JPH07218419A - Light scattering type instrument and method for measuring particles in wide area - Google Patents

Light scattering type instrument and method for measuring particles in wide area

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JPH07218419A
JPH07218419A JP6013367A JP1336794A JPH07218419A JP H07218419 A JPH07218419 A JP H07218419A JP 6013367 A JP6013367 A JP 6013367A JP 1336794 A JP1336794 A JP 1336794A JP H07218419 A JPH07218419 A JP H07218419A
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JP
Japan
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light
particles
detector
scattering
sheet
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Application number
JP6013367A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Iwamoto
猛 岩本
Masao Ecchu
昌夫 越中
Noriyuki Kosaka
宣之 小坂
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an instrument and method for measuring particles by which particles or fine particles moving at high speeds can be measured with accuracy over a wide area. CONSTITUTION:A two-dimensional detector 8 having a light accumulating effect for irradiating particles 11 with a sheet-like light beam 6, the thickness of which is controlled in accordance with the moving speed of the particles 11, and detecting scattered light from the particles 11 arranged in a direction perpendicular to the sheet surface of the light beam 6. A picture processor 15 performs a specific integrating process on optical data detected by the detector 8 and the measuring area of the detector 8 is controlled by an objective lens having a zooming mechanism.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】真空中、気体中、液体中または基
板表面上での粒子を広域に渡って計測する粒子計測装置
及びそれを用いた粒子計測方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a particle measuring device for measuring particles in a vacuum, a gas, a liquid or a substrate surface over a wide area and a particle measuring method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、例えば特開昭61ー2742
38号公報に掲載された従来の粒子計測装置である流れ
の可視化装置を示す図である。図において1はレーザ発
振器、11は粒子、13は粒子の移動方向、18はカメ
ラ、19は多面体反射鏡、20はモータ、21はロッド
レンズ、22は可視化される粒子11を発するノズルで
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 12 shows, for example, JP-A-61-2742.
It is a figure which shows the flow visualization apparatus which is the conventional particle measuring apparatus published by the 38th publication. In the figure, 1 is a laser oscillator, 11 is a particle, 13 is a moving direction of the particle, 18 is a camera, 19 is a polyhedral reflecting mirror, 20 is a motor, 21 is a rod lens, and 22 is a nozzle which emits the particle 11 to be visualized.

【0003】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から出射されたレーザビームはモータ20を備えた多
面体反射鏡19によってカメラ方向に走査され、そのビ
ームはロッドレンズ21によってシート状に成形され
る。このシート状に成形されたビームはノズル22から
発せられた粒子11に照射され、その散乱光がカメラ1
8によって観察され、得られた2次元像を画像処理する
ことにより3次元的な流れの可視化を可能としている。
Next, the operation will be described. The laser beam emitted from the laser oscillator 1 is scanned in the camera direction by a polyhedral reflecting mirror 19 equipped with a motor 20, and the beam is shaped into a sheet by a rod lens 21. This sheet-shaped beam irradiates the particles 11 emitted from the nozzle 22, and the scattered light is emitted from the camera 1.
The three-dimensional flow can be visualized by image-processing the two-dimensional image obtained by observing No. 8.

【0004】図13は、例えば特開平5−172731
号公報に掲載された従来の粒子検出装置を示す図であ
る。図において、11は粒子、13は粒子の移動方向、
23はシート状光線6を発生させる光源、24はハーフ
ミラー、25はガルバノメータ、26は透明セル、27
は2次元のCCDが配列された検出部、28は処理部で
ある。
FIG. 13 shows, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-172731.
It is a figure which shows the conventional particle detection apparatus published by the publication. In the figure, 11 is a particle, 13 is the moving direction of the particle,
Reference numeral 23 is a light source for generating the sheet-shaped light beam 6, 24 is a half mirror, 25 is a galvanometer, 26 is a transparent cell, and 27 is a transparent cell.
Is a detection unit in which a two-dimensional CCD is arranged, and 28 is a processing unit.

【0005】次に、動作について説明する。透明セル内
26を粒子11が流れており、光源23から出射された
光はハーフミラー24によって2方向に分岐され、ガル
バノメータ25によってシート状光線6とされる。この
2つの光線は、水平面よりθ1、θ2の角度に透明セル
内26に照射され、この照射領域を通過した粒子の散乱
光が検出部27に到達する。なお、光線が2方向から照
射されることで、一方のシート状光線領域で重なり、数
え落され易い粒子が他の光線によって照射され、検査も
れが防止される。さらにこれにより、検出器で得られた
データから処理部によって粒子数および形状が求められ
る。
Next, the operation will be described. The particles 11 are flowing in the transparent cell 26, and the light emitted from the light source 23 is branched into two directions by the half mirror 24 and is made into the sheet-like light beam 6 by the galvanometer 25. The two light rays are irradiated to the inside of the transparent cell 26 at the angles of θ1 and θ2 from the horizontal plane, and the scattered light of the particles passing through the irradiation area reaches the detection unit 27. By irradiating light rays from two directions, particles that overlap in one sheet-like light ray area and are easily counted are irradiated by the other light rays, and inspection omission is prevented. Further, by this, the number of particles and the shape are obtained by the processing unit from the data obtained by the detector.

【0006】図14は、例えば特開平2−287242
号公報に掲載された従来の粒子検出装置を示す図であ
る。図において、16はウエハ、23は光源、28は光
検出器30から得られたデータの処理部、29は対物レ
ンズ、31は駆動機構を備えた試料台である。
FIG. 14 shows, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-287242.
It is a figure which shows the conventional particle detection apparatus published by the publication. In the figure, 16 is a wafer, 23 is a light source, 28 is a processing unit for data obtained from a photodetector 30, 29 is an objective lens, and 31 is a sample stage equipped with a drive mechanism.

【0007】次に、動作について説明する。試料台31
に設置されたウエハ16はx−y方向に自由に移動が可
能であり、このウエハ16上に光源23から光が照射さ
れる。この照射領域においてウエハ16上に付着粒子が
存在する場合、この粒子からの散乱光が対物レンズ29
を通過し、光検出器30へ達する。この信号は処理部2
8において加算され、粒子の位置などを記録する。
Next, the operation will be described. Sample table 31
The wafer 16 installed on the wafer can be freely moved in the xy directions, and light is emitted from the light source 23 onto the wafer 16. If adhered particles are present on the wafer 16 in this irradiation region, the scattered light from these particles causes the objective lens 29 to move.
To reach the photodetector 30. This signal is processed by the processing unit 2
8 is added to record the position of particles and the like.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の粒子計測を行う
ための流れ可視化装置は、以上のように構成されている
ので、3次元でのデータ精度を高めるためには、2次元
で得られるデータの精度向上が必要である。しかし、移
動速度の速い高速粒子を計測する場合、粒子の移動速度
以上にシート状レーザビームを高速走査させなければな
らない。これは粒子の移動にレーザを追従させる走査制
御が困難であるばかりでなく、たとえ粒子の移動にレー
ザ走査が追随できても、粒子へのレーザビーム照射時間
が短くなり、検出器での粒子の散乱光量が減少する。そ
のため2次元計測の精度が低く、実際このような高速粒
子の可視化は困難となっていた。また、流れの可視化を
行う場合、重力の影響が少ない微小粒子(サブミクロ
ン)の使用がなされるが、照射レーザの波長以下の粒子
径では散乱光強度は粒子径の6乗に比例することが知ら
れており、微小粒子の計測、特に微小で高速粒子の場合
は得られる散乱強度がさらに小さく計測が困難であっ
た。
Since the conventional flow visualization device for particle measurement is constructed as described above, in order to improve the data precision in three dimensions, the data obtained in two dimensions must be obtained. It is necessary to improve the accuracy of. However, when measuring high-speed particles having a high moving speed, it is necessary to scan the sheet-like laser beam at a higher speed than the moving speed of the particles. This is not only difficult to control the scanning to make the laser follow the movement of the particle, but even if the laser scanning can follow the movement of the particle, the irradiation time of the laser beam on the particle is shortened, and the particle The amount of scattered light is reduced. Therefore, the accuracy of the two-dimensional measurement is low, and it is actually difficult to visualize such high-speed particles. In addition, when visualizing the flow, fine particles (submicron), which are less affected by gravity, are used, but the scattered light intensity may be proportional to the sixth power of the particle diameter when the particle diameter is less than the wavelength of the irradiation laser. It is known that it is difficult to measure minute particles, especially in the case of minute and high-speed particles, the obtained scattering intensity is even smaller.

【0009】また、従来の粒子検出装置は、以上のよう
に構成されているので、2方向からのシート状光線の照
射により、粒子の検査もれ防止対策を行っているが、光
線を成形するガルバノメータは1枚の反射鏡を振動させ
て光を走査し、みかけ上シート状に成形するために、ガ
ルバノメータの走査速度よりも移動速度の速い粒子に対
しては、数え落しの可能性がある。さらに、光線の高速
走査ができたとしてもの、半導体分野等で検出要求され
る粒子径はますます小さくなっており、粒子の計測を対
象とする装置によっては粒子の移動速度が10m/s以
上の高速であり、このような高速移動する微小粒子の計
測については、十分な散乱光量が得られないことから、
数え落しの可能性が高く、精度的に問題があった。ま
た、従来装置でこの問題を解決するには高速かつ微小粒
子からの散乱強度を十分に得るだけの高出力の光源が必
要であり、光源の高出力化にも限界があった。
Further, since the conventional particle detecting device is constructed as described above, the sheet-like light rays are irradiated from two directions to prevent the particles from being missed, but the light rays are shaped. Since the galvanometer vibrates a single reflecting mirror to scan light and form an apparent sheet, there is a possibility of counting particles having a moving speed higher than the scanning speed of the galvanometer. Furthermore, even if high-speed scanning of the light beam is possible, the particle size required for detection in the semiconductor field and the like is becoming smaller, and the moving speed of particles is 10 m / s or more depending on the device for measuring particles. Because of the high speed, it is not possible to obtain a sufficient amount of scattered light for the measurement of such fine particles moving at high speed.
There was a high possibility of counting down, and there was a problem in accuracy. Further, in order to solve this problem with the conventional device, a high-speed light source that can obtain a sufficient scattering intensity from fine particles is required, and there is a limit to increase the power of the light source.

【0010】さらに、粒子を計測するための従来の異物
検査装置は、以上のように構成されており、プロセス終
了後のウエハ上に付着した粒子の計測を目的としていた
ので、計測された粒子がプロセスのどの段階で付着した
か判別はできなかった。しかし、粒子の発生プロセスを
解明し、異物の低減を図るためには、プロセス装置内部
で発生する粒子とウエハに付着する粒子を実時間で同時
に計測し、その因果関係を知る必要がある。従来の装置
で、この問題を解決するには、ウエハのような基板上付
着粒子計測装置と浮遊粒子計測装置をそれぞれ個別に設
置しなくてはならず、装置構成が複雑になる。また、両
者を計測するポートの取り付け位置を確保することは難
しく、2つの装置を同時設置することは困難であった。
Further, the conventional foreign matter inspection apparatus for measuring particles is configured as described above, and the purpose is to measure the particles adhered on the wafer after the process is completed. It was not possible to determine at what stage of the process the adhesion had occurred. However, in order to elucidate the generation process of particles and reduce foreign particles, it is necessary to simultaneously measure the particles generated inside the process equipment and the particles attached to the wafer in real time, and to know the causal relationship between them. In order to solve this problem with a conventional device, it is necessary to separately install an adhered particle measuring device on a substrate such as a wafer and a suspended particle measuring device, which complicates the device configuration. Further, it is difficult to secure the mounting position of the ports for measuring both, and it is difficult to simultaneously install the two devices.

【0011】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、高速移動する粒子または微小粒
子を広域に渡って精度良く計測することが可能な粒子計
測装置を提供することを目的としており、さらに該装置
を用いて、ウエハのような基板上付着粒子と浮遊粒子を
高精度に区別することが可能な粒子計測方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a particle measuring apparatus capable of accurately measuring particles or minute particles moving at high speed over a wide area. Another object of the present invention is to provide a particle measuring method capable of distinguishing particles adhered on a substrate such as a wafer and suspended particles with high accuracy by using the apparatus.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係わる
光散乱式広域粒子計測装置は、厚さの制御されたシート
状光ビームを粒子に照射する手段と、このシート状光ビ
ームのシート面に垂直な方向に散乱された光を検出する
光検出器を備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a light-scattering wide-area particle measuring apparatus for irradiating particles with a sheet-shaped light beam having a controlled thickness, and a sheet of the sheet-shaped light beam. It is provided with a photodetector for detecting light scattered in a direction perpendicular to the plane.

【0013】請求項2の発明に係わる光散乱式広域粒子
計測装置は、請求項1のシート状光ビームの厚さを粒子
の移動速度により制御することを規定したものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a light scattering type wide area particle measuring apparatus which defines that the thickness of the sheet-like light beam is controlled by the moving speed of the particles.

【0014】請求項3の発明に係わる光散乱式広域粒子
計測装置は、請求項1の検出器が光蓄積効果を有する2
次元検出器からなることを規定したものである。
In the light scattering wide area particle measuring device according to the invention of claim 3, the detector of claim 1 has a light accumulation effect.
It defines that it consists of a dimension detector.

【0015】請求項4の発明に係わる光散乱式広域粒子
計測装置は、光散乱体積により検出器の被計測面積を制
御することを規定したものである。
The light-scattering wide-area particle measuring apparatus according to the invention of claim 4 defines that the measured area of the detector is controlled by the light-scattering volume.

【0016】請求項5の発明に係わる光散乱式広域粒子
計測装置は、請求項4の検出器の被計測面積の制御する
手段がズーム機構を有する対物レンズであることを規定
したものである。
According to a fifth aspect of the invention, there is provided a light-scattering wide-area particle measuring apparatus, wherein the means for controlling the measured area of the detector of the fourth aspect is an objective lens having a zoom mechanism.

【0017】請求項6の発明に係わる光散乱式広域粒子
計測装置は、検出器が検出した画像を特定方向にずらし
て得た画像を積算する画像処理装置を備えたことを規定
したものである。
The light-scattering wide-area particle measuring apparatus according to a sixth aspect of the present invention is provided with an image processing apparatus that integrates the images obtained by shifting the images detected by the detector in a specific direction. .

【0018】請求項7の発明に係わる光散乱式広域粒子
計測方法は、基板にシート状光ビームを照射するステッ
プ、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光散乱式広域
粒子計測装置を用いて、粒子による散乱光を検出するス
テップと、検出値の時間変化により基板表面上付着粒子
と浮遊粒子とを判別するステップとを備えたものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a light-scattering wide-area particle measuring method, which comprises irradiating a substrate with a sheet-shaped light beam, and the light-scattering wide-area particle measuring device according to any one of claims 1 to 6. Is used to detect the scattered light from the particles, and the step of discriminating between the adhered particles and the suspended particles on the surface of the substrate by the time change of the detected value.

【0019】[0019]

【作用】この発明の請求項1に係わる光散乱式広域粒子
計測装置は、シート状光ビームの厚さを制御することが
できるので、高速粒子、微小粒子に対して光照射時間を
長くすることができ、検出器での光量を増加するよう作
用する。また、ビーム厚さの最適化により、検出器での
S/N比が向上する。
In the light-scattering wide-area particle measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the thickness of the sheet-like light beam can be controlled, so that the light irradiation time is increased for high-speed particles and minute particles. And acts to increase the amount of light at the detector. The optimization of the beam thickness also improves the S / N ratio at the detector.

【0020】この発明の請求項2に係わる光散乱式広域
粒子計測装置は、シート状光ビームの厚さを粒子の移動
速度により制御するので、高速粒子に対して光照射時間
を長くすることができ、検出器での光量を増加するよう
作用する。また、ビーム厚さの最適化により、検出器で
のS/N比が向上する。
In the light scattering wide area particle measuring apparatus according to the second aspect of the present invention, since the thickness of the sheet-like light beam is controlled by the moving speed of the particles, it is possible to lengthen the light irradiation time for the high speed particles. Yes, it acts to increase the amount of light at the detector. The optimization of the beam thickness also improves the S / N ratio at the detector.

【0021】この発明の請求項3に係わる光散乱式広域
粒子計測装置は、光検出器が光蓄積効果を有するので、
シート状光ビームの厚さを厚くし、光照射時間を長くす
ることにより検出器で蓄積される散乱光量が増加すると
共に、S/N比が向上する。これにより、高出力の光ビ
ームを用いて散乱光量を増加させたものと同様に作用す
る。
In the light scattering wide area particle measuring device according to the third aspect of the present invention, since the photodetector has a light accumulation effect,
By increasing the thickness of the sheet-like light beam and lengthening the light irradiation time, the amount of scattered light accumulated in the detector is increased and the S / N ratio is improved. As a result, the same operation as that in which the amount of scattered light is increased by using a high-power light beam is performed.

【0022】この発明の請求項4に係わる光散乱式広域
粒子計測装置は、検出器の被計測面積を光散乱体積によ
り制御したので、光ビームの厚さを厚くすることにより
光散乱体積が増加し、ノイズ増加の原因となっても、光
散乱体積に応じて検出器の被計測面積が制御され、計測
に最適な散乱体積が保てるように作用する。
In the light-scattering wide-area particle measuring apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the measured area of the detector is controlled by the light-scattering volume. Therefore, the light-scattering volume is increased by increasing the thickness of the light beam. However, even if noise is increased, the measured area of the detector is controlled according to the light scattering volume, and the scattering volume optimal for measurement is maintained.

【0023】この発明の請求項5に係わる光散乱式広域
粒子計測装置は、検出器の被計測面積を光散乱体積によ
り制御する手段として、ズーム機構を有する対物レンズ
を備えたので、計測に最適な散乱体積を保つための制御
を、簡便に行うことができる。
The light-scattering wide-area particle measuring device according to the fifth aspect of the present invention is equipped with an objective lens having a zoom mechanism as means for controlling the measured area of the detector by the light-scattering volume, and is therefore optimum for measurement. It is possible to easily perform control for maintaining a large scattering volume.

【0024】この発明の請求項6に係わる光散乱式広域
粒子計測装置は、画像処理装置に検出器に2次元状に配
置された各素子の計測領域を粒子が通過する領域数nに
対し、2次元内の特定方向に最大nー1回までずらした
画像を積算する機能を備えたので、検出方向に斜めに移
動する粒子や微小粒子、高速粒子のように、1素子当り
に受光する光量が小さく、またはS/N比が小さくて
も、最大nー1回までずらして複数の画像を積算するの
で、検出可能となる。これにより、高出力の光ビームを
用いて散乱光量を増加させたものと同様に作用する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light-scattering wide-area particle measuring apparatus in which the number n of areas in which particles pass through the measuring areas of the respective elements arranged two-dimensionally on the detector in the image processing device, Since it has a function to integrate images that have been shifted up to n-1 times in a specific direction within two dimensions, the amount of light received per element, such as particles that move diagonally in the detection direction, minute particles, and high-speed particles Is small or the S / N ratio is small, the plurality of images are integrated by shifting up to n-1 times, so that detection is possible. As a result, the same operation as that in which the amount of scattered light is increased by using a high-power light beam is performed.

【0025】この発明の請求項7に係わる粒子計測方法
は、請求項1〜6にいずれか1項に記載の光散乱式広域
粒子計測装置を用いて、粒子からの散乱光を画像処理す
るので、ウエハ表面上付着粒子は静止しているため、時
間変化に対して画面上の位置変化はなく認知でき、ウエ
ハ表面上浮遊粒子は、高速または微小粒子であっても、
上記のような方法で計測できるため、両者を同時に計測
できるとともに、簡便に区別することが可能となる。
The particle measuring method according to claim 7 of the present invention uses the light scattering wide-area particle measuring device according to any one of claims 1 to 6 to image-process scattered light from particles. Since the adhered particles on the wafer surface are stationary, there is no change in the position on the screen with respect to the time change, and it can be recognized.
Since the measurement can be performed by the method as described above, both can be measured simultaneously and can be easily distinguished.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、請求項1、2、3、4、5の発明の一
実施例を図を用いて説明する。図1はこの発明による光
散乱式広域粒子計測装置を、あるプロセス装置の曲りを
持つ排気管部に構成した例を示したもので、光ビームと
してレーザ光を用いている。図において、1はレーザ発
振器、2はビーム厚さを制御するためのスリット、3、
4はそれぞれ平凹シリンドリカルレンズ、平凸シリンド
リカルレンズで、シート状レーザビーム6を所望の形状
に成形するための光学系である。5はシート状レーザビ
ーム6を粒子の計測空間である排気管10に導くための
レーザビーム入出射窓、7はレーザビームのストッパで
あるライトトラップ、8は光蓄積効果を持った2次元検
出器、9はズーム機構を持った対物レンズ、11は計測
される粒子、12は粒子の移動速度を計測するための流
速計、13は粒子の移動方向、14は流速計12によっ
て計測した粒子11の移動速度に応じて、スリット2、
対物レンズ9を制御して最適なレーザビームを成形する
または、最適な被計測面積を制御するためのコントロー
ラ、15は2次元検出器8から送られた信号の画像処理
を行う画像処理装置である。
Example 1. An embodiment of the inventions of claims 1, 2, 3, 4, and 5 will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example in which the light-scattering wide-area particle measuring device according to the present invention is constructed in a bent exhaust pipe part of a process device, and a laser beam is used as a light beam. In the figure, 1 is a laser oscillator, 2 is a slit for controlling the beam thickness, 3,
Reference numerals 4 are plano-concave cylindrical lenses and plano-convex cylindrical lenses, respectively, which are optical systems for shaping the sheet-shaped laser beam 6 into a desired shape. Reference numeral 5 is a laser beam entrance / exit window for guiding the sheet-shaped laser beam 6 to the exhaust pipe 10 which is a particle measurement space, 7 is a light trap which is a stopper of the laser beam, and 8 is a two-dimensional detector having a light accumulation effect. , 9 is an objective lens having a zoom mechanism, 11 is a particle to be measured, 12 is a velocity meter for measuring a moving velocity of the particle, 13 is a moving direction of the particle, 14 is a velocity of the particle 11 measured by the velocity meter 12. Depending on the moving speed, slit 2,
A controller for controlling the objective lens 9 to shape the optimum laser beam or for controlling the optimum area to be measured, and 15 is an image processing device for performing image processing of the signal sent from the two-dimensional detector 8. .

【0027】図2は、排気管10中の粒子11がシート
状レーザビーム6を横切る時の概念図を示す。図中のシ
ート状レーザビーム6における縦分割は、2次元検出器
8の各検出素子が検出している領域区分を示している。
図3は本実施例に用いた検出器における媒質の散乱断面
積と検出器のS/Nの関係を計算により求めたものであ
る。図2において、2次元検出器の各検出素子が計測し
ている領域が大きくなると、媒質からの散乱光が大きく
なりノイズ増加の原因となる。そこで、被測定粒子径に
応じて、図3に示す検出器のS/N比が高くそして一定
とみなせる媒質の散乱断面積となるように、予め2次元
検出器の各検出素子の計測領域を設定しておく。なお、
ここでは粒子の移動方向とレーザビームのシート面が垂
直に配置されている例について説明する。
FIG. 2 shows a conceptual diagram when particles 11 in the exhaust pipe 10 cross the sheet-shaped laser beam 6. The vertical division of the sheet-shaped laser beam 6 in the drawing indicates the area division detected by each detection element of the two-dimensional detector 8.
FIG. 3 shows the relationship between the scattering cross section of the medium and the S / N of the detector in the detector used in this example, which was calculated. In FIG. 2, when the area measured by each detection element of the two-dimensional detector becomes large, the scattered light from the medium becomes large, which causes an increase in noise. Therefore, the measurement region of each detection element of the two-dimensional detector is previously set so that the S / N ratio of the detector shown in FIG. 3 is high and the scattering cross section of the medium can be regarded as constant according to the particle diameter to be measured. Set it. In addition,
Here, an example in which the moving direction of particles and the sheet surface of the laser beam are arranged vertically will be described.

【0028】次に動作について説明する。レーザ発振器
1により発せられたレーザビームはスリット2、シリン
ドリカルレンズ3、4により所望のシート状レーザビー
ム6の形状に成形された後、排気管10内に導入され
る。ビーム照射領域を通過した粒子11の散乱光は排気
管10外に設置された2次元検出器8に到達し、2次元
検出器8の出力は画像処理装置15に送られ所定の画像
処理が行われる。ここで微小粒子または高速粒子に対
し、検出器8で計測可能な光量を確保するには、高速粒
子へのレーザビーム照射時間を増加させる必要がある。
なお、粒子の速度に対し、計測に必要なレーザビームの
厚さはほぼ比例関係があることが知られている。即ち、
粒子の速度が速いほど必要なレーザビーム厚さは厚い。
そのため、排気管11内に設置された流速計12により
粒子の移動速度を求め、これをスリット2にフィードバ
ックしてレーザビームの厚さを制御する。また、レーザ
ビーム厚さは最大でも2次元検出器の焦点深度内、即ち
高々2mmであり、粒子が1検出素子の計測領域内に入
ってから出て行くまで常にレーザビーム照射が行われる
ようにスリット2によってレーザビーム厚さが制御され
る。
Next, the operation will be described. The laser beam emitted from the laser oscillator 1 is shaped into a desired sheet-shaped laser beam 6 by the slit 2 and the cylindrical lenses 3 and 4, and then introduced into the exhaust pipe 10. The scattered light of the particles 11 that have passed through the beam irradiation region reaches the two-dimensional detector 8 installed outside the exhaust pipe 10, and the output of the two-dimensional detector 8 is sent to the image processing device 15 to perform predetermined image processing. Be seen. Here, in order to secure a light amount that can be measured by the detector 8 for minute particles or high-speed particles, it is necessary to increase the laser beam irradiation time for the high-speed particles.
It is known that the thickness of the laser beam required for measurement is approximately proportional to the particle velocity. That is,
The faster the particle velocity, the thicker the laser beam thickness required.
Therefore, the moving speed of the particles is obtained by the velocity meter 12 installed in the exhaust pipe 11, and this is fed back to the slit 2 to control the thickness of the laser beam. In addition, the laser beam thickness is at most within the depth of focus of the two-dimensional detector, that is, at most 2 mm, so that the laser beam irradiation is always performed from when the particles enter the measurement area of one detection element to when they exit. The slit 2 controls the laser beam thickness.

【0029】なお、この例では、2次元検出器の1検出
素子が計測している計測面積とレーザビーム厚さの積が
散乱体積となっており、この散乱体積は媒質の散乱断面
積に比例関係をもつ。そのため、レーザビームの厚さを
増加させることは、媒質の散乱断面積を大きくさせるこ
とであり、ノイズ増加の原因となる。このため、ノイズ
が増加しないよう媒質の散乱断面積が一定となるよう
に、即ち光散乱体積が一定となるように対物レンズ9の
ズームにより被計測面積が制御される。
In this example, the product of the measurement area measured by one detection element of the two-dimensional detector and the thickness of the laser beam is the scattering volume, which is proportional to the scattering cross section of the medium. Have a relationship. Therefore, increasing the thickness of the laser beam increases the scattering cross section of the medium, which causes an increase in noise. Therefore, the measured area is controlled by zooming the objective lens 9 so that the scattering cross section of the medium is constant so that noise is not increased, that is, the light scattering volume is constant.

【0030】画像処理では、粒子の存在を判断するため
にある閾値を設定し、その閾値をもとに2値化を行い粒
子の座標と個数を求める。さらに、各座標より粒子の信
号値を読み取り、粒子径への変換が行われる。これによ
り、微小粒子または高速粒子に関する情報を求めること
ができる。
In the image processing, a certain threshold is set in order to judge the presence of particles, and binarization is performed based on the threshold to obtain the coordinates and number of particles. Furthermore, the signal value of the particle is read from each coordinate and converted into the particle diameter. This makes it possible to obtain information about the fine particles or the fast particles.

【0031】以上の例では、粒子の計測空間は排気管で
あったが、検出器と媒質の散乱断面積の関係が既知であ
れば排水管等の液体中の粒子の計測であっても良い。
In the above examples, the measurement space for particles was the exhaust pipe, but if the relationship between the detector and the scattering cross section of the medium is known, the measurement of particles in liquid such as a drain pipe may be used. .

【0032】また、上記実施例ではレーザ光を使用した
例について示したが、計測に適した光強度を有する光ビ
ームであればよい。
In the above embodiment, an example using a laser beam is shown, but a light beam having a light intensity suitable for measurement may be used.

【0033】実施例2.以下、請求項1〜6の発明の一
実施例を図を用いて説明する。図4はこの発明による光
散乱式広域粒子計測装置を、あるプロセス装置中の任意
の場所に構成した例を示したもので、光ビームとしてレ
ーザ光を用いている。図において、同一符号は従来例、
実施例1に準ずる。
Example 2. An embodiment of the invention of claims 1 to 6 will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows an example in which the light-scattering wide-area particle measuring device according to the present invention is configured at an arbitrary place in a certain process device, and laser light is used as a light beam. In the figure, the same reference numerals are used for the conventional example,
According to Example 1.

【0034】図5は、粒子11がシート状レーザビーム
6を横切る時の概念図を示す。図中のシート状レーザビ
ーム6におけるシート面に対する縦分割は、検出器8の
各検出素子が検出している領域を示している。なお、実
施例1で述べたように、2次元検出器の各検出素子が計
測している領域は図3に示した媒質の散乱断面積とS/
N比の関係から最適化されている。
FIG. 5 shows a conceptual diagram when the particles 11 cross the sheet-shaped laser beam 6. The vertical division of the sheet-shaped laser beam 6 in the drawing with respect to the sheet surface indicates the region detected by each detection element of the detector 8. As described in the first embodiment, the region measured by each detection element of the two-dimensional detector is the scattering cross section of the medium shown in FIG.
It is optimized from the relationship of N ratio.

【0035】次に動作について説明する。シート状レー
ザビーム6は例えば排気管10内に導入され、ビーム照
射領域を通過した粒子の散乱光は排気管10外に設置さ
れた2次元検出器8に到達し、8の出力は画像処理装置
15に送られ画像処理が行われる。なお、排気管内に設
置された流速計12により粒子速度が求められ、粒子速
度に応じスリット2の幅が制御される。また、スリット
幅の動きに対し、ノイズが増加しないように、対物レン
ズ9のズーム機構を制御する。この場合、媒質の散乱断
面積を一定にするために、高速粒子になるほどレーザビ
ーム厚さは増し計測面積は小さくなる。
Next, the operation will be described. The sheet-shaped laser beam 6 is introduced into, for example, the exhaust pipe 10, and the scattered light of the particles passing through the beam irradiation region reaches the two-dimensional detector 8 installed outside the exhaust pipe 10, and the output of 8 is an image processing apparatus. It is sent to 15 and image processing is performed. The particle velocity is obtained by the velocity meter 12 installed in the exhaust pipe, and the width of the slit 2 is controlled according to the particle velocity. Further, the zoom mechanism of the objective lens 9 is controlled so that noise does not increase with respect to the movement of the slit width. In this case, in order to keep the scattering cross section of the medium constant, the laser beam thickness increases and the measurement area decreases as the particle speed increases.

【0036】図6に画像処理装置15に送られた画像デ
ータの例を示す。図中粒子の軌跡はn個の検出素子測定
領域を通過し、画面上分割域A−A’上を移動してい
る。粒子が高速に移動しまたは微小であれば、この粒子
軌跡に対応して検出器で得られる輝度は非常に微弱でS
/N比の小さなものとなる。図7に分割域A−A’上の
粒子の輝度を示す。画像処理を行う前の信号は図7の下
の実線に示される輝度であり、これではS/N比が低
く、粒子の存在が判別不可能である。図6で得られた画
像を生の画像とし、これを画像0と呼ぶ。図8は画像処
理の方法の一例を示したもので、図6における検出素子
分割領域1からiの方向に1ライン、2ライン、・・・
と順次削除した、即ち削除したラインの分だけその方向
にずれた画像(それぞれ画像1、画像2、・・・と呼
ぶ)を作成する。ここで、削除するライン数、即ち作成
する画像数は、粒子がシート状レーザビーム6を通過し
た際の素子の測定領域nに対して最大n−1である。こ
れによって得られた画像1、画像2、・・・、画像(n
−1)を図8に示したように画像0に足し合わせると、
光量の積算効果により、図7の上の画像処理後の実線に
示したようにS/N比の高いものとなり粒子判別が容易
に可能となる。
FIG. 6 shows an example of image data sent to the image processing apparatus 15. In the figure, the trajectory of particles passes through n detection element measurement areas and moves on the screen divided area AA ′. If the particles move at high speed or are minute, the brightness obtained by the detector corresponding to this particle trajectory is very weak and S
The / N ratio is small. FIG. 7 shows the brightness of particles on the divided area AA ′. The signal before the image processing is the brightness shown by the solid line in the lower part of FIG. 7, which has a low S / N ratio and the presence of particles cannot be discriminated. The image obtained in FIG. 6 is referred to as a raw image and is referred to as image 0. FIG. 8 shows an example of the image processing method. One line, two lines, ...
And images that are sequentially deleted, that is, shifted in that direction by the deleted lines (referred to as image 1, image 2, ...) Are created. Here, the number of lines to be deleted, that is, the number of images to be created is a maximum of n−1 with respect to the measurement region n of the element when the particles pass the sheet-shaped laser beam 6. Image 1, image 2, ..., Image (n
-1) is added to image 0 as shown in FIG.
Due to the effect of integrating the light amount, the S / N ratio becomes high as shown by the solid line after the image processing in FIG. 7, and the particle discrimination can be easily performed.

【0037】上記のような積算画像処理でS/N比を向
上させた後、粒子の存在を判断するために、ある閾値を
設定し、その閾値をもとに2値化を行い、粒子の座標と
個数を求める。さらに、各座標より粒子の信号値を読み
取り、粒子径への変換が行われる。これにより、微小粒
子または高速粒子に関する情報を求めることができる。
After improving the S / N ratio by the integrated image processing as described above, in order to judge the existence of particles, a certain threshold value is set, and binarization is performed based on the threshold value. Find coordinates and number. Furthermore, the signal value of the particle is read from each coordinate and converted into the particle diameter. This makes it possible to obtain information about the fine particles or the fast particles.

【0038】以上の例では、粒子の計測空間は排気管等
気体中あるいは真空中であったが、検出器と媒質の散乱
断面積の関係が既知であれば排水管等の液体中の粒子の
計測であっても良い。
In the above example, the measurement space of the particles was in a gas such as an exhaust pipe or in a vacuum, but if the relationship between the detector and the scattering cross-section of the medium is known, the particles in the liquid such as a drain pipe will be measured. It may be measurement.

【0039】また、上記の例では、レーザ光を使用した
例について示したが、計測に適した光強度を有する光ビ
ームであればよい。
Further, in the above example, the example using the laser beam is shown, but any light beam having a light intensity suitable for measurement may be used.

【0040】以上の例では、画像積算の分割方法が素子
の測定領域に相当する例であったが、粒子の輝度を記録
させた画像上で各粒子の移動方向に任意に分割して、処
理を行ってもよい。
In the above example, the dividing method of image integration corresponds to the measurement area of the element, but the processing is performed by arbitrarily dividing in the moving direction of each particle on the image in which the brightness of the particle is recorded. You may go.

【0041】実施例3.以下、請求項1〜7の発明の実
施例を図を用いて説明する。図9はこの発明による光散
乱式粒子計測装置を用いた粒子計測方法を示す図で、1
1aはウエハ16上の浮遊粒子、11bはウエハ16上
の付着粒子を示す。なお、同一符号は従来例または実施
例1、2に準ずる。
Example 3. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram showing a particle measuring method using the light scattering type particle measuring device according to the present invention.
1a indicates suspended particles on the wafer 16, and 11b indicates adhered particles on the wafer 16. The same reference numerals are based on the conventional example or the first and second embodiments.

【0042】次に動作について説明する。ここでは光学
系により、所望の形状、強度に調整されたシート状レー
ザビーム6をウエハ16に水平に照射する。ここで、図
9に示したように、2次元検出器8とウエハは垂直関係
であり、このビーム照射領域内のウエハ上付着粒子11
bあるいはウエハ上浮遊粒子11aからの散乱光は2次
元検出器8に到達し、8の出力は画像処理装置15に送
られる。なお、2次元検出器の各素子の計測領域は実施
例1、2に準じてS/N比が一定となる散乱断面積以下
に設定されている。
Next, the operation will be described. Here, the wafer 16 is horizontally irradiated with the sheet-shaped laser beam 6 adjusted to a desired shape and intensity by an optical system. Here, as shown in FIG. 9, the two-dimensional detector 8 and the wafer are in a vertical relationship, and the particles 11 adhered on the wafer in the beam irradiation region are
The scattered light from b or the suspended particles 11 a on the wafer reaches the two-dimensional detector 8, and the output of 8 is sent to the image processing device 15. The measurement area of each element of the two-dimensional detector is set to be equal to or less than the scattering cross-sectional area where the S / N ratio becomes constant according to the first and second embodiments.

【0043】ウエハ16上に付着している粒子11bに
は常にレーザビームが照射されており、さらに、上記に
示したように媒質の散乱断面積を小さく設定しているこ
とから十分に粒子からの散乱光量が得られる。そこで、
この画像に対して2値化処理を行い粒子の座標および強
度を求め記録する。ここで、付着粒子の場合、現画面と
前画面での座標は同じであることから、座標比較を行う
ことで付着粒子と移動粒子の判別を行うことができる。
The particles 11b adhering to the wafer 16 are always irradiated with the laser beam, and the scattering cross section of the medium is set to a small value as described above, so that the particles 11b are sufficiently scattered. The amount of scattered light is obtained. Therefore,
This image is binarized to obtain the particle coordinates and intensities and record them. Here, in the case of adhered particles, since the coordinates on the current screen and the previous screen are the same, it is possible to distinguish between adhered particles and moving particles by performing coordinate comparison.

【0044】つぎに、図9に示したように浮遊粒子11
aは2次元検出器の複数の検出素子の計測領域を通過す
ることから各検出素子に蓄積される散乱光量は少なく計
測が困難となる。しかし、実施例2で示された画像処理
方法により、例えば画像処理画面上粒子の移動方向に画
像をずらして積算すれば粒子を検出することができる。
その後、粒子の存在を判断するためにある閾値を設定
し、その閾値をもとに2値化を行い粒子の座標と個数お
よび粒子径を求める。さらに、先に記憶された付着粒子
との個数が比較される。なお、この積算回数は粒子速度
によって制御される。
Next, as shown in FIG.
Since a passes through the measurement regions of the plurality of detection elements of the two-dimensional detector, the amount of scattered light accumulated in each detection element is small and measurement becomes difficult. However, according to the image processing method shown in the second embodiment, the particles can be detected by shifting the images in the moving direction of the particles on the image processing screen and integrating them.
Then, a certain threshold is set to determine the presence of particles, and binarization is performed based on the threshold to obtain the coordinates and number of particles and the particle diameter. Further, the number of the adhered particles stored previously is compared. The number of times of this integration is controlled by the particle velocity.

【0045】なお、上記実施例ではレーザ光を使用した
例について示したが、計測に適した光強度を有する光ビ
ームであればよい。
In the above embodiment, an example using laser light is shown, but a light beam having a light intensity suitable for measurement may be used.

【0046】実施例4.以下、請求項1〜7の発明の別
の実施例を図を用いて説明する。図10は、この発明に
よる光散乱式粒子計測装置を用いた粒子計測方法を示す
図で、17はウエハ16の移動方向、矢印B、B’はレ
ーザビームの照射方向、θはウエハ16に対するレーザ
ービーム6の照射角度である。また、図11はこの発明
による光散乱式粒子計測装置を用いた別の粒子計測方法
を示す。なお、同一符号は従来例または実施例1〜3に
準ずる。
Example 4. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a diagram showing a particle measuring method using the light scattering type particle measuring device according to the present invention, in which 17 is a moving direction of the wafer 16, arrows B and B ′ are laser beam irradiation directions, and θ is a laser for the wafer 16. The irradiation angle of the beam 6. FIG. 11 shows another particle measuring method using the light scattering type particle measuring device according to the present invention. In addition, the same code | symbol follows a prior art example or Examples 1-3.

【0047】次に動作について説明する。ここでは均一
強度に調整されたシート状レーザビーム6をウエハ16
に斜方から照射する。ここで、実施例3で示したよう
に、ビーム照射領域に存在するウエハ上の付着粒子11
bとウエハ上の浮遊粒子11aからの散乱光は2次元検
出器8に到達し、8の出力は画像処理装置15に送られ
る。なお、2次元検出器の各素子の計測領域は、実施例
1、2に準じてS/N比が一定となる散乱断面積以下に
設定されている。
Next, the operation will be described. Here, the sheet-shaped laser beam 6 adjusted to have a uniform intensity is applied to the wafer 16
Irradiate from diagonally. Here, as shown in Example 3, the adhered particles 11 on the wafer existing in the beam irradiation region
Light scattered from b and the suspended particles 11a on the wafer reaches the two-dimensional detector 8, and the output of 8 is sent to the image processing device 15. The measurement region of each element of the two-dimensional detector is set to be equal to or less than the scattering cross-sectional area where the S / N ratio becomes constant according to the first and second embodiments.

【0048】ウエハ16上に付着している粒子11bに
は常にレーザビームが照射されており、さらに、上記に
示したように媒質の散乱断面積を小さく設定しているこ
とから十分に粒子からの散乱光量が得られる。そこで、
この画像に対して2値化処理を行い粒子の座標および強
度を求め記録する。ここで、付着粒子の場合、現画面と
前画面での座標は同じであることから、座標比較を行う
ことで付着粒子と移動粒子の判別を行うことができる。
The particles 11b adhering to the wafer 16 are always irradiated with the laser beam, and the scattering cross section of the medium is set small as described above. The amount of scattered light is obtained. Therefore,
This image is binarized to obtain the particle coordinates and intensities and record them. Here, in the case of adhered particles, since the coordinates on the current screen and the previous screen are the same, it is possible to distinguish between adhered particles and moving particles by performing coordinate comparison.

【0049】つぎに、図10に示したように浮遊粒子1
1aは2次元検出器の複数の検出素子の計測領域を通過
することから各検出素子に蓄積される散乱光量は少なく
計測が困難となる。しかし、実施例2で示された画像処
理方法により、例えば画像処理画面上粒子の移動方向に
画像をずらして積算すれば粒子を検出することができ
る。その後、粒子の存在を判断するためにある閾値を設
定し、その閾値をもとに2値化を行い粒子の座標と個数
および粒子径を求める。さらに、先に記憶された付着粒
子との個数が比較される。なお、この積算回数は粒子速
度によって制御される。
Next, as shown in FIG. 10, suspended particles 1
Since 1a passes through the measurement regions of a plurality of detection elements of the two-dimensional detector, the amount of scattered light accumulated in each detection element is small and measurement becomes difficult. However, according to the image processing method shown in the second embodiment, the particles can be detected by shifting the images in the moving direction of the particles on the image processing screen and integrating them. Then, a certain threshold is set to determine the presence of particles, and binarization is performed based on the threshold to obtain the coordinates and number of particles and the particle diameter. Further, the number of the adhered particles stored previously is compared. The number of times of this integration is controlled by the particle velocity.

【0050】なお、上記実施例では、ある一定の面内に
レーザビームを照射した例について示したが、図10中
に示した矢印17の方向、即ちウエハ16の面内方向に
ウエハ16を走査させること広域での計測を網羅できる
ことはいうまでもない。
In the above embodiment, an example in which a laser beam is applied to a certain plane is shown, but the wafer 16 is scanned in the direction of arrow 17 shown in FIG. Needless to say, it is possible to cover measurement in a wide area.

【0051】なお、上記実施例では、矢印13に代表さ
れるように浮遊粒子がウエハ方向に移動する例について
示したが、移動方向にこだわることはない。また、移動
方向が、複数の素子を通過しないような方向、即ちレー
ザビームのシート面に垂直な方向であれば、レーザビー
ムのシート面と検出器の方向が垂直である関係を満たし
つつ、レーザビーム6の照射角度θを制御することによ
り複数の素子の計測領域を通過させればよい。
Although the floating particles move in the wafer direction as represented by the arrow 13 in the above embodiment, the moving direction is not limited. Further, if the moving direction is a direction that does not pass through a plurality of elements, that is, a direction perpendicular to the sheet surface of the laser beam, while satisfying the relationship that the sheet surface of the laser beam and the direction of the detector are perpendicular, The irradiation angle θ of the beam 6 may be controlled so as to pass through the measurement regions of a plurality of elements.

【0052】なお、上記実施例では、レーザビームの入
射方向Bに対して検出器の位置を配置した例となってい
るが、図11に示したように、レーザビームがウエハか
ら反射された方向B’に対して検出器を配置して計測を
行ってもよい。
In the above embodiment, the position of the detector is arranged with respect to the incident direction B of the laser beam, but as shown in FIG. 11, the direction in which the laser beam is reflected from the wafer is shown. A detector may be arranged with respect to B ′ to perform measurement.

【0053】なお、上記実施例ではレーザ光を使用した
例について示したが、計測に適した光強度を有する光ビ
ームであればよい。
In the above embodiment, an example using a laser beam is shown, but a light beam having a light intensity suitable for measurement may be used.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、粒子計測に用いるシート状光ビームの厚さを制御す
ることで、検出器での光量不足や、S/N比の劣悪が解
消されたので、シート状レーザビームの及ぶ広域に渡っ
て、粒子の数え落しがなくなり、計測精度が向上する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, by controlling the thickness of the sheet-like light beam used for particle measurement, the light quantity at the detector is insufficient and the S / N ratio is poor. Since the above is eliminated, particles are not counted down over a wide area covered by the sheet-shaped laser beam, and the measurement accuracy is improved.

【0055】以上のように、請求項2の発明によれば、
請求項1の効果に加え、粒子計測中に同時に粒子の移動
速度を測定しそれに応じてシート状光ビームの厚さを制
御するので、計測精度が一層向上する。
As described above, according to the invention of claim 2,
In addition to the effect of the first aspect, the moving speed of particles is measured at the same time during particle measurement, and the thickness of the sheet-like light beam is controlled accordingly, so that the measurement accuracy is further improved.

【0056】以上のように、請求項3の発明によれば、
請求項1、2の効果に加え、検出器での積算光量も増加
し、S/N比が向上するので、計測精度が一層向上す
る。
As described above, according to the invention of claim 3,
In addition to the effects of the first and second aspects, the integrated light amount at the detector also increases and the S / N ratio improves, so the measurement accuracy is further improved.

【0057】以上のように、請求項4、5の発明によれ
ば、請求項1〜3の効果に加え、例えば、ズーム機構を
有する対物レンズを用いて、検出器の被計測面積を光散
乱体積により制御したので、ノイズが低減され、広域で
の粒子の計測精度が一層向上する。
As described above, according to the inventions of claims 4 and 5, in addition to the effects of claims 1 to 3, for example, by using an objective lens having a zoom mechanism, the measured area of the detector is scattered by light. Since it is controlled by the volume, noise is reduced and the measurement accuracy of particles in a wide area is further improved.

【0058】以上のように、請求項6の発明によれば、
請求項1〜5の効果に加え、簡便な画像処理機能によ
り、光量の小さく、S/Nの低い高速粒子や微小粒子の
検出が行えるようになったので、広域での粒子の計測精
度が一層向上する。
As described above, according to the invention of claim 6,
In addition to the effects of claims 1 to 5, the simple image processing function enables the detection of high-speed particles and minute particles with a small amount of light and a low S / N. improves.

【0059】以上のように、請求項1〜6の発明によれ
ば、シート状光ビームのシート面即ち散乱光と検出器の
方向を固定すれば任意の場所に装置を構成することがで
きるので限られた設置面積にもコンパクトに配置でき
る。
As described above, according to the inventions of claims 1 to 6, the device can be configured at any place by fixing the sheet surface of the sheet-like light beam, that is, the scattered light and the direction of the detector. Can be compactly installed even in a limited installation area.

【0060】以上のように、請求項7の発明によれば、
請求項1〜6による光散乱式広域粒子計測装置を用い
て、粒子計測を行うので、移動する粒子が高速または微
小であっても、また、付着している粒子が微小であって
も、両者を同時にかつ高精度に判別して計測することが
可能となる。また、1つの装置で2種類の粒子を計測で
きるので、装置構成が簡便で、限られた設置面積にもコ
ンパクトに配置できる。
As described above, according to the invention of claim 7,
Since the particle measurement is performed using the light-scattering wide-area particle measuring device according to claims 1 to 6, even if the moving particles are high-speed or minute, and the adhered particles are minute, both It is possible to simultaneously measure with high accuracy and measure. Also, since two types of particles can be measured with one device, the device configuration is simple and can be compactly arranged in a limited installation area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1による光散乱式広域粒子計
測装置の構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a light scattering wide area particle measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1による光散乱式広域粒子計
測装置における被計測部の詳細断面図である。
FIG. 2 is a detailed sectional view of a portion to be measured in the light-scattering wide-area particle measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】媒質の散乱断面積と検出器におけるS/N比の
関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a scattering cross section of a medium and an S / N ratio in a detector.

【図4】この発明の実施例2による光散乱式広域粒子計
測装置の構成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a light scattering wide area particle measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例2による光散乱式広域粒子計
測装置における被計測部の詳細断面図である。
FIG. 5 is a detailed sectional view of a portion to be measured in the light scattering wide area particle measuring device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例2による光散乱式広域粒子計
測装置において計測された粒子の画像を示す概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic view showing an image of particles measured by a light scattering wide area particle measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例2による光散乱式広域粒子計
測装置において計測された粒子の画像処理前と画像処理
後の輝度値を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing luminance values of particles measured by a light-scattering wide-area particle measuring device according to a second embodiment of the present invention before and after image processing.

【図8】この発明の実施例2による光散乱式広域粒子計
測装置において、実施する画像処理方法を示した概略図
である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an image processing method to be executed in the light scattering type wide area particle measuring device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例3による光散乱式広域粒子計
測装置を用いた粒子計測方法を示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a particle measuring method using a light scattering wide area particle measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】この発明の実施例4による光散乱式広域粒子
計測装置を用いた粒子計測方法を示す概略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a particle measuring method using a light scattering wide area particle measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】この発明の実施例4による光散乱式広域粒子
計測装置を用いた別の粒子計測方法を示す概略図であ
る。
FIG. 11 is a schematic view showing another particle measuring method using the light scattering wide area particle measuring device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図12】従来の流れ可視化装置を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional flow visualization device.

【図13】従来の粒子計測装置を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a conventional particle measuring device.

【図14】従来の異物検査装置を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a conventional foreign matter inspection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ発振器 2 スリット 3 平凹シリンドリカルレンズ 4 平凸シリンドリカルレンズ 5 レーザビーム入出射窓 6 シート状レーザビーム 7 ライトトラップ 8 光蓄積効果を有する2次元検出器 9 ズーム機構を有する対物レンズ 10 排気管 11 粒子 12 流速計 13 粒子の移動方向 14 コントローラ 15 画像処理装置 16 ウエハ 17 ウエハ移動方向 18 カメラ 19 多面体反射鏡 20 モータ 21 ロッドレンズ 22 ノズル 23 光源 24 ハーフミラー 25 ガルバノメータ 26 透明セル 27 検出部 28 処理部 29 対物レンズ 30 光検出器 31 試料台 1 Laser Oscillator 2 Slit 3 Plano-Concave Cylindrical Lens 4 Plano-Convex Cylindrical Lens 5 Laser Beam Entrance / Exit Window 6 Sheet Laser Beam 7 Light Trap 8 Two-Dimensional Detector with Light Storage Effect 9 Objective Lens with Zoom Mechanism 10 Exhaust Pipe 11 Particle 12 Velocity meter 13 Particle moving direction 14 Controller 15 Image processing device 16 Wafer 17 Wafer moving direction 18 Camera 19 Polyhedral reflecting mirror 20 Motor 21 Rod lens 22 Nozzle 23 Light source 24 Half mirror 25 Galvanometer 26 Transparent cell 27 Detection part 28 Processing part 29 Objective lens 30 Photodetector 31 Sample stage

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】厚さの制御されたシート状光ビームを粒子
に照射する手段、上記シート状光ビームのシート面と垂
直方向に上記粒子により散乱された光を検出するための
検出器とを備えた光散乱式広域粒子計測装置。
1. A means for irradiating a particle with a sheet-shaped light beam having a controlled thickness, and a detector for detecting light scattered by the particle in a direction perpendicular to a sheet surface of the sheet-shaped light beam. Light scattering type wide-area particle measuring device equipped.
【請求項2】シート状光ビームの厚さを粒子の移動速度
により制御することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の光散乱式広域粒子計測装置。
2. The light scattering wide-area particle measuring device according to claim 1, wherein the thickness of the sheet-like light beam is controlled by the moving speed of the particles.
【請求項3】検出器が光蓄積効果を有する2次元検出器
からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載の光散乱式広域粒子計測装置。
3. The light-scattering wide-area particle measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein the detector is a two-dimensional detector having a light accumulation effect.
【請求項4】光散乱体積により検出器の被計測面積を制
御する手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
1〜3項のいずれか1項に記載の光散乱式広域粒子計測
装置。
4. The light-scattering wide-area particle measuring device according to claim 1, further comprising means for controlling a measured area of the detector by a light-scattering volume. .
【請求項5】検出器の被計測面積を制御する手段がズー
ム機構を有する対物レンズであることを特徴とする特許
請求の範囲第4項記載の光散乱式広域粒子計測装置。
5. The light scattering wide-area particle measuring device according to claim 4, wherein the means for controlling the measured area of the detector is an objective lens having a zoom mechanism.
【請求項6】検出器が検出した画像を特定方向にずらし
て積算する画像処理装置を備えたことを特徴とする特許
請求の範囲第1〜5項のいずれか1項に記載の光散乱式
広域粒子計測装置。
6. The light-scattering system according to claim 1, further comprising an image processing device that shifts and integrates the images detected by the detector in a specific direction. Wide area particle measuring device.
【請求項7】基板にシート状光ビームを照射するステッ
プと、特許請求の範囲第1〜6項のいずれか1項に記載
の光散乱式広域粒子計測装置によって、粒子により散乱
された上記シート状光ビームの散乱光を検出するステッ
プと、検出値の時間変化により上記基板に付着した粒子
と浮遊粒子とを判別するステップとを備えた粒子計測方
法。
7. A step of irradiating a substrate with a sheet-shaped light beam, and the sheet scattered by particles by a light-scattering wide-area particle measuring device according to claim 1. Particle measuring method comprising: a step of detecting scattered light of a circular light beam; and a step of discriminating between particles adhering to the substrate and suspended particles based on a time change of a detection value.
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