(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体導入路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く切換手段と、前記流体導入路の各々に弁を介して接続されて測定ガスを吸引するための吸引手段と、前記弁を各々独立して制御するとともに、前記切換手段によって前記流体導入路のうちの１つが選択されたとき、その選択された流体導入路に接続された弁を閉じ、その他の弁は開放するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするガス分析装置用切換装置。
【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測定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】
従来より、クリーンルーム等のガス濃度を測定する際には、クリーンルーム内の測定箇所の空気を流体導入管によってガス分析装置に導入し、アンモニアガス等の濃度をサブｐｐｂレベルまで測定することが行われている。一般に、測定箇所は複数あって、その複数箇所から複数の流体導入管によって空気を導入し、その流体導入管を切換装置を用いて切り換えて、選択された測定ガスがガス分析装置へ導入されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ガス分析装置は一般に測定箇所から離れた位置に配置され、その間は流体導入管で接続されており、場合によっては５０ｍ程度離れていることもある。このように測定箇所と分析装置が離れてくると、測定ガスを送る流体導入管内に前回測定したガスが残っていたり、流体導入管の壁面に前回測定したガス成分が付着してしまったりすることがあり、これにより前回測定されたガスの影響を受けるという問題が発生する。たとえば、ある時点における測定箇所のアンモニアガスの濃度が比較的高く、次の時点において濃度は前回より低くなっていたという場合を考えると、前の時点における流体導入管内の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、次の時点における測定値に誤差を生ずる。
【０００４】
このようなコンタミネーションは、特に、クリーンルーム内のアンモニアガス測定等のように、低濃度のガスを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。
【０００５】
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。
【０００６】
【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、複数の流体導入路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と、前記流体導入路の各々に接続されて測定ガスを吸引するための吸引手段とによってガス分析装置用切換装置を構成した。
【０００７】
各流体導入路は弁を介して吸引手段と接続されるようにし、これらの弁を各々独立して制御するようにすることができる。
【０００８】
上記制御は、例えば、流体導入路のうちの１つが選択されたとき、その選択された流体導入路に接続された弁を閉じ、その他の弁は開放するようにする。
【０００９】
【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。
【００１０】
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。
【００１１】
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２３を介して受け測定結果を出力する出力装置２４（ＣＲＴ、ＬＣＤ、プリンタ等）とを備えている。
【００１２】
切換装置２２の上流側において、各流体導入管ｚ，ａ，ｂ，…，ｎの途中にはそれぞれ吸引管５１ｚ，５１ａ，５１ｂ，…，５１ｎが接続され、これらの吸引管５１は電磁弁５２ｚ，５２ａ，５２ｂ，…，５２ｎを介して吸引ポンプ５３に接続されている。電磁弁５２ｚ，５２ａ，５２ｂ，…，５２ｎは制御装置２３からの指令により各々独立して開閉制御される。また吸引ポンプ５３も制御装置２３によって駆動制御される。
【００１３】
吸引ポンプ５３の吸引流量は後述するポンプ２６の吸引流量より多く、１０〜２０リットル／分程度である（ポンプ２６は１リットル／分程度）。
【００１４】
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。
【００１５】
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３２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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
はじめに、制御装置２３は、例えば電磁弁５２ａを閉じ、残りのすべての電磁弁を開放し（図４（ｆ）（ｇ）（ｈ））、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、流体導入管ａから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））。
【００１９】
Ａ室からの測定ガスが流体導入管ａからガス分析部２１へ送られている間、他の流体導入管からの測定ガスは各電磁弁５２を介して吸引ポンプ５３によって多量に吸引される。
【００２０】
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）に捕集され洗浄される。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。
【００２１】
次に、制御装置２３は、電磁弁５２ｂを閉じ、残りのすべての電磁弁を開放し（図４（ｆ）（ｇ）（ｈ））、流体導入管ｂから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（ｃ））。その間他の流体導入管から測定ガスは吸引ポンプ５３によって多量に吸引される。以下、Ｎ室の測定ガス導入まで同様の動作が繰り返される（図４（ｄ））。
【００２２】
上記のような本発明のガス分析装置を用いれば、流体導入管の長さが長い場合であっても、吸引ポンプ５３の吸引によってガス流量が多くなるため、流体導入管内の残留ガスや付着ガスの影響を受けにくくなり、前回の測定ガスの影響が少なくなる。
【００２３】
発明者らの実験によれば、吸引ポンプ５３を付けない従来タイプの装置の場合、測定ガスはポンプ２６だけで吸入されるので応答（測定値を測定量の真の値で除したもの）が悪かった。すなわち、５０ｍの流体導入管を使用し、２４時間経過後した場合でも応答は悪く７５％程度であった。これに対して、上記装置を用いて、測定開始前に吸引ポンプ５３により１５リットル／分の吸入量で１時間吸引を行ったところ、測定開始後１時間経過時の応答は９３％、２時間経過時の応答は９７％であり、コンタミネーションの少ない測定結果が得られた。なお、前もって吸引させる時間を増加させることによって、その後の応答は良くなる。
【００２４】
上記実施例においては、流体導入管のすべてについて吸引ポンプ５３によって吸引するようにしたが、所定の流体導入管だけを吸引ポンプ５３によって吸引し、他の流体導入管はポンプ２６によって吸入するようにしてもよい。そうすれば吸引ポンプ５３の容量は小さくてすむという利点がある。
【００２５】
ところで、各流体導入管からの吸入量を増加させるため、従来タイプの装置において、ポンプ２６により多量に吸入を行うことも考えられるが、そうすると拡散スクラバー２５にかなりの負圧がかかり、測定ガスばかりでなく吸収液（純水）も吸引されてしまい、ポンプ２６に水分が入ってしまうという問題が生じる。また拡散スクラバー２５の上流側にポンプを配置するということも考えられるが、そうするとポンプ内から発生するアンモニアが拡散スクラバー２５に入ってしまい、微量アンモニアの測定が  不可能になるという問題が生じる。これに対して、本発明によれば、切換装置２２の上流側に吸引ポンプ５３を配置しているので、上記のような問題を発生させることなく、コンタミネーションの少ない正確な測定を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、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。
【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
５１ｚ，５１ａ，５１ｂ，…，５１ｎ  吸引管
５２ｚ，５２ａ，５２ｂ，…，５２ｎ  電磁弁
５３  吸引ポンプ
ｚ，ａ，ｂ，…，ｎ  流体導入管
【図１】
0003601635.tif 000002
【図２】
0003601635.tif 000003
【図３】
0003601635.tif 000004
【図４】
0003601635.tif 000005