CA2234515C

CA2234515C - Apparatus for measuring particle fallout on a surface using a telltale plate

Info

Publication number: CA2234515C
Application number: CA002234515A
Authority: CA
Inventors: Arie Zwaal
Original assignee: Agence Spatiale Europeenne
Current assignee: Agence Spatiale Europeenne
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 2006-08-01
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: CA2234515A1

Abstract

L'appareil de mesure selon l'invention comprend une base annulaire (11) entourant une plaque témoin Plaque témoin (P1a) contaminée par des particules, à laquelle sont fixées, équiréparties, des diodes électroluminescentes (D1, D x), émettant sur une longueur d'onde de 630 nm. Dans une variante préférée, ces diodes (D1, D x) sont au nombre de douze et illuminent la surface supérieure de la plaque témoin (P1a) sous faible incidence. La structure annulaire inférieure (11) supporte une enceinte optique cylindrique (10), surmontée d'une structure supérieure annulaire (12). Cette dernière supporte un détecteur du type "CCD" (122) mesurant la lumière diffusée par les particules et un filtre optique (124) centré sur la longueur d'onde 630 nm. Le filtre (124) et le détecteur (122) sont amovibles de manière à pouvoir les remplacer par un microscope.The measuring apparatus according to the invention comprises an annular base (11) surrounding a control plate. A control plate (P1a) contaminated with particles, to which light-emitting diodes (D1, Dx), emitting on a light-emitting diode, are equidistributed. wavelength of 630 nm. In a preferred embodiment, these diodes (D1, D x) are twelve in number and illuminate the upper surface of the control plate (P1a) at low incidence. The lower annular structure (11) supports a cylindrical optical enclosure (10), surmounted by an annular upper structure (12). The latter supports a "CCD" type detector (122) measuring the light scattered by the particles and an optical filter (124) centered on the wavelength 630 nm. The filter (124) and the detector (122) are removable so that they can be replaced by a microscope.

Description

Appareil de mesure de retcunbées de pa~ti~les sur une surface, uti-lisant une. plaque tdmoin.
L'invention concerne un instrument de mesure de retombées de particules sur une surface, utilisant une plaque témoin.
Dans de nombreuses industries, il est nécessaire de protéger toutes sortes de produits, objets, dispositifs, etc., de la contamination, notamment par des particules. C'est particulièrement le cas pour la fabrication de circuits intégrés, les instruments de mesures destinés aux avions ou aux applications spatiales, lo l'instrumentation médicale, les films minces, les préparations pharmaceutiques, les émulsions photographiques, etc. Pour toutes ces applications, la contamination la plus minime peut conduire à un rendement plus faible ou une durée de vie plus courte. Le contrôle des contaminants qui peuvent se déposer sur un produit est donc vital pour ce type d'industries.
Pour cette raison, la production et les examens sont réalisés en "salles blanches" dont le renouvellement d'air est filtré de manière à minimiser les risques de contamination. En outre, on maintient une surpression par rapport au milieu extérieur. Cependant, à cause de l'activité du personnel présent, une grande quantité
. de particules est émise dans l'environnement de ces salles. L'action de la gravité sur 2o ces particules entraîne un dépôt de celle-ci sur toutes les surfaces de la salle et, ce qui plus important, sur les produits en cours de fabrication ou de montage.
Initialement, la contamination des produits en "salle blanche" n'était pas mesurée directement. En lieu et place de cette mesure directe, on mesurait la taille et le nombre de particules en suspension par unité de volume. Cependant cette méthode ne pouvait donner qu'une indication très incertaine du degré exact de contamination des produits eux-mêmes due à la retombée des particules. En effet, les particules les plus grosses, générées par un opérateur donné, ont tendance à
retomber rapidement et, ce, à proximité immédiate de l'opérateur en question.
Par ailleurs, celui-ci est susceptible de se déplacer dans l'enceinte protégée.
Cette 3o méthode présentait de gros inconvénient.
Il a été proposé de mesurer la contamination de surfaces due à la retombée de particules en faisant appel à des surfaces échantillon sous la forme de plaques témoins. Ces plaques témoins sont disposées à proximité immédiate du produit en cours de fabrication ou du dispositif en cours de montage. Les particules en suspension peuvent donc se déposer librement sur ces plaques témoins pendant une période de temps déterminée. En fin de cette période déterminée, les plaques Apparatus for measuring pressure drops on a surface, used reading one. witness plate.
The invention relates to an instrument for measuring the fallout of particles on a surface, using a control plate.
In many industries, it is necessary to protect all kinds of products, objects, devices, etc., of contamination, including by particles. This is particularly the case for the manufacture of circuits integrated, measuring instruments for airplanes or space applications, lo medical instrumentation, thin films, preparations pharmaceuticals, photographic emulsions, etc. For all these applications, contamination the more minimal can lead to lower efficiency or longer life short. The control of contaminants that may be deposited on a product is therefore vital for this type of industry.
For this reason, production and exams are done in "halls"
"fresh air" is filtered in such a way as to minimize the risks of contamination. In addition, an overpressure is maintained with respect to the medium outside. However, because of the activity of the staff present, great quantity . of particles is emitted into the environment of these rooms. The action of the gravity on 2o these particles causes a deposit thereof on all surfaces of the room and this which more importantly, about products being manufactured or assembled.
Initially, the contamination of products in "clean room" was not measured directly. Instead of this direct measure, we measured the size and the number of suspended particles per unit volume. However this method could give only a very uncertain indication of the exact degree of contamination of the products themselves due to the fallout of the particles. In effect, the largest particles, generated by a given operator, tend to at fall quickly and in close proximity to the operator in question.
By elsewhere, it is likely to move in the protected enclosure.
This The method presented great inconvenience.
It has been proposed to measure surface contamination due to fallout of particles using sample surfaces under the made of control plates. These control plates are arranged in close proximity to the product being manufactured or device being assembled. The particles in suspension can therefore be deposited freely on these control plates while a specified period of time. At the end of this determined period, plates

2 précitées sont collectées et le dépôt de particule est mesuré à l'aide d'un appareil optique à base d'un photomètre.
Cette méthode présente plusieurs avantages. Tout d'abord, la précision des mesures est grandement améliorée : elle permet notamment de tenir compte des particules les plus lourdes produites par les opérateurs, puisque les plaques sont disposées aussi à proximité de ceux-ci lorsqu'ils travaillent sur un produit ou un dispositif donné. Elle. est simple à mettre en oeuvre, elle est moins onéreuse que les méthodes prëcédemment utilisées. Elle permet également de mesurer la qualité
de l'air renouvelé. Il suffit d'effectuer des mesures pendant des périodes d'inactivé.
1 o Un appareil permettant des mesures selon cette méthode a été développé
par la société SAAB AKTIEBOLAG et est décrit dans la demande de brevet britannique GB-A-1 14~ 657.
La figure 1, annexée à la présente description, illustre schématiquement le principe de fonctionnement d'un tel appareil de mesure.
La plaque témoin Pta est contenue dans un porte-plaque (non représenté) pour éviter toute contamination accidentelle. Lors de la mesure, elle est placée sur un tiroir mobile Ti (position I : hors appareil de mesure, position II :
position de mesure). La plaque témoin Pia, une fois introduite dans (appareil de mesure PFO, est éclairée, en lumière rasante, par deux faisceaux lumineux intenses, fl et f2. Ces deux faisceaux, fl et f2, sont issus d'une source lumineuse unique Sp, du type lampe halogène. Un jeu de miroirs M~ à Mg, convenablement orientés, et de lentilles de focalisation, L1-L2 et L3-L4, permet de diviser le faisceau principal f, émis par la source unique Sp, en deux sous-faisceaux, fl et f2, et de les diriger, en incidence rasante, sur la plaque témoin Pla, suivant deux directions orthogonales entre elles.
Les particules déposées sur la plaque témoin Pla diffuse la lumière incidente dans toutes les directions. Une cellule photoélectrique PHp, du type cadmium sulphide, mesure la lumière diffusée suivant une direction orthogonale à la surface de la plaque témoin Pua, c'est-à-dire suivant un angle de diffusion de 90°.
L'intensité lumineuse occasionne la variation de sa résistance interne.
3o De manière à pouvoir observer également la lumière diffusée suivant cet axe de mesure à l'aide d'un microscope Mi, on a prévu un miroir MM, mobile en rotation autour d'un axe parallèle à la surface de la plaque témoin Pla. Un mécanisme approprié Me entraîne le miroir MM. Celui-ci est relevé (position II) pour permettre (observation à (aide du microscope M~. Par contre, le miroir MM
fait un angle de 45° (position II) avec la surface de la plaque témoin Pua, et également avec le faisceau diffusé mesuré L"S, pour permettre la mesure, par two above are collected and the particle deposition is measured using a apparatus optical based on a photometer.
This method has several advantages. First, the precision measures is greatly improved: it allows in particular to take into account of the the heaviest particles produced by the operators, since the plates are also arranged close to them when working on a product or one given device. She. is simple to implement, it is less expensive that previously used methods. It also makes it possible to measure the quality of the air renewed. Just take measurements during periods inactivated.
1 o An apparatus allowing measurements according to this method has been developed by the company SAAB AKTIEBOLAG and is described in the patent application British GB-A-1 14 ~ 657.
Figure 1, appended to this description, illustrates schematically the operating principle of such a measuring apparatus.
The control plate Pta is contained in a plate holder (not shown) to prevent accidental contamination. When measuring, she is placed on a movable drawer Ti (position I: without measuring device, position II:
position of measured). Pia witness plate, once introduced into (measuring device PFO, is illuminated, in grazing light, by two intense beams of light, fl and f2. These two beams, fl and f2, come from a single light source Sp, of the type lamp halogen. A set of mirrors M ~ to Mg, suitably oriented, and lenses of focusing, L1-L2 and L3-L4, divides the main beam f, emitted over there single source Sp, into two sub-beams, fl and f2, and to direct them, in impact grazing, on the Pla plate, following two orthogonal directions between they.
Particles deposited on Pla plate Pla diffuses light incident in all directions. A photocell PHp, of the type cadmium sulphide, measures light scattered in an orthogonal direction to the surface of the Pua control plate, that is to say at an angle of diffusion of 90 °.
The light intensity causes the variation of its internal resistance.
3o In order to observe also the light scattered according to this measuring axis using a microscope Mi, there is provided a mirror MM, mobile in rotation about an axis parallel to the surface of the Pla Pla Pla. A
appropriate mechanism Drags me the mirror MM. It is raised (position II) to allow (observation with (help of microscope M ~.
makes an angle of 45 ° (position II) with the surface of the sample plate Pua, and also with the measured scattered beam L "S, to allow the measurement, by

3 déflexion à 90°, du faisceau Lus vers la cellule photoélectrique PHp.
Les signaux de ~ sortie sont transmis à des circuits électroniques AMp qui comportent un amplificateur de mesure et des circuits de commande de la source de lumière Sp.
~ L'amplitude des signaux électriques en sortie de l'amplificateur de mesure sont transmis à un appareil de mesure. Ceux-ci sont représentatifs de la quantité de particules déposée, par unité de surface, sur la surface de la plaque témoin Pla. Connaissant sa surface et le temps d'exposition de celle-ci, il est possible d'en déduire le degré de contamination des objets à proximité desquels elle avait été
placée. Si plusieurs plaques ont été utilisées, une moyenne peut être effectuée pour 1 o augmenter la précision de la mesure.
' L'appareil décrit comporte trois gammes de mesures, l'amplificateur de mesure AMp étant muni de circuits électroniques de commutation automatique. Ce dernier est alimenté par une tension stabilisé de manière à ce que les mesures soient insensibles aux variations du secteur et aux variations de température. Le flux lumineux de la lampe halogène Sp est stabilisé à (aide d'une photodiode supplémentaire (non représentée) placée dans un circuit de contre-réaction.
Un circuit de calibration (non représenté) est également rendu nécessaire. Un potentiomètre (non représenté) permet d'ajuster les mesures, dans la . phase de calibration.
Ce type d'appareil de mesure représentait un réel progrès par rapport aux méthodes de mesures précédemment connues. Cependant, il n'est pas complètement exempts d'inconvénients. Ceux-ci peuvent être résumés comme suit - L'aire utile de mesure est faible : limitée sensiblement à un cercle de 15 mm ;
- L'alignement de la lumière incidente est difficile, en particulier lorsque l'appareil a été déplacé : l'origine de ces problèmes d'alignement se trouve dans la fixation de la lampe halogène et des quatre miroirs ;
- L'utilisation d'une source de lumière blanche restreint la mesure à des particules non fluorescentes ;
- L'amère plan optique est limité typiquement à 10 ppm environ sur des plaques non contaminées, du fait des problèmes de lumière parasite.
L'invention, tout en conservant les avantages du dispositif selon l'art connu qui vient d'être décrit, se fixe pour but d'en pallier les inconvénients, dont certains viennent d'être rappelés.
Pour ce faire, selon une caractéristique importante de l'invention, la lampe halogène est remplacée par une couronne de sources lumineuses constituées 3 90 ° deflection from the Lus beam to the PHp photocell.
The signals of ~ output are transmitted to AMp electronic circuits which include a measuring amplifier and control circuits of the light source Sp.
~ The amplitude of the electrical signals at the output of the amplifier of measurement are transmitted to a measuring device. These are representative of the amount of particles deposited, per unit area, on the surface of the plate witness Pla. Knowing its surface and the exposure time of it, it is possible to deduce the degree of contamination of objects near which it had been placed. If multiple plates have been used, an average may be performed for 1 o increase the accuracy of the measurement.
The described apparatus comprises three ranges of measurements, the amplifier of AMp measurement being provided with automatic switching electronic circuits. This the last is powered by a stabilized voltage so that the measurements are insensitive to variations of the sector and to variations of temperature. The flux light of the halogen lamp Sp is stabilized at (using a photodiode additional (not shown) placed in a feedback circuit.
A calibration circuit (not shown) is also rendered necessary. A potentiometer (not shown) makes it possible to adjust the measurements, in the . calibration phase.
This type of measuring device represented a real improvement over previously known methods of measurement. However, he is not completely free of inconvenience. These can be summarized as follows - The effective measurement area is small: limited substantially to a circle of 15 mm;
- The alignment of the incident light is difficult, especially when the device has been moved: the origin of these alignment problems is in the fixing the halogen lamp and the four mirrors;
- The use of a white light source restricts the measurement to non-fluorescent particles;
The bitter optical plane is typically limited to about 10 ppm on uncontaminated plates, due to stray light problems.
The invention, while retaining the advantages of the device according to the art known, which has just been described, sets itself the goal of disadvantages, including some have just been recalled.
For this purpose, according to an important characteristic of the invention, the halogen lamp is replaced by a crown of light sources formed

4 par des diodes électroluminescentes illuminant la surface de la plaque témoin selon une incidence rasante, suivant plus de deux directions distinctes. Dans une variante préférée de l'invention, les diodes électroluminescentes sont au nombre de douze, équi-réparties sur un cercle.
L'invention a donc pour objet un appareil de mesure de retombées de particules sur une surface, du type mettant en oeuvre une plaque témoin de dimensions déterminée, exposée pendant un intervalle de temps déterminé à
ladite retombée de particules, comprenant des moyens d'illumination de ladite plaque témoin lorsqu'elle est introduite dans l'appareil de mesure, des moyens de détection opto-électroniques, suivant une direction orthogonale à la surface de ladite plaque témoin, die la lumière diffusée par lesdites particules éclairées par lesdits moyens d'illumination, de manière à mesurer l'intensité de la lumière diffusée suivant ladite direction orthogonale et à en déduire le degré de contamination, par unité de surface, de la plaque témoin par lesdites particules, caractérisé en ce qu'il comprend une structure annulaire inférieure, entourant ladite plaque témoin, et supportant une enceinte optique et en ce que lesdits moyens d'illumination de la plaque témoin sont constitués par au moins deux sources optiques monochromatiques fixées à la structure annulaire et agencées dans l'espace de manière à éclairer la surface supérieure de la plaque témoin suivant autant de directions distinctes et sous faible incidence de manière à obtenir une lumière rasante.
La structure de l'appareil de mesure de l'invention présente de nombreux avantages et parmi lesquels - L'aire utile de mesure peut être augmentée d'un cercle de diamètre I S
mm à, typiquement, un cercle de 30 mm de diamètre, tout en utilisant une plaque témoin de mêmes dimensions. Il s'ensuit un facteur d'augmentation égal à
quatre, ce qui est très important pour les interprétations statistiques ;
- L'utilisation de miroirs n'est plus nécessaire puisque la structure annulaire de diodes électroluminescentes peut être directement fixée à un bâti, également annulaire, qui entoure la plaque témoin. L'angle d'incidence est fixe. Il 3o est alors possible de déterminer, une fois pour toute, une structure optimisée pour obtenir un maximum de lumière diffusé pour l'aire précitée et des acquisitions de lumière parasite les plus faibles possibles. Cette structure évite le ré-ajustement des chemins optiques (faisceaux fl et f2 sur la figure 1 ) ;
- Les diodes électroluminescentes génèrent une lumière monochromatique, avantageusement sur une longueur d'onde 630 nm, ce qui permet WO 97/14030 PC~'/FR96/01505 la suppression des effets de fluorescence quand un filtre optique de 630 nm est disposé en regard du détecteur électro-optique ;
- L'enceinte optique est peinte en noire ce qui permet des acquisitions optiques typiques inférieures ou égales à 1 ppm (ce qui doit être comparé avec la 4 by light-emitting diodes illuminating the surface of the sample plate according to grazing incidence, following more than two distinct directions. In variant preferred embodiment of the invention, the light-emitting diodes are in number twelve, equi-distributed on a circle.
The subject of the invention is therefore a device for measuring fallout from particles on a surface, of the type implementing a control plate of determined dimensions, exposed for a specified period of time to said fallout of particles, comprising means for illuminating said plate witness when it is introduced into the measuring apparatus, means of detection opto-electronic, in a direction orthogonal to the surface of said plate witness, die light scattered by said particles illuminated by said means of illumination, so as to measure the intensity of the scattered light following said orthogonal direction and to deduce the degree of contamination, per unit of surface, of the control plate by said particles, characterized in that comprises a lower annular structure surrounding said witness plate, and supporting a optical enclosure and in that said plate illumination means witness are constituted by at least two monochromatic optical sources fixed to the annular structure and arranged in space so as to illuminate the surface top of the control plate following as many distinct directions and under low incidence so as to obtain a grazing light.
The structure of the measuring apparatus of the invention has many advantages and among which - The usable measurement area can be increased by a circle of diameter IS
mm to, typically, a 30 mm diameter circle while using a plate witness of the same dimensions. There follows a factor of increase equal to four, this which is very important for statistical interpretations;
- The use of mirrors is no longer necessary since the structure annular light-emitting diode can be directly attached to a frame, also annular, which surrounds the witness plate. The angle of incidence is fixed. he 3o is then possible to determine, once and for all, a structure optimized for obtain maximum light scattered for the aforementioned area and acquisitions of stray light as low as possible. This structure avoids adjustment of optical paths (beams f1 and f2 in FIG. 1);
- Light-emitting diodes generate light monochromatic, advantageously over a wavelength of 630 nm, which allows WO 97/14030 PC ~ '/ FR96 / 01505 the suppression of fluorescence effects when a 630 nm optical filter is disposed opposite the electro-optical detector;
- The optical speaker is painted in black allowing acquisitions typical optics less than or equal to 1 ppm (which should be compared with the

5 valeur typique de 10 ppm précitée), "ppm" étant (abréviation de "parts per million".
- La structure de (appareil conforme à l'invention autorise une électronique très simple associée à une très faible consommation énergétique et, comme conséquence directe, un temps de stabilisation thermique très court. Il n'est pas non plus nécessaire de disposer d'une embase très stable, puisque l'ajustement des miroirs n'est plus nécessaire, ceux-ci n'existant plus comme indiquée précédemment. Enfin, en raison de la miniaturisation rendue possible, tant d'un point de vue mécanique qu'électronique, l'appareil présente un encombrement beaucoup plus réduit que les appareils de l'art connu conformes à la figure 1 ;
- Comme il sera décrit de façon détaillée ci-après, la structure globale de (appareil de mesure comprend deux compartiments principaux : une enceinte optique et une partie détecteur. Cette disposition autorise, comme dans l'art connu, soit l'utilisation d'un détecteur, avantageusement dans le cas de (invention de type dit "CCD" (de fanglo-saxon "Charge Coupled Device" ou "Dispositif à Charge Couplées"), soit (utilisation d'un microscope ;
- Le système de calibration interne complexe n'est également plus nécessaire. Ceci permet d'éviter des causes supplémentaires d'erreurs dans les mesures, du fait de la présence mécanisme compliqué nécessité pour le réglage de l'angle de déflexion des miroirs (agissant sur les faisceaux fl et f2) et d'un miroir amovible (MM).
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, et parmi lesquelles - La figure 1 illustre schématiquement un exemple d'appareil de mesure des retombées de particules sur une surface, utilisant une plaque témoin, selon l'art connu ;
- La figure 2 illustre schématiquement un exemple d'appareil de mesure des retombées de particules sur une surface, utilisant une plaque témoin, selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
L'appareil de mesure selon l'invention va maintenant être décrit en regard de la figure 2, qui illustre un mode préféré de réalisation d'un tel appareil. La méthode de mesure, en soi, ne differe pas de la méthode de mesure mise en oeuvre 5 typical value of 10 ppm above), where "ppm" is (abbreviation for "parts per million".
- The structure of (apparatus according to the invention allows a very simple electronics combined with very low energy consumption and, as a direct consequence, a very short thermal stabilization time. he is it is also not necessary to have a very stable base, since adjustment mirrors are no longer needed, these no longer exist as indicated previously. Finally, because of the miniaturization made possible, both a mechanical point of view that electronic, the device has a footprint much smaller than known art apparatus according to Figure 1 ;
- As will be described in detail below, the overall structure of (measuring device consists of two main compartments: a loudspeaker optical and a detector part. This provision allows, as in the art known, the use of a detector, advantageously in the case of (invention Of type said "CCD" (of Fanglo-Saxon "Charge Coupled Device" or "Charging Device"
Coupled ") or (use of a microscope;
- The complex internal calibration system is also no longer necessary. This avoids additional causes of errors in the measurements, because of the presence complicated mechanism need for adjustment of the angle of deflection of the mirrors (acting on the beams f1 and f2) and a mirror removable (MM).
The invention will be better understood and other features and advantages will appear on reading the description which follows with reference to FIGS.
annexed, and among which - Figure 1 schematically illustrates an example of measuring apparatus particle fallout on a surface, using a control plate, according to art known;
- Figure 2 schematically illustrates an example of measuring apparatus particle fallout on a surface, using a control plate, according to one preferred embodiment of the invention.
The measuring apparatus according to the invention will now be described in FIG. 2, which illustrates a preferred embodiment of such a device.
apparatus. The method of measurement, in itself, does not differ from the measurement method laid down artwork

6 dans l'art connu et qui a été rappelée. Il est donc inutile de la redécrire en détail. La plaque témoin Pua est exposée, pendant une période déterminée, aux retombées de particules. La contamination va ensuite être mesurée, par le biais de la mesure de la lumière diffusée par ces particules, lorsque la plaque Pia est illuminée par plusieurs faisceaux incidents, en lumière rasante.
L'appareil 1 comprend essentiellement deux parties - une partie inférieure comportant une structure annulaire 11, support des diodes électroluminescentes, D1 et DX, et une enceinte optique 10 disposée au-dessus de cette structure 11 ;
l0 - et une partie supérieure 12, avantageusement de structure annulaire, destinée à supporter des organes de détection optoélectroniques 122.
La structure inférieure 11 comporte une ouverture inférieure 110, par laquelle peut être introduite la plaque témoin Pua. L'introduction de la plaque témoin s'effectue de façon similaire à ce qui est prévu pour le dispositif objet de Ia demande de brevet britannique précitée. Les diodes électroluminescentes, au nombre de douze dans un mode de réalisation préféré de l'invention, sont réparties de façon régulière tout autour de la plaque témoin Pua à éclairer. Les faisceaux lumineux, par exemple fl et fx, produits par les diodes électroluminescentes, D 1 et DX, éclairent la plaque témoin Pta sous une très faible incidence oc, c'est-à-dire en lumière rasante.
Typiquement, (angle cc est de (ordre de 4 degrés .
Avantageusement, le nombre de diodes électroluminescentes, c'est-à-dire de sources lumineuses est élevé, supérieur à deux et de façon préférentielle, comme il a été indiqué, égal à douze. L'indice "X" associé à DX est un nombre arbitraire dépendant du nombre total de diode électroluminescentes. Des circuits classiques 13 alimentent en énergie électrique les diodes électroluminescentes, D 1 -Dx.
L'enceinte optique 10, d'axe de symétrie Op, est fixée une fois pour toutes sur la base annulaire 11.
La partie supérieure 12, disposée sur l'enceinte optique 10, supporte, 3o outre les organes optoélectroniques de détection 122 précités, un filtre optique 121, disposé sous le détecteur 122 et, à sa partie inférieure, une lentille de focalisation 120. Celle-ci (dans l'exemple décrit sur la figure 2), est située à la jonction de la structure annulaire 12 et de l'enceinte optique 10.
Le filtre 121 est du type passe-bande, à bande étroite. Comme il à été
indiqué, les diodes électroluminescentes, par exemple D ~ et DX, émettent une lumière sensiblement monochromatique, centrée sur une longueur d'onde de WO 97/14030 PCTI~'R96/ot505 6 in the known art and which has been recalled. It is therefore unnecessary to redescribe it in detail. The Pua control plate is exposed, during a determined period, to the fallout of particles. The contamination will then be measured, through the measure of the light scattered by these particles, when the Pia plate is illuminated by many incident beams, in grazing light.
The apparatus 1 essentially comprises two parts a lower part comprising an annular structure 11, support electroluminescent diodes, D1 and DX, and an optical enclosure 10 arranged at-above this structure 11;
10 and an upper portion 12, advantageously of annular structure, for supporting optoelectronic sensing devices 122.
The lower structure 11 has a lower opening 110, for which can be introduced Pua control plate. The introduction of witness plate similar to what is provided for the device object of The request aforementioned British patent. Electroluminescent diodes, numbering twelve in a preferred embodiment of the invention, are distributed way regular all around the Pua witness plate to illuminate. The beams bright, by example fl and fx, produced by the light-emitting diodes, D 1 and DX, illuminate the Pta control plate under a very small incidence oc, that is to say in light grazing.
Typically, (cc angle is (order of 4 degrees.
Advantageously, the number of electroluminescent diodes, that is to say say of light sources is high, greater than two and so preferably, as stated, equal to twelve. The "X" index associated with DX is a number arbitrary depending on the total number of electroluminescent diodes. of the circuits classics 13 supply electrical energy to the diodes electroluminescent, D 1 -Dx.
The optical enclosure 10, with axis of symmetry Op, is fixed once for all on the ring base 11.
The upper part 12, arranged on the optical enclosure 10, supports, 3o in addition to the above-mentioned optoelectronic detection devices 122, a filter optical 121, disposed under the detector 122 and, at its lower part, a lens of 120. This (in the example described in Figure 2), is located to the joining the annular structure 12 and the optical enclosure 10.
The filter 121 is of the bandpass type, narrow band. As he was indicated, the light-emitting diodes, for example D ~ and DX, emit a substantially monochromatic light, centered on a wavelength of WO 97/14030 PCTI ~ 'R96 / ot505

7 630 nm. La bande passante du filtre 121 sera centrée également sur cette longueur' d'onde.
On prévoit aussi des moyens amovibles 123, de fixation de l'ensemble détecteur 122 - filtre 121, par exemple du type classique à vis et à lame ressort appuyant sur (ensemble précité pour le maintenir dans un logement 124 pratiqué
dans la partie supérieure de la structure 12.
L'intérieur. de (enceinte optique 10 est avantageusement peint en noir mat pour éviter Ies réflexions parasites.
Les organes de détection optoélectronique 122 sont avantageusement l0 constitués, comme i1 a été indiqué, par des circuits du type dit "CCD". Les signaux électriques dus à la conversion du flux mesuré, sous incidence égale à
90° (suivant l'axe de symétrie 00), de la lumière diffusée par les particules contaminant la surface de la plaque témoin PIa, sont transmis à des circuits électroniques de détection 14. Ceux-ci comprennent des circuits d'amplification classiques (non représentés). Les signaux ainsi amplifiés sont, comme précédemment (figure 1) représentatif du nombre de particules déposées par unité de surface, et par là
du degré de contamination. Cependant, en raison des dispositions propres à
(invention, faire utile de mesure est typiquement un cercle de 30 mm de diamètre, pour des dimensions de plaque témoin PIa inchangées, ce qui constitue un facteur d'agrandissement de quatre.
Les signaux amplifiés peuvent être exploités tels quels et transmis à un appareil de mesure analogique ou, auparavant subir une conversion analogique-numérique, également de manière classique, pour être exploités par un appareil de mesure numérique, voire être traités ebou enregistrés dans des circuits de traitement de signaux, par exemple un micro-ordinateur.
Comme il a été précédemment indiqué, l'appareil selon l'invention reste compatible avec (utilisation d'un microscope. Dans ce cas, i1 suffit de démonter l'organe de détection 122 et le filtre associé 124, à (aide des moyens de fixation à
vis 123. L'embase du microscope (non représenté) doit naturellement être prévu pour autoriser son introduction dans le compartiment 124 et sa fixation à
l'aide des moyens de fixation à vis 123 précités.
Un s~stème de calibration compliqué n'est plus exigé. Des protocoles simples peuvent être mis en oeuvre. Ils consistent, par exemple, dans le dépôt quantifié de sphères de polystyrènes standardisées, de diamètre sensiblement égal à
40 ~.m, sur une plaque témoin Pia.. On peut également utiliser des particules en métal dans un substrat en verre fondu. 7 630 nm. The bandwidth of the filter 121 will also be centered on this length' wave.
It also provides removable means 123, fixing the whole detector 122 - filter 121, for example of the conventional screw and blade type spring pressing (together aforesaid to maintain it in a housing 124 practiced in the upper part of the structure 12.
The inside. of (optical enclosure 10 is advantageously painted black matte to avoid parasitic reflections.
The optoelectronic detection members 122 are advantageously 10 are constituted, as indicated, by circuits of the type called "CCD". The signals electrical energy due to the conversion of the measured flow, with an incidence equal to 90 ° (next the axis of symmetry 00), of the light diffused by the contaminating particles the surface of the PIa control plate, are transmitted to electronic circuits of 14. These include conventional amplification circuits (no shown). The amplified signals are, as before (FIG. 1) representative of the number of particles deposited per unit area, and thereby of degree of contamination. However, because of the specific provisions (invention, measuring is typically a circle of 30 mm diameter, for unchanged PIa plate sizes, which is a factor enlargement of four.
The amplified signals can be used as is and transmitted to a analog meter or, previously, an analog-to-analog conversion digital, also conventionally, to be operated by a device of digital measurement, or even be treated ebou recorded in circuits of treatment signals, for example a microcomputer.
As previously indicated, the apparatus according to the invention remains compatible with (use of a microscope, in which case it is sufficient to disassemble the detection member 122 and the associated filter 124, to (aid means of fixing to 123. The base of the microscope (not shown) must of course be provided to allow its introduction into compartment 124 and its fixation in help from screw fixing means 123 above.
A complicated calibration system is no longer required. Protocols simple can be implemented. They consist, for example, in the deposit quantified standardized polystyrene spheres, of substantially equal to 40 ~ .m, on a control plate Pia .. One can also use particles in metal in a molten glass substrate.

8 A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l'invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés et présente les avantages qui ont été rappelés dans le préambule de la présente description.
Notamment, l'appareil selon l'invention ne comporte pas de pièces ' amovibles ou à régler, du moins à l'intérieur de l'enceinte optique, y compris le support de diodes électroluminescentes. Les diodes électroluminescents sont fixées une fois pour toutes et leur nombre important permet un éclairage uniforme et une diffusion maximale, sans nécessiter une grande puissance énergëtique. Les chemins optiques ne sont pas critiques et ne nécessitent pas de réglages in situ.
lo La structure dans son ensemble est donc beaucoup moins complexe et l'appareil peut être miniaturisé.
Les effets de fluorescence sont minimisés, ce qui élargit le champ des types de particules mesurables.
Il doit être clair cependant que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisations précisément décrits, notamment en relation avec la figure 2.
En particulier, comme il a été indiqué, le nombre de diodes électrolumiscentes n'est pas limité à douze, bien que ce nombre assure une bonne illumination et une diffusion de la lumière importante. Enfin, l'utilisation de diodes 2o électroluminescentes de longueur d'onde 630 nm soit particulièrement adaptée, il est cependant tout à fait possible de les remplacer par d'autres types de sources lumineuses monochromatiques : diodes laser par exemple, bien que ces dernières soient plus onéreuses.
Si l'utilisation d'un microscope n'est pas souhaitée, l'ensemble détecteur "CCD" et filtre peut être fixé à demeure sur le support supérieur, ce qui est de nature à rendre plus robuste l'appareil de mesure selon l'invention. 8 Upon reading the foregoing, it is readily apparent that the invention achieve the goals it has set for itself and the benefits that have been recalled in the preamble of this description.
In particular, the apparatus according to the invention does not comprise any parts' removable or to be adjusted, at least inside the optical enclosure, including the electroluminescent diode support. Light emitting diodes are fixed once and for all and their large number allows for uniform illumination and a maximum diffusion, without requiring a great energy power. The paths optics are not critical and do not require in situ adjustments.
The structure as a whole is therefore much less complex and the device can be miniaturized.
Fluorescence effects are minimized, which broadens the field of measurable particle types.
It must be clear, however, that the invention is not limited to examples of achievements precisely described, particularly in relation to the figure 2.
In particular, as indicated, the number of diodes electrolumiscentes is not limited to twelve, although this number good illumination and an important light diffusion. Finally, the use of diodes 2o electroluminescent wavelength 630 nm is particularly adapted, it is however quite possible to replace them with other types of sources monochromatic lights: for example, laser diodes, although the latter be more expensive.
If the use of a microscope is not desired, the detector assembly "CCD" and filter can be fixed permanently on the upper bracket, which is of nature to make the measuring apparatus according to the invention more robust.

Claims

1. Apparatus for measuring (1) particle fallout on a surface, from type implementing a witness plate (P la) of determined dimensions including the upper surface is exposed for a specified time interval to said fallout of particles, this apparatus comprising means for illuminating said witness plate (P la) when it is introduced into the measuring device (1), those illumination means being adapted to emit at least one beam of light substantially parallel to said upper surface, means optoelectronics detection of light scattered by said particles illuminated by said means illumination, arranged to measure the intensity of the light broadcast along a direction (.DELTA. O) orthogonal to said surface and to deduce therefrom the degree of contamination, per unit area, of the control plate (P la) by said particles, characterized in that it comprises an annular structure lower (11), surrounding said witness plate (P la) and supporting an optical enclosure (10), and in this that said means for illuminating the witness plate consist of at least less two monochromatic optical sources (D 1, D x) fixed to the structure annular (11) and evenly distributed around the witness plate so as to illuminate the upper surface of the witness plate in as many distinct directions and under a low angle of incidence so as to obtain a grazing light.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that said monochromatic sources are light-emitting diodes (D1, Dx) whose the emission is centered on a wavelength of 630 nm.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that said light-emitting diodes (D1, Dx) are twelve in number, evenly distributed on said annular structure (11).

4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that said angle of incidence is substantially equal to 4 degrees.

5. Apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that said optical enclosure (10) has a cylindrical structure with an axis of symmetry (.DELTA.O) orthogonal to the surface of said witness plate (P la) and in that the walls internal to this enclosure are covered with a matte black paint of way to avoid parasitic reflections.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that said enclosure is surmounted by an upper annular structure (12), in that this structure (12) supports said optoelectronic detection means and in that these optoelectronic detection means comprise semi-circuits conductors to charge coupling (122).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that said upper ring structure (12) also supports an optical filter disposed under said optoelectronic detection means (122), of the band-pass type, of which the central wavelength is matched to the emission wavelength of said monochromatic optical sources (Dl, Dx).

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that said upper annular structure (12) additionally supports, in its part lower, a optical lens (120) focusing diffused light onto said means for detection optoelectronics (122).

9. Apparatus according to one of claims 6 to 8, characterized in that said upper annular structure (12) is provided with fastening means removable from said optoelectronic detection means (102) and the case applicable of said filter (121), so as to replace them with an observation microscope directly from the witness plate (P la).

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that said removable fixing means comprise screwing and holding means leaf spring elastic (123) of said sensing means optoelectronics(122) and optionally said filter (121) inside a housing (124) practiced in the upper part of said upper annular structure (12).