JPH09196828A - ガス分析装置用切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス分析装置においてコンタミネーション
（汚染）を抑え正確な測定ができるようにする。 【解決手段】 アンモニアガス測定装置１は、アンモニ
アガスを測定するガス分析部２１と、複数の測定ガスを
ガス分析部２１へ選択的に導入する切換装置２２と、ガ
ス分析部２１および切換装置２２を制御する制御装置２
３と、測定結果を出力する出力装置２４とを備えてい
る。切換装置２２はたとえばロータリーバルブであり、
流体導入管ｚ，ａ，ｂ，…，ｎにより導入される測定ガ
スを切り換えて、そのうちの１つを流体導入管ｐによっ
てガス分析部２１へ送る。測定ガスを切り換えるごと
に、流体導入管ｘから洗浄液（水）を導入し、切換装置
２２内の流路を洗浄する。これにより、コンタミネーシ
ョンを抑え正確な測定値を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス分析装置に装
着され複数の試料ガスなどを選択的に分析する際にガス
流路を切り換えるために用いるガス分析装置用切換装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はガス分析装置用切換装置の従来例
を示す構成説明図であり、この図において、複数の測定
ガス流路は切換装置５１によって選択的に切り換えら
れ、ガス分析装置５２へ接続される。制御装置（マイク
ロコンピュータ等）５３は、ガス分析装置５２および切
換装置５１の動作を制御する。

【０００３】切換装置５１は、複数のガス導入口５４
と、１個の測定ガス導出口５５とを備え、電磁弁５６の
切換によって、ガス導入口５４のうちいずれかが、共通
流路５８を介して測定ガス導出口５５へ導通される。電
磁弁５６の開閉は、制御装置５３からの指令に基づき駆
動回路５７を介して制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成の切換装置５１においては、各測定ガスが、
共通流路５８を介してガス導出口５５へ流通するため、
直前に測定されたガスの影響を受けるという欠点があっ
た。即ち、アンモニアガスの測定を例に取ると、直前に
測定したアンモニアガスの濃度が比較的高く、その次に
別のガス導入口５４から、アンモニアガス濃度が比較的
低い測定ガスを導入する場合、共通流路５８における残
留ガスの影響を受けてコンタミネーション（汚染）が発
生し、低濃度アンモニアガスの測定値に大きな誤差を生
ずるという欠点があった。

【０００５】このようなコンタミネーションは、特に低
濃度のガスを測定（たとえば半導体装置製造用クリーン
ルーム内のアンモニアガス測定）する際に大きな問題と
なっていたが、従来、効果的な解決策は提案されていな
かった。

【０００６】本発明は上述のような従来例の欠点などに
鑑みてなされたもので、コンタミネーションを抑え低濃
度ガスを正確に測定できるようにするためのガス分析装
置用切換装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、複数の流体導入口を有し、その
うちの少なくとも１つを選択的にガス分析装置へ導通さ
せる切換手段を備え、前記流体導入口のうちの少なくと
も１つから洗浄液を導入するようにした。

【０００８】ガス分析装置における測定ガスが酸性ガス
または塩基性ガスである場合は、洗浄液としては、水を
用いることができる。

【０００９】洗浄液は、試料ガスが切り換る毎に流すよ
うにしてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
ながら詳しく説明する。ここでは、本発明実施例を、ク
リーンルーム内のアンモニアガスを測定するアンモニア
ガス測定装置として用いた例について説明する。半導体
装置の製造プロセスにおいては、アンモニア等のガス状
汚染物質がパターン不良の原因となることが知られてお
り、その対策のため、クリーンルーム内のアンモニア濃
度を精度良く測定することが求められている。そして、
クリーンルーム内のアンモニア成分は極めて低濃度であ
るため、アンモニアガス測定装置におけるコンタミネー
ションの抑制が強く求められる。

【００１１】図１は本発明実施例の構成説明図であり、
この図において、アンモニアガス測定装置１はクリーン
ルーム２内の隅に配置される。半導体装置の製造工程ご
とに設けられた加工室Ａ，Ｂ，…，Ｎの各室の空気およ
びクリーンルーム２内の空気は、流体導入管ａ，ｂ，
…，ｎおよび流体導入管ｚによってそれぞれアンモニア
ガス測定装置１へ導入される。

【００１２】アンモニアガス測定装置１は、図２に示す
ように、アンモニアガスを測定するガス分析部２１と、
測定ガスをガス分析部２１へ選択的に導入する切換装置
２２と、ガス分析部２１および切換装置２２を制御する
制御装置２３（シーケンサ、パーソナルコンピュータ
等）と、イオンクロマトグラフ２８の出力を制御装置２
３を介して受け測定結果を出力する出力装置２４（ＣＲ
Ｔ、ＬＣＤ、プリンタ等）とを備えている。

【００１３】図３は切換装置２２の一例としてのロータ
リーバルブユニットを示し、このユニットは、複数の流
体導入口３１と、１つの流体排出口３２とを備えてい
る。ユニット内部には、回転自在の円板状回転板３３が
配置され、この回転板３３には溝３４が形成されてい
る。溝３４は、流体排出口３２と、流体導入口３１のう
ちのいずれか１つとを連通させる。回転板３３はギアド
モータ３５によって回転され、この回転により、流体排
出口３２と連通される流体導入口が選択される。尚、切
換装置２２としては、たとえば、レオダイン社製「ロー
タリーバルブユニット」や株式会社フロム製「オートマ
チックバルブユニット４０１シリーズ」等を使用するこ
ともできる。

【００１４】ガス分析部２１は、図２に示すように、拡
散スクラバー２５とイオンクロマトグラフ２８とを備え
ている。拡散スクラバー２５は、フッ素系多孔質膜で構
成された多孔質中空管２５ａを備え、中空管２５ａの外
側に吸収液としての純水が導入され、中空管２５ａの内
側は流体導入管ｐによって切換装置２２の流体排出口３
２と接続されている。拡散スラバー２５の出口側にはポ
ンプ２６が配置されて、測定ガスを吸入し、測定ガス中
のアンモニア成分は、中空管２５ａを通過する間に吸収
液に吸収される。一方、測定ガス中の水分は弁２７を介
して排出される。アンモニア成分を吸収した吸収液はイ
オンクロマトグラフ２８に送られ、そこにおいてアンモ
ニアが分離分析される。この分析結果は制御装置２３を
介して出力装置２４に送出されアンモニア濃度として出
力（表示）される。

【００１５】図３に示す切換装置２２の複数の流体導入
口３１のうちの１つには流体導入管ｘを介して洗浄液と
しての純水４１が供給される。さらに、純水４１は図２
のポンプ４２によってイオン交換樹脂装置４３を通して
循環され再生される。

【００１６】次に図４に示す本発明実施例のタイミング
チャート及び図３などを用いて本発明実施例の動作を説
明する。

【００１７】まず、制御装置２３は、図３のギアドモー
タ３５を駆動させて回転板３３を回転させ、Ａ室の測定
ガスが流通するように切換装置２２を制御する（図４
（ａ））。Ａ室からの測定ガスは図２のポンプ２６によ
って吸入され、この測定ガスに含まれるアンモニア成分
は図２の拡散スクラバー２５の吸収液に捕集され、吸収
液はガス分析部２１へ送られて分析される（図４
（ｅ））。所定時間（たとえば２０分）経過後、切換装
置２２の流体導入口は洗浄液側に切り換えられ微量（た
とえば０．１ｃｃ）の洗浄液が切換装置２２内に導入さ
れる（図４（ｂ））。これにより切換装置２２内に残留
するアンモニア成分は洗浄液（水）に捕集され、コンタ
ミネーションが抑制される。洗浄液はポンプ４２の圧力
により押し出され、切換装置２２を経て拡散スクラバー
の中空管２５ａ内を通過し、弁２７を介して排出され
る。

【００１８】次に切換装置２２はＢ室の測定ガスを導入
し（図４（ｃ））、以下Ｎ室の測定ガス導入まで同様の
動作を繰り返す（図４（ｄ））。

【００１９】上記のような本発明のガス分析装置を用い
れば、切換装置におけるコンタミネーションを最小限に
抑えることができる。本発明者の実験によれば、従来装
置を用いた場合と比較してコンタミネーションを大幅に
抑えることができた。具体的には、図５に示した従来の
切換装置と、上記本発明実施例の切換装置（８方ロータ
リーバルブを使用）とを比較試験したところ、図５の装
置を用いたときのコンタミネーションは２３％であっ
た。つまり、１つの流体導入口から２０ｐｐｂのアンモ
ニアを含む測定ガスを流し、その後別の流体導入口から
アンモニア０ｐｐｂの測定ガスを流したときの測定値
は、コンタミネーションが無ければ、０ｐｐｂとなるべ
きところ、４．６ｐｐｂとなった（２０×０．２３ｐｐ
ｂ）。上記実施例の切換装置について同様に試験したと
ころ、洗浄液なしの場合はコンタミネーション４．０
％、洗浄液を導入した場合はコンタミネーション０．９
％であった。

【００２０】切換装置としてロータリバルブを使用した
場合、共通流路（図５の５８参照）を短くできるため、
コンタミネーションを大幅に抑えることができる。さら
に、ロータリーバルブの流路を洗浄液で洗浄した場合、
コンタミネーションをほとんど抑制することができる。

【００２１】上記装置において、洗浄液の導入のタイミ
ングは任意であり、たとえば、特に濃度が高い測定ガス
を測定した後だけ洗浄液を導入するようにしてもよい
し、測定ガスを切り換えるごとに洗浄するようにしても
よい。測定ガスの切換ごとに洗浄すれば、すべての測定
ガスの測定においてコンタミネーションを抑制して正確
な測定値を得ることができる。

【００２２】本発明の切換装置としては、従来装置（図
５）のような電磁弁式のものを使用してもよいが、上記
実施例のようなロータリーバルブを用いることにより、
コンタミネーションの抑制効果が大きいうえ、切り換え
の周期も短くすることができる。

【００２３】また、本発明実施例においては洗浄液とし
て純水を用いたが、洗浄液としてはそれに限らず、測定
ガスの性質に応じて、例えば有機溶剤等の流体を使用し
てもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切換装置内の流路を洗浄液で洗浄するようにしたので、
コンタミネーションを抑えて正確な測定ができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス分析装置用切換装置を用いた
クリーンルーム用アンモニアガス測定装置のクリーンル
ーム内における配置を示す図。

【図２】アンモニアガス測定装置の構成を示す本発明実
施例の構成説明図。

【図３】切換装置としてのロータリバルブユニットの斜
視図。

【図４】実施例の動作を示すタイミングチャート。

【図５】従来の切換装置を示す従来例構成説明図。

【符号の説明】 １ アンモニアガス測定装置 ２１ ガス分析部 ２２ 切換装置 ３１ 流体導入口 ４１ 洗浄液

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の流体導入口を有し、そのうちの少
   なくとも１つを選択的にガス分析装置へ導通させる切換
   手段を備え、測定ガス流路を洗浄するための洗浄液を前
   記流体導入口のうちの少なくとも１つに導入することを
   特徴とするガス分析装置用切換装置。
2. 【請求項２】 前記切換手段を切り換えるごとに前記洗
   浄液を導入する請求項１に記載の切換装置。
3. 【請求項３】 前記切換手段がロータリーバルブである
   請求項１または２に記載の切換装置。
4. 【請求項４】 前記ガス分析装置が酸性ガスまたは塩基
   性ガスの分析装置であり、前記洗浄液が水である請求項
   １ないし３のいずれか１項に記載の切換装置。