JP3574341B2

JP3574341B2 - Apparatus and method for measuring concentration of gaseous pollutants

Info

Publication number: JP3574341B2
Application number: JP35794198A
Authority: JP
Inventors: 俊男向; 正巳高須賀; 猛海老根; 一田村; 周似米田
Original assignee: Sharp Corp; Techno Ryowa Ltd
Current assignee: Sharp Corp; Techno Ryowa Ltd
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2018-12-16
Also published as: JP2000180348A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム内等の空気中に含まれるアンモニアガスもしくは酸性ガスの濃度を測定するガス状汚染物質の濃度測定装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、最先端の工業用クリーンルームでは、製造プロセスでの使用薬品やクリーンルームの構成材料等の種々の要因に起因する空気中のガス状汚染物質が問題となっている。特に、アンモニアは、半導体製造のリソグラフィ工程において化学増幅型レジストと反応し、パターン不良の原因となる場合や、ステッパの光学系に対して曇りにより照度を低下させる原因となる場合があった。
【０００３】
図６に、超清浄のクリーンルームにおける空気中の粒子状汚染物質の重量濃度（以下、粒子濃度という）及びガス状汚染物質の重量濃度（以下、化学汚染濃度という）を示す（第１４回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会予稿集、１１７〜１１９頁）。この図に示すように、一般的なクリーンルームのアンモニアガスの濃度が１０^１μｇ／ｍ^３程度であるのに対して、清浄度が６４Ｍ〜１６Ｍクラスのクリーンルームでは、粒子濃度は１０^−６μｇ／ｍ^３から１０^−５μｇ／ｍ^３程度となっている。この場合には、クリーンルーム内の空気中におけるアンモニアガスの濃度は、粒子濃度の約１０^６倍と非常に大きい。
【０００４】
一方、従来より、アンモニア分析装置によって、クリーンルーム内のアンモニアガスの濃度測定が行われている。このアンモニア分析装置としては、拡散スクラバ法を用いてガスの捕集を行い、捕集したガスの濃度をイオンクロマトグラフによって分析する装置が知られている。
【０００５】
例えば、特開平１０−９０２４１号公報記載の装置は、それぞれ拡散スクラバを備えた２台の気体採取装置と、それぞれ異なる拡散スクラバに対して作動する２台の送液ポンプと、各拡散スクラバと各送液ポンプとの流路を切替える流路切替装置と、イオンクロマトグラフとを備えている。そして、流路切替装置の切替により、一方の送液ポンプに接続された拡散スクラバが測定状態にあり、その拡散スクラバで吸収された分析対象気体がイオンクロマトグラフによって分析されている間に、他方の送液ポンプに接続された拡散スクラバは並行して予備運転が実行される。
【０００６】
また、アンモニア対策として、活性炭やイオン交換繊維等からなるケミカルフィルタが開発されており、このケミカルフィルタを用いた空調設備により汚染対策がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のアンモニア分析装置は、機器が高価で、大型かつ重量が大であり、取り扱いが困難であるという問題があった。また、拡散スクラバ法に使用される吸収液やイオンクロマトグラフに使用される溶離液の交換が必要であるという面倒があった。また、１回の測定において、例えば予備運転、リンス、サンプリング、及び分離分析といった処理が必要であり、１時間に４点、もしくは２０分で１点といったような測定しか行うことができず、リアルタイム測定が困難であった。更に、従来のアンモニア分析装置では、定量下限が１０^−２μｇ／ｍ^３程度であり、実際にはより低いものが望まれている。
【０００８】
一方、ケミカルフィルタを用いる場合には、フィルタに寿命があり、頻繁にメンテナンスを行う必要があるという問題があった。特に、極微量のアンモニアガスをモニタリングしてフィルタの交換時期を判定する方法等、交換時期を知る方法が簡便でないという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、小型かつ軽量、安価であって、取り扱いが容易であり、リアルタイム計測が可能であって、アンモニア等のガス状汚染物質の定量下限を下げることができるガス状汚染物質の濃度測定装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するため、請求項１記載の発明は、空気中のガス状汚染物質の濃度を測定するガス状汚染物質の濃度測定装置において、前記ガス状汚染物質と反応することにより粒子化する反応用ガスを発生するガス発生手段と、前記反応用ガス中の粒子を除去したガス成分と前記ガス状汚染物質中の粒子を除去したガス成分とを混合させる混合手段と、前記反応用ガス中のガス成分と前記ガス状汚染物質中のガス成分とが反応することによって発生する粒子を計数する計数手段と、前記計数手段による計数の結果に基づき、前記ガス状汚染物質の濃度を算出する濃度算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明を方法の観点から捉えたものであり、空気中のガス状汚染物質の濃度を測定するガス状汚染物質の濃度測定方法において、前記ガス状汚染物質と反応することにより粒子化する反応用ガスを発生させ、前記反応用ガス中の粒子を除去したガス成分と前記ガス状汚染物質中の粒子を除去したガス成分とを混合させることにより、前記反応用ガス中のガス成分と前記ガス状汚染物質中のガス成分とを反応させ、前記反応によって発生する粒子を計数手段によって計数し、前記計数手段による計数の結果に基づき、前記ガス状汚染物質の濃度を算出することを特徴とする。
【００１２】
請求項１又は６記載の発明によれば、以下のような作用効果が得られる。すなわち、例えばクリーンルーム内等において、空気を取り込み、反応用ガスと混合させる。これにより、空気中のガス状汚染物質と反応用ガスとが反応し、粒子化する。この粒子をパーティクルカウンタ等の計数手段によって計数し、その計数の結果から空気中のガス状汚染物質の濃度を算出する。このように、簡単な構成で測定装置を実現することができるため、小型かつ軽量で、安価であり、取り扱いが容易な装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定装置は、請求項１記載の発明において、前記ガス状汚染物質がアンモニアガスであり、前記反応用ガスが酸性ガスであることを特徴としている。
請求項７記載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定方法は、請求項２記載の発明を方法の観点で捉えたものであり、請求項６記載の発明において、前記ガス状汚染物質がアンモニアガスであり、前記反応用ガスが酸性ガスであることを特徴としている。
【００１４】
一般に、アンモニアは、塩化水素等の酸性ガスと非常に反応し易く、これらの混合によって粒子が発生し易い。また、図６に示すように、一般的なクリーンルーム内のアンモニアガスの濃度が１０^１μｇ／ｍ^３程度であるのに対して、清浄度が６４Ｍ〜１６Ｍクラスのクリーンルームでは、粒子濃度が１０^−６μｇ／ｍ^３から１０^−５μｇ／ｍ^３程度となっている。すなわち、クリーンルーム内で計測される粒子状汚染物質の濃度に比較して、アンモニアガスの濃度は１０^６倍程度であるため、酸性ガスと反応して生成される粒子の数も多くなる。このため、通常のパーティクルカウンタによって生成粒子の数を測定することが可能である。
【００１５】
請求項２又は７記載の発明によれば、イオンクロマトグラフのような方法を用いることなく、酸性ガスとアンモニアガスとを反応させてその結果発生する粒子をパーティクルカウンタで計測するのみでよいため、アンモニアガスをリアルタイムに計測することができる。また、酸性ガスの濃度は、アンモニアガスの濃度よりやや濃いめ程度でよいため、装置の腐食対策等が不要であり、一般のパーティクルカウンタを使用することができる。更に、アンモニアと酸性ガスとは反応して粒子化し易く、パーティクルカウンタでそれらの粒子数等を計測することによってアンモニアの濃度を測定するため、アンモニアの定量下限を下げることが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定装置は、請求項１記載の発明において、前記ガス状汚染物質が酸性ガスであり、前記反応用ガスがアンモニアガスであることを特徴としている。
請求項８記載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定方法は、請求項３記載の発明を方法の観点から捉えたものであり、請求項６記載の発明において、前記ガス状汚染物質が酸性ガスであり、前記反応用ガスがアンモニアガスであることを特徴としている。
【００１７】
請求項３又は８記載の発明によれば、アンモニアガスと酸性ガスとを反応させて、その結果発生する粒子をパーティクルカウンタで計測するのみでよいため、塩化水素（ＨＣＬ）、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）もしくは硝酸（ＨＮＯ_３）等の酸性ガスの総量をリアルタイムに計測することができる。また、アンモニアガスの濃度は、酸性ガスの濃度よりやや濃いめ程度でよいため、装置の腐食対策等が不要であり、一般のパーティクルカウンタを使用することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定装置は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記計数手段が、前記空気が供給され、該空気中に含まれる粒子を計測することにより清浄度を測定するように構成されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、計数手段を、空気中の清浄度を測定するように構成することによって、ガス状汚染物質の測定と清浄度の測定とを兼用させることができる。また、空気の清浄度を測定するために従来から使用されているパーティクルカウンタ等の計数手段に、ガス発生手段、混合手段、及び濃度算出手段からなるユニットを取り付ける構成とすることも可能である。これにより、装置をより安価なものとすることができる。
【００２０】
請求項５記載の発明によるガス状汚染物質の濃度測定装置は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、前記混合手段に、前記ガス状汚染物質と前記反応用ガスとによる粒子化を促進する手段を設けたことを特徴としている。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、混合手段に、例えば紫外線又はコロナ放電等の粒子化及び粒子の大型化を促進する手段を設けることにより、ガス状汚染物質と反応用ガスの混合による粒子化率が低い場合、もしくは発生する粒子が小さい場合等においても測定が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガス状汚染物質の濃度測定装置及び測定方法の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。本実施の形態では、クリーンルーム内の空気中のガス状汚染物質の濃度測定を例として説明する。また、ガス状汚染物質としてアンモニアの濃度を測定するアンモニアガス濃度測定装置について説明する。
【００２３】
［１．第１の実施の形態］
［１−１．構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態によるアンモニアガス濃度測定装置１の構成を示す図である。同図において、２は粒子除去フィルタであり、採取口３から取り込まれたクリーンルーム内の空気（ＡＩＲ）が配管４によって供給され、その空気中に含まれる粒子を除去してガス成分のみとする。５は酸性ガス発生装置であり、塩化水素（ＨＣｌ）等の酸性ガスを発生する。この酸性ガスの濃度は、クリーンルーム内に存在すると予想されるアンモニアガスの濃度よりも濃いめに設定されている。７は粒子除去フィルタであり、酸性ガス発生装置５から発生する酸性ガスが配管６を介して供給され、これを通過させることによって、酸性ガス中の粒子を除去してガス成分のみとする。
【００２４】
また、８はガス成分の混合手段である配管であり、上記粒子除去フィルタ２を通過した空気中のガス成分、及び粒子除去フィルタ７を通過した酸性ガス中のガス成分が、この配管８内で混合され、空気中のガス成分のうちのアンモニアガスと、酸性ガスとが反応し、粒子化してアンモニウム塩の粒子（酸性ガスが塩化水素の場合、塩化アンモニウム塩の粒子）が発生するようになっている。
【００２５】
９は計数手段としてのパーティクルカウンタであり、例えばレーザ・パーティクルカウンタであって、上記配管８において発生した粒子の粒径及び粒子数を測定する。ここで、レーザ・パーティクルカウンタを用いた場合、粒径が０．１μｍ以上の粒子を粒径別に計数することができ、累計することもできる。なお、図６において示したように、例えば清浄度が６４Ｍ〜１６Ｍクラスのクリーンルームでは、アンモニアガスの濃度が１０^１μｇ／ｍ^３に対して、粒子濃度は１０^−６μｇ／ｍ^３から１０^−５μｇ／ｍ^３程度となっている。すなわち、クリーンルーム内で計測される粒子状汚染物質の重量濃度に比較して、アンモニアガスの重量濃度は１０^６倍程度であるため、酸性ガスと反応して生成される粒子の数も多くなる。このため、通常のパーティクルカウンタによって生成粒子の数を測定することができる。
【００２６】
１０は濃度算出部であり、パーティクルカウンタ９によって測定される粒径及び粒子数に基づき、アンモニアガスの濃度を算出する。なお、発生する粒子の粒径及び粒子数、酸性ガスの種類と濃度、アンモニアガスの濃度との関係を、換算率として予め実験によって算出しておく。濃度算出部１０は、この換算率に基づいてアンモニアガスの濃度を算出する。
【００２７】
１１はケミカルフィルタであり、パーティクルカウンタ９を通過した酸性ガスの余剰分が配管１２を介して供給されるものであって、これを吸着させて除去するように配置されている。１３は粒子除去フィルタであり、ケミカルフィルタ１１を通過したガスから粒子を除去するように設置されている。これにより、アンモニアガス濃度測定装置１から清浄空気が排出されるようになっている。
【００２８】
なお、本実施の形態の基本的な構成を採用するに当たって、本発明の発明者は、図２に示すような簡易実験により、アンモニアガスと塩化水素（ＨＣｌ）の反応及び粒子化を確認した。同図に示すように、５００ｃｃのビーカー２１に２８％アンモニア水を希釈した希薄アンモニア水を作り、閾値（約２×１０^３μｇ／ｍ^３）程度とした。また、５００ｃｃのビーカー２２に３５％の塩化水素水溶液を数滴落とし、ガスを発生させた。そして、上記アンモニア水から発生するアンモニアガスをフィルタ２３に通すと共に、塩化水素のガスをフィルタ２４に通して、それらを混合させた。この結果発生した粒子を、パーティクルカウンタ２５によって計測したところ、０．３μｍ以上の粒子が１００万個／リットル以上計測された。
【００２９】
［１−２．作用・効果］
次に、以上のような構成を有する本実施の形態の作用について説明する。
図１において、まず、アンモニアガスを含むクリーンルーム内の空気が、採取口３から取り込まれ、配管４を介して粒子除去フィルタ２を通過する。この粒子除去フィルタ２により、空気中の粒子が除去されガス成分のみとなる。一方、酸性ガス発生装置５から塩化水素等の酸性ガスが発生し、配管６を介して粒子除去フィルタ７を通過する。そして、この粒子除去フィルタ７により粒子が除去されガス成分のみとなる。
【００３０】
上記粒子除去フィルタ２及び７をそれぞれ通過したガス成分は、配管８において混合され、酸性ガスとアンモニアガスとが反応し、粒子化してアンモニウム塩となる。そして、パーティクルカウンタ９によって、この粒子の粒径及び粒子数が測定され、濃度算出部１０によってアンモニアガスの濃度が算出される。このとき、上述したように、予め実験によって算出しておいた換算率に基づいてアンモニアガス濃度が算出される。
その後、パーティクルカウンタ９を通過した酸性ガスの余剰分がケミカルフィルタ１１によって吸着除去され、粒子除去フィルタ１３を通過することによって清浄空気となり、アンモニアガス濃度測定装置１から排出される。
【００３１】
なお、クリーンルーム内において、酸性ガスと反応して粒子を発生する塩基性ガスはアンモニア以外考えられないため、上述したようにアンモニアガスを同定することができ、粒径と粒子数によって定量することができる。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、クリーンルーム内の空気中に含まれるアンモニアガスの濃度を測定するために、酸性ガス発生装置５、粒子除去フィルタ２，７、パーティクルカウンタ９、濃度算出部１０、及びケミカルフィルタ１１を備えるという簡単な構成でよいため、小型かつ軽量で、安価であって、取り扱いが容易な装置を提供することができる。また、イオンクロマトグラフ等のような方法を用いずに、酸性ガスと反応させてその結果発生する粒子をパーティクルカウンタ９で計測するのみでよいため、リアルタイムに計測を行うことが可能となる。
【００３３】
更に、クリーンルーム内のアンモニアガス、及び反応させる酸性ガスは、両方とも濃度としては希薄であるため、腐食対策等が不要であり、一般のパーティクルカウンタを使用することができる。また、アンモニアと酸性ガスとは反応して粒子化し易く、パーティクルカウンタでそれらの粒子数等を計測することは、比較的容易であるため、アンモニアの定量下限を下げることが可能となる。
【００３４】
［２．第２の実施の形態］
［２−１．構成］
図３は、本発明の第２の実施の形態によるアンモニアガス濃度測定装置３２の構成を示す図である。本実施の形態によるアンモニアガス濃度測定装置３２は、従来からクリーンルーム内の清浄度を監視するために設置されるパーティクルカウンタ３１に、濃度測定ユニット３３を付加する構成となっている。なお、本実施の形態では、清浄度監視システム３０内に設けられているパーティクルカウンタ３１に濃度測定ユニット３３を接続する構成としている。
【００３５】
図３において、濃度測定ユニット３３は、図１に示す第１の実施の形態によるアンモニアガス濃度測定装置１と同様に、粒子除去フィルタ２，７、採取口３、酸性ガス発生装置５、配管６，８、及び濃度算出部１０から構成されている。
【００３６】
また、清浄度監視システム３０の採取口３４から取り込まれるクリーンルーム内の空気は、配管３５によって濃度測定ユニット３３に供給されるか、もしくは配管３６によってパーティクルカウンタ３１に供給されるようになっている。ここで、配管３５に切換バルブ３７が設けられると共に、配管３６に切換バルブ３８が設けられている。すなわち、クリーンルーム内の空気が濃度測定ユニット３３に供給される場合は、切換バルブ３７が開、切換バルブ３８が閉となり、パーティクルカウンタ３１に供給される場合は、切換バルブ３８が開、切換バルブ３７が閉となるように構成されている。
【００３７】
更に、配管８は上記配管３６を介してパーティクルカウンタ３１に接続されている。この配管８には切換バルブ３９が設けられており、濃度測定ユニット３３において発生する粒子がパーティクルカウンタ３１に供給される場合は、この切換バルブ３９が開となるように設定されている。
【００３８】
また、パーティクルカウンタ３１によって測定された粒径及び粒子数が、外部出力として濃度測定ユニット３３内の濃度算出部１０に供給されるようになっている。更に、パーティクルカウンタ３１には配管４０が設けられており、この配管４０には切換バルブ４１が設けられている。また、配管４０には配管１２が接続されており、配管１２には切換バルブ４２が設けられている。すなわち、パーティクルカウンタ３１にクリーンルーム内の空気が直接取り込まれている場合、切換バルブ４１が開、切換バルブ４２が閉となって、粒子を計数した後の空気が外部に排出されるようになっている。一方、パーティクルカウンタ３１に濃度測定ユニット３２からの粒子が供給されている場合は、切換バルブ４２が開、切換バルブ４１が閉となって、酸性ガスの余剰分がケミカルフィルタ１１に供給されるようになっている。
【００３９】
［２−２．作用・効果］
次に、以上のような構成を有する本実施の形態の作用について説明する。
まず、従来のクリーンルームの清浄度測定の場合は、切換バルブ３８，４１が開となり、切換バルブ３７，３９，４２が閉となる。そして、清浄度監視システム３０の採取口３４に取り込まれるクリーンルーム内の空気は、配管３６によってパーティクルカウンタ３１に供給される。それによって空気中の粒子の粒径及び数が計測され、図示しない制御部においてクリーンルーム内の空気の清浄度が測定される。
【００４０】
一方、濃度測定ユニット３３によってアンモニアガスの濃度が測定される場合は、切換バルブ３７，３９，４２が開となり、切換バルブ３８，４１が閉となる。これにより、清浄度監視システム３０の採取口３４に取り込まれるクリーンルーム内の空気は、配管３５によって濃度測定ユニット３３に供給される。そして、第１の実施の形態と同様に空気中のアンモニアガスと酸性ガスとが反応して粒子化すると、この粒子が配管８によってパーティクルカウンタ３１に供給され、粒径及び粒子数が測定される。この測定結果は、濃度測定ユニット３３内の濃度算出部１０に供給され、濃度算出部１０によりアンモニアガスの濃度が算出される。また、パーティクルカウンタ３１を通過した酸性ガスの余剰分が、配管１２を介して濃度測定ユニット３３に供給され、ケミカルフィルタ１１及び粒子除去フィルタ１３を通過して清浄空気として排出される。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、クリーンルーム内の空気をパーティクルカウンタ３１に手動又は自動切替によって直接導入することにより、従来の清浄度測定のための粒子測定と、アンモニアガス濃度測定とを兼用することができる。すなわち、従来から使用しているパーティクルカウンタ３１に濃度測定ユニット３３を付加するだけでよいため、より装置を安価なものとすることができる。
【００４２】
また、上述したように、多点清浄度モニタリングシステム等の既存のシステムに追加することが可能であるため、１台の濃度測定装置によって、クリーンルーム内の多点の清浄度測定とアンモニアガスの測定とが可能となり、より高効率の測定装置が得られる。
【００４３】
［３．その他の実施の形態］
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような各種態様も可能である。例えば、図４に示すように、空気中のガス成分と酸性ガスのガス成分を混合する配管８において、紫外線もしくはコロナ放電等を備えたチャンバ４３等を配置することにより、粒子化及び粒子の大型化を促進するような構成としてもよい。これにより、ガス成分の混合による粒子化率が小さい場合や、生成される粒子が小さい場合にも、測定を可能とすることができる。
【００４４】
また、アンモニアガスと酸性ガスとの反応率、粒子数及び粒径をパーティクルカウンタで測定しやすくするために、混合のための配管８を長くする等して混合の時間を長くしたり、混合率を調整したり、温度及び湿度等を変化させたりしても良い。
【００４５】
更に、酸性ガス発生装置３により発生させる酸性ガスは塩化水素に限らず、アンモニアガスと反応して粒子化するものであれば、例えば硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）もしくは硝酸（ＨＮＯ_３）等でもよい。
【００４６】
また、パーティクルカウンタはレーザによるものでなく、ＣＮＣ（凝縮核）パーティクルカウンタ等他のパーティクルカウンタであってもよい。なお、ＣＮＣパーティクルカウンタでは、粒径が０．０１μｍ以上の粒子について測定が可能であるため、アンモニアガスの濃度が希薄であるために粒子の粒径が小さい場合であっても、粒子数の累計を測定することができるため、アンモニアの定量下限を下げることが可能となる。
【００４７】
更に、図１に示す第１の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、パーティクルカウンタ９にクリーンルーム内の空気を直接導入することによって、アンモニアガス濃度測定と共に清浄度測定を行うことができる。
【００４８】
また、各実施の形態において、パーティクルカウンタ９，２０を通過した余剰分の酸性ガスを外部に排気する排気ダクトを接続することにより、ケミカルフィルタ１１及び粒子除去フィルタ１３を省略してもよい。
【００４９】
更に、図５に示すように、酸性ガス発生装置の代わりにアンモニアガス発生装置５１を配置してアンモニアガスを発生させることにより、クリーンルーム内の酸性ガス濃度測定装置５０を構成することも可能である。このような装置では、空気中の硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）、硝酸（ＨＮＯ_３）、及び塩化水素（ＨＣｌ）等の酸性ガスと、アンモニアガス発生装置５１から発生するアンモニアガスとが配管８において混合し、粒子化して、その粒子の粒径及び粒子数がパーティクルカウンタ９によって計測される。
【００５０】
そして、濃度算出部１０により、酸性ガスの濃度が算出される。この場合は、アンモニアガスの濃度、発生する粒子の粒径及び粒子数と、酸性ガスの濃度との関係を、換算率として予め実験によって算出しておくことにより、この換算率に基づいて酸性ガスの総量濃度が算出される。この場合、アンモニアガスと反応してアンモニウム塩の粒子を発生する酸性ガスは数種類あるため、酸性ガスの種類を特定することはできないが、粒子化する酸性ガスの総量濃度を換算によって定量することは可能である。
【００５１】
なお、酸性ガスの種類により生成されるアンモニウム塩の粒子径が異なる可能性があり、この粒子径の違いを利用することができれば、酸性ガスの種類を同定することも可能である。
また、測定対象とする空気は、クリーンルーム内の空気に限らず、一般の大気、又は室内の空気等でもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、空気を反応用ガスと混合して反応させ、その結果発生する粒子をパーティクルカウンタ等の計数手段で計数し、その計数の結果から空気中のガス状汚染物質の濃度を算出する。このため、小型かつ軽量、安価であって、取り扱いが容易であり、リアルタイム計測が可能であって、ガス状汚染物質の定量下限を下げることができるガス状汚染物質の濃度測定装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるガス状汚染物質の濃度測定装置の構成を示す模式図である。
【図２】アンモニアガスと塩化水素の反応及び粒子化を確認する実験を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるガス状汚染物質の濃度測定装置の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施の形態によるガス状汚染物質の濃度測定装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施の形態によるガス状汚染物質の濃度測定装置の構成を示す模式図である。
【図６】超清浄のクリーンルームにおける空気中の粒子濃度と化学汚染濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
１，３２…アンモニアガス濃度測定装置
２，７，１３…粒子除去フィルタ
３，３４…採取口
４，６，８，１２，３６，４０…配管
５…酸性ガス発生装置
９，３１…パーティクルカウンタ
１０…濃度算出部
１１…ケミカルフィルタ
３０…清浄度監視システム
３３…濃度測定ユニット
３７，３８，３９，４１，４２…切換バルブ
４３…チャンバ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and method for measuring the concentration of gaseous pollutants for measuring the concentration of ammonia gas or acid gas contained in air in a clean room or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the latest industrial clean rooms, gaseous pollutants in the air due to various factors such as chemicals used in the manufacturing process and constituent materials of the clean room have become a problem. In particular, ammonia reacts with a chemically amplified resist in a lithography process of semiconductor manufacturing, and may cause a pattern defect, or may cause a decrease in illuminance due to clouding on an optical system of a stepper.
[0003]
FIG. 6 shows the weight concentration of particulate contaminants in air (hereinafter, referred to as particle concentration) and the weight concentration of gaseous pollutants (hereinafter, referred to as chemical contamination concentration) in an ultraclean clean room (the 14th air purification). Proceedings of the Contamination Control Research Conference, pp. 117-119). As shown in this figure, the concentration of ammonia gas in a general clean room is 10%. ¹ μg / m ³ On the other hand, in a clean room having a cleanliness level of 64M to 16M, the particle concentration is 10%. ^-6 μg / m ³ From 10 ^-5 μg / m ³ It is about. In this case, the concentration of ammonia gas in the air in the clean room is about 10% of the particle concentration. ⁶ Very large with double.
[0004]
On the other hand, conventionally, the concentration of ammonia gas in a clean room has been measured by an ammonia analyzer. As the ammonia analyzer, there is known an apparatus which collects a gas using a diffusion scrubber method and analyzes the concentration of the collected gas by an ion chromatograph.
[0005]
For example, the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-90241 discloses two gas sampling devices each having a diffusion scrubber, two liquid feed pumps operating on different diffusion scrubbers, and each diffusion scrubber and each diffusion scrubber. The apparatus includes a flow path switching device for switching a flow path with the liquid sending pump, and an ion chromatograph. Then, by the switching of the flow path switching device, the diffusion scrubber connected to one of the liquid sending pumps is in a measurement state, and while the analysis target gas absorbed by the diffusion scrubber is being analyzed by the ion chromatograph, the other is being analyzed. The preliminary operation is performed in parallel with the diffusion scrubber connected to the liquid sending pump.
[0006]
As a countermeasure against ammonia, a chemical filter made of activated carbon, ion-exchange fiber, or the like has been developed, and an air conditioner using the chemical filter has taken a countermeasure against pollution.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional ammonia analyzer described above has a problem that the equipment is expensive, large, heavy, and difficult to handle. In addition, there is a problem that it is necessary to exchange the absorbing solution used for the diffusion scrubber method and the eluent used for the ion chromatography. In addition, in one measurement, for example, processing such as preliminary operation, rinsing, sampling, and separation analysis is necessary, and only four points in one hour or one point in 20 minutes can be measured. The measurement was difficult. Further, in the conventional ammonia analyzer, the lower limit of quantification is 10 ^-2 μg / m ³ And indeed lower ones are desired.
[0008]
On the other hand, when a chemical filter is used, there is a problem that the filter has a life and frequent maintenance is required. In particular, there is a problem that a method of knowing the replacement time such as a method of monitoring a very small amount of ammonia gas to determine the replacement time of the filter is not simple.
[0009]
The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to provide a small, lightweight, inexpensive, easy to handle, and capable of real-time measurement. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring the concentration of gaseous pollutants that can lower the lower limit of quantification of gaseous pollutants such as ammonia.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in a gaseous pollutant concentration measuring device for measuring the concentration of gaseous pollutants in the air, the gaseous pollutants react with the gaseous pollutants to form particles. Gas generating means for generating a reaction gas, Mixing means for mixing a gas component from which particles in the reaction gas have been removed with a gas component from which particles in the gaseous pollutant have been removed; anda gas component in the reaction gas and a gas component in the gaseous pollutant. Counting means for counting particles generated by the reaction with the gas component, A concentration calculating means for calculating a concentration of the gaseous pollutant based on a result of the counting by the counting means.
[0011]
The invention according to claim 6 captures the invention according to claim 1 from the viewpoint of a method. In the method for measuring the concentration of a gaseous pollutant in air, the method according to claim 6, wherein Generates a reaction gas that becomes particulate by reacting with gaseous pollutants, By mixing the gas component from which the particles in the reaction gas are removed with the gas component from which the particles in the gaseous pollutant are removed, the gas component in the reaction gas and the gas in the gaseous pollutant are mixed. React with the ingredients, The particle generated by the reaction is counted by a counting means, and the concentration of the gaseous pollutant is calculated based on the result of the counting by the counting means.
[0012]
According to the first or sixth aspect of the invention, the following operation and effect can be obtained. That is, for example, in a clean room or the like, air is taken in and mixed with the reaction gas. As a result, the gaseous pollutants in the air react with the reaction gas to form particles. The particles are counted by a counting means such as a particle counter, and the concentration of the gaseous pollutant in the air is calculated from the counting result. As described above, since the measuring device can be realized with a simple configuration, it is possible to provide a device that is small, lightweight, inexpensive, and easy to handle.
[0013]
The concentration measuring device for gaseous pollutants according to the invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the gaseous pollutant is ammonia gas and the reaction gas is acid gas. .
The method for measuring the concentration of a gaseous pollutant according to the invention of claim 7 is an aspect of the invention according to claim 2, wherein the gaseous pollutant is ammonia gas. Wherein the reaction gas is an acid gas.
[0014]
Generally, ammonia is very easily reacted with an acidic gas such as hydrogen chloride, and particles are easily generated by mixing these. As shown in FIG. 6, the concentration of ammonia gas in a general clean room is 10%. ¹ μg / m ³ On the other hand, in a clean room with a cleanness of 64M to 16M, the particle concentration is 10%. ^-6 μg / m ³ From 10 ^-5 μg / m ³ It is about. That is, the concentration of the ammonia gas is 10 times smaller than the concentration of the particulate pollutants measured in the clean room. ⁶ Since the number is about twice, the number of particles generated by reacting with the acid gas also increases. For this reason, the number of generated particles can be measured by a normal particle counter.
[0015]
According to the invention of claim 2 or 7, since it is only necessary to react the acid gas with the ammonia gas and measure the particles generated as a result of the reaction without using a method like an ion chromatograph, with a particle counter, Ammonia gas can be measured in real time. In addition, since the concentration of the acidic gas may be slightly higher than the concentration of the ammonia gas, it is not necessary to take measures against the corrosion of the apparatus, and a general particle counter can be used. Further, the ammonia and the acid gas react easily with each other to form particles. Since the concentration of ammonia is measured by measuring the number of particles and the like with a particle counter, the lower limit of quantification of ammonia can be lowered.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the gas concentration pollutant concentration measuring apparatus according to the first aspect, the gaseous pollutant is an acidic gas and the reaction gas is an ammonia gas. .
The method for measuring the concentration of gaseous pollutants according to the invention described in claim 8 is an aspect of the invention described in claim 3, wherein the gaseous pollutants are acid gas. Wherein the reaction gas is ammonia gas.
[0017]
According to the third or eighth aspect of the present invention, it is only necessary to react the ammonia gas with the acidic gas and measure the particles generated as a result with a particle counter. Therefore, hydrogen chloride (HCL), sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ) Or nitric acid (HNO ₃ ) Can be measured in real time. Further, since the concentration of the ammonia gas may be slightly higher than the concentration of the acidic gas, it is not necessary to take measures against corrosion of the apparatus, and a general particle counter can be used.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the gas concentration pollutant concentration measuring apparatus according to any one of the first to third aspects, the counting means is configured to supply the air, and the particles contained in the air. The cleanliness is measured by measuring the cleanliness.
[0019]
According to the fourth aspect of the invention, the counting means is configured to measure the cleanliness in the air, so that the measurement of the gaseous pollutants and the measurement of the cleanliness can be combined. Further, it is also possible to adopt a configuration in which a unit including a gas generating unit, a mixing unit, and a concentration calculating unit is attached to a counting unit such as a particle counter that has been conventionally used for measuring the cleanliness of air. This allows the device to be less expensive.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus for measuring a concentration of a gaseous pollutant according to any one of the first to fourth aspects, the mixing means includes a particle formed by the gaseous pollutant and the reaction gas. It is characterized by the provision of means for promoting the conversion.
[0021]
According to the fifth aspect of the present invention, by providing the mixing means with means for promoting the formation of particles such as ultraviolet rays or corona discharge and the enlargement of the particles, the formation of particles by mixing the gaseous pollutant and the reaction gas. The measurement can be performed even when the rate is low or when the generated particles are small.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a gaseous pollutant concentration measuring apparatus and a measuring method according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the present embodiment, measurement of the concentration of gaseous pollutants in air in a clean room will be described as an example. Further, an ammonia gas concentration measuring device for measuring the concentration of ammonia as a gaseous pollutant will be described.
[0023]
[1. First Embodiment]
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an ammonia gas concentration measuring device 1 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a particle removal filter, and air (AIR) in a clean room taken in from a sampling port 3 is supplied by a pipe 4, and particles contained in the air are removed to make only gas components. An acid gas generator 5 generates an acid gas such as hydrogen chloride (HCl). The concentration of the acidic gas is set to be higher than the concentration of the ammonia gas expected to exist in the clean room. Reference numeral 7 denotes a particle removal filter, which is supplied with an acid gas generated from the acid gas generator 5 through a pipe 6 and passes through the gas so as to remove particles in the acid gas to make only a gas component.
[0024]
Reference numeral 8 denotes a pipe which is a gas component mixing means. The gas component in the air that has passed through the particle removal filter 2 and the gas component in the acid gas that has passed through the particle removal filter 7 pass through the pipe 8. The mixed gas reacts with the ammonia gas of the gas components in the air and the acid gas to form particles, and ammonium salt particles (when the acid gas is hydrogen chloride, ammonium chloride particles) are generated. ing.
[0025]
Reference numeral 9 denotes a particle counter as a counting means, for example, a laser particle counter, which measures the particle diameter and the number of particles generated in the pipe 8. Here, when a laser particle counter is used, particles having a particle size of 0.1 μm or more can be counted for each particle size and can be accumulated. As shown in FIG. 6, for example, in a clean room having a cleanliness level of 64 M to 16 M, the ammonia gas ¹ μg / m ³ Whereas the particle concentration is 10 ^-6 μg / m ³ From 10 ^-5 μg / m ³ It is about. That is, the weight concentration of the ammonia gas is 10% as compared with the weight concentration of the particulate contaminants measured in the clean room. ⁶ Since the number is about twice, the number of particles generated by reacting with the acid gas also increases. For this reason, the number of generated particles can be measured by a normal particle counter.
[0026]
Reference numeral 10 denotes a concentration calculator, which calculates the concentration of ammonia gas based on the particle size and the number of particles measured by the particle counter 9. The relationship among the particle size and the number of generated particles, the type and concentration of the acidic gas, and the concentration of the ammonia gas is calculated in advance as a conversion factor by an experiment. The concentration calculator 10 calculates the concentration of ammonia gas based on the conversion rate.
[0027]
Reference numeral 11 denotes a chemical filter, which supplies an excess portion of the acid gas that has passed through the particle counter 9 via a pipe 12, and is arranged to adsorb and remove the acid gas. Reference numeral 13 denotes a particle removal filter, which is installed so as to remove particles from the gas that has passed through the chemical filter 11. As a result, clean air is discharged from the ammonia gas concentration measuring device 1.
[0028]
In adopting the basic configuration of the present embodiment, the inventor of the present invention confirmed the reaction and particle formation of ammonia gas and hydrogen chloride (HCl) by a simple experiment as shown in FIG. As shown in the drawing, diluted ammonia water diluted with 28% ammonia water is prepared in a 500 cc beaker 21 and a threshold value (about 2 × 10 ³ μg / m ³ ). Further, several drops of a 35% aqueous hydrogen chloride solution were dropped into a 500 cc beaker 22 to generate gas. Then, the ammonia gas generated from the ammonia water was passed through the filter 23, and the hydrogen chloride gas was passed through the filter 24 to mix them. When the particles generated as a result were measured by the particle counter 25, particles having a size of 0.3 μm or more were measured at 1,000,000 particles / liter or more.
[0029]
[1-2. Action / Effect]
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
In FIG. 1, first, air in a clean room containing ammonia gas is taken in from a sampling port 3 and passes through a particle removal filter 2 via a pipe 4. The particles in the air are removed by this particle removal filter 2 to be only gas components. On the other hand, an acidic gas such as hydrogen chloride is generated from the acidic gas generator 5 and passes through the particle removal filter 7 via the pipe 6. Then, the particles are removed by the particle removal filter 7 to be a gas component only.
[0030]
The gas components that have passed through the particle removal filters 2 and 7, respectively, are mixed in the pipe 8, and the acid gas and the ammonia gas react with each other to form particles and become ammonium salts. The particle counter 9 measures the particle diameter and the number of particles, and the concentration calculator 10 calculates the concentration of ammonia gas. At this time, as described above, the ammonia gas concentration is calculated based on the conversion factor calculated in advance by an experiment.
After that, the surplus amount of the acid gas that has passed through the particle counter 9 is adsorbed and removed by the chemical filter 11 and passes through the particle removal filter 13 to become clean air, which is discharged from the ammonia gas concentration measuring device 1.
[0031]
In the clean room, since a basic gas that reacts with an acidic gas to generate particles can be considered other than ammonia, the ammonia gas can be identified as described above, and can be quantified by the particle size and the number of particles. it can.
[0032]
As described above, according to the present embodiment, in order to measure the concentration of the ammonia gas contained in the air in the clean room, the acidic gas generator 5, the particle removal filters 2, 7, the particle counter 9, the concentration calculator Since a simple configuration including the unit 10 and the chemical filter 11 is sufficient, a device that is small, lightweight, inexpensive, and easy to handle can be provided. Further, it is only necessary to measure the particles generated by reacting with the acid gas by the particle counter 9 without using a method such as an ion chromatograph or the like, so that the measurement can be performed in real time.
[0033]
Furthermore, since the ammonia gas in the clean room and the acid gas to be reacted are both low in concentration, there is no need to take measures against corrosion or the like, and a general particle counter can be used. Further, the ammonia and the acid gas react easily with each other to form particles, and it is relatively easy to measure the number of particles using a particle counter. Therefore, the lower limit of quantification of ammonia can be lowered.
[0034]
[2. Second Embodiment]
[2-1. Constitution]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the ammonia gas concentration measuring device 32 according to the second embodiment of the present invention. The ammonia gas concentration measuring device 32 according to the present embodiment has a configuration in which a concentration measuring unit 33 is added to a particle counter 31 conventionally installed for monitoring cleanliness in a clean room. In this embodiment, the concentration measuring unit 33 is connected to the particle counter 31 provided in the cleanliness monitoring system 30.
[0035]
3, the concentration measurement unit 33 includes a particle removal filter 2, 7, a sampling port 3, an acid gas generator 5, a pipe 6, as in the ammonia gas concentration measurement apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. , 8 and a density calculator 10.
[0036]
The air in the clean room taken in from the sampling port 34 of the cleanliness monitoring system 30 is supplied to the concentration measuring unit 33 by a pipe 35 or is supplied to the particle counter 31 by a pipe 36. Here, a switching valve 37 is provided in the pipe 35, and a switching valve 38 is provided in the pipe 36. That is, when the air in the clean room is supplied to the concentration measuring unit 33, the switching valve 37 is opened and the switching valve 38 is closed. When the air is supplied to the particle counter 31, the switching valve 38 is opened and the switching valve 37 is opened. Is configured to be closed.
[0037]
Further, the pipe 8 is connected to the particle counter 31 via the pipe 36. The pipe 8 is provided with a switching valve 39, which is set to open when particles generated in the concentration measuring unit 33 are supplied to the particle counter 31.
[0038]
The particle size and the number of particles measured by the particle counter 31 are supplied as an external output to the concentration calculator 10 in the concentration measurement unit 33. Further, the particle counter 31 is provided with a pipe 40, and the pipe 40 is provided with a switching valve 41. Further, the pipe 12 is connected to the pipe 40, and the pipe 12 is provided with a switching valve 42. That is, when the air in the clean room is directly taken into the particle counter 31, the switching valve 41 is opened and the switching valve 42 is closed, and the air after counting the particles is discharged to the outside. I have. On the other hand, when particles from the concentration measurement unit 32 are supplied to the particle counter 31, the switching valve 42 is opened and the switching valve 41 is closed, so that the surplus amount of acid gas is supplied to the chemical filter 11. It has become.
[0039]
[2-2. Action / Effect]
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
First, in the case of a conventional clean room cleanliness measurement, the switching valves 38 and 41 are opened and the switching valves 37, 39 and 42 are closed. The air in the clean room that is taken into the sampling port 34 of the cleanliness monitoring system 30 is supplied to the particle counter 31 through the pipe 36. Thereby, the particle size and the number of particles in the air are measured, and the cleanness of the air in the clean room is measured by a control unit (not shown).
[0040]
On the other hand, when the concentration of the ammonia gas is measured by the concentration measuring unit 33, the switching valves 37, 39, and 42 are opened, and the switching valves 38 and 41 are closed. Thereby, the air in the clean room taken into the sampling port 34 of the cleanliness monitoring system 30 is supplied to the concentration measuring unit 33 through the pipe 35. When the ammonia gas in the air reacts with the acidic gas to form particles, as in the first embodiment, the particles are supplied to the particle counter 31 via the pipe 8 and the particle size and the number of particles are measured. . The measurement result is supplied to the concentration calculation unit 10 in the concentration measurement unit 33, and the concentration calculation unit 10 calculates the concentration of the ammonia gas. The surplus amount of the acid gas that has passed through the particle counter 31 is supplied to the concentration measuring unit 33 via the pipe 12, passes through the chemical filter 11 and the particle removal filter 13, and is discharged as clean air.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, the air in the clean room is directly introduced into the particle counter 31 by manual or automatic switching, so that the conventional particle measurement for cleanliness measurement and ammonia gas concentration measurement can be performed. It can be shared. That is, it is only necessary to add the concentration measuring unit 33 to the conventionally used particle counter 31, so that the apparatus can be made more inexpensive.
[0042]
In addition, as described above, since it is possible to add to an existing system such as a multi-point cleanliness monitoring system, a single concentration measuring device can measure multi-point cleanliness in a clean room and measure ammonia gas. And a more efficient measuring device can be obtained.
[0043]
[3. Other Embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modes as described below are also possible. For example, as shown in FIG. 4, in a pipe 8 for mixing a gas component in air and a gas component of an acid gas, a chamber 43 provided with ultraviolet light or corona discharge or the like is disposed, thereby forming particles and increasing the size of particles. It is good also as composition which promotes formation. Thus, measurement can be performed even when the particle formation rate due to mixing of gas components is small or when the generated particles are small.
[0044]
Further, in order to make it easier to measure the reaction rate of ammonia gas and acid gas, the number of particles and the particle size with a particle counter, the mixing time is increased by elongating the mixing pipe 8 or the like. May be adjusted, and the temperature and humidity may be changed.
[0045]
Further, the acidic gas generated by the acidic gas generator 3 is not limited to hydrogen chloride, but may be sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ) Or nitric acid (HNO ₃ ) May be used.
[0046]
Further, the particle counter is not based on the laser, but may be another particle counter such as a CNC (condensation nucleus) particle counter. Note that the CNC particle counter can measure particles having a particle size of 0.01 μm or more. Therefore, even when the particle size of the particles is small because the concentration of ammonia gas is low, the total number of particles can be measured. , The lower limit of quantification of ammonia can be lowered.
[0047]
Further, in the first embodiment shown in FIG. 1, similarly to the second embodiment, cleanness is measured together with ammonia gas concentration measurement by directly introducing air in a clean room into the particle counter 9. be able to.
[0048]
In each embodiment, the chemical filter 11 and the particle removal filter 13 may be omitted by connecting an exhaust duct for exhausting excess acid gas that has passed through the particle counters 9 and 20 to the outside.
[0049]
Further, as shown in FIG. 5, it is also possible to configure an acidic gas concentration measuring device 50 in a clean room by arranging an ammonia gas generating device 51 instead of the acidic gas generating device and generating ammonia gas. . In such a device, sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ), Nitric acid (HNO ₃ ), And an acidic gas such as hydrogen chloride (HCl), and an ammonia gas generated from an ammonia gas generator 51 are mixed in a pipe 8 to form particles, and the particle diameter and the number of the particles are measured by a particle counter 9. Is done.
[0050]
Then, the concentration of the acidic gas is calculated by the concentration calculator 10. In this case, the relationship between the concentration of the ammonia gas, the particle size and the number of generated particles, and the concentration of the acidic gas is calculated in advance as a conversion factor by an experiment, and the acid gas is calculated based on the conversion factor. Is calculated. In this case, since there are several types of acidic gases that generate ammonium salt particles by reacting with ammonia gas, the type of the acidic gas cannot be specified.However, it is not possible to determine the total concentration of the acidic gas to be converted into particles by conversion. It is possible.
[0051]
Note that the particle size of the ammonium salt generated may vary depending on the type of acid gas, and if the difference in particle size can be used, the type of acid gas can be identified.
The air to be measured is not limited to air in a clean room, but may be general air or indoor air.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, air is mixed with a reaction gas to cause a reaction, particles generated as a result are counted by a counting means such as a particle counter, and gaseous contamination in the air is determined from the counting result. Calculate the concentration of the substance. For this reason, the present invention provides a gaseous pollutant concentration measurement apparatus and method which are small, lightweight, inexpensive, easy to handle, capable of real-time measurement, and capable of lowering the lower limit of quantification of gaseous pollutants. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a gaseous pollutant concentration measuring device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an experiment for confirming a reaction between ammonia gas and hydrogen chloride and particle formation.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a gaseous pollutant concentration measuring device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a gaseous pollutant concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a gaseous pollutant concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the concentration of particles in air and the concentration of chemical contamination in an ultraclean clean room.
[Explanation of symbols]
1,32 ... Ammonia gas concentration measurement device
2,7,13 ... Particle removal filter
3,34 ... Sampling port
4,6,8,12,36,40 ... Piping
5. Acid gas generator
9,31 ... Particle counter
10: concentration calculator
11 ... Chemical filter
30 ... cleanness monitoring system
33… Concentration measurement unit
37, 38, 39, 41, 42 ... switching valve
43 ... chamber

Claims

In a gaseous pollutant concentration measurement device that measures the concentration of gaseous pollutants in the air,
Gas generating means for generating a reaction gas that is converted into particles by reacting with the gaseous contaminants,
Mixing means for mixing a gas component from which particles in the reaction gas are removed and a gas component from which particles in the gaseous pollutant are removed,
Counting means for counting particles generated by the reaction between the gas component in the reaction gas and the gas component in the gaseous pollutant,
A concentration calculating means for calculating the concentration of the gaseous pollutant based on the result of the counting by the counting means.

The gaseous pollutant concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the gaseous pollutant is ammonia gas, and the reaction gas is an acid gas.

The gaseous pollutant concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the gaseous pollutant is an acid gas, and the reaction gas is an ammonia gas.

4. The apparatus according to claim 1, wherein the counting unit is configured to measure cleanliness by measuring particles contained in the air to which the air is supplied. 5. For measuring the concentration of gaseous pollutants.

The concentration measurement of a gaseous pollutant according to any one of claims 1 to 4, wherein the mixing means is provided with a means for promoting the formation of particles by the gaseous pollutant and the reaction gas. apparatus.

In the gaseous pollutant concentration measurement method for measuring the concentration of gaseous pollutants in the air,
Generating a reaction gas that becomes particulate by reacting with the gaseous pollutant,
By mixing the gas component from which the particles in the reaction gas are removed with the gas component from which the particles in the gaseous pollutant are removed, the gas component in the reaction gas and the gas in the gaseous pollutant are mixed. React with the ingredients,
A method for measuring the concentration of a gaseous pollutant, comprising: counting particles generated by the reaction by a counting means; and calculating a concentration of the gaseous pollutant based on a result of the counting by the counting means.

7. The method according to claim 6, wherein the gaseous pollutant is an ammonia gas, and the reaction gas is an acid gas.

7. The method according to claim 6, wherein the gaseous pollutant is an acid gas, and the reaction gas is an ammonia gas.