(57)【要約】清浄度測定の対象である作業空間と、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットとを、少なくとも２本の管から構成される複合管により接続し、クリーンユニットのチェンバー内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔と作業空間とを、複合管の少なくとも１本の管により接続し、作業空間内にある複合管のこの少なくとも１本の管の一端から吸気を行い、かつパーティクルカウンタから排気される気体を複合管の他の少なくとも１本の管を通じて作業空間へ戻しつつ、作業空間内の清浄度をパーティクルカウンタにより測定する。
2008139777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる第１の開口部および他のクリーンユニットと連通することのできる第２の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第１のクリーンユニットと、
上記第１のクリーンユニットと連通することのできる第３の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第２のクリーンユニットとを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を介して順次連結し、
上記作業空間と、上記第２のクリーンユニット内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔とを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を貫通する管により接続し、上記作業空間内にある上記管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を通じて上記第２のクリーンユニットから上記第１のクリーンユニットを経て上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定装置。
【請求項２】
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる第１の開口部および他のクリーンユニットと連通することのできる第２の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第１のクリーンユニットと、
上記第１のクリーンユニットと連通することのできる第３の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第２のクリーンユニットとを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を介して順次連結し、
上記作業空間と、上記第２のクリーンユニット内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔とを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を貫通する管により接続し、上記作業空間内にある上記管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を通じて上記第２のクリーンユニットから上記第１のクリーンユニットを経て上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定方法。
【請求項３】
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを、少なくとも２本の管から構成される複合管により接続し、
上記クリーンユニットの上記チェンバー内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔と上記作業空間とを、上記複合管の少なくとも１本の管により接続し、
上記作業空間内にある上記複合管の上記少なくとも１本の管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記複合管の他の少なくとも１本の管を通じて上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定装置。
【請求項４】
上記作業空間内にある上記複合管の一端において、吸気される気体の流速ベクトルと排気される気体の流速ベクトルとを互いにほぼ平行にすることを特徴とする請求の範囲３記載の高清浄度環境測定装置。
【請求項５】
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを、少なくとも２本の管から構成される複合管により接続し、
上記クリーンユニットの上記チェンバー内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔と上記作業空間とを、上記複合管の少なくとも１本の管により接続し、
上記作業空間内にある上記複合管の上記少なくとも１本の管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記複合管の他の少なくとも１本の管を通じて上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定方法。
【請求項６】
上記作業空間内にある上記複合管の一端において、吸気される気体の流速ベクトルと排気される気体の流速ベクトルとを互いにほぼ平行にすることを特徴とする請求の範囲５記載の高清浄度環境測定方法。
【請求項７】
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを上記開口部を介して連結し、
上記作業空間および上記クリーンユニットの外部にパーティクルカウンタを設置し、
上記クリーンユニットの上記チェンバーに、２本の管を気密性を持つように取り付け、上記２本の管のうちの１本の管の一端が上記開口部を通じて上記作業空間に、他端が上記パーティクルカウンタの吸気孔に接続され、他の１本の管の一端が上記クリーンユニット内に、他端が上記パーティクルカウンタの排気孔に接続されており、上記パーティクルカウンタから排出される気体を上記他の１本の管および上記開口部を通じて、上記作業空間に戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定装置。
【請求項８】
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを上記開口部を介して連結し、
上記作業空間および上記クリーンユニットの外部にパーティクルカウンタを設置し、
上記クリーンユニットの上記チェンバーに、２本の管を気密性を持つように取り付け、上記２本の管のうちの１本の管の一端が上記開口部を通じて上記作業空間に、他端が上記パーティクルカウンタの吸気孔に接続され、他の１本の管の一端が上記クリーンユニット内に、他端が上記パーティクルカウンタの排気孔に接続されており、上記パーティクルカウンタから排出される気体を上記他の１本の管および上記開口部を通じて、上記作業空間に戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高清浄度環境測定装置および測定方法に関し、特に体積の小さな局所空間の清浄度測定に適用して好適なものであり、また半導体素子、有機デバイス、バイオデバイス、ナノ・バイオ融合デバイスなどの製造に用いる環境の清浄度の評価に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電子工業・精密機械工業・精密印刷などの用途の精密製品の高品質化と歩留まり向上とを図るために塵埃を除去するクリーンルームが必要とされている。国際半導体技術ロードマップ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｒｏａｄｍａｐ  ｆｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ＩＴＲＳ）によれば、局所クリーン化の進展により２０１８年には通常の大気レベルの環境までクリーンルームの要求清浄度は緩和されるとしている。そこで、体積の小さな局所空間の局所的な清浄度や、極限的な高清浄度の測定方法の開発が求められている。
クリーン環境の清浄度の測定方法については、従来より提案されている。クリーンルーム内の測定方法としては、クリーンルーム内を自走して、ＸＹＺ方向に移動するプローブを用いて清浄度の検査を自動的に行うものが提案されている（特開昭６０−２１１３１５号公報参照）。
また、クリーンルーム内の複数個所にサンプリングエア吸入口を設け、クリーンルームの外にある測定器で清浄度を測定するものが提案されている（特開平３−１６０２６２号公報参照）。
また、クリーンルーム内のダスト測定センサーを製品と一緒に移動可能なユニットとし、測定されたデータは無線によってルーム外の監視ユニットに送信される方法が提案されている（特開平６−３４７３９６号公報参照）。
また、完全循環型で密閉された構造を持つクリーンユニットおよび連結クリーンユニットが提案されている（国際公開第０４／１１４３７８号パンフレット参照）。これによれば、クリーンな環境に維持することができる作業室の後部、上部および下部のうちの少なくとも一つならびに少なくとも一方の側部にそれぞれ連結部を設けたクリーンユニットの作業室の上部に送風動力を有する塵埃フィルター（ＨＥＰＡ（ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ａｉｒ）フィルター）を一つ設けるとともに、作業室の側面などに気密性を有する管を直結し、かつ上記の塵埃フィルターの入り口に繋げることにより気体が循環するように構成する。このクリーンユニットの清浄度の平均値および最高値はクラス１０並の値が得られている。また、このクリーンユニットは、その連結部を利用して、実行しようとするプロセスに応じて、折れ線状配置、ループ状配置などで複数連結することにより所望のクリーンユニットシステムを容易に構成することができる。上記のようにクリーンユニットを循環型に構成することにより高い清浄度が達成されるメカニズムについては報告されている（Ａ．Ｉｓｈｉｂａｓｈｉ，Ｈ．Ｋａｉｊｕ，Ｙ．Ｙａｍａｇａｔａ  ａｎｄ  Ｎ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．４１，７３５（２００５）およびＨ．Ｋａｉｊｕ，Ｎ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ  ａｎｄ  Ａ．Ｉｓｈｉｂａｓｈｉ：Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．７６，０８５１１１（２００５）参照）。
測定対象のチェンバー内あるいは作業空間内に測定装置を置いた場合、大規模なクリーンルームやクリーンブースを対象とする場合はまだ相対的に良いが、第１図に示すように、小さいクリーンブース、クリーンボックス、クリーンユニットの、送風動力を有する塵埃フィルター１０１ｂおよび循環ダクト１０１ｃを有するチェンバー１０１ａ内にパーティクルカウンタ１０２を置いた場合、吸気孔１０２ａから吸気され、排気孔１０２ｂから排気されるパーティクルを含んだ気体がチェンバー１０１ａ内の清浄度を悪化させるという問題があった。特に、極限的な高清浄度（ＩＳＯクラス１以下）を測定する場合これが問題となる。即ち、対象とする清浄空間の清浄度が高い場合は、測定自体が観測値を乱す恐れがあった。このようなクリーン環境の清浄度を測定する方法として、特に、体積の小さい（たとえば数十ｃｍ角の）局所空間の清浄度を被測定空間に擾乱を与えることなく測定する方法としては有効なものはなかった。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、体積の小さい局所空間の清浄度を被測定空間に擾乱を与えることなく、容易に測定することができる高清浄度環境測定装置および測定方法を提供することである。
【発明の開示】
【０００３】
上記課題を解決するために、第１の発明は、
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる第１の開口部および他のクリーンユニットと連通することのできる第２の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第１のクリーンユニットと、
上記第１のクリーンユニットと連通することのできる第３の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第２のクリーンユニットとを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を介して順次連結し、
上記作業空間と、上記第２のクリーンユニット内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔とを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を貫通する管により接続し、上記作業空間内にある上記管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を通じて上記第２のクリーンユニットから上記第１のクリーンユニットを経て上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定装置である。
第２の発明は、
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる第１の開口部および他のクリーンユニットと連通することのできる第２の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第１のクリーンユニットと、
上記第１のクリーンユニットと連通することのできる第３の開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有する第２のクリーンユニットとを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を介して順次連結し、
上記作業空間と、上記第２のクリーンユニット内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔とを上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を貫通する管により接続し、上記作業空間内にある上記管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記第１の開口部、上記第２の開口部および上記第３の開口部を通じて上記第２のクリーンユニットから上記第１のクリーンユニットを経て上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定方法である。
第３の発明は、
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを、少なくとも２本の管から構成される複合管により接続し、
上記クリーンユニットの上記チェンバー内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔と上記作業空間とを、上記複合管の少なくとも１本の管により接続し、
上記作業空間内にある上記複合管の上記少なくとも１本の管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記複合管の他の少なくとも１本の管を通じて上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定装置である。
好適には、上記作業空間内にある上記複合管の一つの形態である二重管の内側の管の一端に、円盤状の板を取り付けることにより、還流気体のフローがカウンタフローとなることを防ぐようにする。
さらに好適には、上記作業空間内にある上記複合管の一端において、吸気される気体の流速ベクトルと排気される気体、言い換えれば還流される気体の流速ベクトルとを互いにほぼ平行にすることで、測定による擾乱を抑えるようにする。
第４の発明は、
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを、少なくとも２本の管から構成される複合管により接続し、
上記クリーンユニットの上記チェンバー内に置かれたパーティクルカウンタの吸気孔と上記作業空間とを、上記複合管の少なくとも１本の管により接続し、
上記作業空間内にある上記複合管の上記少なくとも１本の管の一端から吸気を行い、かつ上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記複合管の他の少なくとも１本の管を通じて上記作業空間へ戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定方法である。
好適には、上記作業空間内にある上記複合管の一端において、吸気される気体の流速ベクトルと排気される気体、言い換えれば還流される気体の流速ベクトルとを互いにほぼ平行にすることで、測定による擾乱を抑えるようにする。
第５の発明は、
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを上記開口部を介して連結し、
上記作業空間および上記クリーンユニットの外部にパーティクルカウンタを設置し、
上記クリーンユニットの上記チェンバーに、２本の管を気密性を持つように取り付け、上記２本の管のうちの１本の管の一端が上記開口部を通じて上記作業空間に、他端が上記パーティクルカウンタの吸気孔に接続され、他の１本の管の一端が上記クリーンユニット内に、他端が上記パーティクルカウンタの排気孔に接続されており、上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記他の１本の管および上記開口部を通じて、上記作業空間に戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定装置である。
第６の発明は、
清浄度測定の対象である作業空間に対し、
上記作業空間と連通することのできる開口部を有するとともに、エア循環機構を有する、クリーンな環境に維持することができるチェンバーを有するクリーンユニットを上記開口部を介して連結し、
上記作業空間および上記クリーンユニットの外部にパーティクルカウンタを設置し、
上記クリーンユニットの上記チェンバーに、２本の管を気密性を持つように取り付け、上記２本の管のうちの１本の管の一端が上記開口部を通じて上記作業空間に、他端が上記パーティクルカウンタの吸気孔に接続され、他の１本の管の一端が上記クリーンユニット内に、他端が上記パーティクルカウンタの排気孔に接続されており、上記パーティクルカウンタから排気される気体を上記他の１本の管および上記開口部を通じて、上記作業空間に戻しつつ、上記作業空間内の清浄度を上記パーティクルカウンタにより測定する
ことを特徴とする高清浄度環境測定方法である。
第１〜第６の発明において、クリーンユニットまたはチェンバーの形状は、種々の形状であってよく、必要に応じて選ばれるが、具体例を挙げると、直方体状または立方体状、直方体または立方体を変形した形状などであってよい。また、チェンバーの内部の大きさは、基本的には使用目的などに応じて設計により適宜決定するものであるが、例えば、オペレーターがグローブなどを用いてチェンバーの内部で各種の作業（プロセスの実行、クリーニングなどのメンテナンスの実施など）を行うことができるようにするためには、チェンバー内に外部から手を入れて作業空間のほぼ全体に届く大きさであることが望ましく、一般的には幅、高さ、奥行きとも１ｍ以内に選ばれるが、これに限定されるものではない。一方、チェンバーの大きさがあまりに小さすぎると、作業に支障を来すおそれがあるため、一般的には３０ｃｍ程度以上に選ばれるが、これに限定されるものではない。チェンバー内に外部から手を入れて作業を行う必要がない場合、例えば作業を自動化する場合、あるいは、クリーンユニットを試料などを入れたまま携帯する場合などには、チェンバーの大きさをより小さくすることが可能である。このクリーンユニットは、例えば、材料処理に用いることができる。この材料処理には、無機材料、有機材料、生体材料などの各種の材料の処理が含まれる。複数のクリーンユニットを連結する場合、例えば、トータルな一連のプロセスフローの中で複数回現れる同種類のプロセスを、上記の複数のクリーンユニットに、ループ状配置でクリーンユニットが連結された部分を設けることにより、同一のクリーンユニットにおいて実行可能となる。
クリーンユニットまたはチェンバーの内壁からの発塵を抑えるために、例えば、この内壁の全部または一部にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを施すようにしたり、ステンレス鋼を用いたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図は、従来の清浄度環境測定方法を説明するための略線図である。
第２図は、この発明の第１の実施形態による高清浄度環境測定装置を示す断面図である。
第３図は、この発明の第２の実施形態による高清浄度環境測定装置を示す断面図である。
第４図Ａ、第４図Ｂ、第４図Ｃおよび第４図Ｄは、この発明の第２の実施形態による高清浄度環境測定装置における２本管の形状を示す断面図である。
第５図Ａ、第５図Ｂおよび第５図Ｃは、この発明の第２の実施形態による高清浄度環境測定装置における２本管の引き回し形態を示す斜視図である。
第６図は、この発明の第２の実施形態による高清浄度環境測定装置による測定結果を示す略線図である。
第７図は、この発明の第２の実施形態による高清浄度環境測定装置において被測定クリーン環境が小さい場合の断面図である。
第８図は、この発明の第３の実施形態による高清浄度環境測定装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【０００５】
１１                クリーンユニット
１１ａ              チェンバー
１２                クリーンユニット
１２ａ              チェンバー
１３                クリーンユニット
１３ａ              チェンバー
１４                連結部
１５                連結部
１６                パーティクルカウンタ
１７                管
１９                連結部
２０                接続部
２１                クリーンユニット
２１ａ              チェンバー
２２                クリーンユニット
２２ａ              チェンバー
２３                ２本管
２５                エアーブロッカー
３１                クリーンユニット
３１ａ              チェンバー
３２                クリーンユニット
３２ａ              チェンバー
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
第２図はこの発明の第１の実施形態による高清浄度環境測定装置の断面図である。クリーンユニット１１が測定対象であり、そのチェンバー１１ａ内の清浄度を測定する場合について説明する。このクリーンユニット１１は第１図に示すものと同様な完全循環型のクリーンユニットであり、エア循環機構を有し、ファンによる送風動力を有する塵埃フィルター１１ｂと循環ダクト１１ｃによりチェンバー１１ａ内は高清浄環境に維持されている。
第２図に示すように、チェンバー１１ａに対し、第１図に示すものと同様な完全循環型のクリーンユニット１２、１３のチェンバー１２ａ、１３ａを連結部１４、１５を介して順次連結する。クリーンユニット１１のチェンバー１１ａの側壁の所定部位には一つの開口部が設けられ、クリーンユニット１２のチェンバー１２ａの側壁の互いに異なる所定部位には二つの開口部（第１の開口部および第２の開口部）が設けられ、クリーンユニット１３のチェンバー１３ａの側壁の所定部位には一つの開口部が設けられている。そして、クリーンユニット１１のチェンバー１１ａとクリーンユニット１２のチェンバー１２ａとはチェンバー１１ａの開口部、連結部１４およびチェンバー１２ａの一つの開口部（第１の開口部）を介して連通しており、クリーンユニット１２のチェンバー１２ａとクリーンユニット１３のチェンバー１３ａとはチェンバー１２ａの他の一つの開口部（第２の開口部）、連結部１５およびチェンバー１３ａの開口部（第３の開口部）を介して連通している。チェンバー１２ａ、１３ａの寸法の具体例を挙げると、奥行きａ＝５０〜７０ｃｍ、幅ｂ＝７０〜９０ｃｍ、高さｈ＝５０ｃｍ〜１００ｃｍであり、連結部１４、１５の寸法は１５〜２０ｃｍであるが、これに限定されるものではない。また、チェンバー１２ａ、１３ａを構成する材料としては、発塵が少なく機械的強度も強いステンレス鋼などの金属やアクリル樹脂板が用いられるが、これに限定されるものではない。透明材料のアクリル樹脂板を用いれば、外部から内部を見ることができるようにすることができる。
クリーンユニット１１のチェンバー１１ａ内の清浄度を測定する場合、パーティクルカウンタ１６をクリーンユニット１３のチェンバー１３ａ内に設置する。クリーンユニット１２、１３はそれぞれエア循環機構を有し、ファンによる送風動力を有する塵埃フィルター１２ｂ、１３ｂと循環ダクト１２ｃ、１３ｃによりチェンバー１２ａ、１３ａ内は例えばＩＳＯクラス１ないしクラス−１程度の高清浄環境に維持されている。クリーンユニット１１のチェンバー１１ａとクリーンユニット１３のチェンバー１３ａとの間を連結部１４、１５を貫通して管１７により接続する。管１７の寸法は、例えば、長さが３ｍ、内径が９ｍｍ、外径が１２〜１３ｍｍ程度であるが、これに限定されるものではない。管１７を構成する材料としては、発塵が少なく柔軟性の高い、公知の材料からなる樹脂ホースが用いられるが、これに限定されるものではない。クリーンユニット１１のチェンバー１１ａ内に設置された管１７の一端は、チェンバー１１ａ内のパーティクルを吸入し、吸入されたパーティクルは管１７を通って、パーティクルカウンタ１６の吸気孔１６ａに入りカウントされる。パーティクルカウンタ１６には排気孔１６ｂがあり、吸気孔１６ａから吸気したパーティクルや装置内に蓄積されたパーティクルを排気するが、排気されたパーティクルはクリーンユニット１３に取り付けられた送風動力を有する塵埃フィルター１３ｂおよび循環ダクト１３ｃにより除去され清浄化される。この清浄化されたエアは連結部１５と管１７との隙間を通ってクリーンユニット１２のチェンバー１２ａ内に戻り、このチェンバー１２ａ内でさらに清浄化された後、連結部１４と管１７との隙間を通ってクリーンユニット１１のチェンバー１１ａ内に戻る。こうしてクリーンユニット１１のチェンバー１１ａ内の清浄度を、パーティクルカウンタ１６から発生するパーティクルの影響を受けることなく測定することができる。
第３図はこの発明の第２の実施形態による高清浄度環境測定装置の断面図である。クリーンユニット２１が測定対象であり、そのチェンバー２１ａ内の清浄度を測定する場合について説明する。このクリーンユニット２１は第１図に示すものと同様な完全循環型のクリーンユニットであり、エア循環機構を有し、ファンによる送風動力を有する塵埃フィルター２１ｂと循環ダクト２１ｃによりチェンバー２１ａ内は高清浄環境に維持されている。
第３図に示すように、クリーンユニット２１のチェンバー２１ａと第１図に示すものと同様な完全循環型のクリーンユニット２２のチェンバー２２ａとを２本管２３で接続する。クリーンユニット２２はエア循環機構を有し、ファンによる送風動力を有する塵埃フィルター２２ｂと循環ダクト２２ｃによりチェンバー２２ａ内は例えばＩＳＯクラス１ないしクラス−１程度の高清浄環境に維持されている。２本管２３の断面形状としては、第４図Ａ、第４図Ｂ、第４図Ｃおよび第４図Ｄに示すようなものがあるが、これらの形状は円形や四角形に限られるものではない。第３図では、一例として、２本管２３が特に二重管（第４図Ａの場合）である場合を示している。二本管２３は内管２３ａと外管２３ｂとから構成されており、内管２３ａは一端がクリーンユニット２２のチェンバー２２ａ内に設置されたパーティクルカウンタ１６の吸気孔１６ａに接続されている。内管２３ａの他端はクリーンユニット２１のチェンバー２１ａ内にあり、ここから吸気を行ってチェンバー２１ａの清浄度を測定する。内管２３ａの寸法は例えば、長さが３ｍ、内径が９ｍｍ、外径が１０ｍｍであり、外管２３ｂの寸法は例えば、内径が１２ｍｍ、外形が約１４ｍｍであるが、これに限定されるものではない。クリーンユニット２１のチェンバー２１ａ内にある内管２３ａの一端からこのチェンバー２１ａ内のパーティクルが吸入され、吸入されたパーティクルは内管２３ａを通ってパーティクルカウンタ１６の吸気孔１６ａに入り、そのパーティクル数がカウントされる。パーティクルカウンタ１６には排気孔１６ｂがあり、この排気孔１６ｂによりサンプリング終了後の気体を排気するが、この排気された気体中のパーティクルはクリーンユニット２２に取り付けられた送風動力を有する塵埃フィルター２２ｂおよび循環ダクト２２ｃにより除去され清浄化される。クリーンユニット２１のチェンバー２１ａ内にある内管２３ａおよび外管２３ｂの一端は垂直上方に曲がっており、内管２３ａの一端に水平方向に延びるエアーブロッカー２５が設けられている。この場合、クリーンユニット２２のチェンバー２２ａから外管２３ｂを通ってクリーンユニット２１のチェンバー２１ａ内に還流された（戻された）気体は、内管２３ａの一端に設けられたエアーブロッカー２５によりブロックされて流れの向きが垂直方向から水平方向に変えられるため、内管２３ａから吸気される気体と干渉せず、測定環境への擾乱が抑えられている。好適には、クリーンユニット２１のチェンバー２１ａ内にある２本管２３の吸入端および排気端（還流端）を、例えば第５図Ａ、第５図Ｂおよび第５図Ｃのいずれかに示すような形状とすることにより、吸気された気体の流速ベクトルと排気された気体、言い換えると還流された気体の流速ベクトルとが互いにほぼ平行になるように設定して、局所環境への擾乱を低減する。こうして、クリーンユニット２１のチェンバー２１ａ内の各測定点に対し、測定による擾乱を最小化して、被測定環境の清浄度を高精度で測定することができる。
第４図Ｂに示す２本管２３は円形断面の２本の管２３ｃ、２３ｄからなり、例えば管２３ｃが往路、管２３ｄが復路として用いられる。第４図Ｃに示す２本管２３は四角形断面の２本の管２３ｃ、２３ｄからなり、例えば管２３ｃが往路、管２３ｄが復路として用いられる。第４図Ｄに示す２本管２３は円形断面の２本の管２３ｃ、２３ｄをバインダー２３ｅで結合したものであり、例えば管２３ｃが往路、管２３ｄが復路として用いられる。
第６図は、第２の実施形態による高清浄度環境測定装置を用いて行った清浄度の実測値である。第６図において、△、□、○は塵埃フィルター２１ｂ、２２ｂとしてＨＥＰＡフィルターを用いたときの値（σは粒径０．１μｍのパーティクル（ダスト微粒子）の粉塵捕集効率を示す）、◎は塵埃フィルター２１ｂ、２２ｂとして自己発塵のないフィルター（ＵＬＰＡフィルター）を用いたときの値で、これによりＩＳＯ１−２級の極限高清浄度を、高い再現性で精度良く測定することが可能であることが分かる。
特に、第７図に示すように、被測定環境の体積Ｖが、パーティクルカウンタ１６を内部に格納できない程小さい場合にこの高清浄度環境測定装置は極めて有効である。
その際、清浄度測定時間をＴ、サンプリングの（吸引の）フローレートをＦとすると、
Ｖ／ＦＴ＞１                        （１）
望ましくは
Ｖ／ＦＴ＞１０                      （２）
となる条件で測定する。これは、浄化して還流される気体の体積がもともとの被測定空間の体積にくらべて小さくないと測定の実効性が担保できないからである。例えば、Ｖ＝８リットル、Ｔ＝１ｍｉｎ．、Ｆ＝０．１ｃｆ／ｍｉｎ．＝２．７リットル／ｍｉｎ．とすると、上記の最低条件（１）を満たしていることが分かる。
第８図はこの発明の第３の実施形態による高清浄度環境測定装置の断面図である。クリーンユニット３１が測定対象であり、そのチェンバー３１ａ内の清浄度を測定する場合について説明する。このクリーンユニット３１は第１図に示すものと同様な完全循環型のクリーンユニットであり、エア循環機構を有し、ファンによる送風動力を有する塵埃フィルター３１ｂと循環ダクト３１ｃによりチェンバー３１ａ内は高清浄環境に維持されている。
第８図に示すように、クリーンユニット３１のチェンバー３１ａと第１図に示すものと同様な完全循環型のクリーンユニット３２のチェンバー３２ａとを連結部１９を介して連結する。クリーンユニット３２はエア循環機構を有し、ファンによる送風動力を有する塵埃フィルター３２ｂと循環ダクト３２ｃによりチェンバー３２ａ内は例えばＩＳＯクラス１ないしクラス−１程度の高清浄環境に維持されている。クリーンユニット３１のチェンバー３１ａ内の清浄度の測定は、クリーンユニット３１、３２の外に置かれたパーティクルカウンタ１６により行う。パーティクルカウンタ１６の吸気孔１６ａに管１７の一端を取り付ける。この管１７はクリーンユニット３２に、配管を通す二つの孔を有する接続部２０の一つの孔を通って気密性を持つように接続されており、連結部１９を通ってクリーンユニット３１のチェンバー３１ａ内にこの管１７の他端があり、チェンバー３１ａ内の清浄度を測定することができるようになっている。パーティクルカウンタ１６の排気孔１６ｂには管１８の一端を取り付ける。この管１８の他端は接続部２０のもう一つの孔を通ってクリーンユニット３２のチェンバー３２ａ内にあり、パーティクルカウンタ１６からの排気をチェンバー３２ａ内に排気するようにする。排気された気体は、クリーンユニット３２の送風動力を有する塵埃フィルター３２ｂと循環ダクト３２ｃにより清浄化され、連結部１９を通って拡散した気体はクリーンユニット３１によりさらに清浄化されることになる。こうして、クリーンユニット３１のチェンバー３１ａ内の清浄度を、パーティクルカウンタ１６から発生するパーティクルの影響を受けることなく測定することができる。
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、材料、形状、配置などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、形状、配置などを用いてもよい。また、上述の第２の実施形態においては、複合管として２本管２３を用いる場合について説明したが、より一般的には、この２という数は管の本数というよりは、性質の異なる管のグループの数であると言うことができる。即ち、２本管２３の本数は２本に限られるものではなく、たとえば、（Ｎ＋Ｍ）本を用いて、Ｎ本を吸引に、Ｍ本を還流に用いてもよい。即ち、２本管２３は、吸引用のＮ本の管のグループと、還流用のＭ本の管のグループとからなる。また、作業空間の測定項目に関しては、清浄度以外のパラメーターについても測定器をパーティクルカウンタから、当該測定項目の測定器（湿度なら湿度計、化学物質濃度なら当該物質の検出器）に置き換えることで、全く同様に、被測定空間の局所環境への変化を最小にしつつ、真の値を測定することができることは言うまでもない。
以上説明したように、この発明によれば、局所的な清浄空間の清浄度を、被測定空間を乱すことなく、精度よく測定することができる。また、従来測定することが困難であったＩＳＯ−１以下の極限的高清浄度の測定が初めて可能になり、これによって、各種の生産プロセスにおいて環境に要求される清浄度を満たすことができ、装置作製の歩留まりが向上する。また、薄膜半導体、有機ＬＥＤデバイス、電子デバイスの製造が、塗布などにより（真空蒸着を用いることなく）簡便に、良く制御された超高清浄度環境下で行うことができるようになる。また、細胞培養やバイオプロセス処理、ナノ・バイオ融合が飛躍的な高清浄度下で行えるようになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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