JPH0721448B2 - 発塵量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、発塵量測定装置に係り、特に超清浄環境内等
で使用される装置および装置の運動機構等の動作状態に
おける発塵量の測定等に利用して好適な発塵量測定装置
に関する。

（従来の技術） 例えば、半導体デバイスの製造では、半導体ウエハ上に
微細なパターンの形成を行う工程等、極度に清浄化され
た雰囲気が要求される工程が多く、このような工程は一
般にクリーンルーム内で行われる。

一般にクリーンルームは、超高性能なエアフィルタ等を
用いて清浄化されたクリーンエアーが上部から下部に向
けて流通されるダウンフローが形成されており、クリー
ンルーム内の装置、人体等から発生した塵埃は、床部か
ら排出されるよう構成されている。

しかしながら、このようなクリーンルーム内で使用され
る装置においては可動部分等からの発塵量は可能な限り
少ないことが好ましく、このため例えば半導体製造装置
等では、駆動部分等からの発塵量を可能な限り低減する
努力がなされている。

従来このような発塵量を測定する装置はなく、発塵量を
測定する場合は、クリーンルーム内に被測定装置等を配
置し、レーザ光等を用いて塵埃数をカウントするダスト
カウンタ等の気体採取部分を装置近傍に配置して、動作
状態における被測定装置近傍の塵埃を採取し、発塵量を
測定する方法が行われていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述の従来の方法では、クリーンルーム
内の流れの影響、クリーンルーム内の他の装置あるいは
人体等から発生した塵埃の影響等があり、正確に発塵量
を測定することができないという問題がある。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、被測定物の動作状態における発塵量等を正確に測定
することのできる発塵量測定装置を提供しようとするも
のである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明の発塵量測定装置は、被測定物を格納す
る測定室と、この測定室に気体を導入するための導入配
管と、前記測定室の天井部に配置され、前記導入配管か
らの気体を清浄化するフィルタであって、清浄化して気
体を前記天井部から前記被測定物全体に吹き付けられる
大きさ及び形状とされたフィルタと、前記測定室の底部
に接続され、この底部の略全面から気体を導出するよう
構成されたベルマウスレデューサと、このベルマウスレ
デューサの下端部に接続された排気配管と、この排気配
管内に一方の開口端を配置されたサンプリング管と、こ
のサンプリング管の他方の開口端を接続され採取された
気体の塵埃数を測定する測定装置とを備えたことを特徴
とする。

（作用） 上記構成の本発明の発塵量測定装置では、被測定物を測
定室内に収容して他の発塵体と隔離し、導入配管と測定
室下部にベルマウスレデューサを介して接続された排気
配管とによって測定室内に上部から下部へ向けて流通す
る清浄気体流を形成する。そして、例えば動作状態とさ
れた被測定物から発生した塵埃を、排気配管内に一方の
開口端を配置されたサンプリング管によって流通気体の
一部とともに採取して、測定装置によって塵埃数を測定
する。

したがって、他の発塵体から発生した塵埃の影響を受け
ることがなく、また、サンプリング管は、測定室下部に
ベルマウスレデューサを介して接続された排気配管内に
配置されており、気体流れを乱すことなく効率良く塵埃
を採取することができ、正確に発塵量を測定することが
できる。

（実施例） 以下本発明の発塵量測定装置を図面を参照して一実施例
について説明する。

この実施例の発塵量測定装置では、測定室１は、例えば
帯電防止処理を施された透明な硬質塩化ビニル板（帯電
防止プレート）からなり、例えば内径300mm〜500mm、高
さ200mm〜400mm程度の円筒状に形成され、内部を目視可
能に構成されている。

また、測定室１内には、被測定物２を保持するための保
持機構が配置されている。この保持機構は、測定室１内
の気体流を乱さない形状とする必要があり、例えば直径
8mm程度の鏡面仕上を施されたステンレス丸棒が、80mm
程度の間隔を設けて、２本配置されて構成されている。

測定室１の上部には、フィルタ収容室３を介してフレキ
シブルダクト等からなる導入配管４が接続されており、
この導入配管４は、スライダック６により送風量を可変
とされたブロワ５等の送風手段に接続されている。

なお、フィルタ収容室３は、例えば横断面が一辺200mm
〜400mm程度の正方形等とされた形状とされており、上
部にプレフィルタ3aが配置され、下部に例えばウルパフ
ィルタ等の超高性能エアフィルタ3bが配置されている。
このフィルタ収容室３、プレフィルタ3a、超高性能エア
フィルタ3bは、被測定物２全体に清浄化気体流を吹き付
けられる程度の大きさおよび形状とすることが好まし
い。また、フィルタの種類は、例えば測定対象となる塵
埃を被測定物２が運動しない状態でほとんどゼロとなる
程度に除去できるものであればどのようなものでも良
い。

測定室１の下部には、ベルマウスレデューサ７を介して
排気配管８が接続され、排気配管８内には、光散乱式粒
子計数器９に接続されたサンプリング管10が配置されて
おり、サンプリング管10が配置された部位の下流側に
は、例えばオリフィス11aと圧力計（デジタルマノメー
タ）11b等からなる流量測定手段が配置されている。

なお、ベルマウスレデューサ７は、第２図に示すように
例えば鏡面仕上を施されたステンレス鋼板等からなり、
全長ａが300mm、内径ｂが100mm〜400mm程度とされ、開
口端部の径ｃが内径ｂに対して1.6倍程度、図中符号
ｄ、ｅ、ｆ、ｇで示される領域のＲが内径ｂに対してそ
れぞれ0.2、0.33、0.2、0.305倍とされた複数種のＲを
組み合わせた形状とされており、例えば内径ｂに対し
て、1.6倍程度の内径とされた測定室１からの気体流
を、排気配管８内へ乱流等を生じさせることなく導入さ
せるためのものである。すなわち、ここで乱流等が生じ
ると、塵埃の停滞、偏り等が生じたり、新たな塵埃の発
生等が生じ、被測定物からの発塵量を正確に測定するこ
とが困難となる。

また、サンプリング管10は、帯電防止処理を施されたウ
レタンチューブ等から構成され、その先端部には、第３
図にも示すように鏡面仕上を施されたステンレス鋼等か
ら円筒状に形成された筒状部材10aが配置されている。

筒状部材10aは、全長ｈが例えば50mm程度とされ、先端
部の外径ｉ、肉厚ｊがそれぞれ6.8mm、0.15mmとされて
いるのに対して、サンプリング管10側端部の外径ｋ、肉
厚ｌがそれぞれ8.0mm、0.2mmとされ、先端部が小径、肉
薄となるテーパ状に形成されている。この筒状部材10a
は、測定室１からの気体流を乱すことなく、この気体の
一部を採取するためのものであり、さらに、サンプリン
グ管10も、約800mmに渡り排気配管８内を徐々に斜め下
方に伸ばされ、排気配管８壁から外部へ導出されてお
り、基体採取部分の乱流発生を防止する構成とされてい
る。

なお、サンプリング管10先端の筒状部材10aは、第４図
および第５図に示すように、先端部が一定のＲを持って
広がった形状、あるいは開口端部へ向けて徐々に広がっ
た形状等としても良い。

上記構成のこの実施例の発塵量測定装置で発塵量の測定
を行う場合は、測定室１内に被測定物２を配置し、まず
被測定物２を停止状態として、ブロワ５を作動させ、測
定室１内に清浄化空気等を導入してサンプリング管10に
よって採取される清浄化空気中の塵埃数を光散乱式粒子
計数器９によって測定する。サンプリング管10は、サン
プリング管10の吸引入口で流れ方向をかえないように配
置される。そして吸引を行うが、サンプリング管10先端
部における採取空気の流速がこの周囲の排気配管８内を
流通する空気の流速とほぼ等しく保たれるよう、ブロワ
５による送風量、サンプリング管10先端部の筒状部材10
aの内径および吸引量等を調節することが好ましい。こ
の状態でまず被測定物２に付着した塵埃を除去し、光散
乱式粒子計数器９によって測定される塵埃数がほとんど
ゼロあるいは変動しなくなった状態で、次に、被測定物
２を作動させて同様な測定を行う。この測定は、サンプ
リング管10先端部の筒状部材10aの位置を排気配管内の
断面方向に移動させて複数個所において測定することが
好ましい。

なお、これらの測定結果は、コンピュータ20によって任
意のデータ処理を行い、プリンタ21によって所望のデー
タの形にプリントアウトするよう構成することができ
る。

被測定物２の作動は、モータ等の駆動部を含めた発塵量
を測定する場合あるいはヒータ等の通電状態における発
塵量を測定する場合等は、駆動部、ヒータ等を測定室１
内に収容し、測定室１の側壁に設けられた透孔1bから電
源ケーブル、コントロールケーブル等を引き出して行
う。また、電源ケーブル、コントロールケーブル等と透
孔1bとの間隙は、シリコーン等でシールし、外気の混入
を防止する。

また、モータ等の駆動部は除き、稼動部分のみの発塵量
を測定する場合は、第１図に示すようにモータ2a等の駆
動部を測定室１外に配置し、透孔1bに遊挿されたシャフ
ト部2cによってモータ2aと被測定物２の可動部分とを接
続する。このような場合は、シャフト部2cの周囲と透孔
1bとの間に生じる間隙は、磁性流体等によってシールす
る。なお、モータ2aは、コントロールユニット30、CPU
ボード31、デイスクユニット32、CRT33等を接続して所
望の制御を行うことができる。

すなわち、この実施例の発塵量測定装置では、被測定物
２を測定室１内に収容して他の発塵体と隔離しているの
で、他の発塵体から発生した塵埃の影響を受けることが
なく、また、サンプリング管10は、測定室１下部にベル
マウスレデューサ７を介して接続された排気配管８内に
配置されており、気体流れを乱すことなく効率良く塵埃
を採取することができ、クリーンルーム外の通常雰囲気
下等でも、所望の測定部位からの発塵量を正確に測定す
ることができる。さらに、測定室１を帯電防止処理を施
された透明な硬質塩化ビルニ板から構成したので、測定
室１内部を目視することができ、被測定物２の動作状態
を確認することもできる。

［発明の効果］ 上述のように、本発明の発塵量測定装置では、被測定物
以外の塵埃の測定誤差を全くなくし発塵量等を正確に測
定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の発塵量測定装置を示す構成
図、第２図および第３図は第１図の要部を示す一部拡大
断面図、第４図および第５図は第３図の変形例を示す一
部拡大断面図である。 １……測定室、２……被測定物、３……フィルタ収容
室、４……導入配管、６……ブロワ、７……ベルマウス
レデューサ、８……排気配管、９……光散乱式粒子計数
器、10……サンプリング管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今福 正幸 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−137043（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−91152（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物を格納する測定室と、 この測定室に気体を導入するための導入配管と、 前記測定室の天井部に配置され、前記導入配管からの気
   体を清浄化するフィルタであって、清浄化した気体を前
   記天井部から前記被測定物全体に吹き付けられる大きさ
   及び形状とされたフィルタと、 前記測定室の底部に接続され、この底部の略全面から気
   体を導出するよう構成されたベルマウスレデューサと、 このベルマウスレデューサの下端部に接続された排気配
   管と、 この排気配管内に一方の開口端を配置されたサンプリン
   グ管と、 このサンプリング管の他方の開口端を接続され採取され
   た気体の塵埃数を測定する測定装置と を備えたことを特徴とする発塵量測定装置。
2. 【請求項２】前記測定室は、少なくとも一部が帯電防止
   処理を施された透明な樹脂板から構成されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の発塵量測定装置。
3. 【請求項３】前記サンプリング管の排気配管内開口端部
   には、鏡面仕上を施されたステンレス鋼からなり、テー
   パ状に先端部を肉薄とされた筒状体が配置されたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の発塵量測定装
   置。
4. 【請求項４】前記測定室は、側壁部に透孔を有し、この
   透孔には周囲の間隙を磁性流体によってシールを施され
   たシャフト部が配置されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の発塵量測定装置。
5. 【請求項５】前記フィルタの少なくとも一つは、超清浄
   な気体を気体の流れ方向に対して供給できるフィルタで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の発塵
   量測定装置。