JP2004257876A

JP2004257876A - 気中パーティクルの可視化方法

Info

Publication number: JP2004257876A
Application number: JP2003049374A
Authority: JP
Inventors: Seiji Iwai; 誠二岩井
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】観察範囲内で気中パーティクルの十分な観察能力が得られ、さらに、使用機器の大きさを最小限にとどめることができて、クリーン装置内部などのスペースの少ない場所でも十分な観察能力が得られるパーティクルの可視化方法を提供する。
【解決手段】気中パーティクルの可視化方法、ミラー式偏向器２によりミラー２ａを所定範囲内で往復振動させ、ミラー２ａに入射されるレーザ光を偏向してパーティクルに照射し、その散乱光をカメラ３で捕らえる気中パーティクルの可視化方法において、前記ミラー２ａの絶対位置をミラー式偏向器２に印加される電圧に相関させ、この電圧を変化させることにより、レーザ光を等速度で走査させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気中パーティクルの可視化方法に係わり、特にレーザ光をパーティクル照射しその散乱光をカメラで捕らえる気中パーティクルの可視化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造産業においては、回路の超微細化に伴ない、クリーンルームやクリーン装置内部などの気中パーティクルの管理が、より重要になっている。従来、パーティクルの管理には、観察範囲にレーザ光を走査させ、散乱光をカメラで捕らえることが行われていた（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の観察方法は、▲１▼図５に示すように、同一面積の観察範囲を設けた場合、レーザ光が扇形に走査されているために、振動ミラーに近い場合（測定範囲の位置の距離ｄ）と遠い場合（距離ｄ＋α）では、レーザ光の滞在時間が異なり、振動ミラーより遠い場合（距離ｄ＋α）での観察の場合、気中パーティクルに十分なレーザ光が照射されず、観察が不完全である。▲２▼図６に示すように、図６（ａ）に示すミラー偏向器のミラー動作が、その振動波として図６（ｂ）に示す正弦波で動作する場合には、扇形走査光の移動端部近傍のレーザ光の滞在時間が長く、観察には十分であるが、扇形の中心線付近は、レーザ光の滞在時間が短いために、観察は不十分である。
【０００４】
このような特許文献１に記載の観察方法の欠点を補うために、特許文献２に記載の観察方法のように、扇形のレーザ光を平行にすることで、上記▲１▼問題点を解決しているが、観察範囲を大きく取る場合には、その観察範囲に見合った大きなレンズが必要となり、また、任意の場所での気中パーティクルの観察を行うには、装置が大掛かりになるため、広範囲の気中パーティクルの観察には不向きである。また、上記▲２▼問題点の解決は、多面鏡を回転させるポリゴンミラーでは可能であるが、振動ミラーの場合には解決されていない。
【０００５】
そこで、観察範囲内で気中パーティクルの十分な観察能力が得られ、さらに、使用機器の大きさを最小限にとどめることができて、クリーン装置内部などのスペースの少ない場所でも十分な観察能力が得られるパーティクルの可視化方法が要望されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３５７６４号公報（明細書段落番号［００２９］、図５）
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−１９１１２号公報（明細書段落番号［００２４］、［００２９］、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、観察範囲内で気中パーティクルの十分な観察能力が得られ、さらに、使用機器の大きさを最小限にとどめることができて、クリーン装置内部などのスペースの少ない場所でも十分な観察能力が得られるパーティクルの可視化方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、ミラー式偏向器によりミラーを所定範囲内で往復振動させ、ミラーに入射されるレーザ光を偏向してパーティクルに照射し、その散乱光をカメラで捕らえる気中パーティクルの可視化方法において、前記ミラーの絶対位置をミラー式偏向器に印加される電圧に相関させ、この電圧を変化させることにより、レーザ光を等速度で走査させることを特徴とする気中パーティクルの可視化方法が提供される。これにより、観察範囲内で気中パーティクルの十分な観察能力が得られ、さらに、使用機器の大きさを最小限にとどめることができて、クリーン装置内部などのスペースの少ない場所でも十分な観察能力が得られるパーティクルの可視化方法が実現される。
【００１０】
好適な一例では、前記印加電圧は、その電圧変化の波形が三角波である。これにより、ミラーを等速振動させ、レーザ走査光の移動速度を観察範囲内で均等とすることにより、気中パーティクルの観察能力を均等にする。
【００１１】
また、他の好適な一例では、前記三角波の電圧変化の幅を任意に設定することにより、ミラーの振幅を任意に変更させ、ミラーと観察範囲の距離を変更しても、観察範囲内のレーザ走査光の滞在時間を一定にする。これにより、観察範囲全般に渡り十分な光量が得られ、十分な観察が行える。
【００１２】
また、他の好適な一例では、前記印加電圧は、電圧波形発生器により発生される三角波信号に基づいて制御される。これにより、ミラーの絶対位置をミラー式偏向器に印加される電圧に相関させ、この電圧を変化させることにより、レーザ光を等速度で走査させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるパーティクルの可視化方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明に係わるパーティクルの可視化方法に用いられるシステム構成図である。
【００１５】
図１に示すようなシステムを用いて行われる本発明に係わるパーティクルの可視化方法は、レーザ発信器１から発信されるレーザ光をミラー式偏向器２により所定範囲内で往復振動（回動）されるミラー２ａにより、パーティクルを可視化する観察域の観察範囲に照射し、パーティクルで散乱する散乱光を高感度カメラ３で捕らえ、カメラコントローラ４、ＶＴＲ５を介してディスプレイ６に表示するものであり、ミラー２ａの往復振動は、ミラー式偏向器２に内蔵されたサーボモータ２ｂに印加される電圧に相関して行われ、さらに、このサーボモータ２ｂに印加される電圧は、電圧波形発生器７から発信される三角波信号に基づき制御される電圧制御手段２ｃを介し、±１５Ｖ直流電源２ｄから電圧が三角波信号に相関して制御されるものである。
【００１６】
このようなミラー２ａの往復振動によるレーザ光の走査において、ミラー偏向器２（サーボモータ２ｂ）に印加される電圧ミラー２ａの絶対位置は予め決められており、電圧波形発生器７からの信号電圧を変化させることで、印加電圧を制御し、ミラー２ａの往復振動速度を制御して、レーザ光の走査速度を制御できるようになっている。
【００１７】
例えば、図２に示すように、図２（ａ）に示しサーボモータが内蔵されたミラー式偏向器２に、図２（ｂ）に示す電圧変化波形が三角波となる電圧を印加することにより、サーボモータを印加電圧に応じた量だけ作動（変位）させて、ミラー２ａを等速振動させ、レーザ走査光の移動速度を観察範囲内で均等とすることにより、気中パーティクルの観察能力を均等にする気中パーティクルの可視化が可能となる。
【００１８】
具体的には、図３（ａ）に示すように、電圧波形発生器７からサーボモータに印加される電圧が０Ｖの場合には、ミラー式偏向器２のミラー２ａの水平に対する角度θは、４５°であり、ミラー２ａに入射角度４５°で入射したレーザ光は直角に屈折されて水平に出射される。次に図３（ｂ）に示すように、電圧波形発生器７から印加される電圧が３Ｖの場合には、ミラー２ａの水平に対する角度θは、６０°（４５°＋１５°）であり、ミラー２ａに入射角度３０°（４５°−１５°）で入射したレーザ光は屈折されて水平に対して３０°の角度を有して出射される。さらに、図３（ｃ）に示すように、電圧波形発生器７から印加される電圧が−３Ｖの場合には、ミラー２ａの水平に対する角度θは、３０°（４５°−１５°）であり、ミラー２ａに入射角度６０°（４５°＋１５°）で入射したレーザ光は屈折されて水平に対して−３０°の角度を有して出射される。
【００１９】
すなわち、電圧波形発生器７を用いることで、ミラー２ａのミラーポジションは、印加電圧が±３Ｖのとき、レーザ走査光が±３０°、印加電圧が±２Ｖのとき、レーザ走査光が±２０°、印加電圧が±１Ｖのとき、レーザ走査光が±１０°となり、電圧の波形に比例したレーザ走査角度となるように、ミラーポジションを変化させることができる。すなわち、ミラーの絶対位置をミラー式偏向器に印加される電圧に相関させ、さらに、この電圧を変化させることにより、ミラーを等速振動させ、レーザ光を等速度で走査させることができる。
【００２０】
このようにレーザ光を等速度で走査させ、レーザ走査光の移動速度を観察範囲内で均等とすることにより、気中パーティクルの観察能力を均等にする気中パーティクルの可視化が可能となり、また、中央部の走査速度が速くなり滞在時間が短いため、観察が不十分になる従来の方法とは異なり、電圧変化が一定速度であるため、走査速度は走査位置にかかわらず一定となり、十分な観察が行える。
【００２１】
また、図４に示すように、図４（ａ）に示すミラー式偏向器２に、図４（ｂ）に示す電圧変化波形が三角波となる電圧をサーボモータに印加する際、電圧変化の幅を任意に設定することで、図４（ａ）に示すミラー２ａと測定範囲の位置の距離ｄを距離ｄ＋αに増加変更しても、ミラー２ａの振幅を任意に変更させ、観察範囲内のレーザ走査光の滞在時間を一定にすることで、観察範囲全般に渡り光量不足になる従来の方法と異なり、観察範囲全般に渡り十分な光量が得られ、十分な観察が行える。また、観察範囲を大きく取る場合、その観察範囲に見合った大きなレンズが必要となり、さらに任意の場所での気中パーティクルの観察を行うのに装置が大掛かりになる従来の方法と異なり、光学的な補正を行わないために、使用機器の大きさを最小限にとどめることができて、クリーン装置内部などのスペースの少ない場所でも十分な観察能力が得られる。
【００２２】
なお、本発明のパーティクルの可視化方法及び撮影は、図１に示すように、観察域を暗室Ｒにして行い、暗室Ｒ内へのレーザ光に照射及びパーティクルによる散乱光の撮影は、暗室Ｒに設けられたスリットＳなどを介して行うのが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係わる気中パーティクルの可視化方法によれば、観察範囲内で気中パーティクルの十分な観察能力が得られ、さらに、使用機器の大きさを最小限にとどめることができて、クリーン装置内部などのスペースの少ない場所でも十分な観察能力が得られるパーティクルの可視化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる気中パーティクルの可視化方法に用いられるパーティクルの可視化システムの概念図。
【図２】（ａ）は本発明に係わる気中パーティクルの可視化方法におけるレーザ光の走査状態を示す概念図、（ｂ）は印加電圧波形図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係わる気中パーティクルの可視化方法のミラーの振動状態を示す概念図。
【図４】（ａ）は本発明に係わる気中パーティクルの可視化方法におけるレーザ光の走査状態を示す概念図、（ｂ）は印加電圧波形図。
【図５】従来方法の気中パーティクルの可視化方法におけるレーザ光の走査状態を示す概念図。
【図６】（ａ）は従来方法の気中パーティクルの可視化方法におけるレーザ光の走査状態を示す概念図、（ｂ）は印加電圧波形図。
【符号の説明】
１レーザ発信器
２ミラー式偏向器
２ａミラー
３高感度カメラ
４カメラコントローラ
５ＶＴＲ
６ディスプレイ
７電圧波形発生器
Ｒ暗室
Ｓスリット

Claims

ミラー式偏向器によりミラーを所定範囲内で往復振動させ、ミラーに入射されるレーザ光を偏向してパーティクルに照射し、その散乱光をカメラで捕らえる気中パーティクルの可視化方法において、前記ミラーの絶対位置をミラー式偏向器に印加される電圧に相関させ、この電圧を変化させることにより、レーザ光を等速度で走査させることを特徴とする気中パーティクルの可視化方法。
前記印加電圧は、その電圧変化の波形が三角波であることを特徴とする請求項１に記載の気中パーティクルの可視化方法。
前記三角波の電圧変化の幅を任意に設定することにより、ミラーの振幅を任意に変更させ、ミラーと観察範囲の距離を変更しても、観察範囲内のレーザ走査光の滞在時間を一定にすることを特徴とする請求項２に記載の気中パーティクルの可視化方法。
前記印加電圧は、電圧波形発生器により発生される三角波信号に基づいて制御されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の気中パーティクルの可視化方法。