ケミカルエアフィルタ運転制御システム
【課題】 製品表面に吸着する汚染物質を対象にして、この汚染物質を除去するフィルタの長寿命化を図るケミカルエアフィルタ運転制御システムを提供する。
【解決手段】 ケミカルエアフィルタ運転制御システム３０は、清浄空間４２を介して循環するエアの浄化に用いられるケミカルエアフィルタ４８の運転制御システムにおいて、汚染物質を除去するケミカルエアフィルタ４８と、前記ケミカルエアフィルタ４８にエアを通気させる風量調整手段とを前記清浄空間４２の入力段に設け、前記清浄空間４２に生じる前記汚染物質の検知センサ１０を前記清浄空間４２に設け、前記検知センサ１０の出力値変化の差分と予め設定された基準値とを比較し、当該比較値に応じて前記風量調整手段を制御する手段を設けた構成である。
【解決手段】 ケミカルエアフィルタ運転制御システム３０は、清浄空間４２を介して循環するエアの浄化に用いられるケミカルエアフィルタ４８の運転制御システムにおいて、汚染物質を除去するケミカルエアフィルタ４８と、前記ケミカルエアフィルタ４８にエアを通気させる風量調整手段とを前記清浄空間４２の入力段に設け、前記清浄空間４２に生じる前記汚染物質の検知センサ１０を前記清浄空間４２に設け、前記検知センサ１０の出力値変化の差分と予め設定された基準値とを比較し、当該比較値に応じて前記風量調整手段を制御する手段を設けた構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はケミカルエアフィルタ運転制御システムに係り、特にケミカルエアフィルタの通過風量を制御するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化に伴う微細化、多層化により、多種の不純物が半導体プロセスに種々の影響を与えている。半導体デバイスにおいては、シリコン元素以外の全ての元素、分子がピコグラム（１０−１２ｇ）程度の極微量レベルで半導体プロセスに多少の影響を与えることは周知の事実である。分子状汚染物質としては、金属、酸性ガス、アルカリ性ガス、ボロンやリンのドーパント、および有機物が挙げられ、半導体デバイス表面に付着しやすいものがデバイスに影響を与えると考えられている。例えば有機物では、クリーンルーム内に５０種類程度が存在しているが、その中で付着する有機物は特に沸点が高く、分子量の多い限られた有機物であることがわかっている。
【０００３】
この分子状汚染物質の除去手段として、主なものにケミカルエアフィルタがある。このケミカルエアフィルタは、主に活性炭を用いており、雰囲気中ほぼ全ての分子状汚染物質に対し有効な除去手段である。したがってクリーンルーム等の清浄空間を形成するためには、エアが清浄空間に供給される側にケミカルエアフィルタを設けて、清浄空間に供給されるエアから分子状汚染物質を除去している。
【０００４】
ところで、ケミカルエアフィルタの終点を検出するには、当該装置は、水晶振動子の電極上に所要のガス成分の吸着膜を設けたセンサをチャンバー内に設置すると共に、周波数検出器をセンサに接続した構成とし、周波数検出器でセンサに付着した汚染物質の量を共振周波数変化として取り出して、この共振周波数変化に基づきガス中成分を定量することによりケミカルエアフィルタの終点検知を行うようにした方法がある（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６８７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ケミカルエアフィルタを常時運転させると、例えば有機物に関してはケミカルエアフィルタの吸着サイトの大半を、製品表面に付着しにくい低・中沸点の有機物で占めてしまうことになり、ケミカルエアフィルタの寿命が短いという問題点があった。
【０００６】
また清浄空間内で突発的に製品表面に付着しやすい分子状汚染物質が発生した時、製品表面の汚染付着量をリアルタイムでモニタリングする方法がないため、ケミカルエアフィルタの通過風量は一定のままであり、発生した分子状汚染物質を完全に除去できるまでに時間がかかってしまう虞があった。
そのためケミカルエアフィルタの長寿命化および分子状汚染物質の発生時のすみやかな除去が必要であった。
【０００７】
本発明は、清浄空間内にある製品表面に付着する汚染物質をモニタリングすることで、汚染物質を除去するフィルタの長寿命化を図るケミカルエアフィルタ運転制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るケミカルエアフィルタ運転制御システムは、清浄空間を介して循環するエアの浄化に用いられるケミカルエアフィルタの運転制御システムにおいて、汚染物質を除去するケミカルエアフィルタと、前記ケミカルエアフィルタにエアを通気させる風量調整手段とを前記清浄空間の入力段に設け、前記清浄空間に生じる前記汚染物質の検知センサを前記清浄空間に設け、前記検知センサの出力値変化の差分と予め設定された基準値とを比較し、当該比較値に応じて前記風量調整手段を制御する手段を設けた、ことを特徴としている。
また前記清浄空間内に設けられる前記検知センサは、水晶振動子センサまたは表面弾性波センサであることを特徴としている。
【０００９】
また前記検知センサは、圧電基板上に電極を形成するとともに前記汚染物質の吸着膜を少なくとも前記電極上に形成してなり、前記吸着膜は、前記清浄空間内の製品表面と同じ物質からなる、ことを特徴としている。ここで前記清浄空間内の製品表面とは、前記清浄空間内で製作や保管される製品の表面のことをいう。
また前記清浄空間は、ミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブースまたはクリーンルームであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
検知センサが汚染物質を検知すると、検知センサの出力値が変化する。この変化の差分と基準値とを比較し、この比較値に応じて風量調整手段を制御すると、ケミカルエアフィルタの通過風量が変化する。そして清浄空間に汚染物質が増加して出力値変化の差分が基準値以上になった際にケミカルエアフィルタの通過風量を増加させると、汚染物質がエアによって清浄空間からすばやく排出されるとともに、排出された汚染物質をケミカルエアフィルタで取除くことができる。したがって清浄空間に何らかの要因により汚染物質が増加した際に、清浄空間から汚染物質をすばやく除去することができる。また汚染物質が減少して差分が基準値未満になった際に、ケミカルエアフィルタの通過風量を少なくするよう制御すると、ケミカルエアフィルタの負荷を最小限に抑えることができ、ケミカルエアフィルタの長寿命化を図ることができる。
【００１１】
また水晶振動子センサまたは表面弾性波センサ上に汚染物質が吸着するとセンサからの出力値である発振周波数が変化するので、この発振周波数を測定することにより清浄空間内の汚染物質が増加したか否かを判断することができる。また水晶振動子センサや表面弾性波センサは、センサ上に吸着する物質の質量によって発振周波数が変化するので、センサ表面に吸着する汚染物質の質量を測定することにより清浄空間内の汚染物質が増加したか否かを判断することもできる。
【００１２】
また清浄空間内にある製品表面と同じ物質が水晶振動子センサや表面弾性波センサ上にコーティングされているので、製品表面に付着する汚染物質が吸着膜上にも吸着する。したがって製品表面に吸着する汚染物質を対象にして汚染物質のモニタリングができるので、製品表面に吸着する汚染物質が清浄空間に増加したときにケミカルエアフィルタの通過風量を増やすことができ、ケミカルエアフィルタの長寿命化を図ることができる。
【００１３】
またミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブースまたはクリーンルーム内の汚染物質をモニタリングすることができ、汚染物質が増加したときでもすばやく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るケミカルエアフィルタ運転制御システムの最良の実施形態について説明する。本実施形態は、クリーンルームやミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブース等の清浄空間に供給されるエアから分子状汚染物質を除去するためのケミカルエアフィルタの運転制御システムであり、具体的にはケミカルエアフィルタの通過風量を制御するシステムである。
【００１５】
まず第１の実施形態について説明する。ケミカルエアフィルタ運転制御システムは、分子状汚染物質の検知センサとして水晶振動子センサまたは表面弾性波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：以下、ＳＡＷという）センサを用いる構成である。図１は水晶振動子センサの概略断面図である。前記水晶振動子センサ１０ａは、水晶基板１２の中央部両面に励振電極１４が設けられ、この励振電極１４上に分子状汚染物質を吸着する吸着膜１６が設けられている。前記励振電極１４は、例えば金等の金属によって形成され、水晶基板１２の端部等に形成された接続電極（不図示）と導通している。また吸着膜１６は、清浄空間にある製品表面と同一の材料で形成されており、例えば清浄空間においてシリコンを用いた半導体デバイスが製作される場合には、吸着膜１６がシリコン膜となる。この吸着膜１６は、図１では片方の励振電極１４上のみに形成されているが、両方の励振電極１４上に形成されてもよい。
【００１６】
図２は表面弾性波センサの説明図である。なお図２（ａ）は概略平面図であり、同図（ｂ）は概略断面図である。前記ＳＡＷセンサ１０ｂは、水晶基板２０の片面に櫛型電極（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：以下、ＩＤＴという）２２が設けられ、ＳＡＷの伝搬方向におけるＩＤＴ２２の両端に反射器２６が設けられている。ＩＤＴ２２は、複数の電極指２４を有し、この電極指２４の一端を短絡させた構成の電極を備え、この電極を対向させて電極指２４を交互にかみ合わせることにより形成されている。このようなＩＤＴ２２は、水晶基板２０上に形成された接続電極（不図示）と導通している。また前記反射器２６は、ＩＤＴ２２の電極指２４と平行に形成された複数の電極指２８を備えた構成である。そしてＩＤＴ２２および反射器２６が設けられた水晶基板２０上には、吸着膜２９が設けられている。この吸着膜２９は、清浄空間にある製品表面と同一の材料で形成されており、例えば清浄空間において、シリコンウエハを用いて半導体デバイスが製作される場合には、吸着膜２９がシリコン膜となる。
【００１７】
なお水晶振動子センサ１０ａとＳＡＷセンサ１０ｂとを比較した場合、ＳＡＷセンサ１０ｂは水晶振動子センサ１０ａに比べて高い周波数で発振することが可能である。そしてケミカルエアフィルタ運転制御システムでは、検知センサの発振周波数を高くすると分解能が上がるので、高い検出感度を必要とするときはＳＡＷセンサ１０ｂを用いるのが好ましい。
【００１８】
図３はケミカルエアフィルタ運転制御システムを説明するブロック図である。ケミカルエアフィルタ運転制御システム３０は、次のような構成になっている。すなわち水晶振動子センサ１０ａまたはＳＡＷセンサ１０ｂは、これらを発振させるための発振回路３２に接続されている。具体的には、発振回路３２は検知センサ１０（１０ａ，１０ｂ）の前記接続電極と電気的に接続されている。そして発振回路３２は、検知センサ１０の発振周波数を測定する周波数測定手段３４に接続されている。なお周波数測定手段３４は、後述する演算制御手段３６（３６ａ，３６ｂ）に接続されており、発振回路３２および周波数測定手段３４と共にコントローラ３８内に設けられている。
【００１９】
ここで検知センサ１０は、吸着膜１６，２９上に物質が吸着すると吸着物質の質量によって発振周波数が変化するものである。すなわち検知センサ１０の発振周波数は、吸着膜１６，２９上に物質が吸着していない段階を基準周波数にすると、吸着膜１６，２９上に物質が吸着することにより前記基準周波数から低下する方向に変化する。
【００２０】
図４はケミカルエアフィルタ運転制御システム３０を清浄空間設備に適用した説明図である。清浄空間設備４０は、半導体の処理製造、製品や治具類の保管等をする清浄空間４２と、この清浄空間４２の上側に位置して、清浄空間４２にエアを供給する上部空間４４とを備える。またエアの循環経路として、清浄空間４２から排出されるエアを受け入れて、上部空間４４へ戻すレタン空間４６とを備えている。すなわち清浄空間４２は、上部から清浄なエアを取り入れ、清浄空間４２の下部側面から清浄空間４２内の塵埃と共にエアを排出する構成である。
【００２１】
前記清浄空間４２の上部、すなわち清浄空間４２と上部空間４４との間には、エアから分子状汚染物質を除去するケミカルエアフィルタ（ＣＡＦ）４８と、塵埃を除去する高性能（ＨＥＰＡ）フィルタまたは超高性能（ＵＬＰＡ）フィルタとが設けられている。なお以下では、ＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタをＨＥＰＡフィルタ等５０と省略する。そして、これらのＣＡＦ４８およびＨＥＰＡフィルタ等５０の上部には、清浄空間４２にエアを供給するファン５２が設けられている。このファン５２がＣＡＦ４８にエアを通気させる風量調整手段となる。なお図４において、各フィルタ４８，５０およびファン５２は、清浄空間４２の上部に１つ設けられた形態で記載されているが、この形態に限定されることはなく、清浄空間４２内を清浄に保つように設置位置や数を適宜設定すればよい。
【００２２】
そして清浄空間４２には、分子状汚染物質の検知センサ１０が設けられている。この検知センサ１０は、清浄空間４２内に１つ設けられてもよく、２つ以上設けられてもよい。なお複数の検知センサ１０を設ける場合、各検知センサ１０の吸着膜１６，２９を異なる種類の材料で形成してもよい。前記コントローラ３８は、清浄空間設備４０の外部に設けられて、検知センサ１０およびファン５２に接続されている。そしてコントローラ３８に設けられた演算制御手段３６ａは、検知センサ１０の発振周波数が変化するときの差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）を求め、この検出値と予め記憶された基準値とを比較するものである。この基準値は、清浄空間４２に要求される清浄度に合わせて設定されている。また演算制御手段３６ａは、検知センサ１０で分子状汚染物質を検出したときの発振周波数の変化量、すなわち検出値と基準値との比較結果（比較値）に応じてファン５２の回転数を制御するものであり、清浄空間４２へ供給するエアの量を調整可能にしている。
また清浄空間４２の下部には、清浄空間４２内のエアの一部を清浄空間設備４０の外部へ排気するための手段５４が設けられている。
【００２３】
このような清浄空間４２の上側、すなわちフィルタ４８，５０およびファン５２の上側は上部空間４４であり、この上部空間４４には、レタン空間４６を介して塵埃等を含むエアが清浄空間４２から供給される。また上部空間４４には、塵埃等を除去したエアを清浄空間設備４０の外部から吸気する手段５６が設けられている。
【００２４】
次に、ケミカルエアフィルタ運転制御システム３０の作用について説明する。清浄空間４２は、ファン５２が回転することによりＣＡＦ４８とＨＥＰＡフィルタ等５０とをエアが通過し、分子状汚染物質および塵埃の除去されたエアが供給される。この供給されたエアは、清浄空間４２を通過するときに分子状汚染物質や塵埃を含み、清浄空間４２から排出される。そして排出されたエアは、レタン空間４６を介して上部空間４４へ供給される。これによりエアは清浄空間設備４０を循環する。なお清浄空間４２へのエア供給量は、通常時は清浄空間４２に要求される清浄度を満たす量（最小風量）に設定されている。
【００２５】
このとき清浄空間４２内、すなわち製品に吸着する分子状汚染物質を検知するために、発振回路３２により検知センサ１０を発振させ、周波数測定手段３４により検知センサ１０の発振周波数を測定している。演算制御手段３６ａは、周波数測定手段３４で得られた検知センサ１０の発振周波数を入力する。
【００２６】
そして検知センサ１０に分子状汚染物質が吸着すると検知センサ１０の発振周波数が変化し、演算制御手段３６ａによってこれらの発振周波数の差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）が求められる。演算制御手段３６ａは、この検出値と予め記憶された基準値とを比較して、検出値が基準値以上であればファン５２に対して回転数を上げる信号を出力する。ファン５２は、この信号を入力すると回転数を上昇させる。これによりＣＡＦ４８とＨＥＰＡフィルタ等５０とを通過する風量が上昇し、清浄空間４２に供給されるエア量が増加する。したがって清浄空間４２内の分子状汚染物質はエア量の増加に伴って短時間で排出されるので、清浄空間４２内の分子状汚染物質を短時間で除去することが可能になる。
【００２７】
また清浄空間４２内の分子状汚染物質が減少していくと、検知センサ１０の発振周波数の変化量が小さくなる。このとき演算制御手段３６ａは、検知センサ１０における検出値と基準値とを比較して、検出値が基準値未満であれば、ファン５２に対して回転数を下げる信号を出力する。ファン５２は、この信号を入力すると回転数を下降させる。これによりＣＡＦ４８とＨＥＰＡフィルタ等５０とを通過する風量が下降し、清浄空間４２に供給されるエア量が減少し、通常時のエア供給量に戻すことが可能になる。
【００２８】
このように検知センサ１０は、水晶基板１２，２０上に電極を設けるとともに、清浄空間４２内にある製品表面と同じ物質からなる吸着膜１６，２９を少なくとも前記電極上に設けたので、製品表面に付着する分子状汚染物質を対象にして常時測定することができる。この検知センサ１０は、吸着膜１６，２９に分子状汚染物質が吸着すると、発振周波数が変化するので、検知センサ１０の発振周波数変化を検知することにより、清浄空間４２内に分子状汚染物質が存在していることがわかる。そして検知センサ１０の発振周波数の変化量（検出値）を基準値と比較することにより、清浄空間４２内が要求されている清浄度になっているか否か、すなわち清浄空間４２内において製品表面に付着する分子状汚染物質が多いか少ないかを判断することができる。
【００２９】
この検出値と基準値とを比較したときに、検出値が基準値以上であれば清浄空間４２に要求される清浄度に到達していないと判断できるので、ファン５２を制御してＣＡＦ４８やＨＥＰＡフィルタ等５０を通過するエアの風量を多くし、すなわち清浄空間４２へのエアの供給量を多くして清浄空間４２内から分子状汚染物質を排出し、清浄空間４２内の分子状汚染物質を短時間で除去することができる。
【００３０】
また清浄空間４２内の分子状汚染物質が除去されて清浄空間４２が要求される清浄度に到達すると、検知センサ１０の発振周波数の変化量は小さくなり、検出値が基準値未満になる。この状態になると、ファン５２を制御してＣＡＦ４８やＨＥＰＡフィルタ等５０を通過するエアの風量を少なくして、清浄空間４２に供給するエアを最小風量に戻すことができる。したがって、ＣＡＦ４８やＨＥＰＡフィルタ等５０に供給されるエアの量は、常に清浄空間４２内の分子状汚染物質を除去するために多くしている必要がなく、清浄空間４２内に分子状汚染物質が増えたときに増加するので、ＣＡＦ４８の負荷を最小限に抑えることができ、ＣＡＦ４８の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
なお上述した実施形態では、水晶振動子センサ１０ａおよびＳＡＷセンサ１０ｂは水晶基板を用いた形態について説明したが、他の圧電材料からなる圧電基板を用いることもできる。この場合、例えばタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム、酸化亜鉛等の圧電材料から形成された圧電基板上に励振電極またはＩＤＴ等を形成することにより、振動子センサやＳＡＷセンサを形成することができる。
【００３２】
また検知センサ１０は、検知センサ１０上に吸着する分子状汚染物質の質量によって発振周波数が変化するものである。したがって検知センサ１０から出力される発振周波数を質量に換算し、質量変化の差分と基準値とを比較し、当該比較値に応じてファン５２の回転数を制御してもよい。
また検知センサは、吸着膜を設けない構成にすることもできる。
【００３３】
次に、第２の実施形態について説明する。なお第２の実施形態では、第１の実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図５はケミカルエアフィルタ運転制御システムを清浄空間設備に適用した説明図である。清浄空間設備６０は清浄空間６２を備え、この清浄空間６２の上部にＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタが設けられている。なお以下では、ＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタをＨＥＰＡフィルタ等５０と省略する。このＨＥＰＡフィルタ等５０の上側には、ＨＥＰＡフィルタ等５０に一定風量のエアを供給するファン６３が設けられている。また清浄空間６２には、塵埃等を除去したエアを清浄空間設備６０の外部から吸気する手段５６が設けられ、下部には、清浄空間６２内のエアの一部を清浄空間設備６０の外部へ排気するための手段５４が設けられている。
【００３４】
この清浄空間６２の下部側面から清浄空間６２内の塵埃と共にエアを排出する構成であり、当該排出口とファン６３とがレタンダクト６４により接続して、清浄空間６２を介してエアが循環する構成である。このレタンダクト６４は、その間において２経路に分かれており、一方の経路６４ａにはモータダンパ６６が設けられ、他方の経路６４ｂにはモータダンパ６８とその後段にＣＡＦ４８とが設けられている。この他方の経路６４ｂに設けられたモータダンパ６８が、ＣＡＦ４８にエアを通気させる風量調整手段となる。
【００３５】
この清浄空間６２には、検知センサ１０が設けられている。この検知センサ１０には、第１の実施形態で説明した水晶振動子センサやＳＡＷセンサを用いればよい。そして検知センサ１０は、発振回路３２、周波数測定手段３４および演算制御手段３６ｂが設けられたコントローラ３８に接続されている。前記演算制御手段３６ｂは、検知センサ１０の発振周波数が変化するときの差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）を求め、この検出値と予め記憶された基準値とを比較するものである。また演算制御手段３６ｂは、レタンダクト６４における２経路のそれぞれに設けられたモータダンパ６６，６８と接続し、検知センサ１０で分子状汚染物質を検出したときの発振周波数の変化量、すなわち検出値と基準値との比較結果（比較値）に応じて各モータダンパ６６，６８の開度をそれぞれ調整するものである。
【００３６】
次に、ケミカルエアフィルタ運転制御システムの作用について説明する。清浄空間６２は、ファン６３が回転することによりＨＥＰＡフィルタ等５０をエアが通過し、塵埃の除去されたエアが供給される。この供給されたエアは、清浄空間６２を通過するときに塵埃を含み、清浄空間６２から排出される。そして排出されたエアは、レタンダクト６４における一方の経路６４ａを介してファン６３に供給される。このとき一方の経路６４ａに設けられたモータダンパ６６の開度は１００％であり、他方の経路６４ｂに設けられたモータダンパ６８は閉止されている。このような清浄空間設備６０は、レタンダクト６４を介して清浄空間６２内のレタンエアをファン６３により循環させている。
【００３７】
このとき清浄空間６２内、すなわち製品に吸着する分子状汚染物質を検知するために、発振回路３２により検知センサ１０を発振させ、周波数測定手段３４により検知センサ１０の発振周波数を測定している。演算制御手段３６ｂは、周波数測定手段３４で得られた検知センサ１０の発振周波数を入力する。
【００３８】
そして検知センサ１０に分子状汚染物質が吸着すると検知センサ１０の発振周波数が変化し、演算制御手段３６ｂによって発振周波数の差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）が求められる。演算制御手段３６ｂは、この検出値と予め記憶された基準値とを比較して、検出値が基準値以上であれば一方の経路６４ａに設けられたモータダンパ６６に対して開度を絞る信号を出力すると共に、他方の経路６４ｂに設けられたモータダンパ６８に対して開度を上げる信号を出力する。各モータダンパ６６，６８は信号を入力すると、信号に応じて開度を調整する。これによりエアがＣＡＦ４８に供給されるので、このＣＡＦ４８によって分子状汚染物質が除去される。また検知センサ１０の発振周波数の変化量に応じてＣＡＦ４８の前段にあるモータダンパ６８の開度を調整すると、すなわち発振周波数の変化量が大きい程ＣＡＦ４８前段のモータダンパ６８の開度を大きくすると、清浄空間６２内の分子状汚染物質をすばやく除去することが可能になる。なお各モータダンパ６６，６８の開度を合計したときに、常に１００％になるよう制御すれば、ＨＥＰＡフィルタ等５０の通過風量を一定にすることが可能になる。
【００３９】
また清浄空間６２内の分子状汚染物質が減少していくと、検知センサ１０の発振周波数の変化量が小さくなる。このとき演算制御手段３６ｂは、検知センサ１０における検出値と基準値とを比較して検出値が基準値未満であれば、ＣＡＦ４８の前段に設けられたモータダンパ６８に対して閉止する信号を出力すると共に、一方の経路６４ａに設けられたモータダンパ６６に対して開度を１００％にする信号を出力する。各モータダンパ６６，６８は信号を入力すると、信号に応じて開度を調整する。これによりエアがＣＡＦ４８に供給されず、一方の経路６４ａを介してエアが循環する。
【００４０】
このように検知センサ１０の発振周波数の変化量と基準値とを比較したときに、変化量が基準値以上であれば清浄空間６２に要求される清浄度に到達していないと判断できるので、一方の経路６４ａに設けられているモータダンパ６６の開度を下げると共に、ＣＡＦ４８の前段にあるモータダンパ６８の開度を上げてＣＡＦ４８にエアを供給することで、清浄空間６２内の分子状汚染物質を短時間で除去することができる。
【００４１】
また清浄空間６２内の分子状汚染物質が除去されて清浄空間６２が要求される清浄度に到達すると、検知センサ１０の発振周波数の変化量は小さくなり、検出値が基準値未満になる。この状態になると、ＣＡＦ４８の前段にあるモータダンパ６８を閉止し、一方の経路６４ａにあるモータダンパ６６の開度を１００％にするので、ＣＡＦ４８の負荷を最小限に抑えることができ、ＣＡＦ４８の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
さらに清浄空間６２には、常に一定風量のエアを供給することができる。したがって清浄空間に供給されるエアの量が変化する場合、エアの供給量が多くなると、清浄空間に要求される清浄度によっては塵埃等が舞い上がる虞があるが、本実施形態ではこのような塵埃が舞い上がる虞は生じない。
【００４３】
また検知センサ１０は、検知センサ１０上に吸着する分子状汚染物質の質量によって発振周波数が変化するものである。したがって検知センサ１０から出力される発振周波数を質量に換算し、質量変化の差分と基準値とを比較し、当該比較値に応じてモータダンパ６８の開度を制御してもよい。
また検知センサは、吸着膜を設けない構成にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】水晶振動子センサの概略断面図である。
【図２】表面弾性波センサの説明図である。
【図３】ケミカルエアフィルタ運転制御システムを説明するブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係り、ケミカルエアフィルタ運転制御システムを清浄空間設備に適用した説明図である。
【図５】第２の実施形態に係り、ケミカルエアフィルタ運転制御システムを清浄空間設備に適用した説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０………検知センサ、３０………ケミカルエアフィルタ運転制御システム、３２………発振回路、３４………周波数測定手段、３６（３６ａ，３６ｂ）………演算制御手段、４２………清浄空間、４８………ケミカルエアフィルタ（ＣＡＦ）、５０………ＨＥＰＡフィルタ等、５２………ファン、６２………清浄空間、６３………ファン、６６，６８………モータダンパ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はケミカルエアフィルタ運転制御システムに係り、特にケミカルエアフィルタの通過風量を制御するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化に伴う微細化、多層化により、多種の不純物が半導体プロセスに種々の影響を与えている。半導体デバイスにおいては、シリコン元素以外の全ての元素、分子がピコグラム（１０−１２ｇ）程度の極微量レベルで半導体プロセスに多少の影響を与えることは周知の事実である。分子状汚染物質としては、金属、酸性ガス、アルカリ性ガス、ボロンやリンのドーパント、および有機物が挙げられ、半導体デバイス表面に付着しやすいものがデバイスに影響を与えると考えられている。例えば有機物では、クリーンルーム内に５０種類程度が存在しているが、その中で付着する有機物は特に沸点が高く、分子量の多い限られた有機物であることがわかっている。
【０００３】
この分子状汚染物質の除去手段として、主なものにケミカルエアフィルタがある。このケミカルエアフィルタは、主に活性炭を用いており、雰囲気中ほぼ全ての分子状汚染物質に対し有効な除去手段である。したがってクリーンルーム等の清浄空間を形成するためには、エアが清浄空間に供給される側にケミカルエアフィルタを設けて、清浄空間に供給されるエアから分子状汚染物質を除去している。
【０００４】
ところで、ケミカルエアフィルタの終点を検出するには、当該装置は、水晶振動子の電極上に所要のガス成分の吸着膜を設けたセンサをチャンバー内に設置すると共に、周波数検出器をセンサに接続した構成とし、周波数検出器でセンサに付着した汚染物質の量を共振周波数変化として取り出して、この共振周波数変化に基づきガス中成分を定量することによりケミカルエアフィルタの終点検知を行うようにした方法がある（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６８７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ケミカルエアフィルタを常時運転させると、例えば有機物に関してはケミカルエアフィルタの吸着サイトの大半を、製品表面に付着しにくい低・中沸点の有機物で占めてしまうことになり、ケミカルエアフィルタの寿命が短いという問題点があった。
【０００６】
また清浄空間内で突発的に製品表面に付着しやすい分子状汚染物質が発生した時、製品表面の汚染付着量をリアルタイムでモニタリングする方法がないため、ケミカルエアフィルタの通過風量は一定のままであり、発生した分子状汚染物質を完全に除去できるまでに時間がかかってしまう虞があった。
そのためケミカルエアフィルタの長寿命化および分子状汚染物質の発生時のすみやかな除去が必要であった。
【０００７】
本発明は、清浄空間内にある製品表面に付着する汚染物質をモニタリングすることで、汚染物質を除去するフィルタの長寿命化を図るケミカルエアフィルタ運転制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るケミカルエアフィルタ運転制御システムは、清浄空間を介して循環するエアの浄化に用いられるケミカルエアフィルタの運転制御システムにおいて、汚染物質を除去するケミカルエアフィルタと、前記ケミカルエアフィルタにエアを通気させる風量調整手段とを前記清浄空間の入力段に設け、前記清浄空間に生じる前記汚染物質の検知センサを前記清浄空間に設け、前記検知センサの出力値変化の差分と予め設定された基準値とを比較し、当該比較値に応じて前記風量調整手段を制御する手段を設けた、ことを特徴としている。
また前記清浄空間内に設けられる前記検知センサは、水晶振動子センサまたは表面弾性波センサであることを特徴としている。
【０００９】
また前記検知センサは、圧電基板上に電極を形成するとともに前記汚染物質の吸着膜を少なくとも前記電極上に形成してなり、前記吸着膜は、前記清浄空間内の製品表面と同じ物質からなる、ことを特徴としている。ここで前記清浄空間内の製品表面とは、前記清浄空間内で製作や保管される製品の表面のことをいう。
また前記清浄空間は、ミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブースまたはクリーンルームであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
検知センサが汚染物質を検知すると、検知センサの出力値が変化する。この変化の差分と基準値とを比較し、この比較値に応じて風量調整手段を制御すると、ケミカルエアフィルタの通過風量が変化する。そして清浄空間に汚染物質が増加して出力値変化の差分が基準値以上になった際にケミカルエアフィルタの通過風量を増加させると、汚染物質がエアによって清浄空間からすばやく排出されるとともに、排出された汚染物質をケミカルエアフィルタで取除くことができる。したがって清浄空間に何らかの要因により汚染物質が増加した際に、清浄空間から汚染物質をすばやく除去することができる。また汚染物質が減少して差分が基準値未満になった際に、ケミカルエアフィルタの通過風量を少なくするよう制御すると、ケミカルエアフィルタの負荷を最小限に抑えることができ、ケミカルエアフィルタの長寿命化を図ることができる。
【００１１】
また水晶振動子センサまたは表面弾性波センサ上に汚染物質が吸着するとセンサからの出力値である発振周波数が変化するので、この発振周波数を測定することにより清浄空間内の汚染物質が増加したか否かを判断することができる。また水晶振動子センサや表面弾性波センサは、センサ上に吸着する物質の質量によって発振周波数が変化するので、センサ表面に吸着する汚染物質の質量を測定することにより清浄空間内の汚染物質が増加したか否かを判断することもできる。
【００１２】
また清浄空間内にある製品表面と同じ物質が水晶振動子センサや表面弾性波センサ上にコーティングされているので、製品表面に付着する汚染物質が吸着膜上にも吸着する。したがって製品表面に吸着する汚染物質を対象にして汚染物質のモニタリングができるので、製品表面に吸着する汚染物質が清浄空間に増加したときにケミカルエアフィルタの通過風量を増やすことができ、ケミカルエアフィルタの長寿命化を図ることができる。
【００１３】
またミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブースまたはクリーンルーム内の汚染物質をモニタリングすることができ、汚染物質が増加したときでもすばやく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るケミカルエアフィルタ運転制御システムの最良の実施形態について説明する。本実施形態は、クリーンルームやミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブース等の清浄空間に供給されるエアから分子状汚染物質を除去するためのケミカルエアフィルタの運転制御システムであり、具体的にはケミカルエアフィルタの通過風量を制御するシステムである。
【００１５】
まず第１の実施形態について説明する。ケミカルエアフィルタ運転制御システムは、分子状汚染物質の検知センサとして水晶振動子センサまたは表面弾性波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：以下、ＳＡＷという）センサを用いる構成である。図１は水晶振動子センサの概略断面図である。前記水晶振動子センサ１０ａは、水晶基板１２の中央部両面に励振電極１４が設けられ、この励振電極１４上に分子状汚染物質を吸着する吸着膜１６が設けられている。前記励振電極１４は、例えば金等の金属によって形成され、水晶基板１２の端部等に形成された接続電極（不図示）と導通している。また吸着膜１６は、清浄空間にある製品表面と同一の材料で形成されており、例えば清浄空間においてシリコンを用いた半導体デバイスが製作される場合には、吸着膜１６がシリコン膜となる。この吸着膜１６は、図１では片方の励振電極１４上のみに形成されているが、両方の励振電極１４上に形成されてもよい。
【００１６】
図２は表面弾性波センサの説明図である。なお図２（ａ）は概略平面図であり、同図（ｂ）は概略断面図である。前記ＳＡＷセンサ１０ｂは、水晶基板２０の片面に櫛型電極（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：以下、ＩＤＴという）２２が設けられ、ＳＡＷの伝搬方向におけるＩＤＴ２２の両端に反射器２６が設けられている。ＩＤＴ２２は、複数の電極指２４を有し、この電極指２４の一端を短絡させた構成の電極を備え、この電極を対向させて電極指２４を交互にかみ合わせることにより形成されている。このようなＩＤＴ２２は、水晶基板２０上に形成された接続電極（不図示）と導通している。また前記反射器２６は、ＩＤＴ２２の電極指２４と平行に形成された複数の電極指２８を備えた構成である。そしてＩＤＴ２２および反射器２６が設けられた水晶基板２０上には、吸着膜２９が設けられている。この吸着膜２９は、清浄空間にある製品表面と同一の材料で形成されており、例えば清浄空間において、シリコンウエハを用いて半導体デバイスが製作される場合には、吸着膜２９がシリコン膜となる。
【００１７】
なお水晶振動子センサ１０ａとＳＡＷセンサ１０ｂとを比較した場合、ＳＡＷセンサ１０ｂは水晶振動子センサ１０ａに比べて高い周波数で発振することが可能である。そしてケミカルエアフィルタ運転制御システムでは、検知センサの発振周波数を高くすると分解能が上がるので、高い検出感度を必要とするときはＳＡＷセンサ１０ｂを用いるのが好ましい。
【００１８】
図３はケミカルエアフィルタ運転制御システムを説明するブロック図である。ケミカルエアフィルタ運転制御システム３０は、次のような構成になっている。すなわち水晶振動子センサ１０ａまたはＳＡＷセンサ１０ｂは、これらを発振させるための発振回路３２に接続されている。具体的には、発振回路３２は検知センサ１０（１０ａ，１０ｂ）の前記接続電極と電気的に接続されている。そして発振回路３２は、検知センサ１０の発振周波数を測定する周波数測定手段３４に接続されている。なお周波数測定手段３４は、後述する演算制御手段３６（３６ａ，３６ｂ）に接続されており、発振回路３２および周波数測定手段３４と共にコントローラ３８内に設けられている。
【００１９】
ここで検知センサ１０は、吸着膜１６，２９上に物質が吸着すると吸着物質の質量によって発振周波数が変化するものである。すなわち検知センサ１０の発振周波数は、吸着膜１６，２９上に物質が吸着していない段階を基準周波数にすると、吸着膜１６，２９上に物質が吸着することにより前記基準周波数から低下する方向に変化する。
【００２０】
図４はケミカルエアフィルタ運転制御システム３０を清浄空間設備に適用した説明図である。清浄空間設備４０は、半導体の処理製造、製品や治具類の保管等をする清浄空間４２と、この清浄空間４２の上側に位置して、清浄空間４２にエアを供給する上部空間４４とを備える。またエアの循環経路として、清浄空間４２から排出されるエアを受け入れて、上部空間４４へ戻すレタン空間４６とを備えている。すなわち清浄空間４２は、上部から清浄なエアを取り入れ、清浄空間４２の下部側面から清浄空間４２内の塵埃と共にエアを排出する構成である。
【００２１】
前記清浄空間４２の上部、すなわち清浄空間４２と上部空間４４との間には、エアから分子状汚染物質を除去するケミカルエアフィルタ（ＣＡＦ）４８と、塵埃を除去する高性能（ＨＥＰＡ）フィルタまたは超高性能（ＵＬＰＡ）フィルタとが設けられている。なお以下では、ＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタをＨＥＰＡフィルタ等５０と省略する。そして、これらのＣＡＦ４８およびＨＥＰＡフィルタ等５０の上部には、清浄空間４２にエアを供給するファン５２が設けられている。このファン５２がＣＡＦ４８にエアを通気させる風量調整手段となる。なお図４において、各フィルタ４８，５０およびファン５２は、清浄空間４２の上部に１つ設けられた形態で記載されているが、この形態に限定されることはなく、清浄空間４２内を清浄に保つように設置位置や数を適宜設定すればよい。
【００２２】
そして清浄空間４２には、分子状汚染物質の検知センサ１０が設けられている。この検知センサ１０は、清浄空間４２内に１つ設けられてもよく、２つ以上設けられてもよい。なお複数の検知センサ１０を設ける場合、各検知センサ１０の吸着膜１６，２９を異なる種類の材料で形成してもよい。前記コントローラ３８は、清浄空間設備４０の外部に設けられて、検知センサ１０およびファン５２に接続されている。そしてコントローラ３８に設けられた演算制御手段３６ａは、検知センサ１０の発振周波数が変化するときの差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）を求め、この検出値と予め記憶された基準値とを比較するものである。この基準値は、清浄空間４２に要求される清浄度に合わせて設定されている。また演算制御手段３６ａは、検知センサ１０で分子状汚染物質を検出したときの発振周波数の変化量、すなわち検出値と基準値との比較結果（比較値）に応じてファン５２の回転数を制御するものであり、清浄空間４２へ供給するエアの量を調整可能にしている。
また清浄空間４２の下部には、清浄空間４２内のエアの一部を清浄空間設備４０の外部へ排気するための手段５４が設けられている。
【００２３】
このような清浄空間４２の上側、すなわちフィルタ４８，５０およびファン５２の上側は上部空間４４であり、この上部空間４４には、レタン空間４６を介して塵埃等を含むエアが清浄空間４２から供給される。また上部空間４４には、塵埃等を除去したエアを清浄空間設備４０の外部から吸気する手段５６が設けられている。
【００２４】
次に、ケミカルエアフィルタ運転制御システム３０の作用について説明する。清浄空間４２は、ファン５２が回転することによりＣＡＦ４８とＨＥＰＡフィルタ等５０とをエアが通過し、分子状汚染物質および塵埃の除去されたエアが供給される。この供給されたエアは、清浄空間４２を通過するときに分子状汚染物質や塵埃を含み、清浄空間４２から排出される。そして排出されたエアは、レタン空間４６を介して上部空間４４へ供給される。これによりエアは清浄空間設備４０を循環する。なお清浄空間４２へのエア供給量は、通常時は清浄空間４２に要求される清浄度を満たす量（最小風量）に設定されている。
【００２５】
このとき清浄空間４２内、すなわち製品に吸着する分子状汚染物質を検知するために、発振回路３２により検知センサ１０を発振させ、周波数測定手段３４により検知センサ１０の発振周波数を測定している。演算制御手段３６ａは、周波数測定手段３４で得られた検知センサ１０の発振周波数を入力する。
【００２６】
そして検知センサ１０に分子状汚染物質が吸着すると検知センサ１０の発振周波数が変化し、演算制御手段３６ａによってこれらの発振周波数の差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）が求められる。演算制御手段３６ａは、この検出値と予め記憶された基準値とを比較して、検出値が基準値以上であればファン５２に対して回転数を上げる信号を出力する。ファン５２は、この信号を入力すると回転数を上昇させる。これによりＣＡＦ４８とＨＥＰＡフィルタ等５０とを通過する風量が上昇し、清浄空間４２に供給されるエア量が増加する。したがって清浄空間４２内の分子状汚染物質はエア量の増加に伴って短時間で排出されるので、清浄空間４２内の分子状汚染物質を短時間で除去することが可能になる。
【００２７】
また清浄空間４２内の分子状汚染物質が減少していくと、検知センサ１０の発振周波数の変化量が小さくなる。このとき演算制御手段３６ａは、検知センサ１０における検出値と基準値とを比較して、検出値が基準値未満であれば、ファン５２に対して回転数を下げる信号を出力する。ファン５２は、この信号を入力すると回転数を下降させる。これによりＣＡＦ４８とＨＥＰＡフィルタ等５０とを通過する風量が下降し、清浄空間４２に供給されるエア量が減少し、通常時のエア供給量に戻すことが可能になる。
【００２８】
このように検知センサ１０は、水晶基板１２，２０上に電極を設けるとともに、清浄空間４２内にある製品表面と同じ物質からなる吸着膜１６，２９を少なくとも前記電極上に設けたので、製品表面に付着する分子状汚染物質を対象にして常時測定することができる。この検知センサ１０は、吸着膜１６，２９に分子状汚染物質が吸着すると、発振周波数が変化するので、検知センサ１０の発振周波数変化を検知することにより、清浄空間４２内に分子状汚染物質が存在していることがわかる。そして検知センサ１０の発振周波数の変化量（検出値）を基準値と比較することにより、清浄空間４２内が要求されている清浄度になっているか否か、すなわち清浄空間４２内において製品表面に付着する分子状汚染物質が多いか少ないかを判断することができる。
【００２９】
この検出値と基準値とを比較したときに、検出値が基準値以上であれば清浄空間４２に要求される清浄度に到達していないと判断できるので、ファン５２を制御してＣＡＦ４８やＨＥＰＡフィルタ等５０を通過するエアの風量を多くし、すなわち清浄空間４２へのエアの供給量を多くして清浄空間４２内から分子状汚染物質を排出し、清浄空間４２内の分子状汚染物質を短時間で除去することができる。
【００３０】
また清浄空間４２内の分子状汚染物質が除去されて清浄空間４２が要求される清浄度に到達すると、検知センサ１０の発振周波数の変化量は小さくなり、検出値が基準値未満になる。この状態になると、ファン５２を制御してＣＡＦ４８やＨＥＰＡフィルタ等５０を通過するエアの風量を少なくして、清浄空間４２に供給するエアを最小風量に戻すことができる。したがって、ＣＡＦ４８やＨＥＰＡフィルタ等５０に供給されるエアの量は、常に清浄空間４２内の分子状汚染物質を除去するために多くしている必要がなく、清浄空間４２内に分子状汚染物質が増えたときに増加するので、ＣＡＦ４８の負荷を最小限に抑えることができ、ＣＡＦ４８の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
なお上述した実施形態では、水晶振動子センサ１０ａおよびＳＡＷセンサ１０ｂは水晶基板を用いた形態について説明したが、他の圧電材料からなる圧電基板を用いることもできる。この場合、例えばタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム、酸化亜鉛等の圧電材料から形成された圧電基板上に励振電極またはＩＤＴ等を形成することにより、振動子センサやＳＡＷセンサを形成することができる。
【００３２】
また検知センサ１０は、検知センサ１０上に吸着する分子状汚染物質の質量によって発振周波数が変化するものである。したがって検知センサ１０から出力される発振周波数を質量に換算し、質量変化の差分と基準値とを比較し、当該比較値に応じてファン５２の回転数を制御してもよい。
また検知センサは、吸着膜を設けない構成にすることもできる。
【００３３】
次に、第２の実施形態について説明する。なお第２の実施形態では、第１の実施形態と同構成の部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。図５はケミカルエアフィルタ運転制御システムを清浄空間設備に適用した説明図である。清浄空間設備６０は清浄空間６２を備え、この清浄空間６２の上部にＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタが設けられている。なお以下では、ＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタをＨＥＰＡフィルタ等５０と省略する。このＨＥＰＡフィルタ等５０の上側には、ＨＥＰＡフィルタ等５０に一定風量のエアを供給するファン６３が設けられている。また清浄空間６２には、塵埃等を除去したエアを清浄空間設備６０の外部から吸気する手段５６が設けられ、下部には、清浄空間６２内のエアの一部を清浄空間設備６０の外部へ排気するための手段５４が設けられている。
【００３４】
この清浄空間６２の下部側面から清浄空間６２内の塵埃と共にエアを排出する構成であり、当該排出口とファン６３とがレタンダクト６４により接続して、清浄空間６２を介してエアが循環する構成である。このレタンダクト６４は、その間において２経路に分かれており、一方の経路６４ａにはモータダンパ６６が設けられ、他方の経路６４ｂにはモータダンパ６８とその後段にＣＡＦ４８とが設けられている。この他方の経路６４ｂに設けられたモータダンパ６８が、ＣＡＦ４８にエアを通気させる風量調整手段となる。
【００３５】
この清浄空間６２には、検知センサ１０が設けられている。この検知センサ１０には、第１の実施形態で説明した水晶振動子センサやＳＡＷセンサを用いればよい。そして検知センサ１０は、発振回路３２、周波数測定手段３４および演算制御手段３６ｂが設けられたコントローラ３８に接続されている。前記演算制御手段３６ｂは、検知センサ１０の発振周波数が変化するときの差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）を求め、この検出値と予め記憶された基準値とを比較するものである。また演算制御手段３６ｂは、レタンダクト６４における２経路のそれぞれに設けられたモータダンパ６６，６８と接続し、検知センサ１０で分子状汚染物質を検出したときの発振周波数の変化量、すなわち検出値と基準値との比較結果（比較値）に応じて各モータダンパ６６，６８の開度をそれぞれ調整するものである。
【００３６】
次に、ケミカルエアフィルタ運転制御システムの作用について説明する。清浄空間６２は、ファン６３が回転することによりＨＥＰＡフィルタ等５０をエアが通過し、塵埃の除去されたエアが供給される。この供給されたエアは、清浄空間６２を通過するときに塵埃を含み、清浄空間６２から排出される。そして排出されたエアは、レタンダクト６４における一方の経路６４ａを介してファン６３に供給される。このとき一方の経路６４ａに設けられたモータダンパ６６の開度は１００％であり、他方の経路６４ｂに設けられたモータダンパ６８は閉止されている。このような清浄空間設備６０は、レタンダクト６４を介して清浄空間６２内のレタンエアをファン６３により循環させている。
【００３７】
このとき清浄空間６２内、すなわち製品に吸着する分子状汚染物質を検知するために、発振回路３２により検知センサ１０を発振させ、周波数測定手段３４により検知センサ１０の発振周波数を測定している。演算制御手段３６ｂは、周波数測定手段３４で得られた検知センサ１０の発振周波数を入力する。
【００３８】
そして検知センサ１０に分子状汚染物質が吸着すると検知センサ１０の発振周波数が変化し、演算制御手段３６ｂによって発振周波数の差分、すなわち発振周波数の変化量（検出値）が求められる。演算制御手段３６ｂは、この検出値と予め記憶された基準値とを比較して、検出値が基準値以上であれば一方の経路６４ａに設けられたモータダンパ６６に対して開度を絞る信号を出力すると共に、他方の経路６４ｂに設けられたモータダンパ６８に対して開度を上げる信号を出力する。各モータダンパ６６，６８は信号を入力すると、信号に応じて開度を調整する。これによりエアがＣＡＦ４８に供給されるので、このＣＡＦ４８によって分子状汚染物質が除去される。また検知センサ１０の発振周波数の変化量に応じてＣＡＦ４８の前段にあるモータダンパ６８の開度を調整すると、すなわち発振周波数の変化量が大きい程ＣＡＦ４８前段のモータダンパ６８の開度を大きくすると、清浄空間６２内の分子状汚染物質をすばやく除去することが可能になる。なお各モータダンパ６６，６８の開度を合計したときに、常に１００％になるよう制御すれば、ＨＥＰＡフィルタ等５０の通過風量を一定にすることが可能になる。
【００３９】
また清浄空間６２内の分子状汚染物質が減少していくと、検知センサ１０の発振周波数の変化量が小さくなる。このとき演算制御手段３６ｂは、検知センサ１０における検出値と基準値とを比較して検出値が基準値未満であれば、ＣＡＦ４８の前段に設けられたモータダンパ６８に対して閉止する信号を出力すると共に、一方の経路６４ａに設けられたモータダンパ６６に対して開度を１００％にする信号を出力する。各モータダンパ６６，６８は信号を入力すると、信号に応じて開度を調整する。これによりエアがＣＡＦ４８に供給されず、一方の経路６４ａを介してエアが循環する。
【００４０】
このように検知センサ１０の発振周波数の変化量と基準値とを比較したときに、変化量が基準値以上であれば清浄空間６２に要求される清浄度に到達していないと判断できるので、一方の経路６４ａに設けられているモータダンパ６６の開度を下げると共に、ＣＡＦ４８の前段にあるモータダンパ６８の開度を上げてＣＡＦ４８にエアを供給することで、清浄空間６２内の分子状汚染物質を短時間で除去することができる。
【００４１】
また清浄空間６２内の分子状汚染物質が除去されて清浄空間６２が要求される清浄度に到達すると、検知センサ１０の発振周波数の変化量は小さくなり、検出値が基準値未満になる。この状態になると、ＣＡＦ４８の前段にあるモータダンパ６８を閉止し、一方の経路６４ａにあるモータダンパ６６の開度を１００％にするので、ＣＡＦ４８の負荷を最小限に抑えることができ、ＣＡＦ４８の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
さらに清浄空間６２には、常に一定風量のエアを供給することができる。したがって清浄空間に供給されるエアの量が変化する場合、エアの供給量が多くなると、清浄空間に要求される清浄度によっては塵埃等が舞い上がる虞があるが、本実施形態ではこのような塵埃が舞い上がる虞は生じない。
【００４３】
また検知センサ１０は、検知センサ１０上に吸着する分子状汚染物質の質量によって発振周波数が変化するものである。したがって検知センサ１０から出力される発振周波数を質量に換算し、質量変化の差分と基準値とを比較し、当該比較値に応じてモータダンパ６８の開度を制御してもよい。
また検知センサは、吸着膜を設けない構成にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】水晶振動子センサの概略断面図である。
【図２】表面弾性波センサの説明図である。
【図３】ケミカルエアフィルタ運転制御システムを説明するブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係り、ケミカルエアフィルタ運転制御システムを清浄空間設備に適用した説明図である。
【図５】第２の実施形態に係り、ケミカルエアフィルタ運転制御システムを清浄空間設備に適用した説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０………検知センサ、３０………ケミカルエアフィルタ運転制御システム、３２………発振回路、３４………周波数測定手段、３６（３６ａ，３６ｂ）………演算制御手段、４２………清浄空間、４８………ケミカルエアフィルタ（ＣＡＦ）、５０………ＨＥＰＡフィルタ等、５２………ファン、６２………清浄空間、６３………ファン、６６，６８………モータダンパ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄空間を介して循環するエアの浄化に用いられるケミカルエアフィルタの運転制御システムにおいて、
汚染物質を除去するケミカルエアフィルタと、前記ケミカルエアフィルタにエアを通気させる風量調整手段とを前記清浄空間の入力段に設け、
前記清浄空間に生じる前記汚染物質の検知センサを前記清浄空間に設け、
前記検知センサの出力値変化の差分と予め設定された基準値とを比較し、当該比較値に応じて前記風量調整手段を制御する手段を設けた、
ことを特徴とするケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【請求項２】
前記清浄空間内に設けられる前記検知センサは、水晶振動子センサまたは表面弾性波センサであることを特徴とする請求項１に記載のケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【請求項３】
前記検知センサは、圧電基板上に電極を形成するとともに前記汚染物質の吸着膜を少なくとも前記電極上に形成してなり、
前記吸着膜は、前記清浄空間内の製品表面と同じ物質からなる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【請求項４】
前記清浄空間は、ミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブースまたはクリーンルームであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【請求項１】
清浄空間を介して循環するエアの浄化に用いられるケミカルエアフィルタの運転制御システムにおいて、
汚染物質を除去するケミカルエアフィルタと、前記ケミカルエアフィルタにエアを通気させる風量調整手段とを前記清浄空間の入力段に設け、
前記清浄空間に生じる前記汚染物質の検知センサを前記清浄空間に設け、
前記検知センサの出力値変化の差分と予め設定された基準値とを比較し、当該比較値に応じて前記風量調整手段を制御する手段を設けた、
ことを特徴とするケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【請求項２】
前記清浄空間内に設けられる前記検知センサは、水晶振動子センサまたは表面弾性波センサであることを特徴とする請求項１に記載のケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【請求項３】
前記検知センサは、圧電基板上に電極を形成するとともに前記汚染物質の吸着膜を少なくとも前記電極上に形成してなり、
前記吸着膜は、前記清浄空間内の製品表面と同じ物質からなる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【請求項４】
前記清浄空間は、ミニエンバイロメント、ストッカ、クリーンブースまたはクリーンルームであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のケミカルエアフィルタ運転制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１０５５４０（Ｐ２００６−１０５５４０Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９５２９２（Ｐ２００４−２９５２９２）
【出願日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【出願人】（０００００５４５２）日立プラント建設株式会社 (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月７日（２００４．１０．７）
【出願人】（０００００５４５２）日立プラント建設株式会社 (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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