JP2003194700A - Particle counting method and particle counter - Google Patents
Particle counting method and particle counterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エアロゾル中のパ
ーティクルの粒径分布を計測・評価するものであって、
特に１００ｎｍ以下のパーティクルを迅速・簡便に計測
・評価できるため、半導体集積回路や液晶表示装置の製
造における気相プロセス装置やクリーンルームの、その
場パーティクル計測に最適なものであり、これら対象素
子・装置の製造歩留の向上に寄与するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to measuring and evaluating the particle size distribution of particles in an aerosol,
In particular, since particles of 100 nm or less can be measured and evaluated quickly and easily, they are ideal for in-situ particle measurement of gas phase process equipment and clean rooms in the production of semiconductor integrated circuits and liquid crystal display devices. It contributes to the improvement of the manufacturing yield.
【０００２】[0002]
【従来の技術】第１の従来例として、現在主流になって
いるレーザー散乱法によるパーティクル径計測装置につ
いて述べる。これは、エアロゾル中のパーティクル粒径
を計測するに際し、レーザー光をエアロゾルに照射し、
パーティクルの粒径分布によって、レーザーの回折光の
空間分布強度が変化することを利用して行う粒径計測法
である。以下、図５を用いて述べる構成と動作は、現在
当該業界で広く一般に利用されているものであるが、文
献としては例えば、「粒子径計測技術」粉体工学会編、
日刊工業新聞社（１９９４年）、１４５項から１４８項
に記載されている。2. Description of the Related Art As a first conventional example, a particle diameter measuring device using a laser scattering method, which is currently the mainstream, will be described. This is, when measuring the particle size of particles in the aerosol, irradiate the aerosol with laser light,
This is a particle size measurement method that is performed by utilizing the fact that the spatial distribution intensity of the diffracted light of the laser changes depending on the particle size distribution of the particles. The configuration and operation described below with reference to FIG. 5 are widely used in the industry at present, and the literature includes, for example, “Particle Size Measurement Technology” edited by The Powder Engineering Society,
Nikkan Kogyo Shimbun (1994), 145 to 148.
【０００３】光源には出力数ミリワット（ｍＷ）のヘリ
ウムネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）あるいは半導体のプローブレ
ーザー５０１を用いる。その光束は、ビームエキスパン
ダ５０２によって直径数ｍｍの平行な光束に拡げられ、
計測部に導入されたエアロゾル中のパーティクル群５０
３に照射される。このビームエキスパンダ５０２は平行
度の高い照射光束を得るためにスペーシャルフィルタを
内蔵している。エアロゾル中のパーティクル群によって
散乱されたレーザー光は、受光レンズ５０４により屈折
され、その焦点面５０５上のディテクタ５０６に入射す
る。受光レンズ５０４には、ｆθレンズが用いられてお
り、散乱されたレーザー光束はそれぞれの散乱角毎に、
焦点面上の同一円周上に集光される。ディテクタは焦点
面上のレーザー光束の前方散乱（非散乱）光照射点を中
心とした、同心円上に半導体光電変換素子が配列された
ものである。この構成により、エアロゾルパーティクル
により散乱されたレーザー光強度の散乱角依存性を測定
することができる。ここで、レーザー光散乱強度の散乱
角依存性は、パーティクル群の粒径分布に依存すること
を利用して、信号処理器５０７によりパーティクル群の
粒径分布を算出するものである。A helium neon (He-Ne) or semiconductor probe laser 501 having an output of several milliwatts (mW) is used as a light source. The light beam is expanded by the beam expander 502 into a parallel light beam having a diameter of several mm,
Particle group 50 in the aerosol introduced into the measurement unit
Irradiate to 3. The beam expander 502 has a spatial filter built therein in order to obtain an irradiation light flux with high parallelism. The laser light scattered by the particle group in the aerosol is refracted by the light receiving lens 504 and is incident on the detector 506 on the focal plane 505 thereof. An fθ lens is used as the light receiving lens 504, and the scattered laser light flux is
The light is focused on the same circumference on the focal plane. The detector is one in which semiconductor photoelectric conversion elements are arranged in a concentric circle centered on the forward scattered (non-scattered) light irradiation point of the laser beam on the focal plane. With this configuration, it is possible to measure the scattering angle dependence of the laser light intensity scattered by the aerosol particles. Here, the scattering angle dependence of the laser light scattering intensity depends on the particle size distribution of the particle group, and the signal processor 507 calculates the particle size distribution of the particle group.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例では、プローブ光として可視光レーザーを用いて
いるため、計測可能な粒径は１００ｎｍ程度が下限とな
る。何故なら、プローブ光波長に対して対象パーティク
ルが小さくなると、特に波長の１０分の１以下になる
と、散乱現象の粒径依存性が観測しにくいレイリー散乱
となるので、散乱光強度分布から粒径分布を算出するこ
とはできないからである。Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第４
高調波を用いれば、比較的小型の装置系で紫外コヒーレ
ント光（波長２６６ｎｍ）を得ることができるが、これ
でも計測可能粒径は４０ｎｍ程度となる。However, since the visible light laser is used as the probe light in the first conventional example, the measurable particle size has a lower limit of about 100 nm. The reason is that when the target particle becomes smaller than the probe light wavelength, particularly when it becomes 1/10 or less of the wavelength, Rayleigh scattering in which the particle size dependence of the scattering phenomenon is difficult to observe is observed. This is because the distribution cannot be calculated. Fourth of Nd: YAG laser
If harmonics are used, ultraviolet coherent light (wavelength 266 nm) can be obtained with a relatively small device system, but the measurable particle size is still about 40 nm.
【０００５】さらに、短波長の紫外コヒーレント光を得
るためには、エキシマレーザーを用いることになるが、
光源装置系が巨大化するとともに、光学系も透過型レン
ズの使用に制限が付くこととなる。仮に実現するとすれ
ば、Ａｒ2 エキシマによる波長１２６ｎｍの紫外コヒー
レント光があるが、これを用いても計測可能粒径は２０
ｎｍ程度である。一方、半導体集積回路製造技術の最先
端実用デザインルールは現状で１３０ｎｍ、２００８年
には７０ｎｍに達しようとしている。しかも一般に、充
分な歩留まり管理を実施するには、デザインルール（最
小線幅）に対して５分の１の粒径管理が必要とされてい
る。Further, an excimer laser is used to obtain ultraviolet coherent light of a short wavelength.
As the light source device system becomes huge, the use of the transmission type lens is also restricted in the optical system. If it were to be realized, there would be ultraviolet coherent light with a wavelength of 126 nm due to Ar 2 excimer, but even with this, the measurable particle size would be 20.
It is about nm. On the other hand, the current state-of-the-art practical design rule of semiconductor integrated circuit manufacturing technology is about to reach 130 nm and 70 nm in 2008. Moreover, in general, in order to carry out sufficient yield control, it is necessary to control the grain size to one fifth of the design rule (minimum line width).
【０００６】よって、これまで述べてきたレーザー散乱
法を用いた場合、将来にわたって歩留維持・向上を目的
とした半導体集積回路製造システム内のパーティクル管
理を実施することは不可能である。Therefore, when the laser scattering method described above is used, it is impossible to carry out particle management in the semiconductor integrated circuit manufacturing system for the purpose of maintaining and improving the yield in the future.
【０００７】本発明は上記の課題に鑑みなされたもので
あって、大気圧から減圧雰囲気を経て低真空までの動作
圧力範囲で、エアロゾル中の５０ｎｍ以下２ｎｍ以上の
パーティクルをカウントし、粒径分布を算出することが
できる、パーティクルカウンタを提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above problems, and counts particles of 50 nm or less and 2 nm or more in an aerosol in the operating pressure range from atmospheric pressure to a low vacuum through a reduced pressure atmosphere to obtain a particle size distribution. An object of the present invention is to provide a particle counter capable of calculating.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のパーティクルカウンタは、計測に光散乱を
用いず、エアロゾルに内在するパーティクルに対し荷電
を行った後、前記エアロゾルを層流状の非荷電性シース
ガス流に混合させた後、静電界を印加することで、各々
の内在パーティクルに、粒径に依存した軌道をとらせ、
特定の軌道を描くパーティクル数をカウントする手段を
とっている。ここで、非荷電性シースガス流としてボン
ベガスを用いることなく、対象プロセス装置が設置され
るクリーンゾーンの大気を採取し有効活用している。In order to solve the above-mentioned problems, the particle counter of the present invention does not use light scattering for measurement, charges particles contained in the aerosol, and then laminarly flows the aerosol. After mixing with a stream of uncharged sheath gas, an electrostatic field is applied to cause each intrinsic particle to have a trajectory that depends on the particle size.
It takes a means to count the number of particles that draw a specific orbit. Here, the atmosphere of the clean zone in which the target process device is installed is sampled and effectively used without using the cylinder gas as the uncharged sheath gas flow.
【０００９】また、荷電パーティクルの検出に際し、分
級管への印加静電界強度を低周波変調し、これに同調す
る荷電パーティクルの検出電気信号を狭帯域増幅する手
段をとっている。Further, when the charged particles are detected, the electrostatic field strength applied to the classification tube is low-frequency modulated, and a means for narrow-band amplifying the detected electric signal of the charged particles which is synchronized with this is adopted.
【００１０】加えて、取り込みエアロゾルが荷電過程を
経た後、このエアロゾルの流路に電圧印加の可能な導体
板を配置し、これに電圧印加を行うことで、エアロゾル
中の浮遊イオンを静電的に吸着除去することで、荷電パ
ーティクルの検出精度を高める手段をとっている。In addition, after the entrained aerosol has undergone the charging process, a conductive plate to which a voltage can be applied is arranged in the flow path of this aerosol, and a voltage is applied to the conductive plate to electrostatically remove floating ions in the aerosol. By adsorbing and removing the charged particles, the detection accuracy of the charged particles is increased.
【００１１】これらの手段により、気相プロセス装置内
のプロセスエアロゾル中にあるパーティクルの粒径分布
を得るに際し、特に５０ｎｍ以下のパーティクルを迅速
・簡便に計測・評価できるパーティクルカウンタを構成
することができる。By these means, it is possible to construct a particle counter which can measure and evaluate particles of 50 nm or less quickly and easily when obtaining the particle size distribution of the particles in the process aerosol in the gas phase process apparatus. .
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、気相中で物理的あるいは化学的な反応を行うプロセ
ス装置に接続され、前記プロセス装置内のプロセスガス
をエアロゾルとして取り込み、内在するパーティクルに
対し荷電を行った後、前記エアロゾルを層流状の非荷電
性シースガス流に混合させた後、静電界を印加すること
で、各々の内在パーティクルに、粒径に依存した軌道を
とらせ、特定の軌道のパーティクルを抽出し、その数量
を計測することで、前記プロセス装置内の浮遊パーティ
クルの粒径分布を算出することが可能となる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention is connected to a process apparatus which performs a physical or chemical reaction in a gas phase, and takes in a process gas in the process apparatus as an aerosol, After charging the intrinsic particles, after mixing the aerosol with a laminar flow of non-chargeable sheath gas, by applying an electrostatic field, to each intrinsic particle, a trajectory depending on the particle size By extracting the particles of a specific trajectory and measuring the number, the particle size distribution of the floating particles in the process device can be calculated.
【００１３】ここで、測定対象であるプロセス装置が設
置されるクリーンゾーンの大気を、非荷電性シースガス
として取り込む構成を有することで、本装置付随のボン
ベガスを軽減し、より簡便な構成としている。Here, the atmosphere in the clean zone in which the process device to be measured is installed is taken in as a non-charged sheath gas, so that the cylinder gas accompanying this device is reduced and the structure is simpler.
【００１４】また、荷電パーティクルの検出に際し、分
級管への印加静電界強度を低周波変調し、これに同調す
る荷電パーティクルの検出電気信号を狭帯域増幅するこ
とで、希薄なパーティクル濃度においても有効に計測す
ることができる。Further, when the charged particles are detected, the electrostatic field intensity applied to the classifying tube is low-frequency modulated, and the detected electric signal of the charged particles that is synchronized with this is narrow-band amplified, which is effective even in a dilute particle concentration. Can be measured.
【００１５】さらに、取り込みエアロゾルが荷電過程を
経た後、前記エアロゾルの流路に電圧印加の可能な導体
板を配置し、これに電圧印加を行うことで、エアロゾル
中に含まれる浮遊イオンを静電的に吸着除去すること
で、前記エアロゾルに内在する荷電パーティクルの検出
精度を高めることを可能としている。Furthermore, after the entrained aerosol has undergone the charging process, a conductive plate to which a voltage can be applied is arranged in the flow path of the aerosol, and a voltage is applied to the conductive plate to electrostatically remove floating ions contained in the aerosol. By selectively adsorbing and removing the particles, it is possible to improve the detection accuracy of the charged particles contained in the aerosol.
【００１６】加えて、エアロゾルに内在するパーティク
ルに対し荷電を行った後、静電界を印加することで、各
々のパーティクルに粒径に依存した軌道をとらせ、特定
の粒径を中心としその近傍の粒径をもつ粒子数を計測す
る、即ちバンドパスフィルタとしての機能を発揮するこ
とが可能である。[0016] In addition, after the particles contained in the aerosol are charged, an electrostatic field is applied to cause each particle to have an orbit dependent on the particle size, and a specific particle size as the center and its vicinity. It is possible to measure the number of particles having a particle size of, that is, to exert a function as a bandpass filter.
【００１７】（実施の形態）次に、本発明における実施
形態について詳細な説明をする。図１は、本実施の形態
におけるパーティクルカウンタの全体構成を示すブロッ
ク図である。本実施の形態のパーティクルカウンタは、
超微細なデザインルール（１３０ｎｍ以下）に則った、
半導体集積回路製造プロセスシステムのうち、特に減圧
・真空を含む気相中で実施される化学的気相成長（ＣＶ
Ｄ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）または物理的気相成長（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、あるいはドラ
イエッチングにおけるプロセスチャンバ１０１に気相的
に接続されるものである。この実施の形態において、プ
ロセスチャンバ１０１は気相中で物理的あるいは化学的
な反応を行うプロセス装置であり、エアロゾル供給源と
しての機能を有している。(Embodiment) Next, an embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the particle counter according to the present embodiment. The particle counter of the present embodiment is
According to the ultra-fine design rule (130 nm or less),
Of the semiconductor integrated circuit manufacturing process systems, chemical vapor deposition (CV) is carried out especially in the vapor phase including reduced pressure and vacuum.
D: Chemical Vapor Deposition
n) or physical vapor deposition (PVD: Physical)
Vapor Deposition) or dry etching is connected to the process chamber 101 in a vapor phase. In this embodiment, the process chamber 101 is a process device that performs a physical or chemical reaction in the gas phase, and has a function as an aerosol supply source.
【００１８】このパーティクルカウンタは、プロセスチ
ャンバ１０１に接続されたエアロゾル取り込みバルブ１
０２と、エアロゾル取り込みバルブ１０２から導入され
たエアロゾルとこれに内在するパーティクル群とを荷電
する荷電装置１０３と、荷電装置１０３で荷電された荷
電パーティクルの計測に障害となる浮遊イオンを吸着除
去する浮遊イオン吸着除去系１０４と、浮遊イオンを吸
着除去せしめられた荷電パーティクル群に対して分級処
理を行なうパーティクル分級系１０５と、パーティクル
カウンタの最後段に設置され、パーティクルカウンタ全
体を差動排気する排気系１０６とを備えている。This particle counter comprises an aerosol intake valve 1 connected to a process chamber 101.
02, a charging device 103 for charging the aerosol introduced from the aerosol intake valve 102 and a group of particles contained therein, and a floating device for adsorbing and removing floating ions which obstruct the measurement of the charged particles charged by the charging device 103. An ion adsorption / removal system 104, a particle classification system 105 for classifying charged particles having adsorbed and removed floating ions, and an exhaust system installed at the last stage of the particle counter for differentially exhausting the entire particle counter. And 106.
【００１９】また、このパーティクルカウンタは、上述
のようにプロセスチャンバ１０１に気相的に接続される
系列接続構成とは並列にシースガス搬送ライン１０９を
有している。シースガス搬送ライン１０９は、プロセス
チャンバ１０１とは別に設けられたシースガス採取口１
０８に接続されており、このシースガス採取口１０８か
らシースガスとしてクリーンエアが導入される。そし
て、シースガスはシースガス搬送ライン１０９を経由し
てパーティクル分級系１０５に導入されるものである。Further, this particle counter has a sheath gas transfer line 109 in parallel with the series connection structure which is gas-phase connected to the process chamber 101 as described above. The sheath gas transfer line 109 is a sheath gas sampling port 1 provided separately from the process chamber 101.
08, and clean air is introduced as a sheath gas from the sheath gas sampling port 108. Then, the sheath gas is introduced into the particle classification system 105 via the sheath gas transfer line 109.
【００２０】かかる構成により、パーティクルカウンタ
全体としては、減圧ないし真空排気の機能を有してい
る。すなわち、パーティクルカウンタの動作中は、最後
段に設置される排気系１０６により差動排気されること
により、最前段のプロセスチャンバ１０１から最後段の
排気系１０６まで、計測対象のエアロゾルの一貫した流
れが形成される。With this configuration, the particle counter as a whole has a function of decompressing or evacuating. That is, during operation of the particle counter, differential exhaust is performed by the exhaust system 106 installed at the last stage, so that the consistent flow of the aerosol to be measured from the process chamber 101 at the front stage to the exhaust system 106 at the final stage. Is formed.
【００２１】エアロゾル取り込みバルブ１０２を介して
パーティクルカウンタに導入された、プロセス雰囲気エ
アロゾルは、先ず、同じくエアロゾル取り込みバルブ１
０２の流量調整機能により質量流量を調整される。これ
は、パーティクル分級系１０５において、粒径分解能を
向上させるには大きな質量流量が必要であるが、質量流
量が大きくなり過ぎると、分級に必要は静電界強度が実
用範囲を超えて高くなるためである。First, the process atmosphere aerosol introduced into the particle counter through the aerosol intake valve 102 is the same as the aerosol intake valve 1.
The mass flow rate is adjusted by the flow rate adjustment function 02. This is because, in the particle classification system 105, a large mass flow rate is required to improve the particle size resolution, but if the mass flow rate becomes too large, the electrostatic field strength required for classification becomes higher than the practical range, which is the practical range. Is.
【００２２】次に、導入されたエアロゾルと内在するパ
ーティクル群は荷電装置１０３にて荷電される。本実施
の形態では、この荷電過程に広範なエアロゾルガス圧で
動作可能なＡｒ2 エキシマ光源を荷電装置１０３に内在
させ、そこからの真空紫外光照射を用いている。動作ガ
ス圧によっては（動作ガス圧が高い側から順に）、放射
性同位体、直流コロナ放電、イオンビーム、電子ビーム
などを、適宜用いてもよい。特に、１０-3Ｐａ以下の高
真空状態では、単極荷電が可能なイオンもしくは電子ビ
ームを用いるのが効果的である。Next, the introduced aerosol and the group of particles contained therein are charged by the charging device 103. In the present embodiment, an Ar 2 excimer light source capable of operating with a wide range of aerosol gas pressure is incorporated in the charging device 103 for this charging process, and vacuum ultraviolet light irradiation from that is used. Depending on the operating gas pressure (from the side having the highest operating gas pressure), a radioactive isotope, a DC corona discharge, an ion beam, an electron beam or the like may be appropriately used. Particularly, in a high vacuum state of 10 −3 Pa or less, it is effective to use an ion or electron beam capable of unipolar charging.
【００２３】荷電過程を経たエアロゾルは、浮遊イオン
吸着除去系１０４に導入され、ここで対象とする荷電パ
ーティクルの計測に障害となる浮遊イオンが吸着除去さ
れる。浮遊イオンとは言うまでもなく、計測対象のパー
ティクル（粒径範囲２−５０ｎｍ）よりも遥かに小さ
く、よって粘性気体中での電気移動度も格段に小さいも
のである。そして、これは減圧プロセス装置チャンバ１
０１内でのプラズマプロセスと、荷電装置１０３内での
荷電過程により生成するものである。The aerosol that has undergone the charging process is introduced into the floating ion adsorption / removal system 104, and the floating ions that interfere with the measurement of the target charged particles are adsorbed and removed. Not to mention floating ions, they are much smaller than the particles to be measured (particle size range: 2 to 50 nm), and therefore their electric mobility in a viscous gas is also extremely small. And this is the depressurization process equipment chamber 1
It is generated by the plasma process in 01 and the charging process in the charging device 103.
【００２４】図２は、本実施の形態におけるパーティク
ルカウンタの浮遊イオン吸着除去系１０４を構成する浮
遊イオン吸着除去チャンバの断面構成図である。この浮
遊イオン吸着除去チャンバ２０１は、空洞円筒形の構造
を有するチャンバ本体２０１ａと、荷電装置１０３で荷
電された荷電パーティクルが導入されるエアロゾル導入
口２０２と、浮遊イオンの吸着除去処理された荷電パー
ティクル群が送出されるエアロゾル取り出し口２０３
と、チャンバ本体２０１ａの内部中空に配置され浮遊イ
オンを吸着除去する浮遊イオン吸着筒２０４と、浮遊イ
オン吸着筒２０４をチャンバ本体２０１ａの内部中空に
配置すべく当該浮遊イオン吸着筒２０４を懸下支持する
吸着筒支持柱２０５と、吸着筒支持柱２０５に接続され
この吸着筒支持柱２０５を介して浮遊イオン吸着筒２０
４に静電位を印加する電位印加装置２０６とを備えてい
る。チャンバ本体２０１ａと浮遊イオン吸着筒２０４と
は同一の中心軸を持つように配置されている。FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of the floating ion adsorption / removal chamber constituting the floating ion adsorption / removal system 104 of the particle counter according to the present embodiment. The floating ion adsorption / removal chamber 201 includes a chamber body 201a having a hollow cylindrical structure, an aerosol introduction port 202 into which charged particles charged by the charging device 103 are introduced, and charged particles subjected to adsorption / removal of floating ions. Aerosol outlet 203 through which the group is delivered
And a floating ion adsorption cylinder 204 disposed inside the chamber main body 201a for adsorbing and removing floating ions, and a suspension support for the floating ion adsorption cylinder 204 so that the floating ion adsorption cylinder 204 is disposed inside the chamber main body 201a. Adsorption column support column 205, and floating ion adsorption column 20 connected to adsorption column support column 205 via this adsorption column support column 205
4 and a potential applying device 206 for applying an electrostatic potential. The chamber body 201a and the floating ion adsorption cylinder 204 are arranged so as to have the same central axis.
【００２５】かかる構成を有する浮遊イオン吸着除去チ
ャンバ２０１について、その動作を説明する。浮遊イオ
ン吸着除去チャンバ２０１は荷電装置１０３から供給さ
れたエアロゾル流がその内部を回転中心軸に沿って通過
する構成を有している。エアロゾル導入口２０２により
流入したエアロゾルは、これも空洞円筒状でチャンバ本
体２０１ａと同一の回転中心軸を持つ浮遊イオン吸着筒
２０４の内部を通過し、エアロゾル取り出し口２０３か
ら流出する。ここで、浮遊イオン吸着筒２０４は良導電
性金属（無酸素銅あるいはＳＵＳ３０４）で構成され、
チャンバ本体２０１ａ自体の器壁とは絶縁された吸着筒
支持柱２０５で保持されている。吸着筒支持柱２０５は
浮遊イオン吸着筒２０４と同様良導電性金属良導電性金
属で構成されており、電位印加装置２０６に接続される
ことにより浮遊イオン吸着筒２０４に静電的に負電位が
印加される。浮遊イオン吸着筒２０４の負電位の大きさ
は、エアロゾルの流速（浮遊イオン吸着除去チャンバ２
０１内滞留時間）およびガス圧力（内在イオン、パーテ
ィクルの電気移動度を決める）を鑑みて、浮遊イオンは
当初の流速方向から静電的に偏向させられイオン吸着筒
２０４に吸着除去されるが、荷電パーティクル（２−５
０ｎｍ）はここに吸着されずに通過できるように設定す
る。The operation of the floating ion adsorption / removal chamber 201 having such a structure will be described. The floating ion adsorption / removal chamber 201 has a structure in which the aerosol flow supplied from the charging device 103 passes through the inside thereof along the central axis of rotation. The aerosol that has flowed in through the aerosol introduction port 202 passes through the inside of the floating ion adsorption cylinder 204, which is also hollow cylindrical and has the same rotation center axis as the chamber body 201a, and flows out from the aerosol extraction port 203. Here, the floating ion adsorption cylinder 204 is made of a highly conductive metal (oxygen-free copper or SUS304),
The chamber body 201a is held by a suction cylinder support column 205 which is insulated from the wall of the chamber body 201a itself. Like the floating ion adsorption column 204, the adsorption column support column 205 is made of a good conductive metal and a good conductive metal, and when connected to the potential applying device 206, the floating ion adsorption column 204 is electrostatically negatively charged. Is applied. The magnitude of the negative potential of the floating ion adsorption column 204 depends on the flow rate of the aerosol (the floating ion adsorption / removal chamber 2
01 retention time) and gas pressure (determining the electric mobility of the internal ions and particles), the floating ions are electrostatically deflected from the initial flow direction and are adsorbed and removed by the ion adsorption column 204. Charged particles (2-5
0 nm) is set so that it can pass without being adsorbed here.
【００２６】浮遊イオン吸着除去チャンバ２０１におい
て浮遊イオン除去過程を経たエアロゾルは、図１におけ
るパーティクル分級系１０５に導入され、ここで内在す
る荷電パーティクル群は粒径に依存する電気移動度の値
に応じて分級される。その分級動作原理を、図４を用い
てやや詳しく説明する。The aerosol that has undergone the floating ion removal process in the floating ion adsorption / removal chamber 201 is introduced into the particle classification system 105 in FIG. 1, where the charged particle group contained therein is dependent on the value of the electric mobility depending on the particle size. Be classified. The classification operation principle will be described in a little more detail with reference to FIG.
【００２７】図４は、本実施の形態におけるパーティク
ルカウンタのパーティクル分級系１０５を構成する分級
管３０１（図３を参照）の断面構成図である。この分級
管３０１は、浮遊イオン吸着除去チャンバ２０１におい
て浮遊イオン除去処理されたエアロゾルが導入されるキ
ャリアガス導入ライン４０１と、シースガス搬送ライン
１０９に接続されたシースガス導入ライン４０２と、荷
電されたパーティクルが含まれた分級済のエアロゾルが
取り出される分級済エアロゾル取出口４０３と、シース
ガス導入ライン４０２から流入したシースガスが排気系
１０６により排出されるシースガス取出口４０４とを備
えている。FIG. 4 is a sectional configuration diagram of a classification tube 301 (see FIG. 3) which constitutes the particle classification system 105 of the particle counter according to the present embodiment. The classifying tube 301 includes a carrier gas introduction line 401 into which the aerosol subjected to the floating ion removal treatment in the floating ion adsorption / removal chamber 201 is introduced, a sheath gas introduction line 402 connected to the sheath gas transfer line 109, and charged particles. It is provided with a classified aerosol outlet 403 through which the contained classified aerosol is taken out, and a sheath gas outlet 404 through which the sheath gas introduced from the sheath gas introduction line 402 is discharged by the exhaust system 106.
【００２８】また、分級管３０１は、キャリアガス導入
ライン４０１に導入された計測対象のエアロゾルが分級
領域（図４中Ｌで示す）へ向けて導入されるエアロゾル
噴出スリット４０５と、分級領域Ｌで分級されたエアロ
ゾルを分級領域Ｌから分級済エアロゾル取出口４０３へ
と取り込むエアロゾル取込スリット４０６と、シースガ
ス導入ライン４０２から導入されたシースガスをフィル
タリングして層流にするフィルターメッシュ４０７と、
分級領域Ｌを形成するための内側の殻体となる内殻円筒
４０８と、内殻円筒４０８の外側を覆うように配置さ
れ、内殻円筒４０８とともに分級領域Ｌを形成するため
の外側の殻体となる外殻円筒４０９とを備えている。In the classification tube 301, the aerosol injection slit 405 into which the aerosol to be measured introduced into the carrier gas introduction line 401 is introduced toward the classification area (indicated by L in FIG. 4) and the classification area L An aerosol intake slit 406 for taking the classified aerosol from the classification region L into the classified aerosol taking-out port 403, and a filter mesh 407 for filtering the sheath gas introduced from the sheath gas introduction line 402 to make a laminar flow.
An inner shell cylinder 408 serving as an inner shell body for forming the classification region L, and an outer shell body arranged to cover the outside of the inner shell cylinder 408 and forming the classification region L together with the inner shell cylinder 408. And an outer shell cylinder 409 that becomes
【００２９】さらに、分級管３０１は、内殻円筒４０８
の外壁に貼りつけられた正極高電圧電極４１０と、外殻
円筒４０９の内壁に貼りつけられ上記正極高電圧電極４
１０との間で電圧を印加されることにより静電界を生成
する接地電極４１１とを備えている。内殻円筒４０８と
外殻円筒４０９とは同一の中心軸を持つように配置され
ている。Further, the classification tube 301 is composed of an inner shell cylinder 408.
Positive electrode high voltage electrode 410 attached to the outer wall of the positive electrode high voltage electrode 4 attached to the inner wall of the outer shell cylinder 409.
10 and a ground electrode 411 that generates an electrostatic field when a voltage is applied to the ground electrode 411. The inner shell cylinder 408 and the outer shell cylinder 409 are arranged so as to have the same central axis.
【００３０】かかる構成を有する分級管３０１につい
て、その動作を説明する。本実施の形態においては、先
ず、シースガス導入ライン４０２より、シースガスとし
てクリーンエアが、２. ５ l／ｍｉｎの流量で導入され
る。このクリーンエアは、減圧プロセス装置チャンバが
設置されるクリーンゾーン（クラス１以下）から、図１
に示されたパーティクルカウンタ全体構成図におけるシ
ースガス採取口１０８から採取、シースガス搬送ライン
１０９を経由して導入されるものである。このシースガ
スは、フィルターメッシュ４０７を介して、内殻円筒４
０８と外殻円筒４０９との間に形成された空間（ここが
狭義の意味での分級領域Ｌになる）に流入することで、
分級領域Ｌでは効果的に層流となることができる。ここ
で、内殻円筒４０８と外殻円筒４０９はシースガス流に
対して、回転中心軸が平行に、しかも同軸状に配置され
ている。流入するシースガスにほぼ等しい流量が、シー
スガス取出口４０４から排気系１０６により排出され
る。排気系１０６は、ドライメカニカルポンプあるいは
これに高圧動作のターボ分子ポンプを前段設置した構成
をとっている。一方、計測対象のエアロゾルは、キャリ
アガス導入ライン４０１から、エアロゾル噴出スリット
４０５を通って、０. ５ l／ｍｉｎの流量で分級領域Ｌ
に導入される。The operation of the classifying tube 301 having such a structure will be described. In the present embodiment, first, clean air is introduced as a sheath gas from the sheath gas introduction line 402 at a flow rate of 2.5 l / min. This clean air is supplied from the clean zone (class 1 or lower) where the decompression process equipment chamber is installed to
It is collected from the sheath gas sampling port 108 and introduced through the sheath gas transfer line 109 in the overall configuration diagram of the particle counter shown in FIG. This sheath gas is passed through the filter mesh 407 and the inner shell cylinder 4
08 into the space formed between the outer shell cylinder 409 (this is the classification region L in the narrow sense),
A laminar flow can be effectively obtained in the classification region L. Here, the inner shell cylinder 408 and the outer shell cylinder 409 are arranged such that the central axis of rotation is parallel and coaxial with the sheath gas flow. A flow rate approximately equal to that of the inflowing sheath gas is discharged from the sheath gas outlet 404 by the exhaust system 106. The exhaust system 106 has a configuration in which a dry mechanical pump or a high-pressure turbo molecular pump is installed in the preceding stage. On the other hand, the aerosol to be measured passes through the aerosol jet slit 405 from the carrier gas introduction line 401 and the classification area L at a flow rate of 0.5 l / min.
Will be introduced to.
【００３１】分級領域Ｌでは、内殻円筒４０８の外壁に
貼りつけられた正極高電圧電極４１０と、外殻円筒４０
９の内壁に貼りつけられた接地電極４１１により、共通
中心軸に放射状の静電界を印加されている。エアロゾル
噴出スリット４０５から分級領域Ｌに導入された荷電さ
れていない内在パーティクル（荷電装置１０３の荷電効
率は１未満の値である）は、層流状のシースガスの流れ
に乗って、エアロゾル噴出スリット４０５からシースガ
ス取出口４０４の方向（図４の中では左から右）に搬送
され、シースガス取出口４０４から排出される。荷電装
置１０３にて荷電された内在パーティクルは分級領域Ｌ
に形成された静電界により偏向する。特に負に荷電され
た内在パーティクルは、内殻円筒４０８の側に引き寄せ
られ、一部はエアロゾル取込スリット４０６を経て、分
級済エアロゾル取出口４０３から取り出すことができ
る。In the classification region L, the positive electrode high voltage electrode 410 attached to the outer wall of the inner shell cylinder 408 and the outer shell cylinder 40.
A radial electrostatic field is applied to the common central axis by the ground electrode 411 attached to the inner wall of No. 9. The uncharged internal particles (the charging efficiency of the charging device 103 is a value less than 1) introduced from the aerosol jetting slit 405 into the classification region L rides on the laminar flow of sheath gas, and the aerosol jetting slit 405. Is conveyed in the direction from the sheath gas outlet 404 (from left to right in FIG. 4) and is discharged from the sheath gas outlet 404. The intrinsic particles charged by the charging device 103 are classified into the classification region L.
It is deflected by the electrostatic field formed on the. In particular, the negatively charged internal particles are attracted to the inner shell cylinder 408 side, and a part of them can be taken out from the classified aerosol taking-out port 403 through the aerosol taking-in slit 406.
【００３２】分級領域Ｌでの荷電微粒子の軌跡は、原理
的には、荷電微粒子のシースガス中での移動度（粒
径）、シースガスによる横方向搬送速度、静電界強度分
布、幾何学形状（分級長Ｌ、内殻円筒径Ｒ1 、外殻円筒
径Ｒ2 ）などにより決定される。これらのパラメータを
適切に設定することにより、特定の粒径のパーティクル
を分級済エアロゾル取出口４０３から抽出することがで
きる。すなわち分級を行うことが可能となる。通常は、
横方向搬送速度と幾何学形状の設定により、分級後粒径
の中心値を決定しておき、最後に静電界強度（ソフト的
なパラメータとして）を調整することで、ある範囲では
任意の分級後粒径を選ぶことができる。静電界強度を走
査しながら、分級済荷電パーティクルの数（空間数密
度）を微小電流計で計測すれば、計測対象エアロゾルに
内在するパーティクルの粒径分布を算出・評価すること
が可能となる。The trajectory of the charged fine particles in the classification region L is, in principle, the mobility (particle diameter) of the charged fine particles in the sheath gas, the lateral transport speed by the sheath gas, the electrostatic field intensity distribution, and the geometric shape (classification). Length L, inner shell cylinder diameter R 1 , outer shell cylinder diameter R 2 ) and the like. By appropriately setting these parameters, particles having a specific particle diameter can be extracted from the classified aerosol extraction port 403. That is, it becomes possible to perform classification. Normally,
By setting the median value of the particle size after classification by setting the lateral transport speed and geometrical shape, and finally adjusting the electrostatic field strength (as a soft parameter) You can choose the particle size. If the number of classified charged particles (space number density) is measured with a micro ammeter while scanning the electrostatic field intensity, it is possible to calculate and evaluate the particle size distribution of particles existing in the aerosol to be measured.
【００３３】次に、パーティクル分級系１０５における
信号検出部の構成ならびに信号検出動作について、図３
を用いて説明する。本発明のパーティクルカウンタ実施
の形態における、信号検出は、分級済みエアロゾル流に
内在する荷電パーティクル数すなわち空間数密度を、微
小電流計で計測することを基本としている。ここで問題
となるのは、計測対象の荷電パーティクル数密度より、
浮遊イオンの数密度が無視できない場合である。本実施
の形態でもすでに述べたとおり、浮遊イオン吸着除去チ
ャンバ２０１を用いて、これを除去するがこれでも不充
分な場合が多々ある。つまり、静電的な吸着あるいは偏
向により、浮遊イオンを除去ならびに特定粒径の荷電パ
ーティクルとの選別を行ったとしても、パーティクルカ
ウンタのエアロゾル流路全体に気相拡散現象により散逸
する浮遊イオンの影響（微小電流計への流入）が問題に
なるということである。Next, the configuration of the signal detection unit in the particle classification system 105 and the signal detection operation will be described with reference to FIG.
Will be explained. The signal detection in the embodiment of the particle counter of the present invention is based on measuring the number of charged particles, that is, the spatial number density inherent in the classified aerosol flow, with a minute ammeter. The problem here is that from the density of the number of charged particles to be measured,
This is the case where the number density of floating ions cannot be ignored. As already described in the present embodiment, the floating ion adsorption / removal chamber 201 is used to remove it, but this is often insufficient. In other words, even if floating ions are removed and charged particles with a specific particle size are selected by electrostatic adsorption or deflection, the effect of floating ions scattered by the gas phase diffusion phenomenon on the entire aerosol channel of the particle counter It means that (inflow into the minute ammeter) becomes a problem.
【００３４】そこで本実施の形態では、分級管３０１で
の分級動作に印加される静電界強度Ｅに、低周波数（数
〜数十Ｈｚ）の変調をかけることで、検出用微小電流計
に到達する荷電パーティクルをこの変調周波数で遮断す
る。この変調周波数成分のみを狭帯域増幅することで、
定常的に微小電流計に流入する浮遊（拡散）イオンの影
響を除去するものである。Therefore, in the present embodiment, the electrostatic field intensity E applied to the classification operation in the classification tube 301 is modulated at a low frequency (several to several tens of Hz) to reach the detection minute ammeter. The charged particles are blocked at this modulation frequency. By narrow-band amplifying only this modulation frequency component,
It removes the influence of floating (diffusing) ions that constantly flow into the minute ammeter.
【００３５】図３はそのための、パーティクルカウンタ
分級系１０５の信号検出部の構成を表すブロック図であ
る。この信号検出部は、分級済みエアロゾル取り出し口
４０３の下流に設置された検出器３０２と、分級管３０
１の分級動作用静電界を生成する電圧関数発生器３０３
と、検出器３０２により計測された分級済み荷電パーテ
ィクルの数を表す電流信号を電流−電圧変換するプリア
ンプ３０４と、プリアンプ３０４により電流−電圧変換
された信号を上記変調周波数で狭帯域増幅するロックイ
ンアンプ３０５とを備えて成る。FIG. 3 is a block diagram showing the structure of the signal detecting section of the particle counter classifying system 105 for that purpose. This signal detection unit includes a detector 302 installed downstream of the classified aerosol extraction port 403 and a classification tube 30.
Voltage function generator 303 for generating electrostatic field for classification operation of 1
And a pre-amplifier 304 for current-voltage converting a current signal representing the number of classified charged particles measured by the detector 302, and a lock-in for narrow-band amplifying the signal current-voltage converted by the pre-amplifier 304 at the modulation frequency. And an amplifier 305.
【００３６】かかる構成を有する信号検出部において、
分級管３０１の分級動作用静電界は、電圧関数発生器３
０３により矩形波入力される。これは、周波数：数Ｈ
ｚ、デューティー比：１/ ２、最大印加電圧：対象とす
るすべてのパーティクル粒径（５０ｎｍ以下）がすべて
エアロゾル取り込みスリット４０６の上流側で内殻円筒
４０８壁まで偏向・吸着する電圧値、最小印加電圧：対
象とする特定のパーティクル粒径がエアロゾル噴出スリ
ット４０６に到達する電圧値、とするものである。分級
済み荷電パーティクルの数は、分級済みエアロゾル取り
出し口４０３の下流に設置された微小電流計を主体とす
る検出器３０２により電流信号として計測される。この
電流信号はプリアンプ３０４により、電流−電圧変換さ
れた後、ロックインアンプ３０５で、上記変調周波数で
狭帯域増幅される。この際の参照周波数信号は、電圧関
数発生器３０３より分級動作用静電界発生波形と同一の
もを入力するものとする。In the signal detector having the above structure,
The electrostatic field for classification operation of the classification tube 301 is the voltage function generator 3
A rectangular wave is input by 03. This is the frequency: a few H
z, duty ratio: 1/2, maximum applied voltage: all target particle diameters (50 nm or less) are the voltage value at which the particle diameter (50 nm or less) is deflected / adsorbed to the wall of the inner shell cylinder 408 on the upstream side of the aerosol intake slit 406, the minimum applied voltage. Voltage: The voltage value at which a specific particle diameter of interest reaches the aerosol ejection slit 406. The number of classified charged particles is measured as a current signal by a detector 302 mainly provided with a minute ammeter installed downstream of the classified aerosol extraction port 403. This current signal is current-voltage converted by the preamplifier 304, and then narrow-band amplified at the above-mentioned modulation frequency by the lock-in amplifier 305. As the reference frequency signal at this time, the same waveform as the electrostatic field generation waveform for classification operation is input from the voltage function generator 303.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パーティクルカウンタに光散乱を用いず、エアロゾルに
内在するパーティクルに対し荷電を行った後、前記エア
ロゾルを層流状の非荷電性シースガス流に混合させた
後、静電界を印加することで、各々の荷電パーティクル
に、粒径に依存した軌道をとらせ、特定の軌道を描くパ
ーティクル数をカウントする手段をとっている。また、
荷電パーティクルの検出に際し、分級管への印加静電界
強度を低周波変調し、これに同調する荷電パーティクル
の検出電気信号を狭帯域増幅することで、希薄なパーテ
ィクル濃度においても有効に計測する手段をとってい
る。加えて、取り込みエアロゾルが荷電過程を経た後、
このエアロゾルの流路に電圧印加の可能な導体板を配置
し、これに電圧印加を行うことで、エアロゾル中に含ま
れる浮遊イオンを静電的に吸着除去し、荷電パーティク
ルの検出精度を高める手段をとっている。As described above, according to the present invention,
Without using light scattering in the particle counter, after charging the particles contained in the aerosol, after mixing the aerosol with a laminar flow non-chargeable sheath gas flow, by applying an electrostatic field, The charged particles have an orbit that depends on the particle diameter, and the number of particles that draw a specific orbit is counted. Also,
When detecting charged particles, the electrostatic field intensity applied to the classification tube is low-frequency modulated, and the detected electric signal of the charged particles that is synchronized with this is narrow-band amplified, thereby providing a means for effectively measuring even at a low particle concentration. I am taking it. In addition, after the entrained aerosol has undergone the charging process,
A means for enhancing the detection accuracy of charged particles by arranging a voltage-applicable conductor plate in the path of this aerosol and applying a voltage to it to electrostatically adsorb and remove floating ions contained in the aerosol. Is taking.
【００３８】これらの手段により、気相プロセス装置内
のプロセスエアロゾルに内在する、特に５０ｎｍ以下の
パーティクルを迅速・簡便にその場計測した上、粒径分
布を算出することが可能なパーティクルカウンタを構成
することができることとなる。By these means, a particle counter capable of calculating particle size distribution after in-situ measurement of particles having a particle size of 50 nm or less, which are inherent in the process aerosol in the vapor phase process apparatus, is performed quickly and simply. You will be able to do it.
【図１】本発明の実施の形態におけるパーティクルカウ
ンタの全体構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a particle counter according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態におけるパーティクルカウ
ンタの構成要素である、浮遊イオン吸着除去チャンバの
断面構成図。FIG. 2 is a sectional configuration diagram of a floating ion adsorption / removal chamber, which is a component of the particle counter according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態におけるパーティクルカウ
ンタの構成要素である、パーティクル分級系の構成を示
すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a particle classification system, which is a component of the particle counter according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態におけるパーティクルカウ
ンタの構成要素であるパーティクル分級系のうち、分級
管の断面構成図。FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a classification tube in a particle classification system that is a constituent element of the particle counter according to the embodiment of the present invention.
【図５】従来の実施例におけるパーティクルカウンタの
構成を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a particle counter in a conventional example.
１ ０１ 減圧プロセス装置チャンバ １０２ エアロゾル取り込みバルブ １０３ 荷電装置 １０４ 浮遊イオン吸着除去系 １０５ パーティクル分級系 １０６ 排気系 １０７ 排気口 １０８ シースガス採取口 １０９ シースガス搬送ライン ２０１ 浮遊イオン吸着除去チャンバ ２０１ａ 浮遊イオン吸着除去チャンバ本体 ２０２ エアロゾル導入口 ２０３ エアロゾル取り出し口 ２０４ 浮遊イオン吸着筒 ２０５ 吸着筒支持柱 ２０６ 電位印加装置 ３０１ 分級管 ３０２ 検出器 ３０３ 電圧関数発生器 ３０４ プリアンプ ３０５ ロックインアンプ ４０１ キャリアガス導入ライン ４０２ シースガス導入ライン ４０３ 分級済エアロゾル取出口 ４０４ シースガス取出口 ４０５ エアロゾル噴出スリット ４０６ エアロゾル取込スリット ４０７ フィルターメッシュ ４０８ 内殻円筒 ４０９ 外殻円筒 ４１０ 正極高電圧電極 ４１１ 接地電極 ５０１ プローブレーザー ５０２ ビームエキスパンダ ５０３ パーティクル群 ５０４ 受光レンズ（ｆθレンズ） ５０５ 焦点面 ５０６ ディテクタ ５０７ 信号処理器 101 Decompression process equipment chamber 102 aerosol intake valve 103 charging device 104 Floating ion adsorption removal system 105 Particle classification system 106 Exhaust system 107 exhaust port 108 Sheath gas sampling port 109 Sheath gas transfer line 201 Floating ion adsorption removal chamber 201a floating ion adsorption removal chamber main body 202 Aerosol inlet 203 Aerosol outlet 204 Floating ion adsorption cylinder 205 Adsorption column support column 206 potential application device 301 classification tube 302 detector 303 Voltage function generator 304 preamplifier 305 Lock-in amplifier 401 Carrier gas introduction line 402 Sheath gas introduction line 403 Classified aerosol outlet 404 Sheath gas outlet 405 Aerosol ejection slit 406 Aerosol uptake slit 407 filter mesh 408 Inner shell cylinder 409 outer shell cylinder 410 Positive electrode high voltage electrode 411 Ground electrode 501 probe laser 502 beam expander 503 particle group 504 Light receiving lens (fθ lens) 505 focal plane 506 detector 507 Signal processor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 信靖 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山田 由佳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Nobuyasu Suzuki 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Yuka Yamada 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd.
Claims (11)
行うプロセス装置に接続され、前記プロセス装置内のプ
ロセスガスをエアロゾルとして取り込み、内在するパー
ティクルに対し荷電を行った後、前記エアロゾルを層流
状の非荷電性シースガス流に混合させた後、静電界を印
加することで、各々の内在パーティクルに、粒径に依存
した軌道をとらせ、特定の軌道のパーティクルを抽出
し、その数量を計測することで、前記プロセス装置内に
浮遊するパーティクルの粒径分布を算出することを特徴
とするパーティクルカウント方法。1. A process device connected to a physical or chemical reaction in a gas phase, the process gas in the process device is taken in as an aerosol, and the internal particles are charged, and then the aerosol is removed. After mixing with a laminar flow of uncharged sheath gas, by applying an electrostatic field, each intrinsic particle has an orbit that depends on the particle size, and particles with a specific orbit are extracted. The particle counting method is characterized in that the particle size distribution of particles floating in the process device is calculated.
るクリーンゾーンの大気を、非荷電性シースガスとして
取り込む構成を有することを特徴とする請求項１記載の
パーティクルカウント方法。2. The particle counting method according to claim 1, further comprising a configuration in which the atmosphere in a clean zone in which a process device to be measured is installed is taken in as an uncharged sheath gas.
域への印加静電界強度を低周波変調し、これに同調する
荷電パーティクルの検出電気信号を狭帯域増幅すること
を特徴とする、請求項１記載のパーティクルカウント方
法。3. The method according to claim 1, wherein the electrostatic field intensity applied to the classification region is low-frequency modulated when the charged particles are detected, and the detected electric signal of the charged particles which is synchronized with the electrostatic field intensity is narrow-band amplified. Particle counting method.
後、前記エアロゾルの流路に電圧印加の可能な導体板を
配置し、これに電圧印加を行うことで、エアロゾル中に
含まれる浮遊イオンを静電的に吸着除去する構成を有す
ることを特徴とする請求項１記載のパーティクルカウン
ト方法。4. After the entrained aerosol has undergone a charging process, a conductive plate to which a voltage can be applied is placed in the flow path of the aerosol, and a voltage is applied to the conductive plate to electrostatically remove floating ions contained in the aerosol. The particle counting method according to claim 1, wherein the particle counting method has a structure for performing adsorption and removal selectively.
し荷電を行った後、静電界を印加することで、各々のパ
ーティクルに粒径に依存した軌道をとらせ、特定の粒径
を中心としその近傍の粒径をもつ粒子数を計測する、即
ちバンドパスフィルタとして動作することを特徴とする
請求項１記載のパーティクルカウント方法。5. Particles in the aerosol are charged, and then an electrostatic field is applied to cause each particle to have an orbit dependent on the particle size, and a particle centered around a specific particle size 2. The particle counting method according to claim 1, wherein the number of particles having a particle diameter is measured, that is, the particle counting method operates as a bandpass filter.
フィルタ動作を活用して計測し、これを３種以上の特定
粒径を基準に計測することで、全粒径範囲における粒径
分布を予測する機能を有することを特徴とする請求項１
記載のパーティクルカウント方法。6. A particle size distribution in the entire particle size range by measuring the particle space number density of a specific particle size by utilizing a bandpass filter operation, and measuring this with reference to three or more specific particle sizes. 3. The method according to claim 1, which has a function of predicting
The particle counting method described.
に接続されたエアロゾル導入手段と、エアロゾル導入手
段から導入されたエアロゾルとこれに内在するパーティ
クル群とを荷電する荷電手段と、荷電手段で荷電された
荷電パーティクルの計測に障害となる浮遊イオンを吸着
除去する浮遊イオン吸着除去手段と、浮遊イオンを吸着
除去せしめられた荷電パーティクル群に対して分級処理
を行なうパーティクル分級手段と、シースガスを層流状
にして前記パーティクル分級手段に供給するシースガス
搬送ラインとを備え、前記パーティクル分級手段は、前
記エアロゾルを、層流状の非荷電性シースガス流に混合
させた後、静電界を印加することにより、エアロゾルに
内在する各々のパーティクルに、粒径に依存した軌道を
とらせて分級することを特徴とするパーティクルカウン
タ。7. An aerosol introducing means connected to an aerosol supply source provided to a measurement target, a charging means for charging the aerosol introduced from the aerosol introducing means and a particle group contained therein, and a charging means for charging. Floating ion adsorption / removal means for adsorbing and removing floating ions that interfere with the measurement of charged particles, particle classification means for classifying charged particles that have adsorbed and removed floating ions, and sheath gas laminar flow And a sheath gas transfer line for supplying the particle classification means in a state of, the particle classification means, after mixing the aerosol, a laminar non-charged sheath gas flow, by applying an electrostatic field, Classify each particle in the aerosol by taking an orbit depending on the particle size. Particle counter characterized by.
の数量を計測する計測手段を備えたことを特徴とする請
求項７記載のパーティクルカウンタ。8. The particle counter according to claim 7, further comprising measuring means for extracting particles on a specific trajectory and measuring the number thereof.
大気を、非荷電性シースガスとして取り込むシースガス
採取手段を有することを特徴とする請求項７または８記
載のパーティクルカウンタ。9. The particle counter according to claim 7, further comprising a sheath gas sampling means for taking in the atmosphere in the clean zone where the measurement target is installed as an uncharged sheath gas.
ィクルの検出に際し、分級領域への印加静電界強度を低
周波変調し、これに同調する荷電パーティクルの検出電
気信号を狭帯域増幅する増幅手段を有することを特徴と
する請求項７乃至９のいずれかに記載のパーティクルカ
ウンタ。10. The particle classifying means has an amplifying means for low-frequency modulating the electrostatic field intensity applied to the classifying region at the time of detection of the charged particles, and narrow-band amplifying the detected electric signal of the charged particles in synchronism therewith. The particle counter according to any one of claims 7 to 9, wherein:
ゾルの流路に電圧印加の可能な導体部材を有し、これに
電圧印加を行うことで、エアロゾル中に含まれる浮遊イ
オンを静電的に吸着除去する構成を有することを特徴と
する請求項７乃至１０のいずれかに記載のパーティクル
カウンタ。11. The particle classifying means has a conductor member capable of applying a voltage in the flow path of the aerosol, and by applying a voltage to this, electrostatically adsorbing and removing floating ions contained in the aerosol. The particle counter according to any one of claims 7 to 10, having the configuration described below.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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