との関係を、換算率として予め実験によって
算出しておく。濃度算出部１０は、この換算率に基づい
てアンモニアガスの濃度を算出する。

【００２７】１１はケミカルフィルタであり、パーティ
クルカウンタ９を通過した酸性ガスの余剰分が配管１２
を介して供給されるものであって、これを吸着させて除
去するように配置されている。１３は粒子除去フィルタ
であり、ケミカルフィルタ１１を通過したガスから粒子
を除去するように設置されている。これにより、アンモ
ニアガス濃度測定装置１から清浄空気が排出されるよう
になっている。

【００２８】なお、本実施の形態の基本的な構成を採用
するに当たって、本発明の発明者は、図２に示すような
簡易実験により、アンモニアガスと塩化水素（ＨＣｌ）
の反応及び粒子化を確認した。同図に示すように、５０
０ccのビーカー２１に２８％アンモニア水を希釈した希
薄アンモニア水を作り、閾値（約２×１０³ μｇ／
ｍ³ ）程度とした。また、５００ccのビーカー２２に３
５％の塩化水素水溶液を数滴落とし、ガスを発生させ
た。そして、上記アンモニア水から発生するアンモニア
ガスをフィルタ２３に通すと共に、塩化水素のガスをフ
ィルタ２４に通して、それらを混合させた。この結果発
生した粒子を、パーティクルカウンタ２５によって計測
したところ、０．３μｍ以上の粒子が１００万個／リッ
トル以上計測された。

【００２９】［１−２．作用・効果］次に、以上のよう
な構成を有する本実施の形態の作用について説明する。
図１において、まず、アンモニアガスを含むクリーンル
ーム内の空気が、採取口３から取り込まれ、配管４を介
して粒子除去フィルタ２を通過する。この粒子除去フィ
ルタ２により、空気中の粒子が除去されガス成分のみと
なる。一方、酸性ガス発生装置５から塩化水素等の酸性
ガスが発生し、配管６を介して粒子除去フィルタ７を通
過する。そして、この粒子除去フィルタ７により粒子が
除去されガス成分のみとなる。

【００３０】上記粒子除去フィルタ２及び７をそれぞれ
通過したガス成分は、配管８において混合され、酸性ガ
スとアンモニアガスとが反応し、粒子化してアンモニウ
ム塩となる。そして、パーティクルカウンタ９によっ
て、この粒子の粒径及び粒子数が測定され、濃度算出部
１０によってアンモニアガスの濃度が算出される。この
とき、上述したように、予め実験によって算出しておい
た換算率に基づいてアンモニアガス濃度が算出される。
その後、パーティクルカウンタ９を通過した酸性ガスの
余剰分がケミカルフィルタ１１によって吸着除去され、
粒子除去フィルタ１３を通過することによって清浄空気
となり、アンモニアガス濃度測定装置１から排出され
る。

【００３１】なお、クリーンルーム内において、酸性ガ
スと反応して粒子を発生する塩基性ガスはアンモニア以
外考えられないため、上述したようにアンモニアガスを
同定することができ、粒径と粒子数によって定量するこ
とができる。

【００３２】以上のように、本実施の形態によれば、ク
リーンルーム内の空気中に含まれるアンモニアガスの濃
度を測定するために、酸性ガス発生装置５、粒子除去フ
ィルタ２，７、パーティクルカウンタ９、濃度算出部１
０、及びケミカルフィルタ１１を備えるという簡単な構
成でよいため、小型かつ軽量で、安価であって、取り扱
いが容易な装置を提供することができる。また、イオン
クロマトグラフ等のような方法を用いずに、酸性ガスと
反応させてその結果発生する粒子をパーティクルカウン
タ９で計測するのみでよいため、リアルタイムに計測を
行うことが可能となる。

【００３３】更に、クリーンルーム内のアンモニアガ
ス、及び反応させる酸性ガスは、両方とも濃度としては
希薄であるため、腐食対策等が不要であり、一般のパー
ティクルカウンタを使用することができる。また、アン
モニアと酸性ガスとは反応して粒子化し易く、パーティ
クルカウンタでそれらの粒子数等を計測することは、比
較的容易であるため、アンモニアの定量下限を下げるこ
とが可能となる。

【００３４】［２．第２の実施の形態］ ［２−１．構成］図３は、本発明の第２の実施の形態に
よるアンモニアガス濃度測定装置３２の構成を示す図で
ある。本実施の形態によるアンモニアガス濃度測定装置
３２は、従来からクリーンルーム内の清浄度を監視する
ために設置されるパーティクルカウンタ３１に、濃度測
定ユニット３３を付加する構成となっている。なお、本
実施の形態では、清浄度監視システム３０内に設けられ
ているパーティクルカウンタ３１に濃度測定ユニット３
３を接続する構成としている。

【００３５】図３において、濃度測定ユニット３３は、
図１に示す第１の実施の形態によるアンモニアガス濃度
測定装置１と同様に、粒子除去フィルタ２，７、採取口
３、酸性ガス発生装置５、配管６，８、及び濃度算出部
１０から構成されている。

【００３６】また、清浄度監視システム３０の採取口３
４から取り込まれるクリーンルーム内の空気は、配管３
５によって濃度測定ユニット３３に供給されるか、もし
くは配管３６によってパーティクルカウンタ３１に供給
されるようになっている。ここで、配管３５に切換バル
ブ３７が設けられると共に、配管３６に切換バルブ３８
が設けられている。すなわち、クリーンルーム内の空気
が濃度測定ユニット３３に供給される場合は、切換バル
ブ３７が開、切換バルブ３８が閉となり、パーティクル
カウンタ３１に供給される場合は、切換バルブ３８が
開、切換バルブ３７が閉となるように構成されている。

【００３７】更に、配管８は上記配管３６を介してパー
ティクルカウンタ３１に接続されている。この配管８に
は切換バルブ３９が設けられており、濃度測定ユニット
３３において発生する粒子がパーティクルカウンタ３１
に供給される場合は、この切換バルブ３９が開となるよ
うに設定されている。

【００３８】また、パーティクルカウンタ３１によって
測定された粒径及び粒子数が、外部出力として濃度測定
ユニット３３内の濃度算出部１０に供給されるようにな
っている。更に、パーティクルカウンタ３１には配管４
０が設けられており、この配管４０には切換バルブ４１
が設けられている。また、配管４０には配管１２が接続
されており、配管１２には切換バルブ４２が設けられて
いる。すなわち、パーティクルカウンタ３１にクリーン
ルーム内の空気が直接取り込まれている場合、切換バル
ブ４１が開、切換バルブ４２が閉となって、粒子を計数
した後の空気が外部に排出されるようになっている。一
方、パーティクルカウンタ３１に濃度測定ユニット３２
からの粒子が供給されている場合は、切換バルブ４２が
開、切換バルブ４１が閉となって、酸性ガスの余剰分が
ケミカルフィルタ１１に供給されるようになっている。

【００３９】［２−２．作用・効果］次に、以上のよう
な構成を有する本実施の形態の作用について説明する。
まず、従来のクリーンルームの清浄度測定の場合は、切
換バルブ３８，４１が開となり、切換バルブ３７，３
９，４２が閉となる。そして、清浄度監視システム３０
の採取口３４に取り込まれるクリーンルーム内の空気
は、配管３６によってパーティクルカウンタ３１に供給
される。それによって空気中の粒子の粒径及び数が計測
され、図示しない制御部においてクリーンルーム内の空
気の清浄度が測定される。

【００４０】一方、濃度測定ユニット３３によってアン
モニアガスの濃度が測定される場合は、切換バルブ３
７，３９，４２が開となり、切換バルブ３８，４１が閉
となる。これにより、清浄度監視システム３０の採取口
３４に取り込まれるクリーンルーム内の空気は、配管３
５によって濃度測定ユニット３３に供給される。そし
て、第１の実施の形態と同様に空気中のアンモニアガス
と酸性ガスとが反応して粒子化すると、この粒子が配管
８によってパーティクルカウンタ３１に供給され、粒径
及び粒子数が測定される。この測定結果は、濃度測定ユ
ニット３３内の濃度算出部１０に供給され、濃度算出部
１０によりアンモニアガスの濃度が算出される。また、
パーティクルカウンタ３１を通過した酸性ガスの余剰分
が、配管１２を介して濃度測定ユニット３３に供給さ
れ、ケミカルフィルタ１１及び粒子除去フィルタ１３を
通過して清浄空気として排出される。

【００４１】このように、本実施の形態によれば、クリ
ーンルーム内の空気をパーティクルカウンタ３１に手動
又は自動切替によって直接導入することにより、従来の
清浄度測定のための粒子測定と、アンモニアガス濃度測
定とを兼用することができる。すなわち、従来から使用
しているパーティクルカウンタ３１に濃度測定ユニット
３３を付加するだけでよいため、より装置を安価なもの
とすることができる。

【００４２】また、上述したように、多点清浄度モニタ
リングシステム等の既存のシステムに追加することが可
能であるため、１台の濃度測定装置によって、クリーン
ルーム内の多点の清浄度測定とアンモニアガスの測定と
が可能となり、より高効率の測定装置が得られる。

【００４３】［３．その他の実施の形態］なお、本発明
は上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下
に示すような各種態様も可能である。例えば、図４に示
すように、空気中のガス成分と酸性ガスのガス成分を混
合する配管８において、紫外線もしくはコロナ放電等を
備えたチャンバ４３等を配置することにより、粒子化及
び粒子の大型化を促進するような構成としてもよい。こ
れにより、ガス成分の混合による粒子化率が小さい場合
や、生成される粒子が小さい場合にも、測定を可能とす
ることができる。

【００４４】また、アンモニアガスと酸性ガスとの反応
率、粒子数及び粒径をパーティクルカウンタで測定しや
すくするために、混合のための配管８を長くする等して
混合の時間を長くしたり、混合率を調整したり、温度及
び湿度等を変化させたりしても良い。

【００４５】更に、酸性ガス発生装置３により発生させ
る酸性ガスは塩化水素に限らず、アンモニアガスと反応
して粒子化するものであれば、例えば硫酸（Ｈ₂ Ｓ
Ｏ₄ ）もしくは硝酸（ＨＮＯ₃ ）等でもよい。

【００４６】また、パーティクルカウンタはレーザによ
るものでなく、ＣＮＣ（凝縮核）パーティクルカウンタ
等他のパーティクルカウンタであってもよい。なお、Ｃ
ＮＣパーティクルカウンタでは、粒径が０．０１μｍ以
上の粒子について測定が可能であるため、アンモニアガ
スの濃度が希薄であるために粒子の粒径が小さい場合で
あっても、粒子数の累計を測定することができるため、
アンモニアの定量下限を下げることが可能となる。

【００４７】更に、図１に示す第１の実施の形態におい
ても、第２の実施の形態と同様に、パーティクルカウン
タ９にクリーンルーム内の空気を直接導入することによ
って、アンモニアガス濃度測定と共に清浄度測定を行う
ことができる。

【００４８】また、各実施の形態において、パーティク
ルカウンタ９，２０を通過した余剰分の酸性ガスを外部
に排気する排気ダクトを接続することにより、ケミカル
フィルタ１１及び粒子除去フィルタ１３を省略してもよ
い。

【００４９】更に、図５に示すように、酸性ガス発生装
置の代わりにアンモニアガス発生装置５１を配置してア
ンモニアガスを発生させることにより、クリーンルーム
内の酸性ガス濃度測定装置５０を構成することも可能で
ある。このような装置では、空気中の硫酸（Ｈ₂ Ｓ
Ｏ₄ ）、硝酸（ＨＮＯ₃ ）、及び塩化水素（ＨＣｌ）等
の酸性ガスと、アンモニアガス発生装置５１から発生す
るアンモニアガスとが配管８において混合し、粒子化し
て、その粒子の粒径及び粒子数がパーティクルカウンタ
９によって計測される。

【００５０】そして、濃度算出部１０により、酸性ガス
の濃度が算出される。この場合は、アンモニアガスの濃
度、発生する粒子の粒径及び粒子数と、酸性ガスの濃度
との関係を、換算率として予め実験によって算出してお
くことにより、この換算率に基づいて酸性ガスの総量濃
度が算出される。この場合、アンモニアガスと反応して
アンモニウム塩の粒子を発生する酸性ガスは数種類ある
ため、酸性ガスの種類を特定することはできないが、粒
子化する酸性ガスの総量濃度を換算によって定量するこ
とは可能である。

【００５１】なお、酸性ガスの種類により生成されるア
ンモニウム塩の粒子径が異なる可能性があり、この粒子
径の違いを利用することができれば、酸性ガスの種類を
同定することも可能である。また、測定対象とする空気
は、クリーンルーム内の空気に限らず、一般の大気、又
は室内の空気等でもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、空気を
反応用ガスと混合して反応させ、その結果発生する粒子
をパーティクルカウンタ等の計数手段で計数し、その計
数の結果から空気中のガス状汚染物質の濃度を算出す
る。このため、小型かつ軽量、安価であって、取り扱い
が容易であり、リアルタイム計測が可能であって、ガス
状汚染物質の定量下限を下げることができるガス状汚染
物質の濃度測定装置及び方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるガス状汚染物
質の濃度測定装置の構成を示す模式図である。

【図２】アンモニアガスと塩化水素の反応及び粒子化を
確認する実験を説明する図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態によるガス状汚染物
質の濃度測定装置の構成を示す模式図である。

【図４】本発明の他の実施の形態によるガス状汚染物質
の濃度測定装置の構成を示す模式図である。

【図５】本発明の他の実施の形態によるガス状汚染物質
の濃度測定装置の構成を示す模式図である。

【図６】超清浄のクリーンルームにおける空気中の粒子
濃度と化学汚染濃度を示すグラフである。

【符号の説明】

１，３２…アンモニアガス濃度測定装置 ２，７，１３…粒子除去フィルタ ３，３４…採取口 ４，６，８，１２，３６，４０…配管 ５…酸性ガス発生装置 ９，３１…パーティクルカウンタ １０…濃度算出部 １１…ケミカルフィルタ ３０…清浄度監視システム ３３…濃度測定ユニット ３７，３８，３９，４１，４２…切換バルブ ４３…チャンバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高須賀 正巳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 海老根 猛 東京都港区南青山２丁目３番６号 株式会 社テクノ菱和内 (72)発明者 田村 一 東京都港区南青山２丁目３番６号 株式会 社テクノ菱和内 (72)発明者 米田 周似 東京都港区南青山２丁目３番６号 株式会 社テクノ菱和内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気中のガス状汚染物質の濃度を測定す
   るガス状汚染物質の濃度測定装置において、 前記ガス状汚染物質と反応することにより粒子化する反
   応用ガスを発生するガス発生手段と、 前記反応用ガスと前記空気とを混合させる混合手段と、 前記空気中のガス状汚染物質と前記反応用ガスとが反応
   することによって発生する粒子を計数する計数手段と、 前記計数手段による計数の結果に基づき、前記ガス状汚
   染物質の濃度を算出する濃度算出手段とを具備すること
   を特徴とするガス状汚染物質の濃度測定装置。
2. 【請求項２】 前記ガス状汚染物質は、アンモニアガス
   であり、前記反応用ガスは、酸性ガスであることを特徴
   とする請求項１記載のガス状汚染物質の濃度測定装置。
3. 【請求項３】 前記ガス状汚染物質は、酸性ガスであ
   り、前記反応用ガスは、アンモニアガスであることを特
   徴とする請求項１記載のガス状汚染物質の濃度測定装
   置。
4. 【請求項４】 前記計数手段は、前記空気が供給され、
   該空気中に含まれる粒子を計測することにより清浄度を
   測定するように構成されていることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれか１項記載のガス状汚染物質の濃度測
   定装置。
5. 【請求項５】 前記混合手段に、前記ガス状汚染物質と
   前記反応用ガスとによる粒子化を促進する手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の
   ガス状汚染物質の濃度測定装置。
6. 【請求項６】 空気中のガス状汚染物質の濃度を測定す
   るガス状汚染物質の濃度測定方法において、 前記ガス状汚染物質と反応することにより粒子化する反
   応用ガスを発生させ、 前記反応用ガスと前記空気とを混合させることにより、
   前記反応用ガスと前記空気中の前記ガス状汚染物質とを
   反応させ、 前記反応によって発生する粒子を計数手段によって計数
   し、 前記計数手段による計数の結果に基づき、前記ガス状汚
   染物質の濃度を算出することを特徴とするガス状汚染物
   質の濃度測定方法。
7. 【請求項７】 前記ガス状汚染物質は、アンモニアガス
   であり、前記反応用ガスは、酸性ガスであることを特徴
   とする請求項６記載のガス状汚染物質の濃度測定方法。
8. 【請求項８】 前記ガス状汚染物質は、酸性ガスであ
   り、前記反応用ガスは、アンモニアガスであることを特
   徴とする請求項６記載のガス状汚染物質の濃度測定方
   法。