JP2002228583A - Pfc除害装置の状態モニタ - Google Patents
Pfc除害装置の状態モニタInfo
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Abstract
搭載してその除害装置の状態を正確に監視することがで
きるPFC除害装置の状態モニタを提供する。 【解決手段】 プロセス2からの排出ガスに含まれる有
害物質を取り除く除害装置3の入口側または出口側に切
換え自在に連通連結されて、除害装置3の入口側および
出口側を流れる排出ガスによる赤外光の吸収スペクトル
に基づいてPFCの濃度を定量分析するFTIRを用い
たガス分析計5と、PFCの前記入口側における濃度と
出口側における濃度の比較によって除害装置3の効率を
求めて除害装置3の状態を監視する演算処理部8とを有
する。
Description
態モニタに関する。
化する除害装置が用いられている。また、一般的に除害
装置の出力側に、定電位電界法を用いたガス分析計や非
分散形赤外線ガス分析計(NDIR)を取り付けて、除
害装置からの排出ガスの濃度監視を行うことがある。ま
た、除害装置の入口側においても排出ガスの濃度監視を
行って、出力側の濃度監視値と併せて、効率を求めるこ
とがある。
排出ガスの濃度値が所定濃度以上になった場合や、除害
装置の効率が所定値以下になった場合にはアラーム警告
を発生することも考えられる。
定電位電界法を用いたガス分析計やNDIRなどのガス
分析計では測定対象成分の数だけガス分析部が必要であ
り、測定対象成分が多くなればなるほど装置が大型化す
るという問題があった。また、製造プロセスの進歩に伴
ってプロセスに使用される原材料や排出ガスの種類も変
わることがあるが、従来のガス分析計を用いたモニタで
はこの変化に伴って使用するガス分析計の種類を変える
必要があるので、プロセスの更新に十分に対応できない
場合があった。
ドライエッチングの反応ガスおよびプラズマCVDのク
リーニングなどにPFCガス(Perfluorocompounds:ふっ
素化合物の気体であり、以下単にPFCという)が用い
られるようになっている一方、このPFCが地球温暖化
の促進物質として注目されて、大気中への排出量を削減
しようとする活動が世界的に取り組まれている。すなわ
ち、除害装置によって排出ガスからPFCを取り除くこ
とや、除害装置によってPFCの除去が確実に行われて
いることを確認する必要が生じている。ところが、PF
Cはその種類が豊富であるため、使用するPFCの種類
に合わせた複数のガス分析部を用いて除害装置のモニタ
を形成することは現実的ではなかった。
も温暖化の影響の少ないPFCを開発しており、PFC
は今後ますます多様化することが見込まれている。この
ようなPFCの濃度測定を、測定対象成分が定められて
しまう従来のガス分析計を用いて行うためには、PFC
の開発に伴ってガス分析計の構成を変更する必要があ
り、対応がますます困難となる。また、プロセスに複数
のPFCを用いる場合には各PFCに合わせた複数のガ
ス分析計を組み合わせる必要があり、その構成がさらに
複雑になることは避けられなかった。
されたものであって、日々開発されているPFCの除害
装置に搭載してその除害装置の状態を正確に監視するこ
とができるPFC除害装置の状態モニタを提供すること
を目的としている。
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、第1発明のPFC除害装置の状態モニタは、プロセ
スからの排出ガスに含まれる有害物質を取り除く除害装
置の入口側または出口側に切換え自在に連通連結され
て、除害装置の入口側および出口側を流れる排出ガスに
よる赤外光の吸収スペクトルに基づいてPFCの濃度を
定量分析するFTIRを用いたガス分析計と、PFCの
前記入口側における濃度と出口側における濃度の比較に
よって除害装置の効率を求めて除害装置の状態を監視す
る演算処理部とを有することを特徴としている。
ニタは、プロセスからの排出ガスに含まれる有害物質を
取り除く除害装置の入口側および出口側にそれぞれ連通
連結されたセルと、両セルのうちの一方に選択的に赤外
光を照射して得られる除害装置の入口側および出口側に
おける排出ガスによる吸収スペクトルに基づいてPFC
の濃度を定量分析するFTIRを用いたガス分析計と、
PFCの前記入口側における濃度と出口側における濃度
の比較によって除害装置の効率を求めて除害装置の状態
を監視する演算処理部とを有することを特徴としてい
る。
用いられるガス分析計はFTIRを用いたものである。
したがって、日々新たに開発されているPFCの各成分
を、ガス分析計の装置構成を変えることなく測定するこ
とができ、現行値情報による除害装置の運転を的確に監
視することができる。また、FTIRを用いたガス分析
計は複数種類のPFCが混合された場合であっても、そ
の濃度測定を一つのガス分析計によって行うことができ
るので、装置構成が簡素になり、それだけコストを抑え
ることができる。
の濃度監視を行うことにより、使用者は除害装置からの
排出ガスが規定値以内であることを確認することができ
る。さらに、前記ガス分析計により除害装置の入口側お
よび出口側のガスの濃度を切換えて計測することによ
り、この濃度の比較によって除害装置の効率を求めて装
置の状態監視を正確に行うことができる。いずれの場合
も監視モニタとしての機能を有し、不適切な状態が生じ
ている場合には何らかの警告を発する。
口側および出口側にそれぞれ連通連結されたセルを設け
た場合には、除害装置の入口側に流れるガスと出口側に
流れるガスが混ざることがなく、その安全性をさらに向
上することができる。
推移を基にして、除害装置の将来の状態予測情報を出力
する機能を有する場合には、除害装置のメンテナンスタ
イミングに指針を与えることができる。つまり、PFC
除害装置の状態モニタが過去の状態データを基にして、
現在値から将来の予測を行い、除害装置のメンテナンス
タイミングや寿命を予測するような状態予測情報を出力
するので、使用者は除害装置が異常を来す前に的確な装
置状態指標を得ることができ、メンテナンスの準備をす
る余地を得ることができる。
の状態に応じてアラーム音を発生させるアラーム発生部
を有する場合には、使用者は除害装置に異常が発生して
いることに容易に気づくことができ、早急な対応をとる
ことができる。また、このアラーム音は除害装置の寿命
を通知するものを含む必要があるが、とりわけ、測定対
象となるPFCが有毒物質である場合にはメンテナンス
タイミングを通知するプリアラームを有することが望ま
しい。つまり、本発明のPFC除害装置の状態モニタを
用いることによりFTIRを用いたガス分析計の計測値
に高い付加価値を付けることができる。
の状態モニタ1の一例を示す図である。図1において、
2は例えばドライエッチングやプラズマCVDのクリー
ニングなどのLSI製造工程を行なう半導体生産プロセ
ス、3はこのプロセス2からの排出ガスを無毒化する除
害装置、4はこの除害装置3の入口側または出口側の流
路を流れる排出ガスの何れか一方を選択して流すための
流路切換機、5は選択された排出ガスに含まれる測定対
象成分の濃度をほゞリアルタイムに測定するFTIRを
用いたガス分析計(濃度モニタ)、6はポンプ、7は濃
度測定を行った排出ガスを選択的に元の流路に戻すため
の流路切換機である。
その測定値を用いて除害装置の状態を監視する演算処理
部、9は演算処理部8から出力された状態予測情報に基
づいてアラーム警告を発生するアラーム発生部である。
なお、9aはアラーム音を出力する例えばスピーカ等の
発音部である。
ニタ1は前記流路切換機4,7、濃度モニタ5、ポンプ
6、演算処理部8、アラーム発生部9からなる。
えば四フッ化メタンCF4 、六フッ化エタンC2 F6 、
三フッ化窒素NF3 、六フッ化硫黄SF6 、三フッ化メ
タンC3 F8 、フッ化ブテンC4 F8 、オクタフロロシ
クロペンテンC5 F8 などを用いているとする。
からの排出ガス中の前記各種類のPFCの成分を、本例
では燃料(例えば水素ガス)や大気Airを用いて化学
反応を起こして取り除くことにより、排出ガスを無毒化
する。なお、除害装置3の方式には、湿式、吸着式、燃
焼式などがある。
8からの制御信号によって切り換えられるように構成さ
れており、前記濃度モニタ5が除害装置3の入口側また
は出口側に切換え自在に連通連結されるように構成して
いる。すなわち、演算処理部8からの指示によって流路
切換機4,7を適宜切り換えて除害装置3の入口側また
は出口側に流れる排出ガスに含まれる測定対象成分の濃
度を測定可能としている。
伴って除害装置3の入口側に流れる排出ガスの幾らかで
も除害装置3の出口側に流れるのを防止するためには、
流路切換機7を除害装置3の入口側から出口側に切り換
える切り換えタイミングを、流路切換機4の切り換えタ
イミングよりも遅らせることが望ましい。このようにし
て、前記演算処理部8が流路切換機4,7を適宜切り換
えると共に、濃度モニタ5からの濃度出力を比較するこ
とにより、除害装置3の入口側と出口側の排出ガスの濃
度を比較して、除害装置3による除害効率を測定するこ
とができる。
用いたガス分析計であるから、濃度モニタ5の測定対象
成分は上述したPFCのうちプロセス2からの排出ガス
に含まれる全てを選択して、複数成分の濃度分析を一つ
の濃度モニタ5によって行うことができる。
ていないような新しく開発されたPFCが開発されて、
これがプロセス2に用いられるなどして、排出ガスに新
たなPFCが含まれるようになった場合においても、濃
度モニタ5から得られる赤外光の吸収スペクトルを、新
しいPFCの赤外光の吸光度特性を示すデータと比較す
るだけで、この成分の濃度値を求めることが可能とな
る。つまり、ハード的な構成を一切変えることなく、赤
外光の吸収スペクトルを入力するだけのソフト的な要素
によって測定対象成分を容易に追加することが可能とな
り、それだけ新しい技術の進歩に追従させることができ
る。
ことにより、前記濃度モニタ5からの濃度出力を用いた
各種測定結果を出力することができる。演算処理部8か
ら出力可能である測定結果は例えば、排出されているP
FC各成分濃度値、リアルタイムに表示される除害装置
3の除害効率、PFCの排出濃度オーバーや除害装置3
の効率限界オーバーなどの警告を示す除害装置異常アラ
ーム、軽度の除害装置異常を知らせるプリアラーム、お
よび、次期メンテナンスまでの時間情報を出力すること
ができる。なお、プリアラームを含めたアラーム警告の
発生基準は使用者によってあらかじめ設定可能とするこ
とが望ましい。
を用いて測定された結果およびアラームの発生タイミン
グを示す図である。図2において、R1 〜R29は、例え
ば演算処理部8によってリアルタイムに算出されたPF
C除害装置3の効率の測定値を示している。また、L0
は正常時における除害装置3の効率レベル、L1 は除害
装置3の軽度の劣化を示すプリアラーム警告を出力する
効率レベル、L2 は除害装置3の使用限界を示すアラー
ム警告を出力する効率レベルを示している。
出力されるアラーム信号の一例を示しており、アラーム
発生部9はこのアラーム信号Aによって発音部9aを介
してアラーム音を発生させる。加えて、このアラーム発
生部9には図外の上位情報処理装置との接続を行って上
位情報処理装置に対してアラーム信号Aや後述する状態
予測情報Bなどを通信する機能を設けてもよい。
状態の推移を基にして、除害装置3の効率がほゞ定常的
に低下していることを検出した場合には、アラーム信号
Aに加えて、除害装置3の将来の状態予測情報として、
次期メンテナンスまでの時間を示す情報B(図1参照)
を出力する。
ように除害装置3の効率が突発的に変動する場合には、
演算処理部8が将来の状態予測情報Bを出力することは
なく、一時的なアラーム信号A1 が出力されてアラーム
音が鳴る。そして、使用者はこのアラーム音を聞くこと
により、除害装置3に何らかの異常が生じていることを
知ることができる。また、効率低下が突発的なものであ
るからアラーム信号A 1 はすぐにオフになる。
見ると常に幾らかずつ効率の低下が生じている場合に
は、演算処理部8はアラーム信号A2 を出力すると共
に、除害装置3の次のメンテナンス時期を予測する。つ
まり、図2に仮想線RL にして示すように、演算処理部
8は適宜の数の測定値から全体的な傾きを求めて、この
傾きと現在の値R29から除害装置3の効率が使用限界効
率レベルL2 に至までの時間Tを求め、この時間Tを将
来の状態予測情報Bとして出力する。
時点で、演算処理部8が算出した次期メンテナンス時期
までの時間Tを確認して、アラーム信号A2 をリセット
すると共に、除害装置3の交換などのメンテナンスを行
う準備をすることができる。そして、除害装置3の効率
が使用限界効率レベルL2 に達するともう一度アラーム
信号A3 が出力されて除害装置3のメンテナンスが終了
するまで使用者に警告を発し続ける。すなわち、本例の
場合はアラーム信号A1 ,A2 がプリアラームとなり、
アラーム信号A3 が最終的な警告アラームとなる。
置3の将来の状態予測情報Bを、その効率を示す測定値
R15〜R29から求める例を挙げているが、本発明はこれ
に限られるものではないことは言うまでもない。すなわ
ち、除害装置3の出口側における排出ガスに含まれる測
定対象成分の濃度が規定値を越える次期メンテナンス時
期までの時間や、除害装置3の効率または排出ガス濃度
の何れか一方が使用限界に達するまでの時間を、将来の
状態予測情報Bとして出力するなどの変更も可能であ
る。
除害装置3の効率の測定値R29がプリアラーム警告の効
率レベルL1 を越えた時点で、次期メンテナンス時期を
計算し状態予測情報Bを出力する例を挙げているが、本
発明はこの点を限定するものではない。すなわち、前記
演算処理部8が測定値R1 〜R29…を常に監視して、こ
れにほゞ定常的な性能劣化が見られるときに、常時次期
メンテナンス時期を計算してこれを状態予測情報Bとし
て出力することも可能である。また、性能劣化の速度が
早い場合には、測定値が効率レベルL1 以上であって
も、前もってアラーム信号A2 を発生するなどの変形も
可能である。
者に示すことができる。すなわち、図外のディスプレイ
に文字情報として表示したり、音声による案内を行うこ
となど、任意の方法を用いることができる。
用不能になるより十分前に、余裕をもって警告(プリア
ラーム信号A1 ,A2 )が与えられるので、適切なメン
テナンスを施すことが可能となる。
であっても、複数回生じる場合にはこれをもって除害装
置3のメンテナンスを行うことを望む場合がある。そこ
で、前記演算処理部8は使用者による設定に従って、突
発的な性能低下であっても所定時間内に複数回アラーム
信号A1 が生じた場合には、除害装置3のメンテナンス
を促すアラーム信号A2 を出力するようにしてもよい。
さらに、前記レベルL 0 〜L2 の設定を使用者および測
定対象成分によって自在に変更可能とすることが望まし
い。
モニタ1の変形例を示す図である。図3において、図1
と同じ符号を付した部分は同一または同等の部分である
から、その詳細な説明を省略する。
いたガス分析計(濃度モニタ)、5a,5bは除害装置
3の入口側および出口側にそれぞれ連通連結されたセ
ル、6a,6bは各セル5a,5bに接続されたポンプ
である。すなわち、本例の濃度モニタ5’は図1に示す
流路切換機4,7を用いて流路を切り換える代わりにそ
れぞれ除害装置3の入口側および出口側に連通連結され
たセル5a,5bを設けている。
光を出射する光源部、5d〜5gは赤外光をガイドする
鏡体、5hはセル5a,5bを透過した光を検出を行な
う検出部である。また、鏡体5d,5gは演算処理部8
からの制御によってその位置が鎖線と実線に示す二つの
位置に位置変更可能に構成されており、これによってセ
ル5a,5bのいずれか一方に選択的に赤外光を透過で
きるようにしている。
単なる一例を示すものであり、本発明はこの光学系の構
成を限定するものではないことは言うまでもない。ま
た、各セル5a,5bにそれぞれ一対の光源部5cと検
出部5hを設けて光路切替えを行わないように構成する
ことも容易に考えられるものである。
の入口側および出口側にそれぞれ連通連結されたセル5
a,5bを有する場合には、除害装置3の入口側と出口
側の排出ガスを別の流路に分けて分析できるので、両方
の排出ガスが混合することをなくすことができる。ま
た、除害装置3によって処理されていない排出ガスが排
出される可能性を全くなくすことができるので、その安
全性を向上できる。その他にも図1,2に挙げた実施例
に示すものと同様の効果を得ることができるが、その説
明を省略して、重複説明を避ける。
害装置の状態モニタを用いることにより、日々開発され
ているPFCの除害装置の運転状態をリアルタイムに測
定した現行値情報に基づいて正確に監視することがで
き、将来の状態予測を行って装置の寿命予測も行なうこ
とができ、装置のメンテナンスタイミングに指針を与え
ることができる。
示す図である。
装置の状態予測を行なう方法の一例を示す図である。
す図である。
PFC除害装置、5,5’…ガス分析計、5a,5b…
セル、8…演算処理部、9…アラーム発生部、B…状態
予測情報。
Claims (4)
- 【請求項1】 プロセスからの排出ガスに含まれる有害
物質を取り除く除害装置の入口側または出口側に切換え
自在に連通連結されて、除害装置の入口側および出口側
を流れる排出ガスによる赤外光の吸収スペクトルに基づ
いてPFCの濃度を定量分析するFTIRを用いたガス
分析計と、PFCの前記入口側における濃度と出口側に
おける濃度の比較によって除害装置の効率を求めて除害
装置の状態を監視する演算処理部とを有することを特徴
とするPFC除害装置の状態モニタ。 - 【請求項2】 プロセスからの排出ガスに含まれる有害
物質を取り除く除害装置の入口側および出口側にそれぞ
れ連通連結されたセルと、両セルのうちの一方に選択的
に赤外光を照射して得られる除害装置の入口側および出
口側における排出ガスによる吸収スペクトルに基づいて
PFCの濃度を定量分析するFTIRを用いたガス分析
計と、PFCの前記入口側における濃度と出口側におけ
る濃度の比較によって除害装置の効率を求めて除害装置
の状態を監視する演算処理部とを有することを特徴とす
るPFC除害装置の状態モニタ - 【請求項3】 前記演算処理部が過去の除害装置の状態
の推移を基にして、除害装置の将来の状態予測情報を出
力する機能を有する請求項1または2に記載のPFC除
害装置の状態モニタ。 - 【請求項4】 前記演算処理部によって監視した除害装
置の状態に応じてアラーム音を発生させるアラーム発生
部を有する請求項1〜3の何れかに記載のPFC除害装
置の状態モニタ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001023309A JP4937455B2 (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Pfc除害装置の状態モニタ |
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ID=18888609
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