JPH02226497A - 精密環境空間の防災監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体工場のクリーンルームのような精密環
境空間に適用される防災監視装置に関し、さらに詳しく
は、精密環境下で使用される危険性の高いガス漏れなど
が生じた時、これによる災害の程度を初期の段階で予測
し適切な対策が講じられるようにした精密環境空間の防
災監視装置に関する。

〔従来の技術］ 近年の精密加工技術は、半導体を代表とするエレクトロ
ニクス、あるいはバイオテクノロジーなどの研究・生産
施設に見られる如く多くの高度化支援技術によって支え
られている。その支援技術の１つとして、研究又は生産
施設の空間を超精密作業環境にする、いわゆるクリーン
ルーム化がある。

一方、クリーンルーム化された半導体工場、各種研究所
などでは、半導体デバイスなどの生産に際し、アルシン
、水素、モノシラン、塩化水素などのような毒性、可燃
性、自燃性あるいは腐食性の強い危険なガスや薬品を多
種、多量に使用するため、これらのガスまたは薬品が微
量でもクリーンルーム中に漏れ出すと、これが基で施設
従業者のガス中毒、火災、爆発などの災害発生の原因と
なる。従って、ガス漏れが生じた場合には、これを早期
に発見し適切な緊急処置を行なうことが重要であり、こ
れが災害を未然に防止してクリーンルームの安全性を向
上することになる。

従来、半導体工場用クリーンルーム等に対する防災監視
システムは、クリーンルーム内の必要箇所に使用する材
料ガスに応じた各種のセンサを設置し、これらセンサが
ガス漏れなどに対し設定値以上のガス漏れなどを検出し
た時警報を発し、ガス遮断などの局所的な対策をとって
いた。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、上述のような従来の防災監視システムでは、
どこの場所で、何のガスが漏れたか、というセンサから
の限られた情報に基づいて対処方法を判断するものであ
るため、オペレータの〃）純度により、事故発生時の対
応策に差が生し、対処に遅れが生じた場合には、大きな
二次災害に発展するおそれがある。また、ガス漏れを検
知して警報を発するのみでは、ガス漏れ部所の対応が可
能であるとしても、これに関連する他室などの状態がど
のように推移し、どのように対処したら良いのか、ガス
漏れの初期の段階で適切な対応策が得られないという問
題があり、さらに、センサの誤動作により正常な生産設
備へのガス供給を遮断した場合には、生産活動を阻害し
、多大な損失を与える結果となる。

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされ
たもので、初期の段階で災害の程度を予測し適切な防災
対策が講じられるようにすると共に、安全性及び生産効
率の向上を図るようにした精密環境空間の防災監視装置
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〕

本発明に係る精密環境空間の防災監視装置は、専門知識
を所望のルールにより知識表示形式で構成した原因と結
果の関係、精密環境空間に使用されるガス、設備等の初
期設定情報及びセンサ情報を知識ベースとして格納する
メモリ手段と、前記メモリ手段から得られるセンサ情報
に基づいて、その検知限界を越えた初期の検知情報から
危険を予測して初期対策を指示する事前予測推論手段と
、 初７１１１対策後のセンサ情報及び初１すＩ設定情報に
基づいて生産活動の停止や避難決定基の対策決断を支援
する意思決定支援手段と、 を備えてなるものである。

〔作　用〕

事前予測推論手段が警報しベルに達する前の初期段階の
ガス漏れなどから危険を予測し、これによって初期の段
階でガス漏れ等に対する対策を指示する。

また、意思決定支援手段は、初期対策後のセンサ情報と
初期設定１５報から危険度及び被害の太きさを推定して
精密環境空間にとどまって処理を続行すべきか避難すべ
きかの意思決定を支援し、オペレータの決断を確実にす
る。

従って、本発明にあっては、初期の段階で適切な防災対
策を講じることができ、かつ安全性及び生産効率を向上
することが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明による防災監視装置を半導体工場のク
リーンルームに適用した場合の例を示す全体の構成図で
ある。

図において、防災監視用のシステム１０は、クリーンル
ーム外の中央監視室に設置されるもので、全体を制御す
る中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１と、専門知
識をｆ　Ｆ−ＴＨＥＮのような知識表現形式で構成され
た原因と結果の関係、半導体生産に使用されるガス／薬
品の特性及び設備の状況を表す初期設定情報、設備・セ
ンサ情報を知識ベースとして格納するメモリ１２と、Ｃ
ＰＵ１１を通してメモリ１２から得られるセンサ情報に
基づいて、その検知限界を越えた初期の検知情報から危
険を予測して初期対策を指示するための事前予測推論手
段１３と、初期対策後のセンサ情報及び初期設定情報に
基づいてオペレータに対する生産活動の停止や避難決定
などの重大な決断を迅速かつ適切に支援するための意思
決定支援手段１４と、災害発生の場所や大きさに応じて
適切な避難方向を推論し指示するための避難経路推論手
段１５と、ＣＰＵＩＩとクリーンルームシステム間での
各種データの多重伝送制御を行なうデータ伝送制御装置
１６と、ＣＰＵ１１との間でデータの授受を行なうチャ
ネル装置１７を介して接続した周辺装置１８とからなっ
ている。

周辺装置１８は、マルチウィンド表示機能を備えたＣＲ
７表示装置１８ａ、推論に必要なプログラムや初期設定
情報等のデータの人力を行なうキーボード１８ｂ１表示
データやプログラムリスト等を印字するプリンタ１８Ｃ
，プログラムや表示データ等を保存するためのディスク
装置１８ｄからなり、各装置はチャネル装置エフに接続
されている。

第１図において、クリーンルーム１内には、半導体デバ
イスの生産装置２０、漏れガス等をクリーンルーム１外
へ緊急排出する緊急排気ファン２１、緊急排気時に開動
作される排気ダンパ２２、クリーンルーム１内を清浄状
態に空気調和する空調機２３及び生産装置２０へのガス
遮断弁２４が設けられており、これら設備機器は、中央
監視室内のデータ伝送制御装置１６と信号線２５を介し
て接続された伝送入出力装置２６に接続され、中央監視
室のシステム１０から送出される指令信号を各設備機器
に出力するようになっていると共に、各設備機器の状態
信号はデータ伝送入出力装置２６に取り込まれ、システ
ム１０へ伝送されるようになっている。また、データ伝
送入出力装置２６には、ガス供給ラインの供給元を遮断
する緊急遮断弁２７が接続され、この緊急遮断弁２７も
上記設備機器と同様な態様になっている。

データ伝送装置２８は、センサ１ｎ報をシステム１０側
へリアルタイムに伝送するもので、システム１０のデー
タ伝送制御装置１６に信号線２５を介して接続され、そ
してデータ伝送装置２８の入力端には、各種のガス検知
用のセンサ２９、温度センサ３０、圧力センサ３Ｉ及び
地震センサ３２等が接続されている。

クリーンルーム１内に設けされたコミュニケーションパ
ネル３３は、中央監視室と現場との綿密な情報伝達及び
避難時の方向表示を行なうもので、情報伝達盤３３ａと
避難方向指示盤３３ｂからなっている。

情報伝達盤３３ａは、異常事態の発生、その災害モード
、現在の状況及び予測値をプラズマ両面などにて表示で
きるようになっていると共に、音声合成装置によって音
声も発するようになっており、さらに現場と中央型室間
での音声による直接対話を可能にするインターホン機能
を備えている。

また、避難方向指示１３３ｂは、クリーンルーム内では
パーティションの天井又は床付近に、船室、廊下等では
壁、天井、床に設置される。

上述のようなコミュニケーションパネル３３は、データ
伝送入出力装置３４及び信号線３５を介してシステム１
０のデータ伝送制御装置１６に接続され、システム１０
側で得た対策指示の決定結果及びこれに基づく避難方向
指示のデータがコミュニケーションパネル３３に送出す
るようになってい。さらに、コミュニケーションパネル
３３の情報伝達盤３３ｂは、現場と中央監視室間でオペ
レータ同志が直接対話できるように中央監視室に設置し
た電話器３６と直結されている。

次に、上記のように構成された本実施例による防災監視
システムの動作を第２図〜第５図について説明する。

第２図は、予測・判断支援及び避難経路推論の手順を示
すフローチャートで、クリーンルーム内でガス漏れが生
じた場合の例である。

システム１０のプログラムがスタートすると、まず、ス
テップ１００において、各センサの情報をデータ伝送入
出力装置２６及びデータ伝送側’＜Ｉｒｌ装置１６を通
してＣＰＵＩ　１に順次取り込み、事前予測推論手段１
３において各センサの漏れ検知濃度レベルが検知限界を
越えたかを判定する（ステップ１０１）。そして、次の
ステップ１０２において、検知限界を越えた時点からの
データを所定時間毎（例えば１分毎）にストックし、こ
れから濃度勾配の推移を予測演算する。次のステップ１
０３では、濃度勾配の推移から、実際の漏洩か、ノイズ
かを判定する。ノイズの可能性がありと判断された時は
、ステップ１０４に進み、漏れを検知した現場確認の指
示を中央監視室の表示装置１８ａに表示すると共に、ク
リーンルームのコミュニケーションパネル３３にその旨
のメツセージを送る。これを受けたクリーンルームの作
業員等は、指示された場所のセンサ及びその周辺の状態
をチエツクする。

一方、ステップ１０３において、漏れの可能性がありと
判断された場合は、ステップ１０５に進み、予測された
濃度勾配の推移から、どのような性状のガス（又は薬品
）がどのような漏れ方をするかを漏洩時のＩ　Ｆ−ＴＨ
ＥＮルールに基づいて事前予測推論手段Ｉ３により推定
し、初期対策のための支援処理を行なう。そして、漏れ
の可能性があると判定された最も初期の段階では、ステ
ップ１０６に進み、フィードフォワード制御による早期
対策を取るための推定原因、例えば、「現在、どこでシ
ランガスが何ｐｐｍ漏れていて、何分後には何ｐｐｍに
なる」という情報及びこれに対応する対策指示を中央監
視室の表示装置１８ａに表示すると共に、クリーンルー
ム内のコミュニケーションパネル３３に表示し、かつそ
の旨を音声でも出力する。これに伴いクリーンルーム内
のオペレータは、その情報をもとにガス供給ラインの停
止もしくは漏れ場所のチエツクや配管接続部の増し締め
等の初期対策を講じる。そして、その旨をインターホン
を利用して中央監視室へ連絡する。

もし、ガス洩れの濃度勾配が急で即時に避難が必要と判
定された場合は、ステップ１１２へ飛び、避難経路の推
論のステップに移る。

次のステップ１０７では、初期対策後の処理を評価し、
次のステップ１０８において、ガス漏れ濃度が低下した
かを判定する。ここで、初期対策を講したが、ガス漏れ
濃度が低下せず、上昇していると判定された時は、生産
装置２０の停止や避難の決定を下すべき検討を行ない、
かつ本格的対策への支援および処理を意思決定支援手段
１４にて実行する。ステップ１０９〜１１１がこれに相
当する。

即ち、ガス・薬品の性状、センサ計測及び生産装置の状
濡から現時点での危険度を算定し、その点数によって取
るべき対策を表示装置１８ａの画面に表示する。例えば
、生産を停止すべきか、するとすれば、何時、どのよう
にするか。また、しないとすれば、どのように安全を確
保するのか。

また、避難すべきか、するとすれば一部の人か、全員か
、避難の前にすべきことは何か、という対策の指示を与
える。

一方、クリーンルーム内の危険物使用状況及び作業員の
状況から被害の大きさを推定し、これを避難対策決定の
ための支援情報とする。例えば、人命にかかわるか、損
害を受けるウェハの枚数、生産設備のダメージなどであ
る。

第３図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）は、危険度を推定し
、対策決定のための支援情報を画面に表した場合の一例
を示す説明図である。

また、意思決定支援手段１４による危険度評価ルールと
しては、例えば次のように設定される。

ａ、ガスボンへ　　（１０点満点） 容量　４７Ａ以上　　　　　　−−−−−−１０点ＬＯ
１ノ／　４７ｆｆ未満・・−−−−−−・・　７点３Ｉ
！、〃１０ｆｆｉｌノーーーー　　５点３未満　　　　
　　−一一一一一・−３点す。残量　　（１０点満点） 残量　７０％以上　　　　　−・・−−−−−−−１０
点４０％以上７０％未満−・−−−−−−−−７点４０
％未満　　　　　・・−−−−−−・−５点Ｃ，ガス性
状　　（２０点満点） （１〕毒性　　２０点×Ａ Ａ：ＴＬＶ（許容濃度）が１　ｐｐｍ未満＝−Ａ　＝　
１１以上５〃−・・−・−Ａ＝０．５ ５以上　　　　Ａ＝０．３ （２）自燃性 １０点　加算 （３）腐食性 ３点　加算 （４）可燃性 ５点　加算 （５）爆発性 １０点加算 （６）支燃性 ５点　加算 上述のようにして得られた支援情報を参考にして、実際
に取るべき対策を決定し、これをクリーンルーム内のコ
ミュニケーションパネル３３に表示する。

また、上記対策決定に伴い緊象、排気やガス供給ライン
の供給元からの遮断といった生産に多大な影響を与える
行為については、責任者による支持待ちとする。ただし
、指示がシステム１０による対策表示からある時間（例
えば５分）以上ない場合は、強制的に上記行為が中央監
視室からの速調操作によってなされる。

上記事前予測推論手段１３及び意思決定支援手段１４に
よる支援情報にもとづき避難の必要性があると判断され
た場合（ステップＩＩＩＡ）は、ステップ１１２に進み
、最適避難方法の推論を避難経路推論手段１５により実
行する。

即ち、センサ情報と、クリーンルーム内におけるトラブ
ルの発生した場所（部屋）の位置、扉の位置及び数等の
初期設定情報から最短避難経路を推論しくステップ１１
２Ｌこれにより避難方向のルートを決定しくステップ１
１３）、これを中央監視室の表示装置１８ａにモニター
表示する。

これと同時にクリーンルーム内の避難方向指示盤３３ｂ
にデータ伝送制御装置１６及びデータ伝送入出力装置３
４を通して方向指示データを出力し、避難方向指示盤３
３ｂを矢印表示することで、避難する作業員等に対し避
難方向を指示する（ステップ１１４）。従って、作業員
等は矢印表示された方向に移動すれば、スムーズにかつ
安全に避難することが可能になる。

第４図は、中央監視室の表示装置１８ａに表示された避
難経路のモニタ画面の一例を示すもので、ハンチングを
施した部屋にガス漏れ等のトラブルが発生した時、その
部屋及びこれに隣接する各部屋の避難経路は矢印に示す
ようにクリーンルーム出口に向けて表示されることにな
る。

また、第５図は、刀゛ス漏れ発生時のクリーンルームの
状態をマルチウィンド表示方式により表示装置１８ａの
画面に表示した場合の例を示すものである。

図において、ハンチング族した部分が漏洩ゾーンであり
、色分は表示される。また、ガス漏洩をキャンチしたセ
ンサ２９に相当する部分はフリッカされる。また、ガス
漏洩トレンドグラフを表示した領域には、ガス漏れ濃度
の推移を示すグラフが拡大表示されるようになっている
。

なお、事前予測推論手段１３において、ガス漏洩時のＩ
Ｆ−ＴＨＥＮルールによる漏れ方の予測推論方法として
は、次に述べる方式が取られる。

例えば、毒性のガスの場合、その漏れ方は次表のように
して推論される。

表　　　■ これに対する対策として、もし漏れたガスが毒性の場合
、 ケース■　ｉ激方−もれであるなら 〔対策〕 ・緊急遮断弁を閉じよ。

・全員避難させよ。

・緊急排気モードに切替えよ。

・酸素マスクを付けよ。

・シランの場合、火災に注意せよ。

ケース■　９゛ＷｓＪ８′でゆるやかな漏れであるなら
〔対策〕 ・緊急遮断弁を閉じよ。

・漏れた工程の人を避難させよ。

・緊急排気モードに切替えよ。

・酸素マスクを付けよ。

ケース■　氏゛′庁でするやかな漏れであるなら〔対策
〕 ・検知した付近の生産装置へのガス供給を停止せよ。

・漏れた付近の人を避難させよ。

・酸素マスクを付けよ。

・ガス漏洩チエツクせよ。

ケース■　ｉ−漏れであるなら 〔対策〕 ・ガス漏洩チエツクせよ。

・再度濃度が上昇してこないか注意して見守ること。

上述のような予測推論の段階において、即時避難が必要
となった場合は、直ちに避難経路推論のステップへ移行
して、所定の最短避難経路の推論が実行されることにな
る。

上述のような本実施例においては、初期のガス漏れから
危険を予測するから、その状態を警報レベルに達する前
から作業員等に知らせることができ、これに伴い、より
早期の対策に役立てることができる。

また、意思決定支援手段１４によって生産活動の停止や
避難の決定などの重大な決断を支援するから、クリーン
ルームに留まって処置を続行すべきか、避難すべきかと
いう意思決定を迅速にかつ合理的に行なうことができ、
これに伴い誤った生産活動の停止による稼動率の低下を
防止できると共に、生産装置へのダメージや損害が減少
し、生産効率も向上できる。

さらにまた、災害発生の場所や大きさに応して適切な避
難方向を推論指示し、クリーンルーム内のコミュニケー
ションパネル３３にＭ難方向を表示するから、作業員等
の避難行動がスムーズにでき、避難の安全性も向上でき
るほか、人災などの災害を未然に防止し得る。

なお、上記実施例では、半導体生産におけるシランガス
の漏れについては述べたが、これに限定されるものでは
なく、その他のガス、例えばアルシン、シボラン、塩素
、塩化水素、アンモニア等のガスについても同様になし
得るほか、半導体生産に限定されない。

また、上記実施例では、避難方向を避難経路推論手段１
５で推論し、これをコミュニケーションパネル３３に表
示させる場合について述べたが、これに限定されるもの
ではなく、従来と同様に中央監視室のオペレータからの
音声による指示にしたがって避難させるようにしても良
いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、警報レベルに達す
る前の初期の段階のガス漏れなどから危険を予測するか
ら、災害に対する対策を初期の段階で講じることができ
、これに伴い災害の発生を最小限にかつ未然に防止でき
る。

また、初期対策後のガス漏れ等に対しては、センザ情報
及び初期設定情報とから危険度及び被害の大きさを推定
して対策を指示するようになっているから、生産活動の
停止や避難決定などの重大な決断に対するオペレータ等
の意思決定が迅速かつ容易となり、適６ｆな判断が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による防災監視装置の一例を示す全体の
構成図である。 第２図は本実施例における動作説明用のフローチャート
である。 第３図（ａ）〜（Ｃ）は本実施例における対策決定のた
めの支援情報を画面に表した場合の一例を示す説明図で
ある。 第４図は本実施例における避難経路のモニタ画面の一例
を示す説明図である。 第５図は本実施例におけるガス漏れ発生時のクリーンル
ームの状態をマルチウィンド表示した場合の例を示す説
明図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 ■・・・クリーンルーム（精密環境空間）１０・・・防
災監視用システム １１・・・中央処理装置 １２・・・メモリ １３・・・事前予測推論手段 １４・・・意思決定支援手段 １５・・・避難経路推論手段 １６・・・データ伝送制御装置 １８・・・周辺装置 １８ａ・・・表示装置 ２０・・・生産装置 ２３　・　・　・　空言周七（ ２６，３４・・・データ伝送入出力装置２日・・・デー
タ伝送装置 ２９．３０．３１・・・センサ ３３・・・コミュニケーションパネル ３６・・・電話器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）専門知識を所望のルールにより知識表示形式で構
   成した原因と結果の関係、精密環境空間に使用されるガ
   ス、設備等の初期設定情報及びセンサ情報を知識ベース
   として格納するメモリ手段と、前記メモリ手段から得ら
   れるセンサ情報に基づいて、その検知限界を越えた初期
   の検知情報から危険を予測して初期対策を指示する事前
   予測推論手段と、 初期対策後のセンサ情報及び初期設定情報に基づいて生
   産活動の停止や避難決定案の対策決断を支援する意思決
   定支援手段と、 を備えなる精密環境空間の防災監視装置。