JP2016223918A - 降塵異物評価方法および降塵異物評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】床面に存在する、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子を定量化できる降塵異物評価方法および降塵異物評価装置を提供する。【解決手段】降塵異物評価方法は、容器の開口が床面と対向する向きで、容器を床面上に設置する工程と、容器の壁面に形成された第１貫通孔にパーティクルカウンタのプローブを挿入するとともに、容器の壁面に形成された第２貫通孔にポンプの吹出部を挿入する工程と、容器の開口から露出する床面に向けてポンプの吹出部から空気を吹き出させて床面上の降塵異物を舞い上がらせるとともに、パーティクルカウンタを用いて容器の内部空間の浮遊異物量を計測する工程と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、降塵異物評価方法および降塵異物評価装置に関する。

半導体集積回路の高密度化にともなう微細な回路パターンの形成には、高度に清浄な環境が必要とされる。このような環境を実現するためのクリーンルームでは、たとえば天井に設けられたフィルタを通して清浄化された空気が室内に供給されるとともに、床板に形成された貫通穴から室内の空気が排出されることで、室内は常時清浄に保たれるように管理される。しかしながら、一方で、室内に設置されている製造装置からの塵埃粒子の発生は避けることができないのが現実であり、クリーンルーム内における塵埃粒子の検出および監視は常時行われる。

特許文献１には、空気排出用の貫通穴が床板に形成されたクリーンルームにおいて、貫通穴の領域に対応するように吸気用の開口が形成されたサンプリングチューブを床板の下に設置し、床板の貫通穴から排出される室内の空気をサンプリングチューブの開口を通じて吸引し、吸引した空気中の塵埃粒子量をパーティクルカウンタにより計測する、という塵埃粒子監視方法が提案されている。

特開平７−２０９１４６号公報

ところで、室内の空気中に含まれる塵埃粒子の濃度が変わらない場合であっても、床面には時間経過に従って塵埃粒子が堆積していることがある。この場合、作業者が室内を歩行すると、それに伴う空気の動きによって床面から塵埃粒子が舞い上げられてしまって、製品に付着する可能性がある。

特許文献１の方法によれば、室内の空気中に含まれる塵埃粒子を定量化することは可能である。しかしながら、床面に存在する、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子を定量化できる方法は知られていない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、床面に存在する、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子を定量化できる降塵異物評価方法および降塵異物評価装置を提供することにある。

本発明による降塵異物評価方法は、
容器の開口が床面と対向する向きで、当該容器を床面上に設置する工程と、
前記容器の壁面に形成された第１貫通孔にパーティクルカウンタのプローブを挿入するとともに、前記容器の壁面に形成された第２貫通孔にポンプの吹出部を挿入する工程と、
前記容器の開口から露出する床面に向けて前記ポンプの前記吹出部から空気を吹き出させて前記床面上の降塵異物を舞い上がらせるとともに、前記パーティクルカウンタを用いて前記容器の内部空間の浮遊異物量を計測する工程と、
を備える。

本発明による降塵異物評価方法において、
前記容器は、前記容器の開口に近づくにつれて徐々に広がる形状を有してもよい。

本発明による降塵異物評価方法において、
前記容器は、バケツ状または椀状の形状を有してもよい。

本発明による降塵異物評価方法において、
前記第２貫通孔にポンプの吹出部を挿入する工程では、前記吹出部は、前記容器の開口の中心を向くように方向付けられていてもよい。

本発明による降塵異物評価装置は、
壁面に第１貫通孔および第２貫通孔が形成された容器と、
前記容器の前記第１貫通孔に挿入可能なプローブを有し、前記容器の内部空間の浮遊異物量を計測するパーティクルカウンタと、
前記容器の前記第２貫通孔に挿入可能な吹出部を有し、前記容器の開口に向けて空気を吹き出すポンプと、
を備える。

本発明による降塵異物評価装置において、
前記容器は、前記容器の開口に近づくにつれて徐々に広がる形状を有してもよい。

本発明による降塵異物評価装置において、
前記容器は、バケツ状または椀状の形状を有してもよい。

本発明による降塵異物評価装置において、
前記吹出部は、前記容器の開口の中心を向くように方向付けられていてもよい。

本発明によれば、床面に存在する、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子を定量化できる。

図１は、本発明の一実施の形態による降塵異物評価装置を示す概略図である。 図２は、図１の降塵異物評価装置においてポンプから吹き出された空気の流れおよび塵埃粒子の動きを示す概略図である。 図３は、図１の降塵異物評価装置の一変形例を示す概略図である。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１は、本発明の第１の実施の形態による降塵異物評価装置を示す概略図である。

本実施の形態による降塵異物評価装置１０は、たとえば、クリーンルーム内で製品を作っていない時間帯に、１日１回または２回の頻度で、クリーンルームの床面の汚染度合を評価して、床面の清浄頻度を決定する用途に用いることができる。なお、本明細書では、床面に存在する塵埃粒子を降塵異物と呼ぶことがあり、空気中に存在する塵埃粒子を浮遊異物と呼ぶことがある。たとえば粒径が数μｍ〜数１０μｍの降塵異物は、比重が小さいため、作業者の歩行などの影響により床面から舞い上がるリスクが高いと考えられる。

図１に示すように、本実施の形態による降塵異物評価装置１０は、容器１１と、パーティクルカウンタ１２と、ポンプ１３と、を有している。

このうち容器１１は、容器１１の開口に近づくにつれて徐々に広がる形状を有している。図１に示す例では、容器１１は、円形状の底面と切頭円錐形状の側面とを含むバケツ状の形状を有しているが、これに限定されず、たとえば図３に示すように、底面と側面とが明確には区別されない椀状（略半球状）の形状を有していてもよい。

容器１１の寸法は、作業者が容易に持ち運びできる程度に小型かつ軽量であれば特に限定されないが、具体的には、たとえば、開口の直径が１０ｃｍ〜２０ｃｍであり、高さが１０ｃｍである。容器１１の材質としては、発塵しにくい材質であれば特に限定されず、たとえばプラスチックまたは金属が用いられる。

図１に示すように、容器１１の壁面１１ｃ（図示された例では、容器１１の底面）には、第１貫通孔１１ａおよび第２貫通孔１１ｂが形成されている。第１貫通孔１１ａには、後述するパーティクルカウンタ１２のプローブ１２ａの先端が挿入可能となっており、第２貫通孔１１ｂには、後述するポンプ１３の吹出部１３ａの先端が挿入可能となっている。

本実施の形態では、容器１１の開口を規定する環状の縁部１１ｄは、同一平面内に位置している。これにより、容器１１の開口が床面１４と対向する向きで容器１１が床面１４上に設置される時、開口を規定する環状の縁部１１ｄは、床面１４と隙間無く密着されるようになっている。図示された例では、環状の縁部１１ｄは、径方向外向きに延びるフランジ形状を有しているが、床面１４と隙間無く密着可能である限りでは、縁部１１ｄの形状はフランジ形状に限定されない。

図１に示すように、パーティクルカウンタ１２は、容器１１の第１貫通孔１１ａに挿入可能なプローブ１２ａと、プローブ１２ａの基端部に接続された本体１２ｂと、を有している。パーティクルカウンタ１２としては、市販のレーザパーティクルカウンタ（たとえば、リオン株式会社製 気中パーティクルカウンタ ＫＣ−５２）を用いることができる。

本実施の形態では、パーティクルカウンタ１２は、プローブ１２ａの先端から容器１１内の空気を連続的にサンプリングするとともに、サンプリングされた空気に対して本体１２ｂからレーザビームを照射し、空気中に含まれる塵埃粒子１５により散乱された散乱レーザ光のパルス数を計数することで、容器１１内の浮遊異物量を計測するようになっている（図２参照）。

図１に示すように、ポンプ１３は、容器１１の第２貫通孔１１ｂに挿入可能な吹出部１３ａと、吹出部１３ａの基端部に接続された本体１３ｂと、を有している。ポンプ１３としては、たとえば市販の手動ポンプを用いることができる。ポンプ１３の材質としては、発塵しにくい材質であれば特に限定されず、たとえばプラスチックまたは金属が用いられる。

本実施の形態では、ポンプ１３の本体１３ｂは、側面が蛇腹状に形成された略円筒状の形状を有しており、軸線方向に伸縮可能となっている。本体１３ｂが軸線方向に収縮される時、本体１３ｂの内部空間の空気が吹出部１３ａの先端から押し出されるようになっている。また、本体１３ｂが軸線方向に伸長される時、容器１１の内部空間の空気が吹出部１３ａの先端から引き入れられるようになっている。

ポンプ１３の吹出部１３ａは、容器１１の開口の中心を向くように方向付けられていることが好ましい。この場合、吹出部１３ａから吹き出される空気１６は、容器１１の開口の中心に向かって移動するため、容器１１の開口から露出する床面１４上の塵埃粒子１５を効率的に舞い上がらせることができる（図２参照）。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

まず、容器１１の開口が床面１４と対向する向きで、当該容器１１が床面１４上に設置される。このとき、容器１１の開口を規定する環状の縁部１１ｄは、床面１４と隙間無く密着される。床面１４の一部は、容器１１の開口から容器１１の内部空間に露出される。

次に、容器１１の壁面１１ｃに形成された第１貫通孔１１ａに、パーティクルカウンタ１２のプローブ１２ａの先端が挿入されるとともに、容器１１の壁面１１ｃに形成された第２貫通孔１１ｂに、ポンプ１３の吹出部１３ａの先端が挿入される。吹出部１３ａの先端は、容器１１の開口を向くように、より好ましくは容器１１の開口の中心を向くように、方向付けられる。

次に、ポンプ１３の本体１３ｂが収縮され、容器１１の開口から露出する床面１４に向けて、ポンプ１３の吹出部１３ａの先端から空気が吹き出される。吹き出された空気１６は、床面１４に存在する塵埃粒子１５に圧力を加えて、塵埃粒子１５を床面１４から舞い上がらせる。容器１１の開口を規定する環状の縁部１１ｄが床面１４と隙間無く密着されているため、床面１４から舞い上げられた塵埃粒子１５は、容器１１の外側に漏れ出すこと無く、容器１１内の空気中を浮遊する。その後、ポンプ１３の本体１３ｂが伸長され、ポンプ１３の吹出部１３ａの先端から容器１１内の空気が吸い込まれる。ポンプ１３の吹出部１３ａからの空気の吹き出し（および吸い込み）は、後述するパーティクルカウンタ１２の測定が終了するまで、連続して行われる。

一方、パーティクルカウンタ１２のプローブ１２ａの先端から容器１１内の空気が連続的にサンプリングされ、サンプリングされた空気に対して本体１２ｂからレーザビームが照射されることで、容器１１内の空気中に含まれる浮遊異物量が計測される。

ここで、プローブ１２ａの先端からサンプリングされる容器１１内の空気は、ポンプ１３の動作により床面１４から舞い上げられた塵埃粒子１５を含んでいるから、パーティクルカウンタ１２による計測結果は、床面１４に存在していた、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子１５の量と相関関係がある。したがって、パーティクルカウンタ１２による計測結果に基づいて、床面１４に存在していた、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子１５を定量化することができる。

なお、本実施の形態による降塵異物評価装置１０は、装置構成が比較的単純であるため、持ち運びが可能であって、測定場所によらず床面１４の汚染度合を測定することができる。したがって、複数の測定個所でそれぞれ測定を行い、各測定場所での測定結果を比較することで、クリーンルーム内での汚染個所を特定することが可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、クリーンルームの床面１４に存在する、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子１５が、ポンプ１３の吹出部１３ａから吹き出された空気１６から圧力を受けて容器１１内において舞い上げられるとともに、パーティクルカウンタ１２を用いて容器１１内の浮遊異物量が計測されるため、床面１４に存在する、舞い上がりのリスクの高い塵埃粒子１５をパーティクルカウンタ１２の計測結果に基づいて定量化することができる。これにより、床面１４の汚染度合の定量化が可能となり、床面１４の清掃頻度の決定に有効である。

また、本実施の形態によれば、ポンプ１３の吹出部１３ａから吹き出された空気の圧力により塵埃粒子１５が床面１４から舞い上げられるため、舞い上がりのリスクが高く製品に付着しやすい塵埃粒子１５を、床面１４のオイル汚れなど舞い上がりにくい異物の外乱を受けることなく、精度よく測定できる。

また、本実施の形態によれば、容器１１は、容器１１の開口に近づくにつれて徐々に広がる形状、たとえばバケツ状または椀状の形状を有しているため、床面１４から舞い上げられる塵埃粒子１５は、容器１１の内面に一時的に付着しても重力により落下して床面１４に戻ることができる。このため、床面１４から舞い上げられる塵埃粒子１５が容器１１の内面に付着したまま床面１４に戻らず、時間経過に従って床面１４の汚染度合が低く測定されてしまうことを防止できる。また、容器１１の開口に近づくにつれて徐々に広がる形状であることから、測定すべき床面１４の面積を一定に維持しながら、容器１１を小型・軽量化することができる。

また、本実施の形態によれば、ポンプ１３の吹出部１３ａは、容器１１の開口の中心を向くように方向付けられているため、開口から露出する床面１４上の降塵異物に、より効率的に空気を吹き付けて舞い上がらせることができる。

なお、本実施の形態では、ポンプ１３として手動ポンプが用いられていたが、これに限定されず、自動送風装置が用いられてもよい。この場合、吹出部１３ａから吹き出される空気の送風量に個人差が生じることを防止できる。ただし、自動送風装置から供給される空気は、吹出部１３ａから吹き出される前にフィルタ等を介して清浄化される必要がある。

１０ 降塵異物評価装置
１１ 容器
１１ａ 第１貫通孔
１１ｂ 第２貫通孔
１１ｃ 壁面
１１ｄ 縁部
１２ パーティクルカウンタ
１２ａ プローブ
１２ｂ 本体
１３ ポンプ
１３ａ 吹出部
１３ｂ 本体
１４ 床面
１５ 塵埃粒子
１６ ポンプから吹き出された空気

Claims (8)

1. 容器の開口が床面と対向する向きで、当該容器を床面上に設置する工程と、
   前記容器の壁面に形成された第１貫通孔にパーティクルカウンタのプローブを挿入するとともに、前記容器の壁面に形成された第２貫通孔にポンプの吹出部を挿入する工程と、
   前記容器の開口から露出する床面に向けて前記ポンプの前記吹出部から空気を吹き出させて前記床面上の降塵異物を舞い上がらせるとともに、前記パーティクルカウンタを用いて前記容器の内部空間の浮遊異物量を計測する工程と、
   を備えたことを特徴とする降塵異物評価方法。
2. 前記容器は、前記容器の開口に近づくにつれて徐々に広がる形状を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の降塵異物評価方法。
3. 前記容器は、バケツ状または椀状の形状を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の降塵異物評価方法。
4. 前記第２貫通孔にポンプの吹出部を挿入する工程では、前記吹出部は、前記容器の開口の中心を向くように方向付けられる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の降塵異物評価方法。
5. 壁面に第１貫通孔および第２貫通孔が形成された容器と、
   前記容器の前記第１貫通孔に挿入可能なプローブを有し、前記容器の内部空間の浮遊異物量を計測するパーティクルカウンタと、
   前記容器の前記第２貫通孔に挿入可能な吹出部を有し、前記容器の開口に向けて空気を吹き出すポンプと、
   を備えたことを特徴とする降塵異物評価装置。
6. 前記容器は、前記容器の開口に近づくにつれて徐々に広がる形状を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の降塵異物評価装置。
7. 前記容器は、バケツ状または椀状の形状を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の降塵異物評価装置。
8. 前記吹出部は、前記容器の開口の中心を向くように方向付けられている
   ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の降塵異物評価装置。

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