JPH05240753A - 不純物捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 捕集液が気化して濃縮されることを防止し、
これによって被測定気体中の不純物の量を正確に測定で
きる不純物捕集装置の提供を目的とする 【構成】 被測定気体を、第１ガス洗浄タンク２内の捕
集液Ａ中でバブリングさせて、被測定気体中の不純物を
捕集液Ａに溶け込ませた後、ガス輸送管９を経由して第
２ガス洗浄タンク１０に供給する。この第２ガス洗浄タ
ンク１０内で、急激な流路変更をすることにより、被測
定気体中に気化した状態で含まれる捕集液が液化され、
これにより該捕集液を、該捕集液中に溶解されていた不
純物とともに、還流用配管を通じて不純物捕集容器内に
還流させることができる。その結果、第１ガス洗浄タン
ク２内の捕集液が濃縮されることを防止しつつ、該捕集
液に溶解された被測定気体中の不純物の量を正確に測定
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体のクリーンルー
ム等で使用される不純物捕集装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程で、歩留まりを低下させ
たり、製品の長期信頼性を低下させる重要因子としてウ
エハ汚染がある。ウエハ汚染は空気中に含まれる塵埃
や、作業者、半導体製造装置等から発生する汚染物質、
及び原料ガス等の材料に含まれていた不純物等がウエハ
に付着することにより起こる。このようなウエハ汚染を
防止するにはクリーンルーム内の作業環境のモニタリン
グや原料ガス中の不純物評価・分析が不可欠である。例
えば、ウエハ洗浄工程で用いる洗浄液ではフッ酸、塩酸
等の薬液の許容濃度はｐｐｍのオーダーであり、また、
清浄空気や半導体ガスでは、空気１立方メートルあたり
で各々２ｍｇ及び７ｍｇである。この濃度以下では、作
業者が毎日８時間２０年以上吸い続けたとしても健康等
の人体にはまったく影響がないと考えられる。しかし、
これらのガスは腐食性が強く、半導体製造装置や設備を
錆び付かせてパーティクル発生源としたり、製品である
集積回路のアルミ配線を腐食させたりして、歩留まり低
下等の悪影響をもたらせる。しかもこのような機器や製
品への影響を防ぐには、人体への影響から定められた許
容濃度の千分の一から万分の一以下、ｐｐｂまたはそれ
以下にすることが必要である。また、Ｎａ等のアルカリ
金属やＦｅ等の重金属についてもｐｐｂまたそれ以下に
少なくすることが必要と考えられている。

【０００３】このため、半導体クリーンルーム内の清浄
空気や半導体ガスに含まれるこれら不純物の微量分析技
術による評価やモニタリングが必要不可欠とされてき
た。そして、従来では、半導体クリーンルームに送る試
料気体（半導体クリーンルーム内の清浄空気や半導体ガ
ス）を純水、又適当な組成の捕集液が貯留された不純物
捕集容器内にふきこみ吹き込んで、該捕集液に不純物を
溶解して捕集し、この捕集液をイオンクロマトグラフィ
等の分析装置で分析することにより、該試料気体中の不
純物の微量分析を行い、これによって半導体クリーンル
ーム内をモニタリングするようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そして、上記のような
モニタリング装置では、試料気体中に含まれる不純物が
微量になればなるほど、多量の試料気体を捕集液に送り
込むことが必要であるが、上記モニタリング装置の不純
物捕集容器はその上端部の一部が部分的に大気に開放さ
れた構造となっているので、多量の試料気体を捕集液に
送り込むと、該捕集液が多量に気化してその貯留量が少
なくなってしまい、結果として、該捕集液に、実際に試
料気体に含まれている量より多くの不純物が含まれてい
たとの分析結果がでて、微量な不純物を検出する場合の
分析感度が低下するという問題が生じていた。そして、
このような問題を解決するために、気化した分の捕集液
を常時追加すれば良いのであるが、このような微量不純
物分析では、純度の良い純水を安定に供給できる純水製
造設備を設けることが必要不可欠となり、設備的にも高
価となる等の問題があった。

【０００５】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
ものであって、捕集液が気化して濃縮されることを防止
し、これによって被測定気体中の不純物の量を正確に測
定することができ、半導体クリーンルーム内の清浄空気
や半導体ガスを正確にモニタリングすることができる不
純物捕集装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、第１の発明では、内部に捕集液が貯留され、この捕
集液内に被測定気体が導入される被測定気体吸入管が配
置された不純物捕集容器と、この不純物捕集容器を経由
した被測定気体が導入されて、該被測定気体を冷却させ
るガス冷却容器と、このガス冷却容器で冷却されて液化
した被測定気体中の捕集液を、不純物捕集容器に還流さ
せる還流用配管とを具備するようにしている。第２の発
明では、加熱手段を備え、該加熱手段の熱により内部に
貯留された捕集液を気化させる不純物捕集容器と、この
不純物捕集容器から気化された捕集液と被測定気体とを
混合させ、該捕集液に対して被測定気体中の不純物を溶
解させるガス混合部と、このガス混合部で混合された混
合物を冷却して、被測定気体中の捕集液を液化させるガ
ス冷却容器と、このガス冷却容器で冷却されて液化した
被測定気体中の捕集液を、不純物捕集容器に還流させる
還流用配管とをとを具備するようにしている。

【０００７】

【作用】第１の発明によれば、不純物捕集容器内におい
て、被測定気体吸入管を通じて供給された被測定気体に
より捕集液がバブリングされ、捕集液中に、被測定気体
に含有されていた不純物が解け込む。また、不純物捕集
容器内の捕集液を通過した被測定気体は、ガス冷却容器
内において冷却され、これによって該被測定気体中に気
化状態で含まれる捕集液が液化され、該捕集液が、該捕
集液中に溶解されていた不純物とともに、還流用配管を
通じて不純物捕集容器内に還流される。これによって、
不純物捕集容器内の捕集液が濃縮することを防止しつ
つ、該捕集液に溶解された被測定気体中の不純物の量を
正確に測定することができる。

【０００８】第２の発明によれば、ガス混合部におい
て、不純物捕集容器から気化された捕集液と被測定気体
とが混合され、該捕集液に対して被測定気体中の不純物
が溶解される。この後、ガス冷却部において、これらの
混合物が冷却されることによって被測定気体中の捕集液
が液化され、更に該捕集液が、該捕集液中に溶解されて
いた不純物とともに還流用配管を通じて不純物捕集容器
に還流される。これによって、不純物捕集容器内の捕集
液が濃縮することを防止しつつ、該捕集液に溶解された
被測定気体中の不純物の量を正確に測定することができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１〜図４によ
り説明する。まず、図１に基づいて説明する。図１にお
いて、符号１で示すものは半導体クリーンルーム（図示
略）内の清浄空気や半導体ガスが被測定気体として吸入
される被測定気体吸入管であって、第１ガス洗浄タンク
２の中に上部から下部へ向けて設置され、かつその先端
が、該第１ガス洗浄タンク２に貯留された捕集液Ａ内に
設置されている。これによって該捕集液Ａが、被測定気
体吸入管１を通じて供給された被測定気体によりバブリ
ングされ、該捕集液Ａ中に被測定気体中の不純物が溶け
込むようになっている。前記第１ガス洗浄タンク２は、
その内部に純水等の捕集液Ａが貯留されるものであり、
また、この第１ガス洗浄タンク２の底部には、電磁弁３
を途中に有する配管４が設けられている。この配管４の
末端には不純物分析計５が設けられており、この不純物
分析計５により、該配管４を通じて送られた、第１ガス
洗浄タンク２内の捕集液Ａ中に含まれる不純物の量が測
定できるようになっている。

【００１０】また、第１ガス洗浄タンク２の上部には、
該第１ガス洗浄タンク２内に捕集液Ａを取り入れるため
の配管６が設けられており、この配管６の途中には、捕
集液流量計７及び電磁弁８が順次設けられている。な
お、前記捕集液流量計７は、第１ガス洗浄タンク２内に
入れた捕集液Ａの流量を測定し、これによって該第１ガ
ス洗浄タンク２内にどれ程の捕集液Ａが貯留されている
かを検出するものである。

【００１１】また、第１ガス洗浄タンク２の側部には、
該第１ガス洗浄タンク２内の捕集液Ａでハブリングした
後の被測定気体を排出するためのガス輸送管９の一端が
取り付けられ、該ガス輸送管９の他端には第２ガス洗浄
タンク１０が取り付けられている。この第２ガス洗浄タ
ンク１０は、第１ガス洗浄タンク２から排出された被測
定気体を壁面１０Ａにぶつけて、流れる方向を急激に変
化させ、これによって被測定気体を壁面１０Ａで冷却
し、該第１ガス洗浄タンク２において気化した捕集液Ａ
を液化させるようにしている。そして、この第２ガス洗
浄タンク１０内で液化した捕集液Ａは、壁面１０Ａを伝
って下方に流れ、更に第２ガス洗浄タンク１０の下部に
設けられた捕集液戻り管１１を通じて、第１ガス洗浄タ
ンク２に還流されるようになっている。なお、前記第２
ガス洗浄タンク１０の底面は、液化した捕集液Ａが捕集
液戻り管１１に集まるように、該捕集液戻り管１１に向
け傾斜した配置となっている。

【００１２】第２ガス洗浄タンク１０の上部には、被測
定気体を排出する配管１２が設けられ、この配管１２の
途中には、被測定気体の流量を測定するための被測定気
体流量計１３と、該被測定気体を、前述の被測定気体吸
入管１を通じて装置内に吸引するためのブロワ１４とが
順次設けられている。また、図において符号１５で示す
ものは、捕集液流量計７、被測定気体流量計１３の検出
信号に基づき、電磁弁３、不純物分析計５、電磁弁８、
ブロア１４を制御する駆動信号を出力する制御装置であ
り、これら各構成要素と制御装置との間には、信号の送
信を行う信号線１６〜２１が設けられている。

【００１３】なお、本実施例では、捕集液戻り管１１を
別途設けるようにしたが、これに限定されず、ガス輸送
管９を通じて、被測定気体の導入と、捕集液Ａの還流と
の両方を行わせるようにしても良い。そして、この場合
にはガス輸送管９が還流用配管となる。

【００１４】次に、不純物捕集装置が行う動作について
工程順に説明する。なお、以下の動作は制御装置１５か
ら出力される信号により行われるものである。 （１） 制御装置１５から、信号線２１を通じてブロア
１４を動作させる駆動信号が出力されることにより、半
導体クリーンルーム（図示略）内の清浄空気や半導体ガ
スが、被測定気体として被測定気体吸入管１を通じて第
１ガス洗浄タンク２内に吸引される。これによって、第
１ガス洗浄タンク２内の捕集液Ａが被測定気体によりバ
ブリングされ、かつ該捕集液Ａ中に被測定気体中の不純
物が溶け込む。また、前記捕集液Ａを経由した被測定気
体は、ガス輸送管９を通って第２ガス洗浄タンク１０に
入った後、第２ガス洗浄タンク１０内で矢印で示すよう
な急激な流路変更をする。このとき、被測定気体中に気
化した状態で含まれる捕集液（以下、捕集液ミストと表
現する）は、第２ガス洗浄タンク１０の壁面１０Ａに付
着して液化した後、重力によって壁面１０Ａを伝って下
方に流れる。そして、前記壁面１０Ａを伝った捕集液
は、捕集液戻り管１１を通って、第１ガス洗浄タンク２
に戻るとともに、捕集液ミストを取り除かれた気体は、
配管１２途中の被測定気体流量計１３を通ってブロワ１
４で押し出される。

【００１５】（２） 前記被測定気体流量計１３におい
て、配管１２を通過する被測定気体の流量が検出され、
かつこの検出信号が信号線１７を通じて制御部１５に供
給される。制御部１５では配管１２を通じて供給された
被測定気体の量が積算され、この積算値が予め設定した
値になったときに、信号線２１を通じてブロワ１７に対
する駆動信号の供給が停止される。 （３） 前記ブロワ１７の停止後、一定時間経過した後
に、制御装置１５から電磁弁３が開状態にする制御信号
が、信号線１８を通じて該電磁弁３に出力され、これに
よって第１ガス洗浄タンク２内の全捕集液Ａが配管４を
通じて不純物分析計５に供給される。全ての捕集液Ａが
不純物分析計５に供給されると（電磁弁３を開状態にし
た後、一定時間経過したか否かで判断される）、制御部
１５からは、信号線２０を通じて不純物分析計５におい
て捕集液Ａ中の不純物の量を検出させる分析信号が出力
される。また、このとき、前記制御部１５からは、信号
線１８を通じて電磁弁３を閉状態にする信号が出力され
る。

【００１６】（４） 制御装置１５から、電磁弁８を開
状態にする制御信号が信号線１９を通じて該電磁弁８に
供給され、これによって配管６を通じて捕集液が第１ガ
ス洗浄タンク２に入れられる。また、前記捕集液流量計
７では配管６を通過する捕集液の流量が検出され、かつ
この検出信号が信号線１６を通じて制御部１５に供給さ
れる。この制御部１５では配管６を通じて供給された捕
集液の量が積算され、この積算値が予め設定した値にな
ったときに、信号線１９を通じて、電磁弁８を閉状態に
する信号が出力され、これによって第１ガス洗浄タンク
２に対する捕集液の供給が停止される。すなわち、前記
捕集液流量計７の検出信号に基づき、第１ガス洗浄タン
ク２内には配管６を通じて一定量の捕集液が供給される
ことになる。 （５） 制御装置１５から、信号線２１を通じてブロア
１４を動作させる駆動信号が出力され、半導体クリーン
ルーム（図示略）内の清浄空気や半導体ガスが、被測定
気体として被測定気体吸入管１を通じて第１ガス洗浄タ
ンク２内に吸引され、これによって上記（１）〜（４）
の動作が再度繰り返される。

【００１７】そして、以上のように構成された不純物捕
集装置によれば、第１ガス洗浄タンク２内の捕集液Ａを
通過した被測定気体が、ガス輸送管９を通って第２ガス
洗浄タンク１０に入ったときに、第２ガス洗浄タンク１
０内で急激な流路変更をし、このとき該被測定気体中に
気化状態で含まれる捕集液ミストが、第２ガス洗浄タン
ク１０の壁面１０Ａに付着して液化し、該壁面１０Ａ、
捕集液戻り管１１を通って、第１ガス洗浄タンク２内の
捕集液Ａに還流される。これによって、 （一） 被測定気体中に気化した状態で含まれる捕集液
ミストが、第１ガス洗浄タンク２内の捕集液Ａに還流さ
れることから、該捕集液Ａが濃縮することが防止され、
その結果、捕集液Ａ中に溶解した不純物の量を不純物分
析計５において正確に測定することができ、半導体クリ
ーンルーム内の清浄空気や半導体ガスを正確にモニタリ
ングできる効果が得られる。また、このとき、微量な不
純物を測定するために被測定気体を多量に第１ガス洗浄
タンク２に供給した場合であっても、第１ガス洗浄タン
ク２内の捕集液Ａは常時一定量に保持され、これによっ
て、微量な不純物をも誤差を発生させることなく正確に
測定できる効果が得られる。

【００１８】（二） 気化した捕集液Ａ中に溶解されて
いた不純物をも該捕集液Ａとともに第１ガス洗浄タンク
２に回収することができ、これによって不純物の捕集効
率を上げることができ、この点においても、捕集液Ａ中
に溶解した不純物の量を不純物分析計５において正確に
測定することができる効果が得られる。 （三） 第１ガス洗浄タンク２〜第２ガス洗浄タンク１
０〜捕集液戻り管１１により捕集液をクローズドサイク
ルにすることができ、これによって一回の測定において
捕集液の補充を必要とせず、これによってメンテナンス
を容易に行うことが可能となる効果が得られる。

【００１９】なお、上記第１実施例では、図１に示すよ
うに第１ガス洗浄タンク２内の捕集液Ａを通過した被測
定気体を、第２ガス洗浄タンク１０内で急激に方向転換
させることにより、該第２ガス洗浄タンク１０内におい
て、該被測定気体に含まれる捕集液Ａを液化させるよう
にしたが、これに限定されず、以下の図２〜図４のよう
に構成しても良い。なお、以下の説明において図１と構
成を同じくする箇所に同一符号を付して説明を簡略化す
る。

【００２０】《第１実施例の他の実施態様》 この例に示す不純物捕集装置では、図２に示すように第
１ガス洗浄タンク２にその内部の捕集液Ａを加熱するヒ
ータ３０が設けられ、第２ガス洗浄タンク１０に被測定
気体を積極的に冷却させる冷却装置３１が設けられてい
る。前記ヒータ３０は第１ガス洗浄タンク２の下部に設
けられ、該第１ガス洗浄タンク２全体を加熱することに
より、該第１ガス洗浄タンク２内において、被測定気体
中の不純物を効率良く捕集液Ａに溶解させるとともに、
捕集液Ａを被測定気体中に飽和させるものである。な
お、このヒータ３０は、信号線３２で接続されるヒータ
制御装置３３により駆動され、また、このヒータ制御装
置３３は、信号線３４で接続される制御装置１５により
制御されるようになっている。また、前記冷却装置３１
は、第２ガス洗浄タンク１０の周囲に設けられた冷却管
３５と、この冷却管３５に対して下側から冷却水を供給
する配管３６と、前記冷却管３５の上側から冷却水を排
水する配管３７とから構成されている。

【００２１】そして、このように構成された不純物捕集
装置では、 （一）第１ガス洗浄タンク２内で捕集液Ａが加熱される
ことから、捕集液Ａに対する不純物の溶解度が増し、該
捕集液Ａに被測定気体中の不純物を効率良く溶解させる
ことができる。 （二）第１ガス洗浄タンク２内で捕集液Ａが加熱され、
捕集液Ａを第１ガス洗浄タンク２内の被測定気体中に飽
和させることができ、これによって、捕集液Ａで飽和さ
れた被測定気体が第２ガス洗浄タンク１０に送られ、か
つ第２ガス洗浄タンク１０において捕集液Ａが液化して
還流される。そして、このとき第２ガス洗浄タンク１０
において、捕集液Ａが、被測定気体中の不純物をとり込
んで水滴となるため、さらに不純物の捕集効率を上げる
ことができる。 （三）また、第１ガス洗浄ガス２と第２ガス洗浄タンク
１０とでの被測定気体の露点温度を制御できるため、捕
集液Ａの濃縮量を制御できる効果が得られるものであ
る。

【００２２】《第１実施例の他の実施態様》 この例に示す不純物捕集装置では、図３に示すように、
第１ガス洗浄タンク２にその内部の捕集液Ａを加熱する
ヒータ３０が設けられ、また、第２ガス洗浄タンク１０
に被測定気体を積極的に冷却させる冷却装置８０が設け
られている。冷却装置８０は、第２ガス洗浄タンク１０
の下部の周囲に設けられた冷却管８１と、この冷却管８
１に対して下側から冷却水を供給する配管８２と、前記
冷却管８１の上側から冷却水を排水する配管８３とから
構成されたものであって、第２ガス洗浄タンク１０の上
部位置には、第１ガス洗浄タンク２に通じるガス輸送管
９Ａと、被測定気体流量計１３に通じるガス排出管９Ｂ
とが共に接続されている。また、第２ガス洗浄タンク１
０内の上部位置には該洗浄タンク１０を仕切る仕切板８
４が設けられている。この仕切板８４は洗浄タンク１０
の上面から該洗浄タンク１０の下面近傍位置との間で、
該洗浄タンク１０を２つの室に８５，８６に仕切るもの
であって、第１ガス洗浄タンク２に通じるガス輸送管９
Ａは、該洗浄タンク１０の一方の室８５に接続され、ま
た、被測定気体流量計１３に通じるガス排出管９Ｂは、
該洗浄タンク１０の他方の室８６に接続されている。な
お、前記ヒータ３０については実施態様と同じである
ので説明を省略する。

【００２３】そして、以上のように構成された不純物捕
集装置では、上述した（一）〜（三）に加えて以下の作
用効果を奏している。 （四） 捕集液Ａで飽和された被測定気体が、矢印ａで
示すように仕切板８４により洗浄タンク１０内で迂回す
るように流通し、かつ洗浄タンク１０内の被測定気体が
下方から上方に移動方向を換える箇所において、該被測
定気体を冷却装置８０により冷却するようにしたので、
該被測定気体が、その移動方向を換える際に、冷却装置
８０により冷却されているところの洗浄タンク１０の底
部内壁にあたり、これにより該被測定気体が効率良く冷
却される、すなわち、洗浄タンク１０の底部において、
該被測定気体中に気化状態で含まれる捕集液ミストが効
率良く液化され、捕集液戻り管１１を通じて第１ガス洗
浄タンク２に効率良く還流される。

【００２４】（五） 洗浄タンク１０の下流側の室８６
を流通する被測定気体は、冷却装置８０により冷却され
て、該洗浄タンク１０の上流側の室８５を流通する被測
定気体よりもその温度が低くなっているので、冷却装置
８０を経由する前の室８５側の被測定気体が、仕切板８
４を介して、冷却装置８０を経由した後の室８６側の被
測定気体により冷却される、すなわち、冷却装置８０を
経由する前の室８５側の被測定気体の熱が、仕切板８４
を介して、冷却装置８０を経由した後の室８６側の被測
定気体に奪われ、これにより上記（四）と同様、洗浄タ
ンク１０での被測定気体の冷却を効率良く行なえる効果
が得られる。

【００２５】《第１実施例の他の実施態様》 この例に示す不純物捕集装置では、図４に示すように、
第１ガス洗浄タンク２にその内部の捕集液Ａを加熱する
ヒータ３０が設けられ、また、第１ガス洗浄タンク２と
被測定気体流量計１３との間に、冷却装置９０を有する
冷却塔９１が設けられている。前記冷却塔９１は外側冷
却塔９２と内側冷却塔９３とを有する二重管構造になで
あって、外側冷却塔９２の上部には、第１ガス洗浄タン
ク２に通じるガス輸送管９Ａが接続され、かつ該外側冷
却塔９２の下部には、液化された捕集液Ａを第１ガス洗
浄タンク２内に戻すための捕集液戻り管１１が設けられ
ている。一方、前記内側冷却塔９３は、外側冷却塔９２
に沿うように上下方向に向けて配置されたものであっ
て、その下部には、外側冷却塔９２に連通する導入管９
３Ａが接続され、かつその上部には、被測定気体流量計
１３に通じるガス排出管９Ｂが接続されている。

【００２６】一方、前記冷却装置９０は、外側冷却塔９
２の下部の周囲に設けられた冷却管９４と、この冷却管
９４に対して下側から冷却水を供給する配管９５と、前
記冷却管９４の上側から冷却水を排水する配管９６とか
ら構成されたものであって、基本構造は冷却装置８０と
同じである。また、ヒータ３０については実施態様と
同じであるので説明を省略する。そして、以上のように
構成された不純物捕集装置では、上述した（一）〜
（三）に加えて以下の作用効果を奏している。

【００２７】（七） 捕集液Ａで飽和された被測定気体
が、冷却塔９１の外側冷却塔９２と内側冷却塔９３との
間に導入されて、これら外側冷却塔９２と内側冷却塔９
３との間を上方から下方に向けて流通する。そして、こ
の被測定気体が、外側冷却塔９２の底部に到達すると、
矢印ｂで示すように下方から上方に向けて移動方向を転
換した上で内側冷却塔９３内に導入され、更に該内側冷
却塔９３を経て、被測定気体流量計１３に通じるガス排
出管９Ｂに排出される。そして、前記被測定気体が、冷
却塔９１内で下方から上方に移動方向を換える箇所にお
いて、冷却装置９０により冷却されているところの外側
冷却塔９２の内壁にあたり、これにより該被測定気体が
冷却されて、該被測定気体中に気化状態で含まれる捕集
液ミストが液化され、この液化された捕集液ミストが、
捕集液戻り管１１を通じて第１ガス洗浄タンク２に効率
良く還流される。

【００２８】（八） 内側冷却塔９３内を流通する被測
定気体は、冷却装置９０により冷却されて、内側冷却塔
９３と外側冷却塔９２との間を流通する被測定気体より
もその温度が低くなっているので、冷却装置９０を経由
する前の被測定気体（外側冷却塔９２と内側冷却塔９３
との間を流通する被測定気体）が、内側冷却塔９３の壁
部を介して、冷却装置９０を経由した後の被測定気体
（内側冷却塔９３内の被測定気体）により冷却され、こ
れにより上記（七）と同様、冷却塔９１での被測定気体
の冷却を効率良く行うことができる効果が得られる。

【００２９】以下、本発明の第２実施例を図５を参照し
て説明する。図２において、符号５０で示すものは、半
導体クリーンルーム（図示略）内の清浄空気や半導体ガ
スが被測定気体として吸入される被測定気体吸入管であ
って、該被測定気体吸入管５０の途中には、不純物捕集
容器５１に通じる捕集液供給管５２が連結され、最終的
に後述するガス冷却容器５３に接続されている。

【００３０】不純物捕集容器５１はその内部に純水等の
捕集液Ａが貯留されるものであり、該不純物捕集容器５
１の周囲には、その内部の捕集液Ａを加熱して気化させ
るためのヒータ５４が設けられている。なお、このヒー
タ５４はヒータ制御装置５５により駆動されるようにな
っている。また、前記不純物捕集容器５１の上部には、
気化した捕集液Ａを送るための捕集液供給管５２が設け
られ、この捕集液供給管５２は、被測定気体吸入管５０
に合流し、更にガス混合配管５６を経てガス冷却容器５
３に至っている。そして、このような配管の構成によ
り、被測定気体吸入管５０と捕集液供給管５２とが合流
されたガス混合配管５６内では、被測定気体と、気化し
た捕集液Ａとが混合されるとともに、該捕集液Ａ中に被
測定気体中に含まれている不純物が溶解された後、該混
合物がガス冷却容器５３に供給されるようになってい
る。

【００３１】ガス冷却容器５３は、全体が傾斜するよう
に設けられた容器本体５７と、この容器本体５７を周囲
から冷却するための冷却装置５８とから構成されてい
る。前記冷却装置５８は、容器本体５７の周囲に設けら
れた冷却管５９と、この冷却管５９に対して下側から冷
却水を供給する配管６０と、前記冷却管５９の上側から
冷却水を排水する配管６１とから構成されるものであ
る。また、前記容器本体５７は、その下部に、被測定気
体と気化した捕集液Ａとの混合物が供給されるガス混合
配管５６が接続されたものであって、その内部の壁面５
７Ａにおいて、被測定気体と捕集液Ａとの混合物が冷却
され、これにより該捕集液Ａを液化するものである。そ
して、このとき、前記液化した捕集液Ａには、ガス混合
配管５６内において溶解された被測定気体中の不純物も
溶解されており、この不純物を含む捕集液Ａは、容器本
体５７の底部に設けられた捕集液戻り管６２を通じて、
不純物捕集容器５１に還流されるようになっている。

【００３２】また、前記容器本体５７の上部には、捕集
液Ａ及び不純物が分離された後の被測定気体を排出する
配管６３が設けられ、この配管６３の途中には、被測定
気体の流量を測定するための被測定気体流量計６４と、
該被測定気体を、前述の被測定気体吸入管５０を通じて
装置内に吸引するためのブロワ６５とが順次設けられて
いる。

【００３３】不純物捕集容器５１の底部には電磁弁６６
を途中に有する配管６７が設けられている。この配管６
７の末端には不純物分析計６８が設けられており、この
不純物分析計６８により、該配管６７を通じて送られ
た、捕集液Ａ中に含まれる不純物、すなわちガス混合配
管５６において捕集された被測定気体中の不純物の量が
測定できるようになっている。また、不純物捕集容器５
１の上部には、該不純物捕集容器５１内に捕集液Ａを取
り入れるための配管６９が設けられており、この配管６
９の途中には、捕集液流量計７０及び電磁弁７１が順次
設けられている。なお、前記捕集液流量計７０は、不純
物捕集容器５１に入れた捕集液Ａの流量を測定し、これ
によって該不純物捕集容器５１内にどれ程の捕集液Ａが
貯留されているかを検出するものである。

【００３４】この図５において符号７２で示すものは、
被測定気体流量計６４、捕集液流量計７０の検出信号に
基づき、電磁弁６６、不純物分析計６８、電磁弁７１、
ブロア６５、ヒータ制御装置５５を制御する駆動信号を
出力する制御装置であり、これら各構成要素と制御装置
との間には、信号の送信を行う信号線７３〜７９が設け
られている。なお、本実施例では、捕集液戻り管６２を
別途設けるようにしたが、これに限定されず、ガス混合
配管５６を通じて、被測定気体の導入と捕集液Ａの還流
との両方を行わせるようにしても良い。そして、この場
合にはガス混合配管５６が還流用配管となる。

【００３５】次に、不純物捕集装置が行う動作について
工程順に説明する。なお、以下の動作は制御装置７２か
ら出力される信号により行われるものである。 （１） 制御装置７２から、信号線７８を通じてブロア
６５を動作させる駆動信号が出力されることにより、半
導体クリーンルーム（図示略）内の清浄空気や半導体ガ
スが、被測定気体として被測定気体吸入管５０内に吸引
される。一方、制御装置７２から、信号線７９を通じて
ヒータ制御装置５５を駆動する信号が出力される。これ
により該ヒータ制御装置５５によりヒータ５４が駆動さ
れ、不純物捕集容器５１内の捕集液Ａが加熱されて気化
する。

【００３６】そして、この不純物捕集容器５１内で気化
した捕集液Ａは、捕集液供給管５２を通じてガス混合配
管５６に供給され、このガス混合配管５６内において、
被測定気体吸入管５０を通じて供給された被測定気体と
混合されるとともに、この捕集液Ａ中に、被測定気体中
に含まれている不純物が溶解された後、ガス冷却容器５
３に供給される。ガス冷却容器５３の容器本体５７内で
は、被測定気体と捕集液Ａとの混合物が冷却されて、こ
れにより、該捕集液Ａが液化され、該捕集液Ａとともに
該捕集液Ａに溶解されていた不純物が、容器本体５７の
底部の捕集液戻り管６２を通じて、不純物捕集容器５１
に還流される。一方、捕集液Ａ及び不純物が分離された
後の被測定気体は、配管６３を通じてブロア６５により
排出される。このとき配管６３を通じて排出される被測
定気体の流量は、被測定気体流量計６４において測定さ
れる。

【００３７】（２） 前記被測定気体流量計６４におい
て、配管６３を通過する被測定気体の流量が検出され、
かつこの検出信号が信号線７３を通じて制御部７２に供
給される。制御部７２では配管６３を通じて供給された
被測定気体の量が積算され、この積算値が予め設定した
値になったときに、信号線７８を通じてブロワ６５に対
する駆動信号の供給が停止される。 （３） 前記ブロワ６５の停止後、一定時間経過した後
に、制御装置７２から電磁弁６６を開状態にする制御信
号が、信号線７５を通じて出力され、これによって不純
物捕集容器５１内の全捕集液Ａが配管６７を通じて不純
物分析計６８に供給される。全ての捕集液Ａが不純物分
析計６８に供給されると（電磁弁６６を開状態にした
後、一定時間経過したか否かで判断される）、制御部７
２からは、信号線７６を通じて不純物分析計６８におい
て捕集液Ａ中の不純物の量を検出させる分析信号が出力
される。また、このとき、前記制御部７２からは、信号
線７５を通じて電磁弁６６を閉状態にする信号が出力さ
れる。

【００３８】（４） 制御装置７２から、電磁弁７１を
開状態にする制御信号が信号線７７を通じて該電磁弁７
１に供給され、これによって配管６９を通じて捕集液Ａ
が不純物捕集容器５１に入れられる。また、前記捕集液
流量計７０では配管６９を通過する捕集液Ａの流量が検
出され、かつこの検出信号が信号線７４を通じて制御部
７２に供給される。この制御部７２では配管６９を通じ
て供給された捕集液Ａの量が積算され、この積算値が予
め設定した値になったときに、信号線７７を通じて、電
磁弁７１を閉状態にする信号が出力され、これによって
不純物捕集容器５１に対する捕集液Ａの供給が停止され
る。すなわち、前記捕集液流量計７０の検出信号に基づ
き、不純物捕集容器５１内には配管６９を通じて一定量
の捕集液Ａが供給されることになる。 （５） 制御装置７２から、信号線７８を通じてブロア
６５を動作させる駆動信号が出力され、半導体クリーン
ルーム（図示略）内の清浄空気や半導体ガスが、被測定
気体として被測定気体吸入管５０を通じて不純物捕集容
器５１内に吸引され、これによって上記（１）〜（４）
の動作が再度繰り返される。

【００３９】そして、以上のように構成された不純物捕
集装置によれば、被測定気体吸入管５０を通じて供給さ
れた被測定気体を、ガス混合配管５６内において、不純
物捕集容器５１で気化した捕集液Ａと混合することによ
り、該捕集液Ａ中に、被測定気体中の不純物を溶解する
ことができ、更にガス冷却容器５３内において、これら
混合物を冷却して、不純物を含む捕集液Ａを捕集液戻り
管６２を通じて、不純物捕集容器５１に還流させること
ができ、これによって、 （一） 該捕集液Ａが濃縮することを防止しつつ、該捕
集液Ａ内に被測定気体中の不純物を抽出して溶解させる
ことができ、その結果として、捕集液Ａ中に溶解した不
純物の量を不純物分析計６８において正確に測定するこ
とができ、半導体クリーンルーム内の清浄空気や半導体
ガスを正確にモニタリングできる効果が得られる。

【００４０】（二） また、不純物捕集容器５１内の捕
集液Ａが気化して濃縮することが防止されることから、
微量な不純物を測定するために被測定気体を多量に被測
定気体吸入管５０に導入した場合であっても、不純物捕
集容器５１内の捕集液Ａは常時一定量に保持され、これ
によって、微量な不純物をも誤差を発生させることなく
正確に測定できる効果が得られる。 （三） 不純物捕集容器５１〜ガス混合配管５６〜ガス
冷却容器５３〜捕集液戻り管６２により捕集液Ａをクロ
ーズドサイクルにすることができ、これによって一回の
測定において捕集液Ａの補充を必要とせず、これによっ
てメンテナンスを容易に行うことが可能となる効果が得
られる。

【００４１】なお、本実施例では、抵抗により電気信号
を熱に変換するヒータ５４を使用したが、これに限定さ
れず赤外線ランプ等の加熱手段を使用しても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、これらの発
明によれば、気化させた捕集液中に、被測定気体に含有
されていた不純物を解け込ませることができ、更にガス
冷却容器において、該捕集液を液化させて、該捕集液
を、該捕集液中に溶解されていた不純物ともに、還流用
配管を通じて不純物捕集容器内に還流させることができ
るので、 捕集液が濃縮することを防止しつつ、該捕集液に溶
解された被測定気体中の不純物の量を正確に測定するこ
とができ、半導体クリーンルーム内の清浄空気や半導体
ガスを正確にモニタリングできる効果が得られる。ま
た、このとき、気化した捕集液中に溶解されていた不純
物をも該捕集液とともに不純物捕集容器内に回収するこ
とができ、これによって不純物の捕集効率を上げること
ができ、この点においても、捕集液中に溶解した不純物
の量を正確に測定できる効果が得られる。 不純物捕集容器内の捕集液が気化して濃縮すること
が防止されることから、微量な不純物を測定するために
被測定気体を多量に供給した場合であっても、不純物捕
集容器内の捕集液は常時一定量に保持され、これによっ
て微量な不純物をも誤差を発生させることなく正確に測
定できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す配管図。

【図２】本発明の第１実施例の他の態様を示す配管
図。

【図３】本発明の第１実施例の他の態様を示す配管
図。

【図４】本発明の第１実施例の他の態様を示す配管
図。

【図５】本発明の第２実施例を示す配管図。

【符号の説明】

１ 被測定気体吸入管 ２ 第１ガス洗浄タンク（不純物捕集容器） １０ 第２ガス洗浄タンク（ガス冷却容器） １１ 捕集液戻り管（還流用配管） ５０ 被測定気体吸入管 ５１ 不純物捕集容器 ５３ ガス冷却容器 ５４ ヒータ（加熱手段） ５６ ガス混合配管（ガス混合部） ６２ 捕集液戻り管（還流用配管） ９１ 冷却塔（ガス冷却容器）

フロントページの続き (72)発明者 新田 道夫 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 船橋 達也 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 岩田 照史 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に捕集液が貯留され、この捕集液内
   に被測定気体が導入される被測定気体吸入管が配置され
   た不純物捕集容器と、 この不純物捕集容器を経由した被測定気体が導入され
   て、該被測定気体を冷却させるガス冷却容器と、 このガス冷却容器で冷却されて液化した被測定気体中の
   捕集液を、不純物捕集容器に還流させる還流用配管とを
   有する不純物捕集装置。
2. 【請求項２】 加熱手段を備え、該加熱手段の熱により
   内部に貯留された捕集液を気化させる不純物捕集容器
   と、 この不純物捕集容器から気化された捕集液と被測定気体
   とを混合させ、該捕集液に対して被測定気体中の不純物
   を溶解させるガス混合部と、 このガス混合部で混合された混合物を冷却して、被測定
   気体中の捕集液を液化させるガス冷却容器と、 このガス冷却容器で冷却されて液化した被測定気体中の
   捕集液を、不純物捕集容器に還流させる還流用配管とを
   有する不純物捕集装置。