JPH11326281A - 雰囲気の変化の検出方法並びにこれを用いた方法及び装置 - Google Patents
雰囲気の変化の検出方法並びにこれを用いた方法及び装置Info
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- JPH11326281A JPH11326281A JP15679198A JP15679198A JPH11326281A JP H11326281 A JPH11326281 A JP H11326281A JP 15679198 A JP15679198 A JP 15679198A JP 15679198 A JP15679198 A JP 15679198A JP H11326281 A JPH11326281 A JP H11326281A
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Abstract
が生じたことを高感度で検出する。 【解決手段】 電圧が印加される2つの電極間3,4の
放電の変化により、雰囲気に複数種の変化のうちの何ら
かの変化が生じたことを検出する。
Description
た検出技術及びその応用技術に関するものである。
高純度ガスの測定において、電圧が印加される2つの電
極間の放電の変化により測定ガスの不純物濃度を測定す
る技術が提供されている(特開平9−22680号、特
開平9−61402号、特開平9−166577号、特
開平9−243603号、特開平9−243604号、
特開平6−281624号、特開平6−317561
号)。このように、従来は、電圧が印加される2つの電
極間の放電の変化を測定ガスの不純物濃度の測定のみに
利用すべきものであると考えられていた。
用した測定技術は、単に、測定ガスの不純物濃度を測定
するに留まり、その特質を生かした応用技術は何ら提供
されていなかった。
果、ガス中の不純物濃度の変化のみならず、他の雰囲気
の変化(例えば、圧力変化、温度変化、微粒子量の変
化、荷電粒子の変化、電磁波の変化)によっても、電極
間の放電の状態が変化し、その感度は非常に高いことを
見出した。
囲気に複数種の変化のうちの何らかの変化が生じたこと
を高感度で検出することができる雰囲気の変化の検出方
法を提供することを目的とする。
技術を用いた種々の応用技術を提供することを目的とす
る。
る雰囲気の変化の検出方法は、電圧が印加される2つの
電極間の放電の変化により、雰囲気に複数種の変化のう
ちの何らかの変化が生じたことを検出するものである。
前記雰囲気は、例えば、流路を通流する気体であっても
よいし、通流していないある室内の気体であってもよ
い。また、放電の変化としては、例えば、電位差の変
化、放電電圧値を放電電流値で除算した値の変化、放電
電圧値を放電電流値と電極間距離の積算値で除算した値
の変化などを挙げることができる。この点は、本発明の
後述する態様についても同様である。
らわかるように、雰囲気に複数種の変化のうちの何らか
の変化が生じたことを高感度で検出することができる。
したがって、この検出方法は、例えば、流路を通流する
ガスの異常を検出する方法や、防犯等のため室内に人が
侵入したことを検出する方法や、ガスが燃焼している際
に不完全燃焼が発生したことを検出する方法などとして
用いたり、後述する第2及び第3の態様などにおいて用
いることができる。
は、複数の流路をそれぞれ流れるガスに対してそれぞれ
複数種の分析を行うガス分析装置において、互いに異な
る種類の分析を行う複数のガス分析計と、前記複数の流
路をそれぞれ流れるガスにそれぞれ対応して設けられ当
該ガスの変化をそれぞれ検出する複数のガス変化検出装
置であって、各々が、導入口から導入されたガスが通流
する放電室と、該放電室内に配置され電圧が印加される
2つの電極とを有し、前記2つの電極間の放電の変化に
より前記導入されたガスの変化を検出する複数のガス変
化検出装置と、前記複数のガス変化検出装置により変化
が検出されたガスの流路を前記複数のガス分析計に選択
的に接続させる切替手段と、を備えたものである。前記
複数のガス変化検出装置によりいずれかのガスに変化が
生じたことが検出されない場合には、前記複数のガス分
析計を作動させなくてもよいし、あるいは、前記複数の
流路の各々を順次巡回的に前記複数のガス分析計に接続
して、前記複数のガス分析計により各流路を流れるガス
を順次巡回的に分析してもよい。
変化が各ガス変化検出装置によって検出され、変化が検
出されたガスが、互いに異なる種類の分析を行う複数の
ガス分析計によって選択的に分析されることになる。ガ
スに変化が生ずることは当該ガスに異常等が生じたこと
を意味するので、各流路のガスの異常等が各ガス変化検
出装置によりモニタされ、異常等が生じたガスが互いに
異なる種類の分析を行う複数のガス分析計によって分析
されることになる。したがって、前記第2の態様によれ
ば、各流路のガスが同時にガス分析計によって分析され
るわけではないが、異常等が生じたガスがガス分析計に
よって分析されるので、何ら不都合は生じない。
て、複数の流路をそれぞれ流れるガスに対してそれぞれ
複数種の分析を行う従来のガス分析装置は、互いに異な
る種類の分析を行う複数のガス分析計を一組として、こ
の組を前記複数の流路のそれぞれに設けた構成とされて
いた。すなわち、この従来のガス分析装置では、同じ種
類の分析を行うガス分析計が前記流路の数だけ設けられ
ていた。したがって、前記複数のガス分析計は、例えば
パーティクルカウンタや大気圧質量分析計(APIM
S)などで高価なものであることから、前記従来のガス
分析装置は極めて高価なものとなっていた。
数の流路をそれぞれ流れるガスに対して互いに異なる種
類の分析を行う一組のガス分析計を設けておけばよいの
で、ガス分析計の数を大幅に低減することができる。ま
た、ガス変化検出装置は、放電室内に配置され電圧が印
加される2つの電極を有し、前記2つの電極間の放電の
変化により前記導入されたガスの変化を検出するもので
あるため、高感度でガスの変化を検出することができる
にもかかわらず、通常のガス分析計に比べてかなり安価
なものとなる。したがって、前記第2の態様によるよる
ガス分析装置は、従来のガス分析装置に比べて大幅にコ
ストを低減することができる。
は、複数の流路をそれぞれ流れるガスに対してそれぞれ
複数種の分析を行うガス分析方法において、前記複数の
流路をそれぞれ流れるガスを、電圧が印加される2つの
電極を配置したそれぞれ対応する放電室に導入し、前記
各放電室内の前記2つの電極間の放電の変化により前記
導入されたガスの変化を検出し、変化が検出されたガス
を、互いに異なる種類の分析を行う複数のガス分析計に
よって選択的に分析するものである。
記第2の態様によるガス分析装置に対応するものであ
り、従来のガス分析方法に比べて大幅にコストを低減す
ることができる。
法は、電圧が印加される2つの電極間の放電の変化によ
り、雰囲気に変化が生じたこと又は雰囲気の特性値を検
出する雰囲気の検出方法であって、前記電圧を間欠的に
前記2つの電極間に印加するものである。前記特性値と
しては、例えば、不純物濃度を挙げることができる。
の劣化の進行が早いが、この第4の態様のように電圧を
間欠的に印加すれば、電極の劣化の進行が遅くなり、そ
の寿命を延ばすことができる。
命モニタ方法は、ガス純化器を完全に又は途中まで通流
したガスを、電圧が印加される2つの電極を配置した放
電室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に応じた
信号を得て、該信号に基づいて前記ガス純化器の寿命を
モニタするものである。
ガスの純化の程度が低下してその不純物濃度が高くなる
ので、前記2つの電極間の放電の状態が変化することと
なる。したがって、第5の態様では、2つの電極間の放
電の状態に応じた信号を得て、該信号に基づいて前記ガ
ス純化器の寿命をモニタすることができる。ガス純化器
のエレメント等は、破瓜領域(不純物の除去能力を失っ
た領域)がガス流入口側からガス流出口側へ向けて徐々
に拡大していって全体に至ると寿命が尽きることにな
る。このため、ガス純化器の途中のガスを放電室に導入
すれば、ガス純化器の寿命が尽きる前にその寿命が近い
ことを確実に知ることができ、好ましい。
ニタする方法は全くなく、ガス純化器を定期的に交換し
ていた。このため、交換時期までにガス純化器の寿命が
尽きてしまうと、ガスを十分に純化することができず、
その後の半導体製造工程等に重大な影響を及ぼしてしま
うおそれがあった。そして、これを避けるために、早期
にガス純化器を交換すると、ガス純化器の劣化がほとん
ど進行しておらず未だ十分に使用可能であるのに、当該
ガス純化器を交換することとなり、不経済であった。
ス純化器の寿命に近づいたこと又は達したことを知るこ
とができるので、適切な時期にガス純化器を交換するこ
とができ、純化したガスを用いる後の工程等に重大な影
響を与えることを未然に防止することができるととも
に、経済的である。
出方法は、流路を流れる第1のガスと異なる成分を有す
る第2のガスを前記流路に外側から吹き付け、前記流路
における前記第2のガスの吹き付け箇所に対する下流を
流れるガスを、電圧が印加される2つの電極を配置した
放電室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に応じ
た信号を得て、該信号に基づいて前記流路のリークを検
出するものである。
1のガスと異なる成分を有する第2のガスを前記流路に
外側から吹き付けているので、当該流路にリークがあれ
ば、流路内の第1のガスに第2のガスが混入し、吹き付
け箇所に対する下流を流れるガスの成分が変化し、それ
により前記2つの電極の間の放電の状態が変化する。し
たがって、前記2つの電極間の放電の状態に応じた信号
を得て、該信号に基づいて前記流路のリークを検出する
ことができる。
路の外側に石鹸水等を塗り、泡が発生するか否かを観察
することにより流路のリークを検出していたが、微少な
リークを検出することは困難であった。
つの電極間の放電の変化を検出することによりガスの成
分の変化を高感度で検出することができるので、リーク
を高感度で検出することができ、微少なリークであって
も容易に検出することができる。
出方法は、前記第6の態様によるリーク検出方法におい
て、前記第2のガスを前記流路内の圧力よりも所定圧力
だけ陽圧に保つものである。
る第2のガスを流路内の第1のガスよりかなり高い圧力
にすれば、通常の状態では生じないリークを検出するこ
とができ、流路のリークに対する耐性を事前に評価する
ことができる。
は、複数のガスを複数の流量制御装置により混合して混
合ガスを得るガス混合方法において、前記混合ガスを電
圧が印加される2つの電極を配置した放電室に導入し、
前記2つの電極間の放電の状態に応じた信号を得て、該
信号に基づいて前記混合ガスの濃度が一定となるように
前記複数の流量制御装置のうちの少なくとも1つをフィ
ードバック制御するものである。
合して混合ガスを得る従来のガス混合方法では、混合ガ
スの濃度を何ら検出することなく、流量制御装置に対し
てフィードバック制御を行わずに単にオープンループ制
御を行っていた。しかしながら、流量制御装置は、これ
に所望の流量を指令する流量指令信号を与えても、直ち
にガスの流量が所望の流量となるわけではなく、一旦オ
ーバーシュートして所望の流量より大きくなった後に所
望の流量に安定する特性を有している。このため、前記
従来のガス混合方法によれば、ガスの流量を当初から所
望の流量とすることはできず、その結果、混合ガスの濃
度を当初から所望の濃度にすることはできなかった。し
たがって、混合ガスを例えば半導体製造工程に用いる場
合、問題が生ずる場合があった。
合ガスの濃度を前記2つの電極間の放電の状態として検
出し、これに基づいて複数の流量制御装置のうちの少な
くとも1つをフィードバック制御しているので、混合ガ
スの濃度を当初から所望の濃度にすることができる。し
かも、電極間の放電の変化によるガスの濃度の検出は高
感度で行うことができるので、混合ガスの濃度を当初か
ら精度良く所望の濃度にすることができる。したがっ
て、混合ガスを、何ら問題が生ずることなく、例えば半
導体製造工程に用いることができる。
法は、複数のガスを複数の流量制御装置により混合して
混合ガスを所定箇所に供給する混合ガス供給方法におい
て、前記混合ガスを電圧が印加される2つの電極を配置
した放電室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に
応じた信号を得て、該信号に基づいて前記混合ガスの濃
度が安定した後に前記混合ガスを前記所定箇所に供給す
るものである。
ーバーシュートして所望の流量より大きくなった後に所
望の流量に安定する特性を有しているが、この第9の態
様によれば、混合ガスの濃度を前記2つの電極間の放電
の状態として検出し、これに基づいて混合ガスの濃度が
安定した後に所定箇所に供給しているので、精度良く所
望の濃度となった混合ガスを所定箇所に供給することが
できる。したがって、混合ガスを、何ら問題が生ずるこ
となく、例えば半導体製造工程に用いることができる。
入れ方法は、物品又は人を出し入れする室から排気され
るガスを、電圧が印加される2つの電極を配置した放電
室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に応じた信
号を得て、該信号が所定範囲になった後に前記物品又は
人を前記室から出し入れするものである。前記室の例と
しては、半導体製造に関連するものとして、クリーンル
ームの前に設置された人が出入りするエアーシャワー室
や、前記物品としてウエハーを出し入れするロードロッ
ク室又は処理室(プロセスチャンバー)などを挙げるこ
とができる。
る場合、これらの室に滞留させる一定時間を予め定め、
その時間が経過すれば、物品等が清浄化されたものとみ
なしていた。しかしながら、物品等の汚れ具合によって
清浄化に必要な時間は当然に変わってくる。したがっ
て、十分な清浄度を確保しようとすれば、前記一定時間
を長く設定せざるを得ず効率が悪化する一方、効率化を
図るべく前記一定時間を短く設定すれば、十分な清浄度
を確保することができない場合がある。
室から排気されるガスの不純物濃度に応じて前記2つの
電極間の放電の状態が変化することから、前記室の清浄
度(すなわち、物品等の汚れのパージ状態)が、電極間
の放電の状態としてモニタされることになる。そして、
電極間の放電の状態に応じた信号が所定の範囲になった
後に物品等を出し入れするので、物品等が前記室内に滞
留する時間に関わらず、所定の清浄度となったとき物品
等を出し入れすることになる。したがって、前記第10
の態様によれば、物品等を効率良く清浄化することがで
きるとともに、常に十分な清浄度を確保することができ
る。
分析方法は、物品が配置された加熱室を通流したガスを
分析する昇温脱離ガス分析方法において、前記加熱室を
通流したガスを、電圧が印加される2つの電極を配置し
た放電室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に応
じた信号を得て、該信号に基づいて脱離ガスの分析を行
うものである。
配置された加熱室を通流したガスを、大気圧質量分析計
(APIMS)などの非常に高価なガス分析計により分
析していた。
が印加される2つの電極を配置した放電室に導入し、前
記2つの電極間の放電の状態に応じた信号を得て、該信
号に基づいて脱離ガスの分析を行うので、この放電を利
用した装置は、高感度でガスの変化を検出することがで
きるにもかかわらず、通常のガス分析計に比べてかなり
安価なものとなることから、コストを低減することがで
きる。
分析方法は、前記第11の態様による昇温脱離ガス分析
方法において、前記加熱室を通流したガスを前記放電室
に導入する前に燃焼室で燃焼させ、燃焼後のガスを前記
放電室に導入するものである。
のまま測定するのではなく、脱離ガスを燃焼室で燃焼さ
せた後に測定するので、加熱室を通流させるガス(キャ
リアガス)としてO2や空気等を用いれば、脱離成分の
有機物をCO2ガスに変換して測定することになる。有
機物を含む脱離ガスをそのまま放電室に導けば、有機物
は電極を汚染し易いことから、電極を頻繁にクリーニン
グしなければならないが、前記第12の態様では有機物
がCO2ガスに変換されるので、電極の汚染が少なくな
り、電極のクリーニングの頻度が少なくなり、好まし
い。また、有機物をCO2に変換して測定すると、濃度
計算が容易となり、好ましい。
方法は、例えば、ウエハーなどの物品の清浄度や乾燥度
を評価するために使用することができる。また、大気等
の測定ガスを分析する場合、当該測定ガスをフィルタ等
を介して吸引することにより、当該測定ガス中の不純物
等をフィルタ等に付着させ、このフィルタ等を前記物品
として用いることにより、前記第11及び第12の態様
による方法によって、当該測定ガスの分析を行うことも
可能である。この場合、測定ガスが分析場所に対して遠
隔地に存在していても、当該測定ガスの分析が可能とな
る。
について、図面を参照して説明する。
置の一例を示す概略断面図である。図1において、板状
の電極1は、フランジ部2とこれと一体にL形に延設さ
れた電極部3とを有し、フランジ部2には、絶縁端子5
を介して放電電極4が取り付けられ、これら電極1と放
電電極4は、外部に露出して設けられている。
抵抗器7を介して放電の電圧値を測定する電圧測定手段
(電圧モニタ)8と並列接続されるとともに、放電の電
流値を測定する電流測定手段(電流モニタ)9を介して
電源10と直列接続され、電源10により電極4と電極
1との間に印加された放電の電圧値と電流値は、電圧測
定手段8と電流測定手段9により測定され、その値はコ
ンピュータ(図示せず)に出力されるようになってい
る。
電電極4に直接手でさわれないよう、安全上の面から放
電電極4と電極部3を囲繞する金網等の網目状カバー
(図示せず)をフランジ部2に取り付けてもよい。
する雰囲気中で、放電電極4と電極1との間に電源10
により例えば約1KV〜3KV程度の電圧が印加される
と、放電電極4と電極1との間でコロナ放電が起き、該
コロナ放電の電流値は電流測定手段9により測定され、
また、電圧値は電圧測定手段10により測定され、これ
らの測定値はコンピュータにより処理されて、その得ら
れた数値によって雰囲気の変化が検出される。この数値
としては、例えば、放電電圧値を放電電流値で除算した
値や、放電電圧値を放電電流値と電極間距離の積算値で
除算した値であってもよい。なお、電源10として定電
流電源を用いた場合には、電流測定手段9を取り除き、
電圧測定手段10により測定された電圧値によって雰囲
気の変化を検出することができる。雰囲気中の不純物濃
度の変化のみならず、圧力変化、温度変化、微粒子量の
変化、荷電粒子の変化、電磁波の変化などによっても、
コンピュータ処理により得られた数値や定電流電源を用
いた場合における電圧値は変化し、その感度は非常に高
い。
ば、雰囲気に複数種の変化のうちの何らかの変化が生じ
たことを検出することができる。このため、この検出方
法は、例えば、流路を通流するガスの異常を検出する方
法や、防犯等のため室内に人が侵入したことを検出する
方法や、ガスが燃焼している際に不完全燃焼が発生した
ことを検出する方法などとして用いたりすることができ
る。
置の他の例を示す概略断面図である。図2において、ス
テンレススチール等の金属製ブロック21は、その中央
を貫通して略H形の放電室22を有している。放電室2
2は、その一方に測定ガスの流入口23と連なるガス流
入室部24を有するとともに、その他方にはガス流出口
25と連なるガス流出室部26を有し、これらの室部2
4,26は狭い筒状の通路27で連通され、通路27の
内周壁面41が筒状電極となっている。ガス流入室部2
4側には、金属パッキン28を介してガス流入口23を
有するフランジ29が密閉的に固着されるとともに、ガ
ス流出室部26側にも、金属パッキン30を介してガス
流出口25を有するフランジ31が密閉的に固着されて
いる。ブロック21とフランジ29,31は接地され、
これらにより放電室22が形成されている。放電室22
における通路の中央には、放電電極32としての1本の
ワイヤー電極が設けられている。この電極32は、その
一端がブロック21に絶縁端子33を介して取り付けら
れた端子34に溶着されるとともに、他端は同じくブロ
ック21に絶縁端子35を介して取り付けられた端子3
6に溶着されて、水平に張設されている。また、ガス流
入口23及びガス流出口24には、放電室22内におい
て火炎が発生した場合に当該火炎が外部に出るのを防止
する火炎防止用の金網等のメッシュ42,43が設けら
れている。以上の要素21〜36,41〜43が、当該
検出装置の放電部37を構成している。
いる端子34は、放電の電流値を測定する電流測定手段
(電流モニター)38を介して電源39と直列接続され
るとともに、放電の電圧値を測定する電圧測定手段(電
圧モニター)40と並列接続されている。そして、電源
39により放電電極32と電極41との間に印加された
放電の電圧値と電流値は、電圧測定手段40と電流測定
手段38により測定され、その値はコンピュータ(図示
せず)に出力されるようになっている。以上の要素38
〜40が、当該検出装置の電源部45を構成している。
ガス(雰囲気)が放電室22内に導入されるとともに、
電極32,41間に電源39により例えば約1KV〜3
KV程度の電圧が印加されると、電極32,41間でコ
ロナ放電が起き、該コロナ放電の電流値は電流測定手段
38により測定され、また、電圧値は電圧測定手段40
により測定され、これらの測定値はコンピュータにより
処理されて、その得られた数値によって雰囲気の変化が
検出される。この数値としては、例えば、放電電圧値を
放電電流値で除算した値や、放電電圧値を放電電流値と
電極間距離の積算値で除算した値であってもよい。ま
た、電源40として定電流電源を用いた場合には、電流
測定手段38を取り除き、電圧測定手段40により測定
された電圧値によって雰囲気の変化を検出することがで
きる。放電室22に導入されたガスの濃度や当該ガス中
の不純物濃度の変化のみならず、圧力変化、温度変化な
どによっても、コンピュータ処理により得られた数値や
定電流電源を用いた場合における電圧値は変化し、その
感度は非常に高い。また、導入されるガスの圧力や温度
を所定値に調整しておくことにより、コンピュータ処理
により得られた数値や定電流電源を用いた場合における
電圧値から、当該ガスの濃度や不純物濃度を測定するこ
とができる。
ば、導入されたガスに複数種の変化のうちの何らかの変
化が生じたことを検出することができ、また、導入され
たガスの濃度や不純物を測定することができる。
つの電極3,4や図2に示すような放電室内に設けられ
た2つの電極27,41は、図示した形態に限定される
ものではない。例えば、電極27,41に代えて、針状
の電極とこれに対向する対向電極を用いることができ
る。
分析装置を示す。このガス分析装置は、流路51〜53
をそれぞれ流れるN2ガス、Arガス及びH2ガスに対し
て複数種の分析を行う。このガス分析装置は、互いに異
なる種類の分析を行う複数のガス分析計A、B・・・を
備えている。これらのガス分析計としては、例えば、パ
ーティクルカウンタ、酸素計、露点計、ガスクロマトグ
ラフ、質量分析計、大気圧質量分析計(APIMS)な
どを挙げることができる。流路51〜53をそれぞれ流
れる各ガスにそれぞれ対応して、各ガスの変化をそれぞ
れ検出するガス変化検出装置54〜56が設けられてい
る。本実施の形態では、ガス変化検出装置54〜56と
してそれぞれ図2に示した検出装置が用いられている。
流路51〜53は、検出装置54〜56のガス流入口
(図2中の23に相当)にそれぞれ接続されるととも
に、ガス分析計A、B・・・に接続された流路60に電
磁バルブ57〜59を介してそれぞれ接続されている。
検出装置54〜56のガス流出口(図2中の25に相
当)は大気に開放されている。検出装置54〜56から
の信号は、バルブ制御部61に入力されている。バルブ
制御部61は、バルブ57〜59を制御して、検出装置
54〜56のいずれかからガスに変化が生じたことを示
す信号が得られた場合には、バルブ57〜59のうちの
対応するバルブを開き、他のバルブを閉じる。
53のガスが各検出装置54〜56によってモニタされ
てそのガスの変化が検出され、変化が検出されたガスの
流路が制御部61N制御下でバルブ57〜59により流
路60に選択的に接続され、変化が検出されたガスがガ
ス分析計A、B・・・によって選択的に分析されること
になる。各流路51〜53のガスが同時にガス分析計に
よって分析されるわけではないが、変化が検出されたガ
ス(すなわち、異常等が生じたガス)がガス分析計によ
って分析されるので、何ら不都合は生じない。このガス
分析装置では、複数の流路51〜53に対して一組のガ
ス分析計A、B・・・を設けておけばよく、また、検出
装置54〜56はガス分析装置に比べてかなり安価であ
るので、このガス分析装置は全体として大幅にコストを
低減することができる。
ガスが変化したことを示す信号が得られない場合には、
制御部61により全てのバルブ57〜59を閉じて(開
いていてもよい)、ガス分析計A、B・・・を作動させ
なくてもよいし、あるいは、制御部61によりバルブ5
7〜59を制御して、流路51〜53の各々を順次巡回
的にガス分析計A、B・・・に接続して、ガス分析計
A、B・・・により各流路51〜53を流れるガスを順
次巡回的に分析してもよい。
使用する際には、電極3,4間又は電極32,41間に
印加する電圧は、連続的にではなく、図4に示すように
間欠的に印加して(例えば、1時間当たり10秒間のみ
印加して)検出又は測定に必要な時にのみ印加すること
が好ましい。これは、電極の劣化の進行を遅らせてその
寿命をのばすことができるからである。なお、図4の横
軸は経過時間を示し、縦軸は2つの電極間への電圧印加
の状態を示している。
の一例を示す。この使用方法は、複数の流路71〜73
をそれぞれ流れるガスについて、必要に応じてその変化
やその特性値(濃度や不純物濃度等)の検出を行う場合
の使用方法である。この使用方法では、図2中の放電部
37にそれぞれ相当する放電部74〜76を流路71〜
73にそれぞれ常時設けておき、図2中の電源部45に
相当する電源部77を1台だけ用意しておく。そして、
各流路71〜73のガスについて検出を行う場合には、
1台の電源部77を放電部74〜76に対してつなぎ変
えていく。このようにすれば、電源部77が1台だけで
すむので、コストを大幅に低減できる。また、放電部7
4〜76は常時流路71〜73に設けられているので、
ガスが常にその放電室を通流することになることから、
電源部77を接続すれば直ちにガスの変化や特性値の検
出を開始することができる。通常は流路71〜73に放
電部を設けておかず、検出時のみ放電部を流路71〜7
3に接続することとすれば、放電部の数も1つですむ
が、放電室内の不純物等がパージされるまで正確な検出
を行うことができず、迅速な検出を行うことができな
い。
純化器の寿命モニタ方法を示す。この方法では、ガス純
化器80を設けた流路81におけるガス純化器80に対
する下流側に、図2に示した検出装置に相当する検出装
置82を設けている。これにより、ガス純化器80を完
全に通流したガスが検出装置82の放電室に導入され
る。ガス純化器80が寿命に近づく又は達すると、ガス
の純化の程度が低下するので、検出装置82の2つの電
極間の放電の状態が変化することとなる。したがって、
検出装置82から得られるその2つの電極間の放電の状
態に応じた信号に基づいて、ガス純化器80の寿命をモ
ニタすることができる。なお、図6中、80aはガス純
化器80のガス流入口、80bはガス流出口、90はガ
ス純化器80のエレメント等の破瓜領域である。
ス純化器の寿命モニタ方法を示す。図7において、図6
中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付して
いる。この方法では、検出装置82のガス流入口をガス
純化器80の途中に接続して、ガス純化器80を途中ま
で通流したガスをガス純化器80の放電室に導入してい
る。検出装置82のガス流出口は大気に開放されてい
る。ガス純化器80のエレメント等は、破瓜領域90が
ガス流入口側80aからガス流出口80b側へ向けて徐
々に拡大していって全体に至ると寿命が尽きることにな
る。したがって、図7に示す方法によれば、図6に示す
方法に比べて早期に寿命が近いことを知ることができ、
ガス純化器80の寿命が尽きる前にその寿命が近いこと
を確実に知ることができる。
いたもの、ゲッター式のもの、触媒式のものなど、いず
れのタイプのものでもよい。
0の一例を示す縦断面図である。図8において、101
は継手本体、102はガスケット、103はスリーブ、
104はスリーブ102に溶接されたチューブ、105
はユニオンナットである。ユニオンナット105を継手
本体101に螺合することにより、スリーブ103がガ
スケット102を介して継手本体101に圧接され、こ
れにより流路100の気密性が保たれている。ガスケッ
ト102の付近においてリークが生じ易いことから、ユ
ニオンナット105には、その上下の面にリークを検出
するための孔105a,105bが形成されている。
のリーク検出方法を示す。図9において、第1のガスの
流路110は、その途中に、前述した図8に示す継手部
分100を有している。この方法では、流路100を流
れる第1のガスと異なる成分を有する第2のガスを貯蔵
するボンベ111に接続されたノズル112の先端を、
継手部分100のユニオンナット105の孔105aに
挿入し、図示しないバルブを開いて孔105aから第2
のガスを吹き付ける。なお、ノズル112の先端の大き
さを孔105aとほぼ同じであることが好ましい。そし
て、流路110における継手部分100に対する下流を
流れるガスを、図2に示した検出装置に相当する検出装
置113の放電室にそのガス流入口から導入する。検出
装置113のガス流出口は大気に開放されている。な
お、図面には示していないが、ボンベ113には圧力調
節器が設けられており、第2のガスの圧力を所望の圧力
に調節することができるようになっている。流路110
を流れる第1のガスと異なる成分を有する第2のガスを
流路110の継手部分100に外側から吹き付けている
ので、流路110の継手部分100にリークがあれば、
流路110内の第1のガスに第2のガスが混入し、継手
部分100に対する下流を流れるガスの成分が変化し、
それにより検出装置113の2つの電極の間の放電の状
態が変化する。
その2つの電極間の放電の状態に応じた信号に基づい
て、流路110の継手部分100のリークを検出するこ
とができる。
流路のリーク検出方法を示す。図10において、図9中
の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、そ
の重複した説明は省略する。図10に示す方法が図9に
示す方法と異なる所は、図9ではノズル112の先端を
直接に継手部分100の孔105aに挿入していたのに
対し、図10では、継手部分100をカバー114で気
密となるように覆い、ノズル112の先端がカバー11
4内に挿入されている点のみである。したがって、この
方法では、カバー114内において、ノズル112から
の第2のガスが流路110内の圧力よりも所定圧力だけ
陽圧に保たれる。流路110に吹き付ける第2のガスを
流路110内の第1のガスよりかなり高い圧力にすれ
ば、通常の状態では生じないリークを検出することがで
き、流路110のリークに対する耐性を事前に評価する
ことができる。
11及びカバー114に代えて、図11に示すような治
具120及びボンベ111を用いることができる。この
治具は、継手部分100のユニオンナット105の上面
及び下面を挟持する一対の挟持部122,123と、一
対の柄124,125とを備えている。挟持部122と
柄124とが一体化され、挟持部123と柄125とが
一体化され、これらが支点部126で回動自在に連結さ
れている。図面には示しないバネによって、支点部12
6には挟持部122,123間の距離が狭まる方向に付
勢されている。一方の挟持部122には、凹部122a
が形成されるとともに、外側から凹部122aにかけて
給気路123bが形成されている。挟持部122,12
3のユニオンナット105への当接面には、パッキン1
27,128がそれぞれ設けられている。ボンベ121
と給気路122bとの間は、可撓性を有する管129に
よって接続されている。なお、ボンベ121には、図9
や図10の場合と同様に、図面には示しないバルブ及び
圧力調節器が設けられている。この治具120によれ
ば、柄124,125を手に持ってその間隔を狭めて挟
持部122,123の間隔を広げ、柄124,125か
ら手を離すだけで、挟持部122,123をユニオンナ
ット105に挟持させることができる。このとき、継手
部分100のユニオンナット105の孔105aが凹部
122aに開口し、孔105bがパッキン128により
閉塞されるようにする。これにより、図10と実質的に
同じ状況となる。
ス混合方法を示す。この方法では、ガスaとガスbとが
流量制御装置131,132によって混合され、この混
合ガスが流路133によって所定箇所に供給される。こ
の混合ガスの一部は、図2に示した検出装置に相当する
検出装置134の放電室に導入される。検出装置134
のガス流出口は大気に開放されている。混合ガスの濃度
が変化すると、検出装置134の2つの電極の間の放電
の状態が変化するので、検出装置134から得られる検
出信号(2つの電極の間の放電の状態を示す信号)は混
合ガスの濃度を示すことになる。制御部135は、混合
ガスの濃度が所定の値となるように、この信号に基づい
て流量制御装置131,132をフィードバック制御す
る。制御部135がこのようなフィードバック制御を行
わずにオープンループ制御を行うとすれば、検出装置1
34からの検出信号すなわち混合ガスの濃度は、図13
(b)に示すように、混合開始当初にオーバーシュート
136が生じてしまうが、図12に示す混合方法によれ
ば、前述したフィードバック制御によって、図13
(b)に示すように、当初から精度良く所望の濃度にす
ることができる。
ガス混合方法を示す。図14において、図12中の要素
と同一又は対応する要素には同一符号を付している。こ
の混合方法では、流量制御装置131,132により得
られた混合ガスの流路133は、混合ガスを所定の箇所
に供給する流路141に電磁バルブ142を介して接続
されるとともに、電磁バルブ143を介して大気に開放
されている。この方法では、流量制御装置131,13
2をフィードバック制御していないので、検出装置13
4からの検出信号すなわち混合ガスの濃度は、図15
(a)に示すように、混合開始当初にオーバーシュート
136が生ずる。制御部140は、図15(b)に示す
ように、検出装置134からの検出信号すなわち混合ガ
スの濃度が安定した後にバルブ141を開いて、混合ガ
スを流路141に流して所定の箇所に供給する。また、
制御部140は、バルブ143を、その開閉がバルブ1
42の開閉と逆になるように制御する。この方法では、
このように、流路133に得られる混合ガスの濃度には
オーバーシュート136が生ずるものの、この濃度が安
定するまでは混合ガスはバルブ143を介して廃棄して
所定の箇所に供給せず、この濃度が安定した後にバルブ
142を介して所定の箇所に供給するので、所定の箇所
に供給される混合ガスの濃度は、図15(c)に示すよ
うに、精度良く所望の濃度となる。
品の出し入れ方法を示す。図16において、150はウ
エハ、151はロードロック室、152は半導体製造工
程を行う処理室(プロセスチャンバ)、153はロード
ロック室151にパージガスを供給する給気路、154
はロードロック室151からガスの排気を行う排気路、
155は処理室152にパージガスを供給する給気路、
156は処理室152からガスの排気を行う排気路であ
る。この方法では、ロードロック室151及び処理室1
56からそれぞれ排気されたガスの一部は、図2に示し
た検出装置に相当する検出装置157,158の放電室
にそれぞれ導入される。各室151,152から排気さ
れるガスの不純物濃度に応じて検出装置157,158
の2つの電極間の放電の状態が変化することから、各室
151,152の清浄度(すなわち、ウエハ150の汚
れのパージ状態)が、各検出装置157,158の電極
間の放電の状態としてモニタされることになる。そし
て、この方法では、各検出装置157,158からの電
極間の放電の状態に応じた信号がウエハ150の搬送を
行う搬送装置(図示せず)に与えられ、前記信号が所定
の範囲になった(すなわち、所定の清浄度となった)後
に搬送装置によって各室151,152にウエハ150
が出し入れされる。したがって、ウエハ150が室15
1,152内に滞留する時間に関わらず、所定の清浄度
となったとき物品等を出し入れすることになる。このた
め、ウエハ150を効率良く清浄化することができると
ともに、常に十分な清浄度を確保することができる。
の出し入れ方法を示す。図17において、160は人、
161はエアシャワー室、162は半導体製造等のため
のクリーンルーム、163はエアシャワーのためのエア
の給気路、164はエアシャワー室161からのエアを
排気する排気路である。この方法では、エアシャワー室
161から排気されたエアの一部は、図2に示した検出
装置に相当する検出装置165の放電室に導入される。
排気されたエアの不純物濃度に応じて検出装置165の
2つの電極間の放電の状態が変化することから、エアシ
ャワー室165の清浄度(すなわち、人160の汚れの
パージ状態)が、検出装置165の電極間の放電の状態
としてモニタされることになる。そして、この方法で
は、検出装置165からの電極間の放電の状態に応じた
信号がエアシャワー室161のドア装置(図示せず)及
び表示装置(図示せず)に与えられ、前記信号が所定の
範囲になった(すなわち、所定の清浄度となった)後に
人160がエアシャワー室161及び162に出入りす
るように、ドア装置及び表示装置によって、ドアの開閉
及びロック状態が制御されるとともに、出入りの可・不
可の表示等を行う。したがって、人160が室160内
に滞留する時間に関わらず、所定の清浄度となったとき
人160が出入りすることになる。このため、人160
を効率良く清浄化することができるとともに、常に十分
な清浄度を確保することができる。
温脱離ガス分析方法を示す図である。図18において、
ボンベ170からのガスは、圧力調節器171及び流量
制御装置172によってその圧力及び流量が所定の値と
された上で、ウエハ等の物品173が配置された加熱室
174を通過し、更に、前記図2に示した検出装置に相
当する検出装置175の放電室に導入される。検出装置
175のガス流出口は大気に開放されている。図18
中、176は、加熱室174を加熱するための加熱源と
しての赤外線ランプ等である。加熱室174を通過した
ガスには、物品173から脱離した成分が含まれる。そ
の成分によって検出装置175の2つの電極間の放電の
状態が変化するので、検出装置175から得られる放電
状態に応じた信号に基づいて脱離成分を分析することが
できる。
昇温脱離ガス分析方法を示す図である。図19におい
て、図18中の要素と同一又は対応する要素には同一符
号を付している。図19の方法が図18の方法と異なる
所は、加熱室174と検出装置175との間に燃焼室1
80を設けた点のみである。この方法では、加熱室17
4を通過した脱離ガスをそのまま測定するのではなく、
脱離ガスを燃焼室180で燃焼させた後に測定する。こ
のため、加熱室174を通流させるガス(キャリアガ
ス)としてO2や空気等を用いれば、脱離成分の有機物
をCO2ガスに変換して測定することになる。有機物を
含む脱離ガスをそのまま検出装置175の放電室に導け
ば、有機物は電極を汚染し易いことから、電極を頻繁に
クリーニングしなければならないが、図19の方法によ
れば、有機物がCO2ガスに変換されるので、電極の汚
染が少なくなり、電極のクリーニングの頻度が少なくな
り、好ましい。また、有機物をCO2に変換して測定す
ると、濃度計算が容易となり、好ましい。
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
雰囲気に複数種の変化のうちの何らかの変化が生じたこ
とを高感度で検出することができる雰囲気の変化の検出
方法を提供することができる。また、放電現象を利用し
た測定技術を用いた種々の応用技術を提供することがで
きる。
す概略断面図である。
示す概略断面図である。
す概略構成図である。
ある。
である。
モニタ方法を示す図である。
命モニタ方法を示す図である。
面図である。
方法を示す図である。
検出方法を示すである。
を示す一部切欠図である。
示す図である。
ための図である。
を示す図である。
ための図である。
方法を示す図である。
法を示す図である。
析方法を示す図である。
分析方法を示す図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 電圧が印加される2つの電極間の放電の
変化により、雰囲気に複数種の変化のうちの何らかの変
化が生じたことを検出することを特徴とする雰囲気の変
化の検出方法。 - 【請求項2】 複数の流路をそれぞれ流れるガスに対し
てそれぞれ複数種の分析を行うガス分析装置において、 互いに異なる種類の分析を行う複数のガス分析計と、 前記複数の流路をそれぞれ流れるガスにそれぞれ対応し
て設けられ当該ガスの変化をそれぞれ検出する複数のガ
ス変化検出装置であって、各々が、導入口から導入され
たガスが通流する放電室と、該放電室内に配置され電圧
が印加される2つの電極とを有し、前記2つの電極間の
放電の変化により前記導入されたガスの変化を検出する
複数のガス変化検出装置と、 前記複数のガス変化検出装置により変化が検出されたガ
スの流路を前記複数のガス分析計に選択的に接続させる
切替手段と、 を備えたことを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項3】 複数の流路をそれぞれ流れるガスに対し
てそれぞれ複数種の分析を行うガス分析方法において、 前記複数の流路をそれぞれ流れるガスを、電圧が印加さ
れる2つの電極を配置したそれぞれ対応する放電室に導
入し、前記各放電室内の前記2つの電極間の放電の変化
により前記導入されたガスの変化を検出し、変化が検出
されたガスを、互いに異なる種類の分析を行う複数のガ
ス分析計によって選択的に分析することを特徴とするガ
ス分析方法。 - 【請求項4】 電圧が印加される2つの電極間の放電の
変化により、雰囲気に変化が生じたこと又は雰囲気の特
性値を検出する雰囲気の検出方法であって、前記電圧を
間欠的に前記2つの電極間に印加することを特徴とする
雰囲気の検出方法。 - 【請求項5】 ガス純化器を完全に又は途中まで通流し
たガスを、電圧が印加される2つの電極を配置した放電
室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に応じた信
号を得て、該信号に基づいて前記ガス純化器の寿命をモ
ニタすることを特徴とするガス純化器の寿命モニタ方
法。 - 【請求項6】 流路を流れる第1のガスと異なる成分を
有する第2のガスを前記流路に外側から吹き付け、前記
流路における前記第2のガスの吹き付け箇所に対する下
流を流れるガスを、電圧が印加される2つの電極を配置
した放電室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に
応じた信号を得て、該信号に基づいて前記流路のリーク
を検出することを特徴とする流路のリーク検出方法。 - 【請求項7】 前記第2のガスを前記流路内の圧力より
も所定圧力だけ陽圧に保つことを特徴とする請求項6記
載の流路のリーク検出方法。 - 【請求項8】 複数のガスを複数の流量制御装置により
混合して混合ガスを得るガス混合方法において、前記混
合ガスを電圧が印加される2つの電極を配置した放電室
に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に応じた信号
を得て、該信号に基づいて前記混合ガスの濃度が一定と
なるように前記複数の流量制御装置のうちの少なくとも
1つをフィードバック制御することを特徴とするガス混
合方法。 - 【請求項9】 複数のガスを複数の流量制御装置により
混合して混合ガスを所定箇所に供給する混合ガス供給方
法において、前記混合ガスを電圧が印加される2つの電
極を配置した放電室に導入し、前記2つの電極間の放電
の状態に応じた信号を得て、該信号に基づいて前記混合
ガスの濃度が安定した後に前記混合ガスを前記所定箇所
に供給することを特徴とする混合ガス供給方法。 - 【請求項10】 物品又は人を出し入れする室から排気
されるガスを、電圧が印加される2つの電極を配置した
放電室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態に応じ
た信号を得て、該信号が所定範囲になった後に前記物品
又は人を前記室から出し入れすることを特徴とする物品
等の出し入れ方法。 - 【請求項11】 物品が配置された加熱室を通流したガ
スを分析する昇温脱離ガス分析方法において、前記加熱
室を通流したガスを、電圧が印加される2つの電極を配
置した放電室に導入し、前記2つの電極間の放電の状態
に応じた信号を得て、該信号に基づいて脱離ガスの分析
を行うことを特徴とする昇温脱離ガス分析方法。 - 【請求項12】 前記加熱室を通流したガスを前記放電
室に導入する前に燃焼室で燃焼させ、燃焼後のガスを前
記放電室に導入することを特徴とする請求項11記載の
昇温脱離ガス分析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15679198A JPH11326281A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 雰囲気の変化の検出方法並びにこれを用いた方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15679198A JPH11326281A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 雰囲気の変化の検出方法並びにこれを用いた方法及び装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008200299A Division JP2008261886A (ja) | 2008-08-03 | 2008-08-03 | 昇温脱離ガス分析方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11326281A true JPH11326281A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15635395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15679198A Pending JPH11326281A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 雰囲気の変化の検出方法並びにこれを用いた方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11326281A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014167473A (ja) * | 2006-05-18 | 2014-09-11 | Northwest Univ | ガス状物質に関する少なくとも一つのパラメータを測定するための方法 |
-
1998
- 1998-05-21 JP JP15679198A patent/JPH11326281A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014167473A (ja) * | 2006-05-18 | 2014-09-11 | Northwest Univ | ガス状物質に関する少なくとも一つのパラメータを測定するための方法 |
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